Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Archive Of Ukrainian Ophthalmology Том 8, №1, 2020

Back to issue

Study of factors affecting the metabolism of fatty acids in patients with proliferative diabetic retinopathy with varying duration of diabetes mellitus

Authors: Ганюк В.М.(1), Петренко О.В.(2), Натрус Л.В.(3)
(1) — Львівська обласна клінічна лікарня, м. Львів, Україна
(2) — Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, м. Київ, Україна
(3) — Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна

Categories: Ophthalmology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Прогресування цукрового діабету 2-го типу (ЦД-2) здебільшого супроводжується розвитком проліферативної діабетичної ретинопатії (ПДР), що є серйозною причиною втрати зору й інвалідності. За умов ЦД-2 зміна складу жирних кислот (ЖК) мембран клітин: адипоцитів, гепатоцитів, клітин скелетних м’язів, еритроцитів — суттєво змінює їх функції — текучість мембрани, проникність іонів, зв’язування та спорідненість рецепторів інсуліну. Мета: вивчення впливу харчових звичок (приготування їжі та вживання олій) на жирнокислотний склад еритроцитарних мембран пацієнтів із ПДР і різною тривалістю ЦД-2 порівняно з рівнем регуляторного шаперону Liver-type Fatty Acid Binding Protein (L-FABP) у сироватці крові. Матеріали та методи. До обстеження було залучено 106 пацієнтів офтальмологічної клініки зі встановленим діагнозом ПДР, яких розподілили на дві групи за тривалістю ЦД-2. У пацієнтів 1-ї групі (n = 46) середній вік (Мe; Q1-Q3) становив 62 (57–66) роки, тривалість ЦД-2 визначалась до 20 років. У пацієнтів 2-ї групи (n = 60) із середнім віком 65 (60–68) років діабет тривав понад 20 років. До групи порівняння (контрольна група (КГ), n = 46) увійшли здорові добровольці. Дослідження ЖК проводили методом газово-рідинної хроматографії в еритроцитарних мембранах, шляхом узяття венозної крові пацієнта та виділення еритроцитів. Вивчення харчових звичок проводили за оцінкою результатів анкетування. Вміст L-FABP визначали в сироватці крові методом ELISA Human L-FABP (Hycult Biotech), розраховували медіану та квартилі (Мe; Q1-Q3). Порівнювали дані за критерієм Краскела — Уолліса у статистичній програмі SPSS 23. Результати. Вивчення спектра основних ЖК у мембранах еритроцитів пацієнтів із ПДР показало підвищення в 1,6 раза (Р < 0,05) вмісту насиченої пальмітинової (С16:0) ЖК, зниження в 1,6 раза (Р < 0,05) вмісту ненасиченої лінолевої (С18:2) і арахідонової (С20:4) ЖК відносно показників групи здорових осіб. Вказані зміни не корелювали з тривалістю ЦД-2. Вміст насиченої стеаринової (С18:0), ненасиченої олеїнової (С18:1) ЖК практично не відрізнявся порівняно з показниками здорових осіб і не змінювався у пацієнтів залежно від тривалості захворювання. Вживання в їжу олій та жирів — прямих джерел зазначених ЖК у пацієнтів відрізняється порівняно з особами контрольної групи. Підвищене в 2 рази вживання соняшникової олії, багатої на лінолеву ЖК, пацієнтами з ПДР супроводжувалося парадоксальним зниженням рівня лінолевої ЖК у складі мембран їх еритроцитів. Підвищене в 2 рази вживання джерела олеїнової ЖК — оливкової олії у пацієнтів КГ та маргарину у пацієнтів 2-ї групи не призводить до зміни вмісту вказаної ЖК у мембранах клітин. Концентрація L-FABP у сироватці крові пацієнтів із ПДР була вище, ніж у групі здорових осіб, і чітко корелювала з тривалістю захворювання на ЦД-2. У пацієнтів з тривалістю ЦД-2 понад 20 років експресія протеїну була практично в 2 рази (Р < 0,05) вищою, ніж у групі здорових осіб. Висновки. Вказані особливості необхідно брати до уваги під час розробки ефективних схем корекції ліпідного метаболізму у хворих на ПДР, а також мати на увазі вплив гіперглікемії на властивості клітинних мембран, що визначаються значною мірою спектром жирних кислот. Стан мембрани клітини визначає міжклітинну взаємодію/кооперацію для внутрішньоклітинних сигналів, а стан мембрани еритроцитів є важливою умовою функціональної спроможності клітин і стану тканинного дихання.

Актуальность. Прогрессирование сахарного диабета 2-го типа (СД-2) в большинстве случаев сопровождается развитием пролиферативной диабетической ретинопатии (ПДР), которая является серьезной причиной потери зрения и инвалидности. В условиях СД-2 изменение состава жирных кислот (ЖК) мембран клеток (адипоцитов, гепатоцитов, клеток скелетных мышц, эритроцитов) существенно меняет их функции (текучесть мембраны, проницаемость ионов, связывание и сродство рецепторов инсулина). Цель: изучение влияния пищевых привычек (приготовления пищи и употребления масел) на жирно-кислотный состав эритроцитарных мембран пациентов с ПДР и разной продолжительностью СД-2 в сопоставлении с уровнем регуляторного шаперона Liver-type Fatty Acid Binding Protein (L-FABP) в сыворотке крови. Материалы и методы. В обследование были включены 106 пациентов офтальмологической клиники с установленным диагнозом ПДР, которые были распределены на две группы по продолжительности СД-2. У пациентов 1-й группы (n = 46) средний возраст (Мe; Q1-Q3) составлял 62 (57–66) года, продолжительность СД-2 — до 20 лет. У пациентов 2-й группы (n = 60) со средним возрастом 65 (60–68) лет диабет длился более 20 лет. Группу сравнения (контрольная группа (КГ), n = 46) составили здоровые добровольцы. Исследование ЖК осуществляли методом газово-жидкостной хроматографии в эритроцитарных мембранах, путем взятия венозной крови пациента и выделения эритроцитов. Изучение пищевых привычек проводили по оценке результатов анкетирования. Содержание L-FABP определяли в сыворотке крови методом ELISA Human L-FABP (Hycult Biotech), рассчитывали медиану и квартили (Мe; Q1-Q3). Сравнивали данные по критерию Краскела — Уоллиса в статистической программе SPSS 23. Результаты. Изучение спектра основных ЖК в мембранах эритроцитов пациентов с ПДР показало повышение в 1,6 раза (Р < 0,05) содержания насыщенной пальмитиновой (С16:0) ЖК, снижение в 1,6 раза (Р < 0,05) содержания ненасыщенной линолевой (С18:2) и арахидоновой (С20:4) ЖК относительно показателей группы здоровых лиц. Указанные изменения не коррелировали с продолжительностью СД-2. Содержание насыщенной стеариновой (С18:0), ненасыщенной олеиновой (С18:1) ЖК практически не отличалось от показателей здоровых лиц и не менялось у пациентов в зависимости от длительности заболевания. Употребление в пищу масел и жиров — прямых источников указанных ЖК у пациентов отличается по сравнению с лицами КГ. Повышенное в 2 раза употребление подсолнечного масла, богатого линолевой ЖК, пациентами с ПДР сопровождалось парадоксальным снижением уровня линолевой ЖК в составе мембран их эритроцитов. Повышенное в 2 раза употребления источников олеиновой ЖК — оливкового масла пациентами КГ и маргарина пациентами 2-й группы не приводило к изменению содержания указанной ЖК в мембранах клеток. Концентрация L-FABP в сыворотке крови пациентов с ПДР была выше, чем в группе здоровых лиц, и четко коррелировала с длительностью заболевания СД-2. У пациентов с длительностью СД-2 более 20 лет экспрессия протеина была практически в 2 раза (Р < 0,05) выше, чем в группе здоровых лиц. Выводы. Указанные особенности необходимо учитывать при разработке эффективных схем коррекции липидного метаболизма у больных ПДР, а также иметь в виду влияние гипергликемии на свойства клеточных мембран, определяющиеся в значительной степени спектром ЖК, поскольку состояние мембраны клетки обеспечивает межклеточное взаимодействие/кооперацию для внутриклеточных сигналов, а состояние мембраны эритроцитов является важным условием функциональной способности клеток и состояния тканевого дыхания.

Background. The progression of type 2 diabetes mellitus (T2D) in most cases is accompanied by the development of proliferative diabetic retinopathy (PDR), which is a serious cause of vision loss and disability. In T2D, there is a change in the composition of fatty acids (FA) of cell membranes: adipocytes, hepatocytes, ske­letal muscle cells, and erythrocytes that significantly change their functions — membrane fluidity, ion permeability, binding and affinity of insulin receptors. The purpose is to study the effect of food cooking and oil consumption habits on the fatty acid composition of the erythrocyte membranes of patients with PDR and different duration of T2D, in comparison with the level of regulatory serum liver fatty acid binding protein (L-FABP) chaperone. Materials and methods. The examination included 106 patients of an ophthalmological clinic with an established diagnosis of PDR, who were divided into 2 groups according to the duration of T2D. In patients of group 1 (n = 46), the average age (Me; Q1-Q3) was 62 (57–66) years, the duration of T2D was up to 20 years. In patients of group 2 (n = 60) with an average age of 65 (60–68) years, diabetes lasted more than 20 years. The comparison group (controls, n = 46) consisted of healthy volunteers. The study of FA was carried out using gas-liquid chromatography in erythrocyte membranes by taking venous blood of a patient with isolation of red blood cells. The study of food habits was carried out by evaluating the results of the questionnaire. The content of L-FABP in the blood serum was determined by enzyme-linked immunosorbent essay using Human L-FABP Hycult Biotech kit, the median and quartiles were calculated (Me; Q1-Q3). The data were compared according to the Kruskal-Wallis test in the statistical program SPSS 23. Results. The study of the main FA spectrum in the erythrocyte membranes of patients with PDR showed a 1.6-fold increase (P < 0.05) in the content of saturated palmitic FA (C16:0), a 1.6-fold decrease (P < 0.05) in the content of unsaturated linoleic (C18:2) and arachidonic (C20:4) FA relative to groups of healthy individuals. These changes did not correlate with the duration of T2DM. The content of saturated stearic (C14:0), unsaturated oleic (C18:1) FA practically did not differ in comparison with healthy individuals and did not change in patients with increasing duration of the disease. The consumption of oils and fats — direct sources of these FAs in patients is different compared to those of the control group. A 2-fold increase in the use of sunflower oil rich in linoleic FA by patients with PDR was accompanied by a paradoxical decrease in linoleic FA in the composition of their erythrocyte membranes. A 2-fold increase in the use of the source of oleic FA — olive oil in patients of the control group and margarine in patients of group 2 did not lead to a change in the content of this FA in the cell membranes. The concentration of L-FABP in the blood serum of patients with PDR was higher than in the group of healthy individuals and clearly correlated with the duration of diabetes. In patients with T2DM duration of more than 20 years, protein expression was almost 2 times (P < 0.05) higher than in the group of healthy individuals. Conclusions. These features must be taken into account both for the development of effective schemes for the correction of lipid metabolism in patients with PDR, and evaluating the effect of hyperglycemia on the properties of cell membranes, which are largely determined by the spectrum of FAs. Since the state of the cell membrane provides intercellular interaction/cooperation for intracellular signals, and the state of the erythrocyte membrane is an important condition for the functional ability of cells and the state of tissue respiration.


Keywords

пальмітинова кислота; лінолева кислота; соняшникова олія; оливкова олія; харчування

пальмитиновая кислота; линолевая кислота; подсолнечное масло; оливковое масло; питание

palmitic acid; linoleic acid; sunflower oil; olive oil; nutrition


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. International diabetes federation annual report 2015. https://www.oedg.at/pdf/1606_IDF_ Atlas_2015_UK.pdf

2. Балашевич Л.И., Измайлов А.С. Диабетическая офтальмопатия. СПб.: Человек, 2012. 396 с.

3. Hammer S.S., Busik J.V. The Role of Dyslipidemia in Diabetic Retinopathy. Vision Res. 2017. Vol. 139. P. 228-236.

4. Boden G., Chen X. and Iqbal N. Acute lowering of plasma fatty acids lowers basal insulin secretion in diabetic and nondiabetic subjects. Diabetes. 1998. Vol. 47(10). P. 1609-1612.

5. Natrus L.V., Gayova L.V., Byhovets M.Yu., Osadchuk Yu.S., Konovalov S.E. The value of regulatory effects on lipid metabolism in during complicated diabetes mellitus. Fiziologichnyi Zhurnal. 2020. Vol. 66(1). P. 25-34.

6. Patel P.S., Sharp S.J., Jansen E., et al. Fatty acids measured in plasma and erythrocyte-membrane phospholipids and derived by food-frequency questionnaire and the risk of new-onset type 2 diabetes: a pilot study in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Norfolk cohort. The American Journal of Clinical Nutrition. 2013. Vol. 98(1). P. 255-258.

7. Hodson L., Skeaff C.M., Fielding B.A. Fatty acid composition of adipose tissue and blood in humans and its use as a biomarker of dietary intake. Prog. Lipid Res. 2008. Vol. 47(5). P. 348-380.

8. Bykhovets M. Information value of biochemical markers for evaluation of lipid dysmetabolism secondary to hyperglycaemia in patients with diabetic retinopathy and type 2 diabetes mellitus. East European Scientific Journal (Warsaw, Poland). 2019. Vol. 9(49)/1. P. 19-25.

9. Petrenko O.V., Natrus L.V., Tavartkiladze К. Features of blood cells’ fatty acids content in patients with diabetic retinopathy. Arkhiv Oftal'mologii Ukrainy. 2017. 5. Vol. 3(19). P. 54-60 [in Ukraine].

10. Sun Q., Ma J., Campos H., Hankinson S.E., Hu F.B. Comparison between plasma and erythrocyte fatty acid content as biomarkers of fatty acid intake in US women. Am. J. Clin. Nutr. 2007. Vol. 86(1). P. 74-81.

11. Fuhrman B.J., Barba M., Krogh V., et al. Erythrocyte membrane phospholipid composition as a biomarker of dietary fat. Ann. Nutr. Metab. 2006. Vol. 50(2). P. 95-102.

12. Mahendran Y., Ågren J., Uusitupa M. et al. Association of erythrocyte membrane fatty acids with changes in glycemia and risk of type 2 diabetes. The American Journal of Clinical Nutrition. 2014. Vol. 99(1). P. 79-85.

13. Hodge A.M., English D.R., O'Dea K. et al. Plasma phospholipid and dietary fatty acids as predictors of type 2 diabetes: interpreting the role of linoleic acid. The American Journal of Clinical Nutrition. 2007. Vol. 86(1). P. 189-197.

14. Matthäus C., Lahmann I., Kunz S. et al. EHD2-mediated restriction of caveolar dynamics regulates cellular lipid uptake, 2020 bioRxiv. 511709. doi: https://doi.org/10.1101/511709.

15. Choromańska B., Myśliwiec P., Dadan J., Hady H.R., Chabowski A. The clinical significance of fatty acid binding proteins. Postepy Hig. Med. Dosw. (Online). 2011. Vol. 24(65). Р. 759-63.

16. Atshaves B.P., Martin G.G., Hostetler H.A. et al. Liver Fatty Acid Binding Protein and Obesity. J. Nutr. Biochem. 2010. Vol. 21(11). Р. 1015-1032.

17. Koehrer P. Erythrocyte Phospholipid and Polyunsaturated Fatty Acid Composition in Diabetic Retinopathy. 2014 journal.pone 0106912.

18. Межгосударственный стандарт. Масла растительные и маргариновая продукция. Метод обнаружения фальсификации. Vegetable oils and margarine. Detection of falsification. http://docs.cntd.ru/document/gost-30623-98.

19. Harris W.S., Luo J., Pottala J.V. et al. Red Blood Cell Fatty Acids and Incident Diabetes Mellitus in the Women's Health Initiative Memory Study. PLoS One. 2016. Vol. 11(2).

20. Bukowiecka-Matusiak M., Burzynska-Pedziwiatr I., Sansone A. et al. Lipid profile changes in erythrocyte membranes of women with diagnosed GDM. PLoS One. 2018. Vol. 13(9).

21. Castro-Correia C., Sousa S., Norberto S. et al. The Fatty Acid Profile in Patients with Newly Diagnosed Diabetes: Why it Could be Unsuspected. Int. J. Pediatr. 2017. Vol. 2017. P. 6424186. doi: 10.1155/2017/6424186.

22. Kurotani K., Sato M., Ejima Y. et al. High levels of stearic acid, palmitoleic acid, and dihomo-γ-linolenic acid and low levels of linoleic acid in serum cholesterol ester are associated with high insulin resistance. Nutr. Res. 2012. Vol. 32(9). P. 669-675.

23. Reynoso R., Salgado L.M., Calderón V. High levels of palmitic acid lead to insulin resistance due to changes in the level of phosphorylation of the insulin receptor and insulin receptor substrate-1. Mol. Cell. Biochem. 2003. Vol. 246(1–2). P. 155-162.

24. Wang L., Folsom A.R., Zheng Z.J. Plasma fatty acid composition and incidence of diabetes in middle-aged adults: the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study. Am. J. Clin. Nutr. 2003. Vol. 78(1). P. 91-98.

25. Bei F., Jia J., Jia Y.Q. et al. Long-term effect of early postnatal overnutrition on insulin resistance and serum fatty acid profiles in male rats. Lipids Health Dis. 2015. Vol. 26(14). P. 96.

Similar articles

Influence of L-FABP expression and fatty-acid composition of food on the lipid metabolism in patients with different degree  of diabetic retinopathy and diabetes mellitus type 2
Authors: Риков С.О.(1), Биховець М.Ю.(1), Натрус Л.В.(2)
(1) — Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, м. Київ, Україна
(2) — Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна

Archive Of Ukrainian Ophthalmology Том 7, №3, 2019
Date: 2019.10.09
Categories: Ophthalmology
Sections: Clinical researches
Визначення ефективності та безпечності  довготривалого застосування внутрішньовенно  препарату жирової емульсії деривату маслинової олії в пацієнтів педіатричного профілю
Authors: Olivier Goulet, Sophie de Potter, Helena Antebi, Fathi Driss, Virginie Colomb, Gilbert Bereziat, Louis-Gerald Alcindor, Odile Corriol, Alexia Le Brun, Guy Dutot, Dominique Forget, Veronique Perennec and Claude Ricour Hopital des Enfants Malades, Paris; Faculte de Medecine Paris Ouest; Hopital Saint Antoine, Paris; and Clintec Baxter, Maurepas, France
"Child`s Health" 7 (34) 2011
Date: 2013.01.03
Categories: Pediatrics/Neonatology
Gastrointestinal symptoms in children with acute neuroinfections
Authors: Марков А.І., Крамарьов С.О.
Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, м. Київ, Україна

"Child`s Health" Том 13, №1, 2018
Date: 2018.04.12
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
The influence of platelet derived growth factor on the development of surgical treatment relapses in diabetic maculopathy in diabetes mellitus type 2
Authors: Панченко Ю.О.(1, 2, 4), Могілевський С.Ю.(1), Зябліцев С.В.(3)
(1) — Київська міська клінічна офтальмологічна лікарня «Центр мікрохірургії ока», м. Київ, Україна
(2) — Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика МОЗ України, м. Київ, Україна
(3) — Національний медичний університет імені О.О. Богомольця МОЗ України, м. Київ, Україна
(4) — Медичний центр «Лазер Плюс», м. Львів, Україна

Archive Of Ukrainian Ophthalmology Том 7, №3, 2019
Date: 2019.10.09
Categories: Ophthalmology
Sections: Clinical researches

Back to issue