УДК 616.379-008.64-03
DOI 10.64831/2619-0001.2022.1.173943
Х.Х. Шарафетдинов, д.м.н., О.А. Плотникова, к.м.н., В.В. Пилипенко, к.м.н., Р.И. Алексеева, к.м.н., В.А. Алексеев, Ю.В. Фролова, к.т.н.
ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи», г. Москва, Россия
РЕЗЮМЕ. В исследование было включено 30 больных сахарным диабетом (СД) 2-го типа, проходящих стандартную сахароснижающую терапию. В течение двух недель пациенты из основной группы получали гипокалорийную диету с включением специализированного пищевого продукта (СПП) с модифицированным углеводным профилем, из группы сравнения — гипокалорийный рацион без СПП. Активность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) оценивалась по уровню малонового диальдегида (МДА) и гидроперекисей липидов в сыворотке с определением ее антиоксидантной активности. Во время комплексной терапии (КТ) отмечено достоверное снижение содержания МДА в сыворотке крови в среднем на 25,3% от исходного уровня. КТ с включением в гипокалорийную диету СПП с модифицированным углеводным профилем способствует улучшению показателей ПОЛ у больных СД 2-го типа.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ГИПОКАЛОРИЙНАЯ ДИЕТА, МАЛОНОВЫЙ ДИАЛЬДЕГИД, ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ, САХАРНЫЙ ДИАБЕТ 2-ГО ТИПА, СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Шарафетдинов Х.Х., Плотникова О.А., Пилипенко В.В. и соавт. Изменение показателей перекисного окисления липидов на фоне комплексного лечения сахарного диабета 2-го типа. Медицинский оппонент. 2022; 1 (17): 39—43.
Kh.Kh. Sharafetdinov, O.A. Plotnikova, V.V. Pilipenko, R.I. Alekseeva, V.A. Alekseev, Yu.V. Frolova
Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow, Russia
SUMMARY. The study included 30 patients with type 2 diabetes (DM) receiving standard hypoglycemic therapy. For 2 weeks, the patients of the main group received a hypocaloric diet with the inclusion of a specialized food product (SFP) with a modified carbohydrate profile, the patients of the comparison group received a hypocaloric diet without the inclusion of SFP. The activity of lipid peroxidation (LP) processes was assessed by the level of malondialdehyde (MDA) and lipid hydroperoxides in serum with determination of its antioxidant activity. In the course of complex therapy, there was a significant decrease in the content of MDA in the blood serum by an average of 25,3% from the baseline level. Complex therapy of patients with inclusion in a hypocaloric diet of SFP with a modified carbohydrate profile contributes to the improvement of LP indicators in patients with type 2 diabetes.
KEYWORDS: HYPOCALORIC DIET, MALONDIALDEHYDE, LIPID PEROXIDATION, TYPE 2 DIABETES MELLITUS, SPECIALIZED FOOD PRODUCT
FOR CITATION: Sharafetdinov Kh.Kh., Plotnikova O.A., Pilipenko V.V. et al. Change of lipid peroxidation indicators on the background of complex treatment of type 2 diabetes mellitus. Meditsinskiy opponent = Medical Opponent. 2022; 1 (17): 39—43.
Сахарный диабет является важнейшей медико-социальной проблемой, что связано с высокой распространенностью заболевания, хроническим течением, высоким риском системных сосудистых осложнений, приводящих к ранней инвалидизации и смертности больных СД.
Результаты первого национального эпидемиологического кросс-секционного исследования NATION, проведенного в 8 федеральных округах РФ, охватившего 26 620 человек, показали, что распространенность сахарного СД 2-го типа среди взрослого населения России составляет 5,4% (около 6 млн человек в данной возрастной группе). При этом более половины лиц, страдающих сахарным диабетом (54%), не знали о наличии у них заболевания [1]. РФ занимает седьмое место среди десяти стран с наибольшим количеством пациентов с СД.
Основными причинами фатальных событий у больных сахарным диабетом являются его поздние осложнения. Это нефропатия, ретинопатия, поражение магистральных сосудов сердца, головного мозга, периферических сосудов нижних конечностей [2].
Установлено, что ключевую роль в развитии макро- и микрососудистых осложнений, связанных с сахарным диабетом 2-го типа, играет оксидативный стресс [3–6]. Свободнорадикальное окисление липидов является неотъемлемой частью таких жизненно важных процессов, как перенос электрона флавиновыми элементами, обновление состава липидов биомембран, окислительное фосфорилирование в митохондриях, митогенез, проведение нервного импульса и др. Как известно, радикалы гидроксила оказывают повреждающее, мутагенное или летальное воздействие на живые клетки. Это происходит из-за их исключительно высокой реакционной способности. В биологических мембранах радикалы гидроксила инициируют реакции перекисного окисления липидов, продуктами которых являются гидроперекиси липидов (ГПЛ) и малоновые диальдегиды. Избыточное образование продуктов ПОЛ оказывает повреждающее действие на уровне клеток. Их цитотоксичность связана с накоплением перекисей липидов в липопротеинах высокой плотности.
В последнее десятилетие пристальное внимание уделяется разработке персонализированных подходов к лечению СД 2 типа, в том числе путем использования в комплексной терапии специализированных пищевых продуктов (СПП) с оптимизированным химическим составом [7]. Создание СПП с модифицированным углеводным профилем, эффективность которых подтверждена результатами экспериментальных и клинических исследований, является важным направлением диетологии и нутрициологии. Разработана рецептура СПП с модифицированным углеводным профилем, содержащим в своем составе пищевые ингредиенты, обладающие антиоксидантным действием [8].
Целью исследования было изучение показателей ПОЛ у пациентов с СД 2 типа в процессе комплексной терапии.
Исследование выполнено на базе отделения болезней обмена веществ и диетотерапии ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи. В нем участвовали 30 пациентов с сахарным диабетом 2-го типа, находящихся на пероральной сахароснижающей терапии и отобранных в соответствии с критериями включения и исключения. Исследование было выполнено согласно стандартам надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципам Хельсинкской декларации. Протокол одобрен Комитетом по этике ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи». От всех участников было получено письменное информированное согласие.
Критерии включения: СД 2-го типа; возраст — от 35 до 69 лет; метаболическая субкомпенсация СД; отсутствие острых заболеваний желудочно-кишечного тракта и других острых состояний.
Критерии исключения: СД 1-го типа; возраст — менее 35 лет и старше 69 лет; метаболическая декомпенсация СД; инсулинопотребность; острые хронические заболевания желудочно-кишечного тракта (или обострения) и другие острые болезни.
Включенные в исследование пациенты были разделены на две однотипные по возрасту и длительности заболевания группы (по 15 человек в каждой): основную и группу сравнения. У всех больных выявлено ожирение: I степени — у 18,5% человек, II степени — у 25,9%, III степени — у 55,6%.
Разработана рецептура СПП с модифицированным углеводным профилем, содержащим в своем составе пищевые ингредиенты, обладающие антиоксидантным действием.
Клиническая характеристика включенных в исследование пациентов, страдающих СД 2-го типа, представлена в табл. 1.
92,5% больных получали комбинированную пероральную сахароснижающую терапию метформином, ингибиторами дипептидилпептидазы-4, ингибиторами натрий-глюкозных котранспортеров 2-го типа. Из них 54% находились на терапии метформином.
В течение 14 дней все пациенты соблюдали стандартную гипокалорийную диету (1 550 ккал/сут). Больные из основной группы получали СПП в виде напитка (30 г сухой смеси на 150 мл воды) на второй завтрак вместо углеводсодержащего блюда. В состав СПП с модифицированным углеводным профилем включены мальтит, мононенасыщенные жирные кислоты, концентрат белка молочной сыворотки, молочный белок (казеин), среднецепочечные триглицериды, цитрат калия, комплекс полифенолов, лактат магния, карбонат кальция, инулин, пектин, ароматизатор натуральный «клубника», ароматизатор натуральный «ваниль», премикс витаминный (С, В1, В2, В6, В12, РР, фолиевая кислота, пантотеновая кислота, А, D3, Е, К1, биотин), премикс минеральный (железо, цинк, медь, марганец, хром, селен, йод, молибден), концентрат свекольного сока (краситель), подсластитель «Стевилия Е» (эритритол (Е968), экстракт стевии (Е960)).
Таблица 1. Клиническая характеристика пациентов, страдающих сахарным диабетом 2-го типа (M ± m)
Table 1. Clinical characteristics of patients with type 2 diabetes (M ± m)
| Показатель Indicator | Основная группа Main group | Группа сравнения Comparison group |
|---|---|---|
| Возраст, годы Age, years | 60,3 ± 1,86 | 61,1 ± 3,50 |
| Длительность заболевания, годы Duration of the disease, years | 8,0 ± 0,89 | 7,85 ± 0,76 |
| Масса тела, кг Body weight, kg | 113,04 ± 5,96 | 114,09 ± 6,53 |
| Индекс массы тела, кг/м² Body mass index, kg/m² | 42,10 ± 2,02 | 42,45 ± 1,95 |
| Базальная гликемия, ммоль/л Basal glycemia, mmol/l | 7,37 ± 0,52 | 7,01 ± 0,54 |
| HbA1c, % HbA1c, % | 6,13 ± 0,17 | 6,1 ± 0,19 |
Определение содержания ГПЛ в сыворотке крови проводили по методике [9]: к 100 мкл сыворотки приливали 900 мкл реактива FOX (0,25 mM FeSO4, 25 mM H2SO4, 0,1 mM ксиленолового оранжевого) и инкубировали при комнатной температуре в течение 30 минут при постоянном встряхивании. Далее реакционную смесь центрифугировали при 15 000 g в течение 10 минут и определяли содержание гидроперекисей липидов в супернатанте спектрофотометрическим методом при длине волны 560 нм, используя калибровочную кривую Н2О2.
В основе методики определения содержания МДА в сыворотке крови лежит реакция между МДА и тиобарбитуровой кислотой (ТБК) с образованием триметинового комплекса [10]. В центрифужную пробирку, содержащую 0,2 мл сыворотки крови, добавляли 3,0 мл 2,0% ортофосфорной кислоты и 1,0 мл 0,8% раствора ТБК с последующим инкубированием на водяной бане при температуре 100 °С в течение 45 минут. Далее пробы охлаждали, вносили по 3,0 мл н-бутанола. Содержимое каждой пробирки тщательно встряхивали до образования белой суспензии с последующим центрифугированием в течение 25 минут при 4 000 об/мин. Определение оптической плотности проводили в окрашенных супернатантах при длине волны 535 нм (с коррекцией при длине волны 580 нм). В расчетах использовали коэффициент молярной экстинкции МДА: ε = 1,56 × 10⁻⁵ М⁻¹ см⁻¹.
Антиоксидантную активность (АОА) оценивали по способности системы Fe³⁺-TPTZ восстанавливаться до формы Fe²⁺-TPTZ, используя тест-систему FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power) [11]. Исследуемый материал в количестве 62 мкл вносили в реакционную среду общим объемом 1,86 мл, содержащую 0,83 мМ 2,4,6-трипиридил-s-триазина (TPTZ) и 1,67 мМ FeCl3·6H2O в 0,25 М ацетатном буфере pH 3,6, с последующим измерением оптической плотности при длине волны 593 нм в течение 4 минут.
Результаты исследования статистически обработаны с использованием программы SPSS 22.0 для Windows. Все данные представлены в виде средних величин и их стандартной ошибки (M ± m). Достоверность межгрупповых различий оценивали по критерию Стьюдента и U-критерию Манна — Уитни, а также на основе дисперсионного анализа.
Динамика показателей ПОЛ у больных СД 2-го типа на фоне лечения представлена в табл. 2.
Таблица 2. Динамика показателей ПОЛ у больных сахарным диабетом 2-го типа на фоне лечения (M ± m)
Table 2. Dynamics of LP indicators in patients with type 2 diabetes during treatment (M ± m)
| Показатель Indicator | Основная группа Main group | Группа сравнения Comparison group | ||
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 1 | 2 | |
| ГПЛ, мкмоль/мл Lipid hydroperoxides, μmol/ml | 0,080 ± 0,045 | 0,082 ± 0,04 | 0,100 ± 0,02 | 0,095 ± 0,023 |
| МДА, мкмоль/л МДА, μmol/ml | 2,734 ± 0,276 | 2,042 ± 0,231* | 2,615 ± 0,593 | 2,755 ± 0,796 |
| АОА, μМ Antioxidant activity, μМ | 1123,0 ± 195,5 | 1146,8 ± 203,1 | 1294,1 ± 262,9 | 1350,9 ± 324,7 |
Примечание: 1 — до лечения, 2 — после курса лечения. * p < 0,05 (изменение показателя по сравнению с исходным уровнем).
Note: 1 — before treatment, 2 — after the course of treatment. * p < 0,05 (change in the indicator compared to the baseline level).
Из табл. 2 следует, что в основной группе на фоне лечения отмечено достоверное снижение содержания МДА в сыворотке крови в среднем на 25,3% от исходного уровня (p < 0,05). В группе сравнения динамика показателей ПОЛ была менее выраженной и статистически незначимой.
В связи с тем, что процессы ПОЛ представляют собой цепную реакцию, их молекулярные продукты принято делить на первичные (гидроперекиси, диеновые конъюгаты и др.), вторичные (МДА, триеновые конъюгаты) и конечные. Применение различных антиоксидантов снижает содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ [12]. В состав СПП для больных СД включают различные антиоксиданты и фитохимические вещества с целью получения продукции защитного или профилактического воздействия на диабет и его осложнения.
Отмеченный антиоксидантный эффект комплексной терапии у пациентов из основной группы, по-видимому, связан с включением в состав СПП с модифицированным углеводным профилем комплекса полифенолов, витаминов А и Е, оказывающих благоприятное влияние на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний [13] и обладающих антиоксидантным действием [14, 15].
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что включение СПП с модифицированным углеводным профилем в гипокалорийный рацион сопровождается статистически значимым снижением уровня МДА у больных СД 2-го типа и, таким образом, позволяет уменьшить риск развития системных сосудистых осложнений при этом заболевании.
Дедов И.И., Шестакова М.В., Галстян Г.Р. Распространенность сахарного диабета 2-го типа у взрослого населения России (исследование NATION). Сахарный диабет. 2016: 19 (2): 104–112. [Dedov I.I., Shestakova M.V., Galstyan G.R. Prevalence of type 2 diabetes mellitus in the adult population of Russia (NATION study). Diabetes mellitus. 2016; 19 (2): 104–112. (In Russ.)].
Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 10-й выпуск. М., 2021. [Dedov I.I., Shestakova M.V., Mayorov A.Yu. Algorithms of specialized medical care for patients with diabetes mellitus. 10th issue. Moscow, 2021. (In Russ.)].
Аметов А.С., Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В., Прудникова М.А. Клиническая эффективность фенофибрата в коррекции оксидативного стресса у пациентов с диабетической нейропатией и сахарным диабетом 2-го типа. Эндокринология. Новости. Мнения. Обучение. 2016; 1 (14): 65–72. [Ametov A.S., Vladimirov Yu.A., Proskurnina E.V., Prudnikova M.A. Clinical efficacy of fenofibrate in the correction of oxidative stress in patients with diabetic neuropathy and type 2 diabetes mellitus. Endocrinology. News. Opinions. Training. 2016; 1 (14): 65–72. (In Russ.)].
Giacco F., Brownlee M. Oxidative stress and diabetic complications. Circ. Res. 2010; 107 (9): 1058–1070.
Shah M.S., Brownlee M. Molecular and Cellular mechanisms of cardiovascular disorders in diabetes. Circ Res. 2016; 118 (11): 1808–1829.
Yan L.-J. Pathogenesis of chronic hyperglycemia: from reductive stress to oxidative stress. J. Diabetes Res. 2014; 2014: 137919.
Тутельян В.А., Шарафетдинов Х.Х., Кочеткова А.А. Теоретические и практические аспекты диетотерапии при сахарном диабете 2-го типа. М.: Библио-Глобус, 2016. [Tutelyan V.A., Sharafetdinov H.H., Kochetkova A.A. Theoretical and practical aspects of diet therapy in type 2 diabetes mellitus. Moscow: Biblio-Globus, 2016. (In Russ.)].
Кочеткова А.А., Воробьева И.С., Воробьева В.М. и др. Специализированные пищевые продукты с модифицированным углеводным профилем для диетической коррекции рациона больных сахарным диабетом 2-го типа. Вопросы питания. 2018; 6 (87): 76–88. [Kochetkova A.A., Vorob’eva I.S., Vorob’eva V.M. et al. Specialized food with a modified carbohydrate profile for dietary correction of type 2 diabetes mellitus patients. Nutritional Issues. 2018; 6 (87):76–88. (In Russ.)].
Nourooz-Zadeh J. Ferrous ion oxidation in presence of xylenol orange for detection of lipid hydroperoxides in plasma. Methods Enzymol. 1999; 300: 58–62.
Uchiyama M., Mihara M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test. Anal. Biochem. 1978; 86 (1): 271–278.
Benzie I.F.F., Strain J.J. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of «antioxidant power»: the FRAP assay. Anal. Biochem. 1996; 239 (1): 70–76.
Балаболкин М.И. Роль гликирования белков, окислительного стресса в патогенезе сосудистых осложнений при сахарном диабете. Сахарный диабет. 2002; 4: 8–16. [Balabolkin M.I. The role of protein glycation, oxidative stress in the pathogenesis of vascular complications in diabetes mellitus. Diabetes Mellitus. 2002; 4: 8–16. (In Russ.)].
Chong M.F.-F., Macdonald R., Lovegrove J.A. Fruit polyphenols and CVD risk: a review of human intervention studies. British Journal of Nutrition. 2010; 104 (3): S28-S39.
Джафарова Р.Э., Гараев Г.Ш., Джафаркулиева З.С. Действия экстракта листьев черники обыкновенной на течение патологического процесса аллоксан-индуцированного сахарного диабета. Фундаментальные исследования. 2010; 4: 36–43. [Jafarova R.E., Garaev G.Sh., Jafarkuliyev Z.S. The effect of blueberry leaf extract on the course of the pathological process of alloxan-induced diabetes mellitus. Fundamental Research. 2010; 4: 36–43. (In Russ.)].
Huang H.Y., Appel L.J., Croft K.D. et al. Effects of vitamin C and vitamin E on in vivo lipid peroxidation: results of a randomized controlled trial. Am. J. Clin. Nutr. 2002; 76 (3): 549–555.
Вклад авторов. Х.Х. Шарафетдинов, О.А. Плотникова, В.В. Пилипенко: концепция и дизайн исследования; В.В. Пилипенко, О.А. Плотникова, Р.И. Алексеева, Ю.В. Фролова: сбор материала, подбор пациентов, сбор анамнеза, обработка амбулаторных карт; В.В. Пилипенко, О.А. Плотникова, Р.И. Алексеева, Ю.В. Фролова: получение и анализ материала; В.В. Пилипенко, В.А. Алексеев, Ю.В. Фролова: статистическая обработка; Х.Х. Шарафетдинов, О.А. Плотникова, В.В. Пилипенко: написание текста (общее руководство, интерпретация полученных данных, написание статьи, выводы, анализ данных литературы); Х.Х. Шарафетдинов: редактирование. Все авторы участвовали в разработке концепции, анализе и интерпретации данных и окончательно утвердили рукопись для публикации.
Authors contributions. Kh.Kh. Sharafetdinov, O.A. Plotnikova, V.V. Pilipenko: study conception and design; V.V. Pilipenko, O.A. Plotnikova, R.I. Alekseeva, Yu.V. Frolova: collection of material; V.V. Pilipenko, O.A. Plotnikova, R.I. Alekseeva, Yu.V. Frolova: receipt and analysis of material; V.V. Pilipenko, V.A. Alekseev, Yu.V. Frolova: statistical processing; Kh.Kh. Sharafetdinov, O.A. Plotnikova, V.V. Pilipenko: drafted the manuscript (general management, interpretation of the data, conclusions, analysis of literature data); Kh.Kh. Sharafetdinov: editing. All of the authors participated in concept development, analyzing, and interpreting the data obtained and final improvement of the manuscript for publication.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Финансирование. Научно-исследовательская работа по подготовке рукописи проведена за счет средств госбюджета на выполнение государственного задания без привлечения дополнительного финансирования со стороны третьих лиц.
Financing. The research work on the preparation of the manuscript was carried out at the expense of the state budget for the fulfillment of the state task without attracting additional funding from third parties.
Статья поступила: 17.01.2022.
Принята к публикации: 18.02.2022.
Article received: 17.01.2022.
Accepted for publication: 18.02.2022.
Шарафетдинов Хайдерь Хамзярович, д.м.н., заведующий отделением болезней обмена веществ и диетотерапии*. Телефон: +7 (499) 794-35-16. ORCID: 0000-0001-6061-0095.
Плотникова Оксана Александровна, к.м.н., старший научный сотрудник отделения болезней обмена веществ и диетотерапии*. Телефон: +7 (499) 613-11-95. ORCID: 0000-0001-6061-0095.
Пилипенко Виктория Владимировна, к.м.н., научный сотрудник отделения болезней обмена веществ и диетотерапии*. Телефон: +7 (499) 613-11-89. ORCID: 0000-0002-0628-0854.
Алексеева Равиля Исмаиловна, к.м.н., научный сотрудник отделения болезней обмена веществ и диетотерапии*. Телефон: +7 (499) 613-11-89. ORCID: 0000-0003-4129-6971.
Алексеев Владимир Андреевич, аспирант отделения болезней обмена веществ и диетотерапии*. Телефон: +7 (499) 613-11-89.
Фролова Юлия Владимировна, к.т.н., научный сотрудник лаборатории пищевой биотехнологии и специализированных продуктов*. Телефон: +7 (495) 698-53-71.
ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи». Адрес: 115446, г. Москва, Каширское шоссе, д. 21. E-mail: mailbox@ion.ru.
Sharafetdinov Khayder Khamzyarovich, MD, PhD, Head of the Department of Metabolic Diseases and Diet Therapy*. Phone: +7 (499) 794-35-16. ORCID: 0000-0001-6061-0095.
Plotnikova Oksana Alexandrovna, PhD, Senior Research Fellow, Department of Metabolic Diseases and Diet Therapy*. Phone: +7 (499) 613-11-95. ORCID: 0000-0001-6061-0095.
Pilipenko Victoria Vladimirovna, PhD, Researcher at the Department of Metabolic Diseases and Diet Therapy*. Phone: +7 (499) 613-11-89. ORCID: 0000-0002-0628-0854.
Alekseeva Ravilya Ismailovna, PhD, Research Associate, Department of Metabolic Diseases and Diet Therapy*. Phone: +7 (499) 613-11-89. ORCID: 0000-0003-4129-6971.
Alekseev Vladimir Andreevich, postgraduate student in the Department of Metabolic Diseases and Diet Therapy*. Phone: +7 (499) 613-11-89.
Frolova Yulia Vladimirovna, PhD, Researcher at the Laboratory of Food Biotechnology and Specialty Products*. Phone: +7 (495) 698-53-71.
Federal Research Center for Nutrition, Biotechnology and Food Safety. Address: 115446, Moscow, Kashirskoe highway, 21. E-mail: mailbox@ion.ru.