Содержание аполипопротеина-Е у жителей Европейского Севера России

УДК 612.123.015.3

СОДЕРЖАНИЕ АПОЛИПОПРОТЕИНА-Е У ЖИТЕЛЕЙ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА РОССИИ

© 2011 г. А. М. Канева, Н. Н. Потолицына, Е. Р. Бойко

Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, г. Сыктывкар

Аполипопротеин-Е (апоЕ) представляет собой мономерный глико-протеин с молекулярной массой 34 кДа, содержащий 299 аминокислот. АпоЕ является структурным компонентом большинства сывороточных липопротеинов. Впервые этот белок был выделен из липопротеинов очень низкой плотности человека. Впоследствии установили, что апоЕ также входит в состав других классов липопротеинов, включая хиломикроны, ремнанты хиломикрон, липопротеины промежуточной плотности и богатые холестерином подклассы липопротеинов высокой плотности [10].

АпоЕ относится к многофункциональным регуляторным белкам. Он принимает участие в таких процессах, как модуляция клеточного роста (ангиогенез, канцерогенез), иммунорегуляция, нервная регенерация, синтез стероидных гормонов, активация некоторых липолитических ферментов (липопротеинлипазы, печеночной липазы и лецитин-холестерин-ацилтрансферазы) [1, 9]. Однако основная роль апоЕ заключается в том, что он в качестве лиганда, связывающегося со специфическими рецепторами (апоЕ и апоВ,Е-рецепторами) печени и периферических тканей, регулирует метаболизм липопротеинов, тем самым поддерживая в организме гомеостаз липидов [10]. Поэтому отклонение содержания апоЕ от нормы, как правило, сопровождается дислипидемиями. Это убедительно показано на трансгенных животных, экспрессирующих повышенные количества апоЕ, и животных с врожденным апоЕ-дефицитом [7].

В настоящее время основное внимание уделяется изучению полиморфизма гена апоЕ. Полиморфизм гена апоЕ был установлен в середине 1970-х годов [20]. Три основных аллеля гена апоЕ (е2, е3, е4) определяют существование трех изоформ: Е2, Е3, Е4. Установлено, что изоформы апоЕ (Е2 и Е4) оказывают выраженное влияние на уровень липидов в крови и предрасположенность к ряду сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний [9]. Однако в большинстве работ, посвященных изучению полиморфизма гена апоЕ, как правило, не учитывается содержание апобелка в крови. Тем не менее показано, что уровень апоЕ в крови может существенно изменять, а в ряде случаев даже маскировать влияние генотипа апоЕ на содержание липидов [5]. Кроме того, наиболее распространенным аллелем гена апоЕ в большинстве популяций мира является аллель е3, частота встречаемости которого варьирует от 67 до 80 % [9]. В связи с этим полиморфизм гена апоЕ не может вносить основного вклада в развитие нарушений липидного обмена. Тем не менее следует отметить, что и в России, и за рубежом исследований, посвященных изучению содержания и роли апоЕ в липидном обмене у человека, крайне мало. При этом имеющиеся

Аполипопротеин-Е (апоЕ) является одним из метаболически активных апобелков, играющих важную роль в регуляции процессов липидного обмена. Между тем содержание апоЕ у жителей Севера практически не изучено, несмотря на то, что специфические черты липидного обмена у северян давно выявлены. Содержание апоЕ в сыворотке крови у жителей Европейского Севера России определяли иммунотурбидиметрическим методом. Установлено, что для жителей Европейского Севера России характерно смещение уровня сывороточного апоЕ в сторону более низких значений. Показатели апоЕ ниже референсных значений отмечены почти у половины обследованных лиц. Показано отсутствие межполовых различий в уровне апобелка. Повышение содержания сывороточного апоЕ в старших возрастных группах северян сопровождалось сокращением числа лиц с показателями апобелка ниже референсных значений. Ключевые слова: аполипопротеин-Е, липидный обмен, Eвропейский Север России.

данные литературы о половозрастных вариациях содержания апоЕ в крови человека противоречивы [4-6, 8, 13, 15, 17].

Цель настоящей работы — определить содержание апоЕ в сыворотке крови у здоровых жителей Европейского Севера России в зависимости от пола и возраста.

Методы

В течение 2007—2008 годов проведено одномоментное (поперечное) исследование уровня апоЕ в сыворотке крови у практически здоровых жителей Европейского Севера России, постоянно проживающих в Республике Коми (62—63,5° с. ш.), — 463 мужчин и 306 женщин в возрасте 13—60 лет. Все участники по результатам заключения врача на момент обследования не имели острых заболеваний и хронической соматической патологии.

Забор крови производился утром строго натощак (через 12 часов после приема пищи) из локтевой вены в вакутайнеры «Bekton Dickinson BP» (Англия). Содержание апоЕ в сыворотке крови определяли им-мунотурбидиметрическим методом наборами фирмы «Chronolab» (Швейцария) на сканирующем спектрофотометре Power Wave-200 (Bio-Tek Instruments, США). Референсные значения для апоЕ, согласно рекомендациям производителей, составили 2,7 — 4,5 мг/дл.

Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью прикладного пакета программ «Statistica» (версия 6.0, StatSoft Inc., 2001). Результаты исследования представлены в виде медианы (Ме) и интерквартильного интервала (25—75-й процентили). Значимость различий между выборками по количественным показателям оценивали с помощью критериев Манна — Уитни (в случае двух выборок) и Крускала — Уоллиса (в случае трех и более выборок) с последующим попарным межгрупповым сравнением величин методом Данна. Качественные данные, представленные в виде частот (%), сравнивали по критерию %2. Различия считали значимыми при р < 0,05.

Результаты

У жителей Европейского Севера России не выявлено половых различий в содержании сывороточного апоЕ. Средние уровни сывороточного апоЕ у мужчин и женщин составили 2,80 и 2,69 мг/дл (табл. 1) и соответствовали нижней границе референсных значений (2,7—4,5 мг/дл). В целом анализ индивидуальных данных показал, что содержание сывороточного апоЕ у северян смещено в сторону более низких значений. Показатели апоЕ ниже референсных величин отмечались у 47 % мужчин и 50 % женщин. За пределами верхней границы референсных значений находилось незначительное количество вариант, 9 % у мужчин и 6 % у женщин (рисунок). Значимых различий в процентном соотношении лиц с показателями апоЕ ниже, выше и в пределах референсных значений

между мужчинами и женщинами также не наблюдалось (х2 = 2,73; р < 0,256).

Таблица 1

Содержание аполипопротеина-Е (мг/дл) у жителей Европейского Севера России в зависимости от возраста

Ме

Группа Мужчины Женщины р1

13—60 лет 2,80 (1,97—3,72) n=463 2,69 (1,94—3,51) n=306 0,308

Первая 13—15 лет 2,70 (1,91—3,84) n=71 2,96 (1,94—3,68) n=80 0,886

Вторая 17—21 лет 2,19 (1,57—3,00)*1-2 n=97 2,52 (1,64—3,29) n=101 0,147

Третья 22—35 лет 2,35 (1,66—3,08) n=101 2,31 (1,79—2,98) n=61 0,705

Четвертая 36—45 лет 2,98 (2,23—3,73)**2-4; 3-4 n=90 3,05 (1,86—4,01) n=28 0,947

Пятая 46—60 лет 3,50 (2,88—4,07)*1-5; **2-5; 3-5 n=104 3,19 (2,48—3,92)*2-5; 3-5 n=36 0,213

р2 <0,001 0,03

Примечания: значимость различий рассчитана 1 — по критерию Манна — Уитни; 2 — по критерию Крускала — Уоллиса; различия статистически значимы при * — р < 0,05 и ** — р < 0,01 (попарное сравнение выполнено методом Данна).

мужчины женщины

О апоЕ ниже референсных значений

апоЕ ныше референсных значений

апоЕ в пределах референсных значений

Процентное соотношение лиц с показателями аполипопротеина-Е ниже, выше и в пределах референсных значений у жителей Европейского Севера России

Содержание апоЕ в сыворотке крови жителей Европейского Севера России с возрастом изменялось. Уровни сывороточного апоЕ у подростков (13— 15 лет) были выше, чем в возрастных группах до 36 лет. Относительно подростков содержание апоЕ в возрастной группе 17 — 21 года было меньше на 19 % у мужчин (р < 0,05) и 15 % у женщин. Средние уровни апоЕ у обследуемых лиц 1 -й и 2-й возрастных групп находились за нижней границей референсных значений. Значимое повышение содержания сывороточного апоЕ наблюдалось у мужчин после 35 лет, у женщин после 45 лет. Повышение уровней апоЕ в старших возрастных группах мужчин сопровождалось сокращением числа лиц с показателями апобелка ниже референсных значений (х2 = 20,43; р < 0,001) (табл. 2). У женщин также наблюдалась тенденция уменьшения с возрастом числа лиц с низкими значениями апоЕ, но изменения были статистически не значимыми (х2 = 3,79; р < 0,435). Таким образом, возрастные изменения уровня сывороточного апоЕ более выражены у мужчин, чем у женщин.

Таблица 2

Процент лиц с показателями аполипопротеина-Е ниже референсных значений в разных возрастных группах жителей Европейского Севера России

Группа Мужчины Женщины

Первая 13-15 лет 50,0 43,2

Вторая 17-21 лет 66,3 56,9

Третья 22-35 лет 61,8 62,9

Четвертая 36-45 лет 38,5 41,4

Пятая 46-60 лет 21,0 32,8

р1 <0,001 0,435

Примечание. 1 — значимость различий рассчитана по критерию х2.

Обсуждение результатов

Наблюдаемое отсутствие значимых различий в уровне сывороточного апоЕ между мужчинами и женщинами согласуется с результатами ряда авторов [4, 8]. Вместе с тем некоторые исследователи [6, 13, 15] отмечают наличие половых различий в содержании апоЕ и объясняют их особенностями гормонального статуса у мужчин и женщин. В частности, установлено, что эстрадиол повышает содержание апоЕ в крови, тогда как тестостерон оказывает противоположное действие [5, 14]. Таким образом, можно предположить, что у жителей Европейского Севера России гормональный профиль либо не сказывается на уровне апоЕ в сыворотке крови, либо этот эффект нивелируется влиянием других факторов.

Данные литературы о влиянии возраста на содержание апоЕ в крови противоречивы. Согласно одним исследованиям [18], с возрастом концентрация апоЕ в крови человека уменьшается, в других [15], напротив, отмечается ее увеличение. Более детальные исследования позволили показать, что возраст оказывает неоднозначное влияние на концентрацию апоЕ. С момента рождения до 20—30 лет отмечается уменьшение содержания апоЕ в крови. После 30 лет вплоть до 60 лет концентрация апоЕ постепенно нарастает. Наибольшее содержание апоЕ в крови выявляется между 50 и 60 годами. После 60 лет вновь наблюдается снижение количества апоЕ. У людей после 80 лет концентрация апоЕ в крови примерно на 25 % ниже, чем у 50—60-летних [13]. Выявленные нами возрастные особенности содержания апоЕ в сыворотке крови у жителей Европейского Севера России в целом согласуются с вышеописанной возрастной динамикой уровня апобелка. У 17—21-летних северян наблюдалось уменьшение концентрации сывороточного апоЕ по сравнению с подростками, тогда как в дальнейшем содержание апоЕ в сыворотке крови постепенно, но неуклонно увеличивалось. Наблюдаемое повышение содержания апоЕ в старших возрастных группах, вероятно, в значительной степени

связано с возрастными изменениями липидного обмена. Известно, что с возрастом отмечается увеличение содержания общего холестерина и триглицеридов, изменение липопротеинового профиля, уменьшение синтеза и числа апоВ,Е-рецепторов, снижение активности липолитических ферментов и интенсивности окисления жирных кислот, перестройка регуляторной системы [3, 16, 19]. Следовательно, повышение содержания апоЕ в старших возрастных группах жителей Европейского Севера России можно рассматривать как компенсаторный фактор возрастных изменений липидного обмена.

По сравнению с референсными значениями для жителей Европейского Севера России характерно смещение границ варьирования содержания апоЕ в сторону более низких показателей. Сопоставить полученные нами результаты с данными литературы достаточно сложно. Прежде всего это связано с отсутствием стандартизации методов количественного определения апоЕ. В популяционных исследованиях (их сравнительно немного) для измерения концентрации апоЕ в крови широко использовали различные иммунологические методы, и поэтому референсные значения апоЕ, полученные в них, несколько расходятся. Наиболее интересными представляются результаты крупного международного исследования, в котором проведена сравнительная оценка содержания апоЕ в крови у людей, проживающих в шести странах Европы [5, 17]. Согласно результатам этого исследования, существует северо-южный градиент увеличения концентрации апоЕ в крови. Наиболее низкое содержание апоЕ отмечено у жителей Финляндии (3,69 мг/дл у мужчин и 3,56 мг/дл у женщин) [5]. У жителей Финляндии 45—64 лет концентрация апоЕ в крови вполне сопоставима с нашими данными для жителей Европейского Севера России соответствующей возрастной группы.

По мнению ряда авторов [11, 12], содержание апоЕ в крови в основном зависит от скорости синтеза, а не от интенсивности его катаболизма. Следовательно, можно предположить, что у северян детерминирована более низкая продукция апоЕ. Вероятно, более низкое содержание сывороточного апоЕ у них обусловлено особенностями метаболизма, в том числе и липидного обмена. Установлено, что у жителей Севера отмечается интенсификация липидного обмена, которая лежит в основе так называемого переключения метаболизма с «углеводного» типа на «жировой» [2]. Одним из наиболее ярких проявлений этого феномена являются повышенные уровни триглицеридов и липопротеинов очень низкой плотности в крови у северян. Таким образом, низкие показатели апоЕ у жителей Европейского Севера России, вероятно, можно рассматривать как адаптивное приспособление, обеспечивающее возможность осуществления метаболических перестроек для активизации использования липидных энергоносителей в целях компенсации повышенных энергозатрат.

Список литературы

1. Бойко Е. Р. Апопротеин Е и его значение в клинической физиологии / Е. Р. Бойко, А. М. Канева // Успехи физиологических наук. — 2009. — Т. 40, № 1. — С. 3-15.

2. Панин Л. Е. Энергетические аспекты адаптации / Л. Е. Панин. - Л. : Медицина, 1978. - 192 с.

3. Durrington P. N. Biological variation in serum lipid concentrations / P. N. Durrington // Scand. J. Clin. Lab. Invest. - 1990. - Vol. 198. - P. 86-91.

4. Gregg R. E. Apolipoprotein E metabolism in normolipoproteinemic human subjects / R. E. Gregg, L. A. Zech, E. J. Schaefer, H. B. Brewer // J. Lipid Res. -1984. - Vol. 25. - P. 1167-1176.

5. Haddy N. The importance of plasma apolipoprotein E concentration in addition to its common polymorphism on inter-individual variation in lipid levels: results from Apo Europe / N. Haddy, D. De Bacquer, M. M. Chemaly, et al. // Europ. J. Hum. Genetics. - 2002. - Vol. 10, N 12 -P. 841-850.

6. Havel R. J. Radioimmunoassay of human argininerich apolipoprotein, apolipoprotein E. Concentration in blood plasma and lipoproteins as affected by apoprotein E-3 deficiency / R. J. Havel, L. Kotite, J. L. Vigne, et al. // J. Clin. Invest. - 1980. - Vol. 66, N 6. - P. 1357-1362.

7. Hofker M. H. Transgenic mouse models to study the role of APOE in hyperlipidemia and atherosclerosis / M. H. Hofker, B. J. van Vlijmen, L. M. Havekes // Atherosclerosis. - 1998. - Vol. 13. - P. 1-11.

8. Liu M. Serum apolipoprotein E levels in 238 healthy adults and 161 hyperlipidemic subjects in Chengdu area / M. Liu, B. Liu // Hua Xi Yi Ke Da Xue Xue Bao. - 1992.

- Vol. 23, N 3. - P. 261-263.

9. Mahley R. W. Apolipoprotein E: far more than a lipid transport protein / R. W Mahley, S. C. Rall // Ann. Rev. Genomics Hum. Genet. - 2000. - N 1. - P. 507-537.

10. Mahley R. W. Lipoprotein receptors and cholesterol homeostasis / R. W Mahley, T. L. Innerarity // Biochim. Biophys. Acta. - 1983. - Vol. 737. - P. 197-222.

11. Mahley R. W. Pathogenesis of type III hyperlipoproteinemia (dysbetalipoproteinemia): questions, quandaries, and paradoxes / R. W. Mahley, Y. Huang, S. C. Rall // J. Lipid Res. - 1999. - Vol. 40. - P. 1933-1949.

12. Millar J. S. Apo E and apo B100 kinetics in triglyceride-rich lipoproteins and their role in LDL production / J. S. Millar, J. Mayer, A. H. Lichtenstein, et al. // Circulation.

- 1998. - Vol. 98. - P. 305-306.

13. Noma A. Quantitation of serum apolipoprotein A-I, A-II, B, C-II, C-III and E in healthy Japanese by turbidimetric immunoassay: reference values, and age- and sex-related differences / A. Noma, Y. Hata, Y. Goto // Clin. Chim. Acta.

- 1991. - Vol. 199, N 2. - P. 147-157.

14. Patsch W. Effects of sex hormones on rat lipoproteins / W. Patsch, K. Kim, W. Wiest, G. Schonfeld // Endocrinology.

- 1980. - Vol. 107, N 4. - P. 1085-1094.

15. Phillips N. R. Sex-related differences in the concentrations of apolipoprotein E in human blood plasma

and plasma lipoproteins / N. R. Phillips, R. J. Havel, J. P. Kane // J. Lipid Res. - 1983. - Vol. 24. - P. 1525-1531.

16. Schaefer E. J. Lipoproteins, nutrition, aging, and atherosclerosis / E. J. Schaefer, A. H. Lichtenstein, S. Lamon-Fava, et al. // Am. J. Clin. Nutr. - 1995. - Vol. 61, N 3 (Suppl.). - P. 726-740.

17. Schiele F. Apolipoprotein E serum concentration and polymorphism in six European countries: the ApoEurope project / F. Schiele, D. De Bacquer, M. Vincent-Viry, et al. // Atherosclerosis. - 2000. - Vol. 152, N 2. - P. 475-488.

18. Srinivasan S. R. Serum apolipoprotein E in children and adolescents: the Bogalusa Heart Study / S. R. Srinivasan, W Wattigney, L. S. Webber, G. S. Berenson // Metabolism. - 1989. - Vol. 38, N 12. - P. 1 173-1178.

19. Toth M. J. Lipid metabolism in the elderly / M. J. Toth, A. Tchernof // Eur. J. Clin. Nutr. - 2000. -Vol. 54. - P. 121-125.

20. Utermann G. Polymorphism of apolipoprotein E and occurrence of dysbetalipoproteinaemia in man / G. Utermann, M. Hees, A. Steinmetz // Nature. - 1977. - Vol. 269. -P. 604-607.

APOLIPOPROTEIN-E LEVELS IN RESIDENTS OF EUROPEAN NORTH OF RUSSIA

A. M. Kaneva, N. N. Potolitsyna, E. R. Bojko

Institute of Physiology Ural Division of Russian Academy of Sciences, Syktyvkar, Russia

Apolipoprotein-E (apoE) is one of metabolically active apoproteins and plays an important role in lipid metabolism. However, there are no data on levels of apoE in residents of the North in spite of the fact that the specific features of lipid metabolism in northerners have been described. Apo-E concentration in blood serum of residents of the European North was measured by the immunoturbidimetric method. It has been established that the limits of variation in the level of serum apoE in residents of the European North shifted towards the lower values. The apoE values below the reference range have been observed in nearly a half of the examined subjects. It has been shown that serum apoE levels did not depend on sex. An increase of serum apoE levels in the elder age groups of northerners was simultaneously accompanied by a decrease in the number of subjects with apoE concentration below the reference values.

Key words: apolipoprotein-E, lipid metabolism, European North of Russia.

Контактная информация:

Бойко Евгений Рафаилович - доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом экологической и социальной физиологии человека

Адрес: 167982, г. Сыктывкар, ул. Первомайская, д. 50

Тел. (8212) 24-14-74

E-mail: erbojko@physiol.komisc.ru