КЛЮЧОВІ СЛОВА: ішемічна хвороба серця, цистеїн, фактори ризику

Відомо, що оксидантний стрес відіграє важливу роль у механізмах атеросклеротичних пошкоджень, які виникають на фоні порушень ліпідного обміну. Доведено, що і гіпергомоцистеїнемія (ГГЦ) також сприяє зростанню рівня малонового діальдегіду, гідропероксидів, зменшенню частки поліненасичених жирних кислот у ліпідах, виснаженню антиоксидантних систем [2]. Навіть короткочасна ГГЦ у здорових людей, що виникає після навантаження метіоніном, супроводжується активацією утворення активних форм кисню [6, 8].

Прооксидантні властивості гомоцистеїну пов’язані з відновними властивостями його тіольної групи і зокрема зі здатністю останньої підтримувати іони перехідних металів у відновленому стані, за якого вони стають джерелом електронів при утворенні активних форм кисню [3, 7]. Проте, крім гомоцистеїну, в організмі існують й інші тіоли, причому в більших концентраціях, однак патогенетичне значення їх надмірних рівнів практично не з’ясовано. Досліджено, що високий рівень цистеїну також може асоціюватися з ураженням серцево-судинної системи [4].

На сьогодні в Україні немає даних щодо референтних інтервалів рівнів цистеїну у здорових осіб, не визначені їх вікові та статеві детермінанти, не простежено можливий зв’язок високого вмісту цистеїну з розвитком серцево-судинних захворювань.

Метою роботи було оцінити діапазон концентрацій цистеїну в здорових осіб, залежність рівня цистеїну від віку та статі, визначити концентрацію цистеїну у хворих на ішемічну хворобу серця та асоціацію з іншими факторами ризику серцево-судинної патології.

Матеріал і методи

Обстежено 388 практично здорових осіб (мешканців Вінницької області) віком 12–55 років. При збиранні анамнезу особливу увагу приділяли наявності хронічних або спадкових захворювань, шкідливих звичок, визначали характер фізичної та розумової діяльності, провели антропологічне обстеження. За допомогою ультразвукового дослідження (сканер “SIM 7000 CFM Challenge”, Італія) оцінювали структуру і розміри серця, товщину стінок, систолічну та діастолічну функції. Обстеження включало спірографію, рентгенографію, варіаційну пульсометрію, електро- та фонокардіографію, оцінку імунного статусу (активність В- і Т-лімфоцитів та їх субпопуляцій, вміст імуноглобулінів А, М та G, вміст мікроорганізмів у слині та зубодесневій кишені). Лише за умов відсутності скарг та об’єктивних ознак будь-яких захворювань обстежених включали у контрольну групу.

У дослідну групу ввійшло 137 хворих віком 45–65 років (у середньому (58,9±0,8) року), які перебували на стаціонарному лікуванні в обласній клінічній лікарні з приводу ішемічної хвороби серця (ІХС). Діагноз ІХС встановлювали на підставі характерних скарг, даних анамнезу, фізикального обстеження та даних клініко-інструментальних методів дослідження (велоергометрії, ехокардіографії, добового моніторування електрокардіограми). У 101 (74 %) хворого діагностовано стабільну стенокардію напруження, у 36 (26 %) – нестабільну стенокардію (табл. 1), у 71 (51 %) хворого – гіпертонічну хворобу (ГХ) ІІ стадії (класифікація ВООЗ/МСАГ, 1999).

Таблиця 1 Рівень цистеїну в плазмі крові практично здорових осіб різного віку

Примітка. У групу підлітків увійшли дівчата віком 12–15 років та хлопці віком 13–16 років, а у групу юнаків – дівчата віком 16–20 років та хлопці віком 17–21 рік. * – різниця показників достовірна порівняно з такими у групі підлітків (Р<0,05).

Рівень загального цистеїну визначали методом високоефективної рідинної хроматографії на апараті “Hewlett Packard” (США) після відновлення дисульфідів трибутилфосфіном та наступною їх дериватизацією з парахлормеркурібензоатом*.

Вміст загального холестерину (ЗХС), холестерину ліпопротеїнів високої щільності (ХС ЛПВЩ) та тригліцеридів (ТГ) у сироватці крові визначали уніфікованими методами. Рівень холестерину ліпопротеїнів низької щільності (ХС ЛПНЩ) розраховували за формулою Friedwald:

ХС ЛПНЩ = ЗХС – ХС ЛПВЩ – (0,45 ґ ТГ).

Аналіз отриманих даних проводили з використанням t-критерію Стьюдента. За рівень статистичної значущості було прийнято P<0,05.

Результати та їх обговорення

На першому етапі роботи ми дослідили рівень цистеїну в практично здорових осіб залежно від віку. Відзначено, що з віком, як у чоловіків, так і у жінок, закономірно зростає концентрація цистеїну в плазмі. Зв’язок рівня цистеїну з віковим фактором підтверджується також і наявністю достовірного кореляційного зв’язку (r=0,36 для жінок і r=0,35 для чоловіків). Проте ми не виявили статевих відмінностей щодо рівня цистеїну в жодному з вікових діапазонів.

Статистичний аналіз (табл. 2) дозволив більш детально охарактеризувати групу здорових осіб. Середня геометрична (Мгео) величина рівня цистеїну, яка меншою мірою, ніж середня арифметична, залежить від крайніх варіант вибірки, виявилася дещо меншою, ніж середня арифметична. Діапазони нормальних коливань рівня цистеїну оцінювали на основі персентильного аналізу накопичених частот варіаційного ряду [1]. При цьому враховували лише віковий фактор, оскільки статевих відмінностей у рівнях цистеїну не виявлено. Мінімальні рівні цистеїну (5 та 10 % персентилі) у підлітків та юнаків нижчі, ніж у дорослих осіб (відповідно 132 та 156 мкмоль/л у підлітків та юнаків та 200 і 233 мкмоль/л у дорослих). Дещо меншою була вікова різниця вмаксимальних значеннях рівня цистеїну. Зокрема, у підлітків та юнаків у 90 та 95 % персентилях вони відповідали 299 та 345 мкмоль/л, а у дорослих – 300–348 мкмоль/л. На основі цих даних нормальними значеннями рівнів цистеїну в плазмі крові у підлітків та юнаків можна умовно вважати 156–299 мкмоль/л, а у дорослих – 233–300 мкмоль/л, помірно високими – відповідно 300–345 і 301–349 мкмоль/л, високими – відповідно вище 345 та 350 мкмоль/л.

Таблиця 2 Метрологічні параметри рівня цистеїну в плазмі крові практично здорових осіб різного віку

Примітка. s – середнє квадратичне відхилення; Мгео – середня геометрична величина.

При порівнянні середніх рівнів цистеїну і їх ранжируванні (табл. 3) з’ясовано, що у хворих на ІХС середній рівень цистеїну був на 20 % вищим за такий у практично здорових осіб. Якщо серед здорових лише 12 % мали помірно високий рівень цистеїну і 10 % – високий, то серед хворих на ІХС лише 28 % мали нормальний його рівень, а у 32 і 36 % реєстрували відповідно помірно високий і високий рівні цистеїну в крові.

Таблиця 3 Рівень цистеїну у здорових осіб та хворих на ішемічну хворобу серця

Примітка. Різниця показників достовірна порівняно з такими: * – у групі контролю; D – у хворих із СС; ° – у хворих із СС та ГХ (Р<0,05).

Подальший аналіз виявив залежність між високими рівнями цистеїну та тяжкістю перебігу ІХС. Зокрема, у пацієнтів з нестабільною стенокардією (НС) рівень цистеїну був значно більшим за такий у хворих зі стабільною стенокардією (СС). У хворих з НС частота виявлення гіперцистеїнемієї була більшою (85 %), ніж серед хворих з СС, і серед них зовсім не було хворих з нормальним рівнем цистеїну. В групі пацієнтів з поєднанням ІХС та ГХ вміст цистеїну виявився вищим у хворих з НС, ніж у хворих з СС. У пацієнтів з НС та ГХ була достовірно меншою частка осіб з нормальним рівнем цистеїну при одночасному зростанні частки хворих з гіперцистеїнемією.

Порушення обміну цистеїну у пацієнтів з ІХС виявляють з дещо меншою частотою, ніж порушення обміну гомоцистеїну. Якщо високий рівень цистеїну реєструють у 40 % пацієнтів, то ГГЦ – вже у 55 %. Проте частота виявлення підвищеного рівня цистеїну є вищою, ніж частота гіпертригліцеридемії (29 %).

Важливо з’ясувати, чи є високий рівень цистеїну самостійним фактором ризику чи це наслідок дії інших метаболічних факторів ризику. Для цього у групах пацієнтів з нормальними, помірно високими та високим рівнями цистеїну ми проаналізували рівні гомоцистеїну, ліпідів, маркерів запалення, а також оцінили силу кореляційного зв’язку цих факторів з рівнем цистеїну (табл. 4). Виявлено певний паралелізм між зростанням вмісту цистеїну та концентрацією інших метаболічних чинників. Такий паралелізм є помітним щодо рівнів гомоцистеїну, зокрема його рівень виявився на 37 % вищим у групі пацієнтів з високим рівнем цистеїну, ніж у хворих з нормальним рівнем. Суттєво менш слабкою виявилася асоціація між змінами концентрації цистеїну та змінами вмісту ліпідів та рівнів маркерів запалення. Наявність певного паралелізму в змінах зазначених показників ще не означає існування тісних причинно-наслідкових зв’язків між ними. Саме це засвідчив проведений нами кореляційний аналіз. Лише між рівнями цистеїну та гомоцистеїнувстановлено достовірний кореляційний зв’язок середньої сили (r=0,45, р<0,05). Між рівнем цистеїну, з одного боку, та концентраціями ЗХС, ХС ЛПНЩ та ЛПВЩ, СРП, ІЛ-6, з другого боку, встановлено слабкі (хоча і достовірні) кореляційні залежності. Не виявлено достовірної кореляції рівня ТГ зі вмістом цистеїну. Таким чином, порушення ліпідного обміну, активація запальних процесів і порушення обміну цистеїну у пацієнтів з ІХС, очевидно, існують автономно один від одного.

Таблиця 4 Рівень ліпідів та маркерів запалення залежно від концентрації цистеїну в крові у хворих на ішемічну хворобу серця

Примітка. Різниця показників достовірна порівняно з такими у хворих: * – з нормальним рівнем цистеїну; D – з помірно високим рівнем цистеїну (Р<0,05). ° – достовірний кореляційний зв’язок. СРП – С-реактивний протеїн; ІЛ – інтерлейкін.

Більш тісна асоціація між високими рівнями цистеїну та гомоцистеїну дає підстави припустити наявність спільних патогенетичних механізмів у несприятливій дії надлишку цих амінокислот. Така гіпотеза має певні експериментальні підтвердження. Зокрема, доведено, що при одночасній присутності цистеїну та гомоцистеїну в інкубаційному середовищі посилюється їх промоторна активність щодо каталізованого іонами міді окиснення ЛПНЩ [5].

Таким чином, нами встановлено референтні інтервали рівнів цистеїну у практично здорових осіб залежно від віку. У дорослих рівні цистеїну в межах 200–300 мкмоль/л, які відповідають 10–90 % персентилям (80 % обстеженої популяції здорових осіб), можуть розцінюватися як нормальні. Рівень цистеїну в межах 301–349 мкмоль/л може розглядатися як помірно високий, а вище 350 мкмоль/л – як високий.

У пацієнтів з ІХС відбувається збільшення кількості осіб з помірно високим та високим рівнями цистеїну. Зокрема, якщо у здорових осіб високі рівні цистеїну реєструються лише у 10 % випадків, то серед хворих з ІХС – у 4 рази частіше. При цьому рівень цистеїну корелює з тяжкістю перебігу ІХС і є достовірно вищим у хворих з НС, ніж у пацієнтів з СС.

У хворих з ІХС виявлено певний паралелізм між зростанням вмісту цистеїну та концентрацією інших метаболічних чинників. Зокрема, рівень гомоцистеїну був на 37 % вищим у групі пацієнтів з високим рівнем цистеїну, ніж у хворих з нормальним його рівнем. Менш тісною була асоціація між змінами концентрації цистеїну та рівнів ЗХС, ХС ЛПНЩ та ЛПВЩ, СРП, ІЛ-6.

Література

1. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. – Л.: Медицина, 1978. – 296 с.
2. Durand P., Prost M., Loreau N. et al. Impaired homocysteine metabolism and atherothrombotic disease // Lab. Invest. – 2001. – Vol. 81, № 5. – P. 645-672.
3. Hua Long L., Halliwell B. Oxidation and generation of hydrogen peroxide by thiol compounds in commonly used cell culture media // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2001. – Vol. 286, № 5. – P. 991-994.
4. Ozkan Y., Ozkan E., Simsek B. Plasma total homocysteine and cysteine levels as cardiovascular risk factors in coronary heart disease // Int. J. Cardiology. – 2002. – Vol. 82, № 3. – P. 269-277.
5. Pfanzagl B., Tribl F., Koller E., Moslinger T. Homocysteine strongly enhances metal-catalyzed LDL oxidation in the presence of cystine and cysteine // Atherosclerosis. – 2003. – Vol. 168, № 1. – P. 39-48.
6. Raijmakers M.T., Schilders G.W., Roes E.M. et al.
7. N-Acetylcysteine improves the disturbed thiol redox balance after methionine loading // Clin. Sci (Lond). – 2003. – Vol. 105, № 2. – P. 173-180.
8. Ueland P.M., Mansoor M.A., Guttormsen A.B. et al. Reduced, oxidized and protein-bound forms of homocysteine and other aminothiols in plasma comprise the redox thiol status – a possible element of the extracellular antioxidant defense system // J. Nutr. – 1996. – Vol. 126, № 4 (Suppl). – P. 1281-1284.
9. Ventura P., Panini R., Verlato C. Peroxidation indices and total antioxidant capacity in plasma during hyperhomocysteinemia induced by methionine oral loading // Metabolism. – 2000. – Vol. 49, № 2. – P. 225-228.

Content of cystein in healthy subjects and patients with ischemic heart disease

І.І. Аndrushko

The study evaluated the range of cystein level in healthy subjects of different age and gender and its association with other metabolic risk factors in patients with ischemic heart disease. 388 healthy subjects, age 12–55 yrs, and 137 pts with IHD have been investigated. It was established that in healthy subjects the normal level of cystein is 200–300 mcmol/l, moderately increased 301–349 mcmol/l, high – more than 350 mcmol/l. The number of hypercysteinemia cases was 4 times more in patients with IHD; the level of cystein correlated with IHD severity. The level of homocystein was increased as well; the association between cystein and lipid disorders, as well as inflammation markers was less significant.