Витамины и ферменты антиоксидантной системы в крови у женщин на Севере

Известия Коми научного центра УрО РАН № 1(25). Сыктывкар, 2016.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УКД 577.125: 618.4

ВИТАМИНЫ И ФЕРМЕНТЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В КРОВИ У ЖЕНЩИН НА СЕВЕРЕ

А.В. КОЗЛОВСКАЯ*, Н.Н. ПОТОЛИЦЫНА**, В.Д. ШАДРИНА**, Е.Р. БОЙКО**

*Коми филиал Кировской государственной медицинской академии, г. Сыктывкар

**Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар

Исследование витаминной обеспеченности и уровня активности ферментов антиоксидантной системы в крови у беременных и небеременных женщин, проживающих на европейском Севере России, выявило дефицит рибофлавина и токоферола. Особую группу с пониженным витаминным статусом составили жительницы приполярных территорий и беременные женщины. Кроме того, перед родами у беременных г.Воркуты выявлена более высокая активность глутатионпероксидазы и супероксиддисмутазы по сравнению с беременными г.Сыктывкара. Скорее всего, это отражает социальные особенности и активизацию процессов свободно-радикального окисления в октябре-декабре у северян.

Ключевые слова: рибофлавин, токоферол, ферменты-антиоксиданты, женщины, Cевер

A.V. KOZLOVSKAYA, N.N. POTOLITSINA, V.D. SHADRINA, E.R. BOJKO. THE VITAMINS AND ENZYMES OF THE ANTIOXIDANT SYSTEM IN BLOOD OF WOMEN IN THE NORTH

The research of vitamins supply and the level of activity of enzymes of the antioxidant system in blood of pregnant and non-pregnant women living in the European North of Russia, has revealed deficiency of riboflavin and tocopherol. Women - inhabitants of subpolar territories and pregnant women made a special group with lowered vitamin status. Besides, in pregnant women of Vorkuta before delivery higher activity of glutathione peroxidase and superoxide dismutase in comparison with pregnant women of Syktyvkar is revealed. Most likely, it reflects social characteristics and activation of free radical oxidation processes in October-December in northerners.

Keywords: riboflavin, tocopherol, enzymes-antioxidants, women, North

Введение

Влияние условий Севера на специфические функции женского организма проявляется на всех этапах онтогенеза в виде более позднего полового созревания, нейровегетативных расстройств перед началом менструации, более тяжелого течения климактерического периода, особенно зимой и в начале весны [1]. Органы репродуктивной системы - это интенсивно метаболизирующие ткани с высоким уровнем активных форм кислорода [2]. Последние, являясь сигнальными молекулами, участвуют в многочисленных физиологических процессах от созревания ооцита до родов. Нарушение баланса между проокси-дантами и оксидантами приводит к окислительному стрессу, который способствует развитию патологии [3].

Имеются сведения об увеличении встречаемости акушерско-соматической патологии с продви-

жением на Север [4, 5], но окончательная оценка ряда патологических процессов в системе мать-плацента-плод пока преждевременна. Известно о характерной особенности биохимической адаптации человека к условиям Севера, которая сопровождается переключением углеводного обмена на жировой [6], усилением процессов перекисного окисления липидов и повышением уровня свободных радикалов; процессы нейтрализации последних катализируются антиоксидантными ферментами. В литературе отмечена значительная распространенность гиповитаминозов, в частности, дефицит витаминов-антиоксидантов Е и В2, среди различных контингентов населения [7].

Целью настоящего исследования является оценка витаминной обеспеченности и уровня активности ферментов антиоксидантной системы в крови у женщин на европейском Севере России.

Известия Коми научного центра УрО РАН. № 1(25). Сыктывкар, 2016

Материалы и методы

Обследование молодых, практически здоровых женщин, на территории Республики Коми, на основе их добровольного согласия, проводили в октябре-декабре. Об обеспеченности организма рибофлавином судили по приросту активности эрит-роцитарного рибофлавин - зависимого фермента -глутатионредуктазы [7]. Концентрацию в сыворотке крови токоферола определяли по интенсивности флуоресценции липидного экстракта сыворотки крови [7]. Оценку активности супероксиддисмутазы (СОД-1) проводили по методу [8], основанному на ингибировании реакции восстановления нитротет-разолия синего в формазане супероксидными анион-радикалами кислорода. Активность фермента глутатионпероксидазы определяли по убыли восстановленного глутатиона при его окислении гидроперекисью третичного бутила [9].

Результаты были статистически обработаны при помощи программы «Биостат» (версия 4.03) для непараметрических выборок. Достоверными признаны различия при уровне значимости р<0,05. Исследование одобрено независимым локальным комитетом по биоэтике Института физиологии Коми НЦ УрО РАН.

Результаты и обсуждение

Предыдущие исследования витаминного обеспечения у жителей европейского Севера показали наиболее неблагоприятную ситуацию по содержанию витаминов в организме в осенний период, когда все обследованные имели гиповитаминоз [10, 11]. Возможной причиной этого являются активация процессов свободно-радикального окисления липи-дов в организме и существенный прирост в крови кротоновых альдегидов, диеновых конъюгатов и других продуктов при появлении первых отрицательных температур окружающей среды.

В настоящем исследовании показано (табл. 1), что средняя обеспеченность токоферолом и рибофлавином в октябре-декабре во всех группах обследованных женщин также была ниже общепринятых нормативов [7]. Доля лиц с гиповитами-нозами среди них возрастала по мере продвижения на Север, при этом у беременных она была выше на всех территориях. Максимальные показатели гиповитаминозов зарегистрированы у беременных

в г.Воркуте - 83,5% (витамин Е) и 56,5% (витамин В2) от общего числа обследованных, а минимальные - у небеременных женщин в Усть-Куломском р-не (с.Помоздино) - 33,1 и 15,4%. Активность су-пероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы у беременных женщин г. Воркуты (табл.2) была выше по сравнению с аналогичным показателем в г. Сыктывкаре (р<0,05 и р=0,05 соответственно).

Характерной чертой сезонных ритмов процессов перекисного окисления липидов на Севере является их активация в ноябре и марте-апреле [6]. Следует отметить, что по мере продвижения на Север сроки и интенсивность процессов пере-кисного окисления липидов могут существенно смещаться в связи с изменением жесткости воздействия природно-климатических раздражителей. Известно, что беременность зачастую сопровождается витамин-дефицитными состояниями, в том числе и дефицитом витаминов-антиоксидантов [12]. Степень дефицита рибофлавина во время беременности у неблагополучных контингентов имеет тенденцию к нарастанию и достигает максимальных значений гиповитаминоза к родам [13]. В условиях Севера имеет место комбинация воздействия на организм роженицы как собственно факторов беременности, так и влияние неизбегаемых природных факторов, и по мере продвижения на Север степень воздействия на антиоксидантную систему возрастает.

Наше исследование подтверждает сообщения о том, что активность ключевого фермента системы антиоксидантов - глутатионпероксидазы - у беременных и небеременных женщин заметно различается [14]. Однако, нами выявлено, что в высоких широтах женщины оказываются в более неблагоприятной ситуации по сравнению с жительницами умеренных широт. В связи с этим авторы рекомендуют учитывать этот вывод при наблюдении за беременными и подготовке их к родам.

В целом, низкая концентрация жирорастворимого токоферола (относительно общепринятой нормы) в сыворотке обследованных женщин наряду с температурным фактором и потреблением кислорода в значительной степени могла быть связана и с алиментарным фактором (потребление растительных масел, орехов, семечек, цельного зерна, шпината и брокколи). Обеспеченность женщин водорастворимым антиоксидантом - рибофлавином

Таблица 1

Территория г.Воркута (67,5°с.ш.) с.Кослан (63,3°с.ш.) Удорский район с.Помоздино (62,1°с.ш.) Усть-Куломский район Р

Группа женщин Беременные Пришедшие на ежегодный мед.осмотр Беременные Пришедшие на ежегодный мед.осмотр Беременные Пришедшие на ежегодный мед.осмотр

Витамины N 26 10 23 25 10 31

Токоферол, мкг/мл М ± SD 6,1 ± 1,6 6,4 ± 2,2 8,55 ± 2,3 9,5 ±5,55 10,4 ± 18,4 13,2 ± 0,7

Доля лиц (%) с гиповитаминозом 83,5 77,8 51,4 50,0 53,0 33,1 <0,05

Рибофлавин, усл.ед. М ±SD 1,30 ± 0,29 1,17 ± 0,15 1,29 ± 0,43 1,13 ± 0,2 1,31 ± 0,43 1,07 ± 0,12

Доля лиц (%) с гиповитаминозом 56,5 44,4 33,3 29,2 37,5 15,4 <0,05

Примечание: достоверность изменений рассчитана для г.Воркуты и с.Помоздино.

Витаминная обеспеченность у женщин

Известия Коми научного центра УрО РАН. № 1(25). Сыктывкар, 2016

Таблица 2

Активность антиоксидантных ферментов у беременных женщин

Территория г.Воркута (67,5°с.ш.) г.Сыктывкар (61,7°с.ш.) Р

Ферменты N=13 N=20

Супероксиддисмутаза, % активности торможения восстановления нитротетразолия 19,9 ± 5,9 25,2 ± 4,9 <0,05

Глутатиопероксидаза, мкмоль/мин на 1г гемоглобина 120,3 ± 32,5 66,2 ± 24,5 =0,05

Глутатионредуктаза, моль превращения НАДФН / сек на 1 моль гемоглобина 3,0 ± 1,1 2,2 ± 0,9 >0,05

более благоприятна. Основными источниками рибофлавина в их рационе могли служить молоко, яйца, гречневая крупа, картофель, хлеб грубого помола, потребление которых, скорее всего, было достаточным. Важно отметить, что рибофлавин является коферментом глутатионредуктазы и способствует снижению наработки диеновых конъюга-тов и других продуктов перекисного окисления липи-дов. Оценивая имеющиеся материалы по группам наблюдения, можно констатировать, что выявленный гиповитаминоз по рибофлавину у обследованных женщин отражает не только пищевую составляющую, но и участие витамина В2 в реакциях свободно-радикального окисления.

Заключение

Таким образом, наше исследование выявило дефицит рибофлавина и токоферола у обследованных женщин, что, скорее всего, зависит от социальных особенностей и активизации процессов свободно-радикального окисления в октябре-декабре. Жительницы приполярных территорий и беременные имеют более низкую обеспеченность витаминами. Кроме того, перед родами у беременных г.Воркуты выявлена более высокая активность глу-татионпероксидазы и супероксиддисмутазы по сравнению с беременными г.Сыктывкара.

Литература

1. Состояние репродуктивного здоровья женщин севера европейской территории России / И.А.Рогозин, Г.П.Лисица, Н.Д.Трещева, З.Д.Губкина, А.Н.Баранов // Экология человека. 1994. № 1. С. 121-124.

2. Agarwal A., Gupta S., Sharma R.K. Role of oxidative stress in female reproduction // Reproductive Biology and Endocrinology. 2005. Vol.3. P. 3-28.

3. Burton GJ, Jauniaux E. Oxidative stress // Best. Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol. 2011. Vol.25. P. 287-299.

4. Козловская А.В., Бойко Е.Р. Сезонные особенности некоторых заболеваний у беременных и патологии родовой деятельности в

Республике Коми // Вятский медицинский вестник. 2004. №2-4. С.26-28.

5. Протопопова Н.В., Петухов АА. Сравнительная характеристика течения беременности и исхода родов у жительниц севера и юга Иркутской области // Сиб. мед. журн. 2008. № 4. С. 88-92.

6. Бойко Е.Р. Некоторые закономерности метаболических перестроек у человека на Крайнем Севере // Физиология человека. 1996. Т.22. №4. С.122-129.

7. Методы оценки витаминной обеспеченности населения: Учебно-методическое пособие /

B.Б.Спиричев, В.М.Коденцова, О.А.Вржесин-ская, Н.А.Бекетова, Л.А.Харитончик, И.А.Алексеева, А.А.Сокольников, В.В.Рисник. М., 2001. 68 с.

8. Picker S.D., Fridovich I. On the mechanism of production of superoxide radical by reaction mixtures containing NADP, phenazine metho-sulfate, and nitroblue tetrazolium // Arch. Biochem. Biophys. 1984. Vol.228. P.155-158.

9. Моин В.М. Простой и специфический метод определения активности глутатионперокси-дазы в эритроцитах // Лаб. дело. 1986. №12.

C. 724-727.

10. Обеспеченность населения Севера жирорастворимыми витаминами / Е.Р.Бойко, Н.Н.По-толицына, С.Г.Бойко, В.Е.Ларина, В.А.Зеле-нов // Вопросы питания. 2008. №3. С.64-67.

11. Бойко Е.Р., Потолицына Н.Н., Нильсен О. Обеспеченность тиамином и рибофлавином жителей Архангельска // Вопросы питания. 2005. Т.74. №1. С.27-30.

12. Bruinse HVV., Van Den Berg H. Chages of some vitamin levels during and after normal pregnancy // Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 1995.Vol. 61. №1. P. 31-37.

13. Wasker J., Fruhauf J., Schuiz M. et al. Ribo-flavin deficiency and preeclampsia //Obstet. Gynecol. 2000. Vol.96. P. 38-44.

14. Arikan S, Konukoglu D, Arikan C. et al. Lipid peroxidation and antioxidant status in maternal and cord blood // Gynecol. Obstet. Invest. 2001. №51. P. 145-149.

References

1. Rogozin I.A., Lisitsa G.P., Treshcheva N.D., Gubkina Z.D., Baranov AN. Sostoyanie reproduk-tivnogo zdorovya zhenshhin severa evropejskoj territorii rossii [Women reproductive health in the North of European Russia]//Ekologiya chelo-veka [Human Ecology]. 1994. № 1. P. 121-124.

2. Agarwal A., Gupta S., Sharma R.K. Role of oxidative stress in female reproduction // Reproductive Biology and Endocrinology. 2005. Vol.3. P 3-28.

3. Burton GJ, Jauniaux E. Oxidative stress // Best. Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol. 2011. Vol.25. P. 287-299.

4. Kozlovskaya A.V., Bojko E.R. Sezonnye osoben-nosti nekotoryx zabolevanij u beremennyx i patologii rodovoj deyatelnosti v respublike komi [The seasonal characteristics of diseases

Известия Коми научного центра УрО РАН. № 1(25). Сыктывкар, 2016

in pregnancy and pathology of labor activity in the Republic of Komi] // Vyatskij medicinskij vestnik [Vyatka Medical Bull.].2004. №2-4. P.26-28.

5. Protopopova N.V., Petukhov AA. Sravnitelnaya xarakteristika techeniya beremennosti i isxoda rodov u zhitelnic severa i yuga irkutskoj oblasti [Comparative characteristics of the pregnancy and delivery outcome in women living in the North and South of the Irkutsk region] // Sib. med. Zhurn. [Siberian Medical J.]. 2008. № 4. P. 88-92.

6. Bojko E.R. Nekotorye zakonomernosti metabo-licheskix perestroek u cheloveka na krajnem severe [Some patterns of metabolic alterations in humans in the North] // Fiziologiya cheloveka [Human physiology]. 1996. Vol.22. №4. P.122-129.

7. Spirichev V.B., Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya OA. Beketova NA., Kharitonchik LA., Alek-seeva I A., Sokolnikov AA., Risnik V.V. Metody ocenki vitaminnoj obespechennosti naseleniya [Methods for assessing vitamin provision in the population] // Uchebno-metodicheskoe po-sobie [Educational-methodical manual book]. Moscow 2001. 68 p.

8. Picker S.D., Fridovich I. On the mechanism of production of superoxide radical by reaction mixtures containing NADP, phenazine metho-sulfate, and nitroblue tetrazolium // Arch. Biochem. Biophys. 1984. Vol.228. P.155-158.

9. Moin V.M. Prostoj i specificheskij metod opre-deleniya aktivnosti glutationperoksidazy v eri-trocitax [The simple and specific method for determining the activity of glutathione per-oxidase in erythrocytes] // Lab. delo [Laboratory work]. 1986. №12. P. 724-727.

10. Bojko E.R., Potolitsyna N.N., Bojko S.G., Larina V.E., Zelenov VA. Obespechennost naseleniya severa zhirorastvorimymi vitaminami [The security of fat-soluble vitamins in the population in the North] // Voprosy pitaniya [Issues of nutrition]. 2008. №3. P.64-67.

11. Bojko E.R., Potolicyna N.N., Nilsen O. Obe-spechennost tiaminom i riboflavinom zhitelej Arxangelska [Provision of thiamine and ribo-flavin of inhabitants of Arkhangelsk]// Vo-prosy pitaniya [Issues of nutrition]. 2005. Vol.74. №1. P.27-30.

12. Bruinse HVV, Van Den Berg H. Chages of some vitamin levels during and after normal pregnancy // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 1995.Vol. 61. №1. P. 31-37.

13. Wasker J., Fruhauf J., Schuiz M., Chiwora F.M., Volz J., Becker K. Riboflavin deficiency and preeclampsia //Obstet. Gynecol. 2000. Vol.96. P. 38-44.

14. Arikan S., Konukoglu D, Arikan C., Akcay T., Davas I. Lipid peroxidation and antioxidant status in maternal and cord blood // Gynecol. Obstet. Invest. 2001. №51. P. 145-149.

Статья поступила в редакцию 08.12.2015