Введение
Старение населения во всем мире признано одной из глобальных проблем человечества. Если в 1990 г. во всем мире женщин в возрасте 50 лет и старше было 476 млн, то уже в 2013 г. их стало около 800 млн, а через 15 лет этот показатель увеличится почти в полтора раза [1]. Но наши знания о причинах и механизмах старения все еще ограничены.Существуют различные теории патогенеза старения, в т. ч. митохондриальная, которая впервые была предложена в 1978 г. [2]. Согласно этой теории в основе старения лежит прогрессивная потеря функциональной активности митохондрий в различных тканях организма.
Как известно, митохондрия отвечает за создание энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ) и участвует в механизмах передачи сигналов апоптоза. Нарушение клеточной энергетики приводит к полисистемным поражениям, сопровождает практически все патологические процессы, в т. ч. старение, поэтому большой интерес представляют изучение энергетического статуса человека и разработка диагностических критериев митохондриальной дисфункции как типового патологического процесса, не имеющего этиологической и нозологической специфики [3–5].
В пользу такой точки зрения свидетельствуют накопление в митохондриальной ДНК больших делеций и точечных мутаций в тканях пожилых индивидуумов и уменьшение количества копий, снижение с возрастом активности ферментов, обеспечивающих перенос электронов в дыхательной цепи, в лимфоцитах, скелетных мышцах и кардиомиоцитах. Как следствие этих процессов происходит увеличение продукции активных форм кислорода и прогрессивное перекисное окисление липидов и белков мембран клеток, изменения морфологической структуры митохондрий и снижение мембранного потенциала митохондрий, обеспечивающего энергию для синтеза АТФ [2, 6].
С возрастом у человека одной из первых начинает угасать репродуктивная функция. При старении организма понижается чувствительность всех звеньев оси «гипоталамус — гипофиз — гонады» к сигналам прямой и отрицательной обратной связи от уровня управляющих структур мозга и до органов-мишеней [7]. Нереализованность регуляторных сигналов приводит к гиперфункции и истощению гипоталамуса, гипофиза и яичников. Разобщение регуляторных взаимоотношений в оси «гипоталамус–гипофиз–яичники» нарушает ритм менструального цикла и, наконец, овуляторный цикл прерывается и репродуктивная функция утрачивается. Показано, что метаболическая терапия с использованием митохондриальных субстратов способна существенно повышать фертильность [8], имеет «омолаживающий» эффект с симпатотонической активацией нейроэндокринной системы [9].
Разработаны многочисленные способы диагностики митохондриальной дисфункции. Наиболее простыми, доступными и достаточно точными являются методы, основанные на определении активности митохондриальных ферментов в лимфоцитах периферической крови. Чаще всего исследуется активность двух окислительно-восстановительных дегидрогеназ: сукцинатдегидрогеназы (СДГ) и α-глицерофосфатдегидрогеназы (α-ГФДГ).
Проведенное нами ранее исследование показателей клеточного энергообмена у женщин с нарушением фертильности показало значительное (почти двукратное) снижение активности СДГ и α-ГФДГ по сравнению с фертильными женщинами [10].
Цель настоящего исследования: в сравнении изучить метаболизм и клеточный энергообмен у женщин репродуктивного возраста и в перименопаузе.
Материал и методы
Биохимическое и цитохимическое исследование крови выполнено у 50 небеременных женщин, которые по возрасту были поделены на 2 группы: 1-я (контрольная) группа — 25 женщин раннего репродуктивного возраста (средний возраст 25,7±3,8 года), критерии включения в исследование: возраст 18–44 лет, регулярный менструальный цикл; 2-я (основная) группа — 25 женщин в возрасте 45 лет и старше (средний возраст 48,9±3,1 года), критерии включения: возраст 45 лет и старше, отсутствие менопаузы.
Критерии исключения из исследования: беременность, менопауза, прием препаратов, содержащих половые гормоны.
Для оценки состояния клеточного энергетического обмена определяли активность СДГ и a-ГФДГ в лимфоцитах периферической крови цитохимическим методом в модификации Р.П. Нарциссова, с последующей визуальной морфометрией [11]. Показатели белкового, углеводного, липидного обмена (общий белок, альбумин, билирубин общий и конъюгированный, мочевина, креатинин, мочевая кислота, глюкоза, гликированный гемоглобин, холестерин, липопротеиды высокой плотности, липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), триглицериды), активность цитоплазматических ферментов: аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, лактатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы определяли в образцах венозной крови на биохимическом автоматическом анализаторе «Sapphire 400» (Япония) с использованием унифицированных тест-систем.
Статистический анализ полученных данных выполнен с использованием пакета прикладных программ Statistica for Windows 7.0. Описательная статистика включала расчет средней величины с учетом стандартной ошибки среднего (M±m). Равенство выборочных средних проверяли по t-критерию Стьюдента. Для оценки значимости различий между качественными признаками использован критерий хи-квадрат. Критический уровень значимости (р) при проверке гипотез равен 0,05.
Результаты и обсуждение
Период полового созревания характеризовался своевременным менархе у 20 (80%) женщин основной группы и 22 (88%) — контрольной группы. Средний возраст наступления менархе составил 13,2±0,26 года в основной и 12,8±0,43 в контрольной группе. Раннее становление менструальной функции выявлено у 2-х (8%),позднее — у 3-х (12%) пациенток основной группы, в контроле — у 3-х (12%) и 4-х (16%) соответственно. В основной группе менструации установились сразу только у 10 (40%) пациенток, у 15 (60%) — отмечено позднее установление менструального цикла (в течение 1,5–2 лет с момента менархе), тогда как в контрольной группе у 18 (72%) пациенток сразу установился регулярный цикл. На момент обследования все пациентки контрольной группы характеризовали менструальный цикл как регулярный, длительностью 27,6±0,83 дня с колебаниями от 21 до 35 дней. Длительность менструального кровотечения не превышала 7 дней у всех обследованных женщин и составила, в среднем 5,12±0,27 дня.Менопауза у пациенток основной группы — естественная (100%), наступила после 45 лет (49±2,6), длительность — 1–3 года. У 14 (64%) пациенток основной
группы наблюдались заболевания, обусловленные нарушением нейрогуморальной регуляции: дискинезия желудочно-кишечного тракта и желчевыводящих путей —
у 7 (28%) пациенток, нейроциркуляторная дистония
по гипертоническому типу — у 10 (40%) (p<0,01). На момент обследования обострения хронических экстрагенитальных заболеваний не отмечалось. Избыточная масса тела и ожирение (индекс массы тела >25 кг/м2) чаще встречались у женщин в основной группе, чем в контрольной (76% (19) против 28% (7), p<0,01).
В основной группе климактерический синдром был выявлен у 56% (14) женщин, в т. ч. средней и тяжелой степени — у 28% (7).
Исследование активности митохондриальных ферментов в лимфоцитах крови выявило достоверные отличия между группами. Максимальная активность ферментов наблюдалась у женщин репродуктивного возраста (1-я группа): 21,22±1,23 ед. СДГ и 12,6±0,45 ед. α-ГФДГ, в перименопаузе активность ферментов энергообмена снизилась до 15,5±0,94 ед. СДГ (р<0,001) и 8,94±0,98 ед. α-ГФДГ (р<0,05).
Сравнительный анализ показателей белкового обмена (общего белка, альбумина, мочевины, креатинина) выявил повышение средней концентрации всех исследуемых метаболитов с увеличением возраста. Так, например, содержание общего белка и альбумина составило в 1-й (контрольной) группе 75,1±1,1 и 48,3±0,6 г/л, во 2-й (основной) группе — 77,3±2,5 и 51,4±3,1 г/л соответственно, однако отличия были недостоверны.
Содержание мочевой кислоты во 2-й группе (310,9±15,3 мкмоль/л) было достоверно выше, чем у женщин репродуктивного возраста контрольной группы (209,9±10,8 мкмоль/л) (р<0,001).
Мочевая кислота является конечным продуктом метаболизма пуринов человека и высших позвоночных. Однако в настоящее время установлена и другая ее функция в организме — антиоксидантная. Анионы мочевой кислоты обладают способностью захватывать активные формы кислорода [12]. Возможно, повышение содержания мочевой кислоты у женщин во время перименопаузы объясняется компенсаторной реакцией организма на развитие оксидативного стресса и снижение активности антиоксидантной системы в этот период.
Содержание липидов крови (холестерин и триглицериды) с возрастом увеличивались: холестерин в 1-й группе — 4,8±0,2 ммоль/л, во 2-й группе — 6,7±0,3 ммоль/л (р<0,01). Содержание триглицеридов в 1-й группе — 0,64±0,06 ммоль/л, в 2-й группе — 1,86±0,31ммоль/л (р<0,01).
Содержание глюкозы с возрастом также увеличивалось: в 1-й группе — 5,2±0,1 ммоль/л, во 2-й группе — 5,5±0,5 ммоль/л (p>0,05). У обследованных пациенток не было выявлено сахарного диабета. Среди женщин старше 45 лет было отмечено 2 случая предиабета (гликемия натощак ≥6,1 ммоль/л и <7,0 ммоль/л). У более молодых женщин нарушений углеводного обмена не выявлено.
По данным ВОЗ, сахарный диабет является основной причиной развития сердечно-сосудистых заболеваний и занимает 3-е место в мире среди причин смертности. Сахарный диабет 2-го типа развивается постепенно и на первых порах незаметно для пациента. Состояние, предшествующее манифестации заболевания, называют предиабетом. Результаты первого национального эпидемиологического исследования NATION показали, что в России 19,3% населения, или около 20,7 млн человек, живут с предиабетом [13].
Таким образом, с возрастом возникает тенденция к ожирению и атеросклерозу, сахарному диабету 2-го типа, особенно в период перименопаузы, когда происходит естественное снижение синтеза половых гормонов. Как известно, менопауза является пусковым моментом в развитии менопаузального метаболического синдрома. Этот синдром относится к поздним обменным нарушениям менопаузы и представляет собой сочетание метаболических, гормональных и клинических нарушений у женщин в постменопаузе [14, 15]. Синдром объединяет абдоминально-висцеральное ожирение, инсулинорезистентность и гиперинсулинемию, дислипидемию, артериальную гипертензию, нарушение толерантности к глюкозе и сахарный диабет 2-го типа, ранний атеросклероз, ишемическую болезнь сердца, нарушения гемостаза, гиперурикемию, подагру, микроальбуминурию, гиперандрогению яичникового генеза. Клиническая значимость всех этих патологических изменений в конечном итоге заключается в том, что их сочетание в значительной степени ускоряет развитие и прогрессирование атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний, которые являются самой частой причиной смертности среди населения высокоразвитых стран [16].
Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на механизмы старения репродуктивной системы. В настоящее время ввиду увеличения продолжительности жизни женщин это перспективное направление научного поиска крайне важно для сохранения репродуктивного потенциала и профилактики заболеваний старости на популяционном уровне [17].
Выводы
В результате проведенного исследования были установлены возрастные особенности метаболизма и клеточной биоэнергетики.1. Высокая активность митохондриальных ферментов определяется у женщин репродуктивного возраста, в перименопаузе показатели снижаются.
2. Содержание основных метаболитов (общего белка, альбумина, глюкозы, холестерина, ЛПНП, триглицеридов, мочевой кислоты) с возрастом повышается, вероятно, это связано как со снижением процессов синтеза половых гормонов, так и со снижением клеточного энергообмена в период перименопаузы.
3. Изучение процессов внутриклеточного энергообмена на различных этапах онтогенеза является перспективным направлением научного поиска, крайне важного для сохранения репродуктивного потенциала и профилактики заболеваний старости на популяционном уровне.
