Antioxidant vitamin status of obese patients in terms of the risk of comorbidities

Cover Page

Abstract


BACKGROUND: Synchronously optimized concentrations of vitamins C, E, A, carotenoids and their ratios in blood plasma help to prevent or slow down the development of many alimentary-dependent diseases and their complications.

AIMS: to characterize the vitamin status of obese patients from the standpoint of the risk of progression of existing and development of associated diseases.

MATERIALS AND METHODS: An observational single-site cross-sectional study of the sufficiency with antioxidant vitamins in 81 patients (21 men, 60 women) aged 20–75 years with body mass index 40,7±1,2 kg/m2, enrolled for treatment from April to June in Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology had been conducted. The concentration of α- and γ-tocopherols, retinol, ascorbic acid, β-carotene was determined in blood serum and their ratios with lipid profile were calculated.

RESULTS: Indicators of vitamin status were determined in 35 patients with obesity, 27 patients with obesity and cardiovascular diseases (CVD), 19 patients with obesity and type 2 diabetes mellitus (T2DM). The concentration of ascorbic acid in more than 50% of patients did not reach the optimal level (50 µmol/l). Compared to patients of other groups, patients with T2DM were better supplied with vitamin E, but worse with other vitamins. They have a non-optimal ratio of concentrations of vitamin C and E more often compared with patients of other groups (p≤0.050). Among them, the combined suboptimal level of vitamin C and β-carotene (<0.4 µmol/l) was detected 1.6–1.8 fold more often. The lack of antioxidants in patients with T2DM according to simultaneously reduced vitamin C/vitamin E ratio (<1.5) and β-carotene level was detected 3.3-fold more often, synchronously lowered vitamin C/vitamin E ratio and vitamin C level – 2.4-fold. γ-tocopherol level in serum of patients with T2DM tended to increase compared with that in patients with obesity (p=0.063) and CVD (p=0.081), γ-tocopherol/triacylglycerides ratio was 1.5-fold higher (respectively р=0.009 и р=0.076). Only in 2 patients with obesity and 2 patients with CVD all serum indicators corresponded to the optimal level of all vitamins. In terms of α-tocopherol/cholesterol (<5 µmol/mol), an increased risk of myocardial infarction was detected in 10.5–42.9% of the examined patients. Glucose level was positively associated with serum levels of α- and γ-tocopherols, as well as cholesterol-adjusted individual tocopherols; while glycemia was inversely associated with triacylglycerides-standardized individual tocopherols, as well as β-carotene and vitamin C/vitamin E ratio.

CONCLUSIONS: In most patients, a non-optimal serum vitamin content was found according to one or several parameters. In order to vitamin C/vitamin E ratio, patients with T2DM need to increase vitamin C intake. Increasing serum β-carotene and achieving an optimal C/E ratio will help to prevent an increase in glycemia.


Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) и сахарный диабет 2 типа (СД2) относятся к заболеваниям, ассоциированным с ожирением [1], распространенность которого неуклонно увеличивается. В настоящее время проблемам оптимального питания, способного предотвращать или замедлить развитие многих алиментарно-зависимых заболеваний, уделяется пристальное внимание. Все чаще витамины рассматриваются не только с позиции эссенциальности, но и функциональности [2]. В этой связи предпринимаются попытки установить уровни разных форм витаминов в крови, необходимых не только для выполнения общепризнанной витаминной функции того или иного витамина, но и дополнительных, ранее неизвестных функций, обеспечивающих снижение риска развития алиментарно-зависимых заболеваний [3–5]. Показательным примером является витамин D. Установлено, что концентрация циркулирующей формы витамина D – 25-гидроксивитамина D – в сыворотке крови более 50 нмоль/л (по данным Российской ассоциации эндокринологов более 75 нмоль/л [6]) обеспечивает оптимальное функционирование многих зависящих от витамина D биохимических процессов, благодаря чему он поддерживает не только нормальное состояние костно-мышечной системы, но и способствует снижению риска развития ряда заболеваний, включая кальцификацию сосудов [7].

Имеются данные о том, что необходимое для предотвращения определенных видов рака, ССЗ и других хронических заболеваний потребление различных токолов, включая α-токоферол, должно быть намного выше, чем суточная рекомендуемая норма потребления, обеспечивающая выполнение витаминной функции витамина Е [4, 5]. Описаны потенциальные эффекты токоферолов на функциональное состояние организма, собственно функцию витамина Е выполняет α-токоферол, тогда как γ-токоферол, метаболизируясь цитохромом Р450 в длинноцепочечные карбоксихроманолы, обладает выраженным противовоспалительным действием [4]. По некоторым данным, уровень γ-токоферола в плазме крови служит биомаркером риска развития рака и ССЗ [8]. От соотношения α- и γ-токоферола в плазме крови зависит интенсивность проявления аллергического воспаления [9, 10]. Отношение (в мкмоль/ммоль) α-токоферол/холестерин (α-токоферол/ХС) и γ-токоферол/холестерин (γ-токоферол/ХС) положительно коррелирует с массой висцерального жира и наличием метаболического синдрома [11]. Вместе с тем показано, что при чрезмерно высоком потреблении α-токоферола он начинает проявлять прооксидантные свойства, смещает равновесие с другими природными пищевыми антиоксидантами и изоформами витамина Е [9–11].

Предполагается, что низкий уровень α-токоферола при наличии дислипидемии может быть связан с ранними признаками атеросклероза [12]. В литературе имеются указания на то, что снижение уровня основного витамера витамина Е – α-токоферола в сыворотке крови менее 4,2 мкмоль на 1 ммоль ХС ассоциируется с повышенным риском развития инфаркта миокарда [13], что согласуется с данными других авторов, показавших, что при коронарной болезни сердца концентрация α-токоферола, соотнесенная с ХС и липидами, не превышает соответственно 4,8 мкмоль/ммоль и 2,66 мкмоль/ммоль [14].

Синхронно оптимизированные концентрации витамина С, α-токоферола, витамина А и каротиноидов в плазме крови необходимы для предотвращения ССЗ и онкозаболеваний [15]. Поддержание антиоксидантного статуса требует оптимального соотношения α-токоферола и аскорбиновой кислоты, поскольку восстановление радикалов α-токоферола происходит под действием аскорбиновой кислоты [16]. Концентрация антиатерогенного ХС липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) положительно коррелирует не только с уровнем β-каротина в сыворотке крови больных ССЗ, но и с содержанием других каротиноидов (α-каротин, криптоксантин) [17].

Особое значение витамина С при ожирении заключается в его антиоксидантном и противовоспалительном действии, в супрессии цитокинов, аномально секретируемых адипоцитами, предотвращении аномального накопления жира за счет снижения уровня свободных радикалов, а также уменьшения неферментативного гликозилирования, уменьшения перекисного окисления липидов [18].

Уровни в сыворотке крови, обеспечивающие профилактику ССЗ и онкозаболеваний, для витамина Е составляют ≥30 мкмоль/л при соотношении α-токоферол/ХС ≥5,0 мкмоль/ммоль; витамина С ≥50 мкмоль/л при концентрационном соотношении витамин C/витамин Е >1,3–1,5; β-каротина ≥0,4 мкмоль/л или суммы α- и β-каротинов ≥0,5 мкмоль/л [15, 19].

Однако имеются лишь единичные исследования, оценивающие одновременно обеспеченность пациентов витаминами-антиоксидантами с использованием критериев оптимального статуса [15, 17, 19].

ЦЕЛЬ

Целью работы было охарактеризовать витаминный статус пациентов с ожирением и другими алиментарно-зависимыми заболеваниями с позиций риска прогрессирования имеющихся и развития сопутствующих заболеваний.

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Проведено обсервационное одноцентровое поперечное выборочное, неконтролируемое исследование.

Критерии соответствия

Критериями включения в исследование был возраст от 20 до 75 лет. Диагноз сопутствующей неалкогольной жировой печени в стадии жирового гепатоза устанавливался на основании признаков жирового гепатоза при ультразвуковом исследовании печени, нормальной активности аланинаминотрансферазы в сыворотке крови, отсутствия критериев невключения.

Критериями невключения были возраст моложе 20 и старше 75 лет, наличие ВИЧ-инфекции, вирусного гепатита В или С, гриппа, аллергических заболеваний.

Условия проведения

Исследование проводили с апреля по июнь 2018 г. на базе 3 отделений (сердечно-сосудистой патологии, болезней обмена веществ и профилактической и реабилитационной диетологии) Клиники лечебного питания ФИЦ питания и биотехнологии. Все инструментальные, клинические и биохимические исследования были проведены на базе одного учреждения.

Продолжительность исследования

Продолжительность исследования 3 месяца.

Описание медицинского вмешательства

Всем участникам исследования однократно производили забор крови натощак с последующим центрифугированием и замораживанием образцов сыворотки крови. Все участники исследования получали стандартную для каждой нозологии фармакотерапию: пациенты с ССЗ – ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента или блокаторы рецепторов ангиотензина II, бета-блокаторы, диуретики; пациенты с СД2 – комбинированную пероральную сахароснижающую терапию метформином, ингибиторами дипептидилпептидазы-4, ингибиторами натрий-глюкозных котранспортеров 2-го типа.

Основной исход исследования

Конечными точками исследования была концентрация витаминов и липидный спектр сыворотки крови во всех группах пациентов.

Дополнительные исходы исследования

Определяли количество лиц в каждой группе с одновременно сниженными относительно оптимального уровня парами показателей обеспеченности витаминами, а также количество пациентов с показателями, соответствующими оптимальному уровню по всем используемым параметрам, и не оптимально обеспеченных витаминами по нескольким показателям.

Анализ в подгруппах

Формирование подгрупп осуществлялось по основной нозологии и полу, по степени ожирения.

Методы регистрации исходов

Для определения витаминов кровь из вены, взятую натощак после ночного голодания, центрифугировали в течение 15 мин при 600 g, затем отбирали аликвоты сыворотки для определения каждого витамина, замораживали и хранили при температуре –37,4°С.

Концентрацию α- и γ-токоферолов, β-каротина определяли с помощью обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии [20], аскорбиновой кислоты – визуальным титрованием реактивом Тильманса. Для витамина Е использовали также принятые за рубежом нормативы, а именно – снижение концентрации α-токоферола менее чем 12 мкмоль/л считали дефицитом, лиц с концентрацией, превышающей 30 мкмоль/л, относили к оптимально обеспеченным [19]. Для более точного определения статуса витамина Е у пациентов с гиперлипидемией и триглицеридемией рассчитывали соотношение α- и γ- токоферолов с концентрацией ХС и триглицеридов (ТГ) и их суммой (ХС+ТГ), считая, что оптимальной обеспеченности соответствует концентрация α-токоферола 5,0 мкмоль/ммоль ХС, а нормальному статусу витамина Е – 6,79 мкмоль/ммоль ТГ или 2,66 мкмоль/ммоль ХС+ТГ [14, 15, 19, 21]. В качестве критерия, отражающего оптимальную обеспеченность организма витамином С, использовали величину ≥50 мкмоль/л при соотношении витамин C/витамин Е (С/Е) >1,5, β-каротином – концентрацию ≥0,4 мкмоль/л [15].

Показатели липидного обмена (общий ХС, ХС липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и ХC ЛПВП, ТГ) определяли в сыворотке крови с использованием биохимического анализатора Konelab 30i фирмы Thermo Clinical Labsystems (Финляндия).

Этическая экспертиза

Протокол исследования был одобрен комитетом по этике ФИЦ питания и биотехнологии (№2 от 02.03.2018 г). От всех участников обследования было получено письменное информированное согласие.

Статистический анализ

Размер выборки предварительно не рассчитывался.

Результаты обрабатывали с помощью программ IBM SPSS Statistics для Windows (версия 20.0 IBM, США). Для характеристики вариационного ряда рассчитывали среднее арифметическое (M), медиану (Me), стандартную ошибку среднего (m), минимум (min), максимум (max), 25-й и 75-й перцентиль. Для выявления статистической значимости различий непрерывных величин использовали непараметрический U-критерий Манна–Уитни для независимых переменных. Для оценки различий между процентными долями выборок использовали критерий Фишера. Различия считали статистически значимыми при р≤0,05. Корреляционный анализ проводили непараметрическим методом с расчетом коэффициента корреляции Спирмена (ρ).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объекты (участники) исследования

Обследован 81 пациент (21 мужчина и 60 женщин).

Характеристика обследованных пациентов представлена в таблице 1. Все обследованные пациенты имели ожирение разной степени выраженности. В группе лиц с ожирением у мужчин масса тела была более высокой по сравнению с женщинами, однако различия не достигали уровня статистической значимости (р=0,080).

 

Таблица 1. Характеристика обследованных пациентов

Группа

Основная нозология

Клиническая характеристика пациентов

Количество пациентов с ожирением (в %)

Возраст, лет

(M±m)

(minmax)

Индекс массы тела (ИМТ), кг/м2

(M±m)

I степень

II степень

III степень

1

Ожирение

Сопутствующие заболевания: гипертоническая болезнь I степени у 6 (17,1%) пациентов, атеросклероз у 4 (11,4%) пациентов, неалкогольная жировая болезнь печени в стадии гепатоза у 4 (11,4%) пациентов

9 (25,7%)

9 (25,7%)

17 (48,6%)

45,7±2,5

(23–74)

все

(n=35)

41,3±1,2

женщины

(n=27)

39,9±1,0

мужчины

(n=8)

45,9±3,30,08

2

ССЗ с сопутствующим ожирением или избыточной массой тела

24 (88,9%) пациента с артериальной гипертензией (II–III степени), 2 (7,4%) пациента с ИБС, 1 (3,7%) пациент с хронической сердечной недостаточностью.

Сопутствующие заболевания: неалкогольная жировая болезнь печени в стадии гепатоза у 2 (7,4%) пациентов

4* (14,8%)

3 (11,1%)

16 (59,4%)

51,7±2,2

(31–69)

все

(n=27)

40,2±2,4

женщины

(n=19)

37,6±2,9

мужчины

(n=8)

46,3±3,8

3

СД2 с сопутствующим ожирением

Уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) – 7,4±1,5%, концентрация глюкозы в плазме крови 9,0±0,7 ммоль/л.

Сопутствующие заболевания: гипертоническая болезнь I–II степени у 6 (31,6%) пациентов, неалкогольная жировая болезнь печени в стадии гепатоза у 2 (10,5%) пациентов

5 (26,3%)

3 (15,8%)

11

(57,9%)

60,8±1,5

(51–71)

все

(n=19)

42,0±2,2

женщины

(n=14)

40,9±2,6

мужчины

(n=5)

45,0±4,6

Примечание: Верхний индекс – статистическая значимость отличия от показателя женщин; * – 4 (14,8%) пациента с cердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) имели избыточную массу тела (ИМТ>25 кг/м2).

 

В липидном профиле сыворотки крови пациентов из разных групп имелись некоторые различия. Так, уровень ХС, ТГ и ЛПНП у пациентов с ожирением был статистически значимо выше (р=0,047, р=0,034 и р=0,023) по сравнению с параметрами пациентов с ССЗ, а концентрация ЛПНП выше, чем у пациентов с СД2 (р=0,040). У пациентов с СД2, поступивших на лечение в стадии метаболической субкомпенсации углеводного обмена, уровень ТГ и гликемия (Mе=8,5 против 5,3 ммоль/л у остальных пациентов) были статистически значимо выше (р=0,001–0,025) по сравнению с параметрами пациентов других групп.

По биохимическим показателям в отдельных группах пациентов имелись некоторые гендерные различия. В группе лиц с ожирением уровень гликемии у мужчин был выше по сравнению с таковым у женщин (р=0,006).

Основные результаты исследования

Данные об абсолютных и соотнесенных с липидами концентрациях витаминов-антиоксидантов в сыворотке крови пациентов представлены в таблице 2.

 

Таблица 2. Концентрация витаминов-антиоксидантов в сыворотке крови пациентов

Показатель

Min – Max

Me

25–75 перцентиль

р

1. Пациенты с ожирением (n=35)

Токоферолы, мкмоль/л

12,5–46,9

26,3

20,9–32,8

α-Токоферол, мкмоль/л

12,1–45,5

25,5

20,2–32,0

γ-Токоферол, мкмоль/л

0,14–1,42

0,55

0,41–0,65

α-Токоферол/γ-токоферол

26,5–172,5

50,0

37,5–63,7

 

α-Токоферол/ТГ, мкмоль/ммоль

7,0–38,1

15,6

12,3–19,4

γ-Токоферол/ТГ, мкмоль/ммоль

0,08–0,87

0,35

0,21–0,48

α-Токоферол/ХС, мкмоль/ммоль

2,9–9,4

5,2

4,3–6,5

γ-Токоферол/ХС, мкмоль/ммоль

0,02–0,33

0,10

0,08–0,14

α-Токоферол/ХС+ТГ, мкмоль/ммоль

2,4–6,8

3,9

3,2–4,5

β-Каротин, мкмоль/л

0,02–0,79

0,17

0,11–0,30

Аскорбиновая кислота, мкмоль/л

12,7–107,9

46,3

35,4–61,0

С/Е

0,3–4,7

1,9

1,4–2,2

2. Пациенты с ССЗ (n=27)

Токоферолы, мкмоль/л

9,1–67,2

25,9

20,0–30,4

ж

9,8–67,2

27,1

22,1–31,2

м

9,1–30,5

18,6 0,084

14,4–28,3

α-Токоферол, мкмоль/л

8,8–65,2

25,3

19,7–29,3

ж

9,3–65,2

26,7

21,6–30,7

м

8,8–29,7

18,1 0,075

13,9–28,2

γ-Токоферол, мкмоль/л

0,22–1,97

0,48

0,38–0,67

ж

0,29–1,97

0,48

0,40–0,67

м

0,22–0,84

0,47

0,31–0,71

α-Токоферол/ γ-токоферол

17,6–93,0

45,0

32,7–62,9

 

α-Токоферол/ТГ, мкмоль/ммоль

7,1–44,9

16,9

12,9–26,4

ж

9,3–44,9

21,3

15,4–30,7

м

7,1–32,7

14,6 0,051

8,0–18,6

γ-Токоферол/ТГ, мкмоль/ммоль

0,11–1,43

0,43

0,29–0,54

р1-2=0,041

α-Токоферол/ХС, мкмоль/ммоль

2,5–8,9

5,6

4,7–6,5

γ-Токоферол/ХС, мкмоль/ммоль

0,07–0,33

0,11

0,09–0,15

α-Токоферол/ХС+ТГ, мкмоль/ммоль

2,1–5,7

4,5

3,7–4,9

β-Каротин, мкмоль/л

0,03–2,38

0,25

0,10–0,55

Аскорбиновая кислота, мкмоль/л

9,7–71,8

49,5

37,7–59,9

С/Е

0,3–5,9

2,0

1,3–2,6

3. Пациенты с сахарным диабетом 2 типа (n=19)

Токоферолы, мкмоль/л

16,9–97,2

31,0

25,9–38,4

р1-3=0,052

р2-3=0,019

α-Токоферол, мкмоль/л

16,5–95,2

30,0

25,5–37,6

р1-3=0,005

р2-3=0,016

γ-Токоферол, мкмоль/л

0,34–2,02

0,63

0,46–0,86

р1-3=0,063

р2-3=0,081

α-Токоферол/ γ-токоферол

27,7–76,0

47,2

36,2–57,7

 

α-Токоферол/ТГ, мкмоль/ммоль

6,7–46,4

13,5

12,0–18,4

р2-3=0,092

γ-Токоферол/ТГ, мкмоль/ммоль

0,14–0,72

0,33

0,25–0,40

р2-3=0,035

α-Токоферол/ХС, мкмоль/ммоль

3,1–15,5

6,8

5,8–8,8

р1-3=0,002

р2-3=0,009

γ-Токоферол/ХС, мкмоль/ммоль

0,08–0,33

0,16

0,11–0,18

р1-3=0,009

р2-3=0,076

α-Токоферол/ХС+ТГ, мкмоль/ммоль

2,2–6,8

4,8

4,1–5,7

р1-3=0,010

р2-3=0,084

β-Каротин, мкмоль/л

0,03–0,97

0,15

0,06–0,30

р2-3=0,080

ж

0,04–0,97

0,16

0,09–0,36

м

0,03–0,29

0,05 0,034

0,03–0,18

Аскорбиновая кислота, мкмоль/л

13,4–63,8

38,1

31,5–52,3

С/Е

0,4–2,4

1,1

0,9–1,8

р1-3=0,013

р2-3=0,027

Примечание: Верхний индекс – статистическая значимость отличия от показателя у женщин, С/Е – концентрационное соотношение аскорбиновой кислоты и α-токоферола.

 

У пациентов с СД2 статистически значимо выше по сравнению с другими группами была концентрация в сыворотке крови α-токоферола, а также его концентрация, соотнесенная с ХС. Такие параметры, как концентрация α-токоферола, привязанная к концентрации суммы ХС и ТГ, имели тенденцию к повышению. У половины пациентов с СД2 концентрация α-токоферола достигала величины, соответствующей оптимальной обеспеченности организма этим витамином. Таким образом, пациенты с СД2 были лучше обеспечены витамином Е по сравнению с пациентами других групп. У них большинство параметров обеспеченности витамином Е, за исключением параметра α-токоферол/ТГ, соответствовали оптимальным.

γ-Токоферол составлял примерно 2% от содержания α-токоферола в сыворотке крови пациентов из всех групп. Вместе с тем уровень γ-токоферола в сыворотке крови пациентов с СД2 имел тенденцию к повышению по сравнению с таковым у пациентов с ожирением и ССЗ, концентрационное отношение γ-токоферол/ХС было выше в 1,5 раза (соответственно р=0,009 и р=0,076).

Дефицит витамина Е, оцениваемый по концентрации α-токоферола, соотнесенной с ТГ, не выявлялся. Соотношение α-токоферола с концентрацией ХС+ТГ оказалось малоинформативным, недостаточная обеспеченность витамином Е по этому показателю выявлялась редко, составляя от 5,3 до 8,6%, поэтому на рис. 1 эти данные не представлены.

 

Рисунок 1. Количество пациентов с показателями, не достигающими оптимальных величин.

* – статистически значимые отличия (р<0,05) от показателя пациентов с СД2 согласно критерию Фишера

 

По показателю α-токоферол/ХС повышенный риск возникновения сердечно-сосудистых осложнений (инфаркт миокарда [13]) имели от 10,5 до 42,9% обследованных пациентов.

Концентрация аскорбиновой кислоты более чем у 50% пациентов не достигала оптимального уровня. У пациентов с СД2 медиана концентрации аскорбиновой кислоты была самой низкой (табл. 2), а частота неоптимального уровня, наоборот, самой высокой (рис. 1), хотя различия и не достигали уровня статистической значимости. В результате неоптимальное отношение концентраций витаминов С и Е (С/Е) у этой категории больных выявлялось статистически значимо чаще по сравнению с пациентами других групп (р<0,050).

Более чем у ¾ пациентов из всех групп концентрация β-каротина в сыворотке крови не достигала оптимального уровня (см. рис. 1), при этом более чем у половины пациентов с ожирением и СД2 и 40% пациентов с ССЗ она не достигала нижней границы нормы.

Дополнительные результаты исследования

Далее было оценено количество лиц с одновременно сниженными относительно оптимального уровня парами показателей обеспеченности витаминами (табл. 3). Частоты выявления пар показателей, не достигающих оптимального уровня обеспеченности, среди пациентов с ожирением и ССЗ значимо не различались, тогда как доли пациентов с СД2 отличались от них как в большую, так и в меньшую сторону. Среди них в 1,6–1,8 раза чаще выявлялась сочетанная неоптимальная обеспеченность витамином С и β-каротином. У этой же категории больных одновременная неоптимальная обеспеченность природными антиоксидантами по критериям С/Е и концентрации β-каротина обнаруживалась в 3,3 раза чаще, по критерию С/Е и концентрации витамина С – в 2,4 раза.

 

Таблица 3. Относительное количество лиц с одновременно сниженными относительно оптимального уровня парами показателей обеспеченности витаминами, %

Пара показателей

Ожирение

ССЗ

СД2

С

α-токоферол

40,0

40,7

36,8

С/Е

25,7

25,9

63,21,2

α-токоферол/ХС

28,6

18,5

5,31

β-каротин

45,7

40,7

73,71,2

α-Токоферол

С/Е

11,4

14,8

26,3

α-токоферол/ХС

40,0

29,6

10,51

β-каротин

51,4

55,6

36,8

С/Е

β-каротин

20,0

22,2

68,41,2

α-токоферол/ХС

8,6

3,7

5,3

β-Каротин

α-токоферол/ХС

42,9

22,2

10,51

Статистически значимые отличия (р<0,05) от частоты выявления согласно критерию Фишера: 1 – среди пациентов с ожирением; 2 – среди пациентов с ССЗ.

 

Таким образом, и при таком подходе к анализу данных было обнаружено, что у лиц с СД2 чаще по сравнению с пациентами из других групп выявляется неоптимальная обеспеченность витамином С и β-каротином.

На следующем этапе было оценено количество лиц с витаминным статусом, соответствующим оптимальному уровню, по всем используемым параметрам, и неоптимально обеспеченных витаминами-антиоксидантами одновременно по нескольким показателям (рис. 2).

 

Рисунок 2. Относительное количество лиц с показателями обеспеченности витаминами, соответствующими оптимальному уровню, и неоптимально обеспеченных по нескольким показателям

 

Лишь у 2 пациентов с ожирением и 2 пациентов с ССЗ все показатели сыворотки крови соответствовали оптимальной обеспеченности (см. рис. 2). У 2 человек с СД2 (10,5%) и 5 пациентов с ССЗ (18,5%), за исключением концентрации α-токоферола в сыворотке крови, которая превысила 25 мкмоль/л, остальные показатели также находились на оптимальном уровне. На рисунке 2 видно, что вся гистограмма для больных СД2 сдвинута вправо относительно гистограмм для других групп пациентов, хотя различия долей не достигли уровня статистической значимости. Это означает, что в целом группа пациентов с СД2 была хуже обеспечена витаминами-антиоксидантами (в основном за счет витамина С) по сравнению с лицами из других групп.

Между концентрацией витаминов-антиоксидантов, в том числе нормализованных по содержанию липидов, в сыворотке крови всех пациентов выявлена положительная корреляция (табл. 4). Между соотнесенными концентрациями аскорбиновой кислоты и α-токоферола (С/Е) и уровнем γ-токоферола обнаружена отрицательная связь.

 

Таблица 4. Коэффициенты корреляции Спирмена между концентрацией витаминов в сыворотке крови всех пациентов (n=81, р≤0,01)

Пара показателей

ρ

С

β-каротин

0,464

α-токоферол

0,296

β-Каротин

С/Е

0,263*

α-токоферол/ТГ

0,742

γ-токоферол/ТГ

0,542

α-токоферол/ТГ+ХС

0,389

α-Токоферол

γ-токоферол

0,610

γ-токоферол/ХС

0,356

γ-токоферол/ТГ+ХС

0,309

γ-Токоферол

С/Е

-0,425

α-токоферол/ХС

0,447

α-токоферол/ТГ+ХС

0,326

* – р≤0,050

 

Выявлена положительная корреляция (табл. 5) между абсолютным содержанием α- и γ-токоферолов и липидным спектром крови (ХС, ТГ). Концентрация β-каротина и аскорбиновой кислоты обнаруживает обратную связь с уровнем ТГ, а между уровнем β-каротина и антиатерогенными ЛПВП выявляется прямая связь.

 

Таблица 5. Парные коэффициенты корреляции Спирмена между концентрацией витаминов и биохимическими показателями сыворотки крови всех пациентов (n=81, р≤0,010)

Пара показателей

ρ

α-Токоферол

ХС

0,496

ЛПНП

0,441

ТГ

0,501

глюкоза

0,276

α-Токоферол/ТГ

глюкоза

-0,353

ЛПВП

0,704

ИМТ

-0,429

α-Токоферол/ХС

глюкоза

0,245*

ЛПНП

-0,303

ТГ

0,362

возраст

0,243*

γ-Токоферол

ХС

0,291

ТГ

0,400

глюкоза

0,269*

возраст

0,320

γ-Токоферол/ТГ

глюкоза

-0,271

ЛПВП

0,731

ИМТ

-0,329

γ-Токоферол/ХС

глюкоза

0,262*

ЛПНП

-0,264

ТГ

0,285

возраст

0,345

β-Каротин

ЛПВП

0,574

ТГ

-0,523

глюкоза

-0,293

ИМТ

-0,416

Витамин С

ТГ

-0,245*

С/Е

ХС

-0,423

ЛПНП

-0,373

ТГ

-0,488

глюкоза

-0,304

* – р ≤ 0,050

 

Обнаружена прямая связь между уровнем глюкозы и содержанием в сыворотке крови α- и γ-токоферолов, а также индивидуальных токоферолов, соотнесенных с ХС, и обратная между гликемией и индивидуальными токоферолами, соотнесенными с ТГ, а также с β-каротином и величиной С/Е (см. табл. 5).

При делении каждой группы пациентов на подгруппы лиц с ИМТ<40 кг/м2 и ИМТ >40 кг/м2 статистически значимых различий по концентрации витаминов в плазме крови среди пациентов с СД2 и с ожирением в качестве основного диагноза обнаружено не было.

В то же время, несмотря на малую выборку пациентов, при анализе показателей витаминного статуса в зависимости от степени ожирения (с ИМТ <40 кг/м2 и ИМТ >40 кг/м2) удалось выявить некоторые закономерности у пациентов с ССЗ. Пациенты с ССЗ и морбидным ожирением (ИМТ <40 кг/м2) были хуже обеспечены пищевыми антиоксидантами: частота выявления неоптимального уровня β-каротина в плазме крови у них была в 2,4 раза (р≤0,05) выше, чем у пациентов из подгруппы с ИМТ <40 кг/м2, а соотнесенные с ТГ концентрации α- и γ-токоферолов были ниже соответственно в 2 (р≤0,001) и 1,8 раза (р=0,006).

Нежелательные явления

Нежелательных явлений в ходе исследования ни в одной из трех групп отмечено не было.

ОБСУЖДЕНИЕ

Принципиальным отличием данного исследования от традиционной оценки обеспеченности витаминами с использованием критериев дефицита витаминов (нижней границы нормальной обеспеченности) является использование критериев оптимальной обеспеченности каждым витамином. Кроме того, достоинством данного исследования является синхронная характеристика витаминного статуса одновременно несколькими витаминами-антиоксидантами, к тому же соотнесенными с показателями липидного обмена.

За исключением соотношения α-токоферол/ТГ другие соотнесенные с липидами показатели обеспеченности витамином Е соответствовали оптимальным. Это может быть как следствием использования заниженного критерия, который, по всей видимости, отражает не оптимальный статус, а дефицит витамина Е, так и следствием повышенного уровня ТГ у пациентов с СД2.

Выявленные положительные ассоциации между уровнями витаминов в сыворотке крови, а также между концентрацией витаминов и биохимическими показателями необязательно отражают непосредственную причинно-следственную связь и могут быть обусловлены вмешивающимися факторами. Однако обнаружение таких связей указывает на целесообразность синхронной оптимизации витаминного статуса.

Резюме основного результата исследования

Лишь у 2 пациентов с ожирением и 2 пациентов с ССЗ все показатели сыворотки крови соответствовали оптимальной обеспеченности всеми исследованными витаминами. У подавляющего большинства пациентов обнаружено неоптимальное содержание витаминов-антиоксидантов в сыворотке крови по одному или нескольким параметрам. Чаще всего заметные отклонения показателей витаминной обеспеченности от оптимальных имели место у пациентов с СД2.

Обсуждение основного результата исследования

Соотношение α- и γ-токоферолов в сыворотке крови пациентов составило 50:1, что выше по сравнению с таковым у жителей Германии (23:1) [22].

Всем пациентам требуется обогащение рациона β-каротином. Подавляющему большинству пациентов с СД2 для повышения концентрации аскорбиновой кислоты в сыворотке крови необходимо увеличить потребление витамина С, что в конечном счете приведет к оптимизации соотношения витаминов С и Е, тогда как пациентам из других групп необходимо увеличить потребление как витамина С, так и витамина Е. Повышение уровня β-каротина в сыворотке крови и достижение оптимального соотношения С/Е будут способствовать предотвращению повышения гликемии.

Выявленная положительная корреляция (см. табл. 5) между абсолютными концентрациями изоформ токоферолов и ХС, а также ТГ в значительной мере может отражать функциональную связь между этими параметрами, поскольку токоферолы циркулируют в крови в составе липидных компонентов.

Между концентрацией β-каротина и антиатерогенными ЛПВП выявляется прямая связь (см. табл. 5). Обнаруженная обратная связь между уровнями глюкозы и индивидуальных токоферолов, соотнесенных с ТГ, β-каротина, а также величиной С/Е (см. табл. 5) свидетельствует о важности повышения уровня β-каротина и достижения оптимального соотношения С/Е для предотвращения повышения гликемии, увеличивающейся с возрастом у обследованных лиц (ρ=0,290, n=81, р≤0,01), и ИМТ (ρ=0,348, n=81, р≤0,01).

Ограничения исследования

Ограничением данного исследования явилось небольшое количество обследованных пациентов в каждой выборке и широкий возрастной диапазон.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для оценки витаминного статуса организма соотнесенные с показателями липидного обмена уровни токоферолов в крови применяются сравнительно редко. В большинстве исследований используют критерии, отражающие не оптимальную обеспеченность организма тем или иным витамином, а дефицит микронутриента. Практически не описаны данные по использованию синхронно оптимизированных концентраций витаминов-антиоксидантов.

Сравнение обеспеченности пациентов с позиций риска прогрессирования осложнений заболеваний с использованием критериев оптимальной обеспеченности витаминами-антиоксидантами показало, что группы лиц с ожирением и ССЗ оказались сопоставимыми между собой. В то же время у пациентов с СД2 концентрация в сыворотке крови α-токоферола была выше, а аскорбиновой кислоты ниже по сравнению с другими группами пациентов. Среди пациентов с СД2 статистически значимо чаще выявлялась сочетанная неоптимальная обеспеченность витамином С и β-каротином, а также обнаруживалось неоптимальное соотношение витаминов С и Е. При оценке с использованием частот совпадения сразу нескольких признаков неоптимальной обеспеченности пациенты с СД2 также оказались хуже обеспечены витаминами-антиоксидантами по сравнению с лицами из других групп.

Использование нескольких параметров для оценки обеспеченности витаминами-антиоксидантами оказалось полезным для выявления неоптимальной обеспеченности этими микронутриентами. Такой подход позволяет индивидуально подходить к коррекции витаминного состава рациона пациентов, чтобы достичь оптимальных соотношений, обеспечивающих снижение риска развития алиментарно-зависимых заболеваний и их осложнений. Кроме того, использование такого подхода будет полезным при подборе эффективных доз витаминов-антиоксидантов, которые часто используются в необоснованно избыточных дозах, смещающих равновесие с другими природными антиоксидантами.

Для оптимизации витаминного статуса пациентам с СД2 необходимо увеличить содержание в их рационе витамина С для повышения соотношения витаминов С и Е до оптимального, а также β-каротина путем увеличения потребления свежих овощей и фруктов – источников этих микронутриентов, или назначения этим пациентам содержащих эти микронутриенты витаминных комплексов в дозах, соответствующих рекомендуемому потреблению. Причем чем более выражено ожирение, тем в большей степени пациент нуждается в увеличении потребления каротиноидов. Пациентам с ожирением и с ССЗ, помимо перечисленных микронутриентов, необходимо увеличить потребление и витамина Е, содержащегося в больших количествах в подсолнечном масле.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Научно-исследовательская работа проведена за счет средств субсидии на выполнение государственного задания по теме «Изучение витаминной обеспеченности, характеристика кишечной микробиоты и разработка системы диетической коррекции алиментарно-зависимых заболеваний, в частности ожирения, у детей и взрослых» № 0529-2019-0062 без привлечения дополнительного финансирования со стороны третьих лиц.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов. Коденцова В.М. – концепция и дизайн исследования, написание текста (общее руководство, интерпретация полученных данных, написание статьи, выводы, анализ данных литературы); Вржесинская О.А. – концепция и дизайн исследования, статистическая обработка, редактирование; Шарафетдинов Х.Х. – сбор материала (подбор пациентов, сбор анамнеза, обработка амбулаторных карт), редактирование; Бекетова Н.А. – получение и обработка материала (определение токоферолов и β-каротина); Кошелева О.В. – получение и обработка материала (определение витамина С), статистическая обработка. Все авторы внесли значимый вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию статьи перед публикацией.

Благодарности. Авторы выражают благодарность Пилипенко В.И., Косюра С.Д, Гаппаровой К.М., Дербеневой С.А. за помощь в сборе исходного материала, включая анамнез и обработку амбулаторных карт.

About the authors

Vera M. Kodentsova

Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Author for correspondence.
Email: kodentsova@ion.ru
ORCID iD: 0000-0002-5288-1132
SPIN-code: 8470-1211
Scopus Author ID: 7004294573
ResearcherId: V-2465-2017

Russian Federation, 2/14, Ustinskiy proezd, Moscow, 109240

BD, PhD in biology, Professor

Oksana A. Vrzhesinskaya

Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: vr.oksana@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8973-8153
SPIN-code: 2745-1454
Scopus Author ID: 54685500300
ResearcherId: V-2557-2017

Russian Federation, 2/14, Ustinskiy proezd, Moscow, 109240

PhD in biology

Olga V. Kosheleva

Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: kosheleva@ion.ru
ORCID iD: 0000-0003-2391-9880
SPIN-code: 1667-2098
Scopus Author ID: 7004231272

Russian Federation, 2/14, Ustinskiy proezd, Moscow, 109240

Researcher, Laboratory of Vitamins and Minerals

Nina А. Beketova

Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: beketova@ion.ru
ORCID iD: 0000-0002-8973-8153
SPIN-code: 6604-6431
Scopus Author ID: 6603782280
ResearcherId: 97403

Russian Federation, 2/14, Ustinskiy proezd, Moscow, 109240

PhD in chemistry

Khaider Kh. Sharafetdinov

Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety; Russian Medical Academy of Post-Graduate Education; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

Email: sharafandr@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6061-0095
SPIN-code: 1236-8210
Scopus Author ID: 6603694851
ResearcherId: 477956

Russian Federation, 2/14, Ustinskiy proezd, Moscow, 109240; 2/1, Barrikadnaya st., Moscow, 125993; 8-2, Trubetskaya street, Moscow, 119992

MD, PhD

References

  1. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Шестакова М.В., и др. Национальные клинические рекомендации по лечению морбидного ожирения у взрослых. 3-й пересмотр (лечение морбидного ожирения у взрослых) // Ожирение и метаболизм. — 2018. — Т. 15. — № 1. — С. 53-70. [Dedov II, Melnichenko GA, Shestakova MV, et al. Russian national clinical recommendations for morbid obesity treatment in adults. 3rd revision (Morbid obesity treatment in adults). Obesity and metabolism. 2018;15(1):53-70. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.14341/omet2018153-70
  2. Bischoff-Ferrari H. Vitamin D - from essentiality to functionality. Int J Vitam Nutr Res. 2012;82(5):321-326. doi: https://doi.org/10.1024/0300-9831/a000126
  3. Коденцова В.М. Современные тенденции в витаминологии // Вопросы питания. — 2018. — Т. 87. — № S5. — С. 59-60. [Kodentsova VM. Sovremennye tendentsii v vitaminologii. Problems of nutrition. 2018;87(S5):59-60. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2018-10145
  4. Shahidi F, de Camargo AC. Tocopherols and Tocotrienols in Common and Emerging Dietary Sources: Occurrence, Applications, and Health Benefits. Int J Mol Sci. 2016;17(10). doi: https://doi.org/10.3390/ijms17101745
  5. Gast GC, de Roos NM, Sluijs I, et al. A high menaquinone intake reduces the incidence of coronary heart disease. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2009;19(7):504-510. doi: https://doi.org/10.1016/j.numecd.2008.10.004
  6. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Пигарова Е.А., и др. Дефицит витамина D у взрослых: диагностика, лечение и профилактика. Клинические рекомендации. — М.: Российская ассоциация эндокринологов; 2015. [Dedov II, Mel’nichenko GA, Pigarova EA, et al. Defitsit vitamina D u vzroslykh: diagnostika, lechenie i profilaktika. Klinicheskie rekomendatsii. Moscow: Rossiyskaya assotsiatsiya endokrinologov; 2015. (In Russ.)]
  7. Hossein-nezhad A, Holick MF. Vitamin D for health: a global perspective. Mayo Clin Proc. 2013;88(7):720-755. doi: https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2013.05.011
  8. Mathur P, Ding Z, Saldeen T, Mehta JL. Tocopherols in the Prevention and Treatment of Atherosclerosis and Related Cardiovascular Disease. Clin Cardiol. 2015;38(9):570-576. doi: https://doi.org/10.1002/clc.22422
  9. Cook-Mills J, Gebretsadik T, Abdala-Valencia H, et al. Interaction of vitamin E isoforms on asthma and allergic airway disease. Thorax. 2016;71(10):954-956. doi: https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2016-208494
  10. McCary CA, Abdala-Valencia H, Berdnikovs S, Cook-Mills JM. Supplemental and highly elevated tocopherol doses differentially regulate allergic inflammation: reversibility of alpha-tocopherol and gamma-tocopherol’s effects. J Immunol. 2011;186(6):3674-3685. doi: https://doi.org/10.4049/jimmunol.1003037
  11. Waniek S, di Giuseppe R, Plachta-Danielzik S, et al. Association of Vitamin E Levels with Metabolic Syndrome, and MRI-Derived Body Fat Volumes and Liver Fat Content. Nutrients. 2017;9(10). doi: https://doi.org/10.3390/nu9101143
  12. Miranda C, Duarte VHR, Cruz MSM, et al. Association of Serum Alpha-Tocopherol and Retinol with the Extent of Coronary Lesions in Coronary Artery Disease. J Nutr Metab. 2018;2018:6104169. doi: https://doi.org/10.1155/2018/6104169
  13. Cangemi R, Pignatelli P, Carnevale R, et al. Cholesterol-adjusted vitamin E serum levels are associated with cardiovascular events in patients with non-valvular atrial fibrillation. Int J Cardiol. 2013;168(4):3241-3247. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2013.04.142
  14. Mebazaa A, Mechmeche R, Alcindor LGr, et al. Vitamin E and Coronary Heart Disease in Tunisians. Clin Chem. 2000;46(9):1401-1405. doi: https://doi.org/10.1093/clinchem/46.9.1401
  15. Gey KF. Vitamins E plus C and interacting conutrients required for optimal health. A critical and constructive review of epidemiology and supplementation data regarding cardiovascular disease and cancer. Biofactors. 1998;7(1-2):113-174. doi: https://doi.org/10.1002/biof.5520070115
  16. Traber MG. Mechanisms for the prevention of vitamin E excess. J Lipid Res. 2013;54(9):2295-2306. doi: https://doi.org/10.1194/jlr.R032946
  17. Бекетова Н.А., Дербенева С.А., Спиричев В.Б., и др. Обеспеченность антиоксидантами и показатели липидного спектра крови пациентов с сердечно-сосудистой патологией // Вопросы питания. — 2007. — Т. 76. — №3. — С. 11-18. [Beketova NA, Derbeneva SA, Spirichev VB, et al. Serum levels of antioxidants and lipid metabolism in patients with cardiovascular disease. Problems of nutrition. 2007;76(3):11-18. (In Russ.)]
  18. Ellulu MS. Obesity, cardiovascular disease, and role of vitamin C on inflammation: a review of facts and underlying mechanisms. Inflammopharmacology. 2017;25(3):313-328. doi: https://doi.org/10.1007/s10787-017-0314-7
  19. Peter S, Friedel A, Roos FF, et al. A Systematic Review of Global Alpha-Tocopherol Status as Assessed by Nutritional Intake Levels and Blood Serum Concentrations. Int J Vitam Nutr Res. 2015;85(5-6):261-281. doi: https://doi.org/10.1024/0300-9831/a000281
  20. Якушина Л.М., Бекетова Н.А., Бендер Е.Д., Харитончик Л.А. Использование методов ВЭЖХ для определения витаминов в биологических жидкостях и пищевых продуктах // Вопросы питания. — 1993. — №1. — С. 43-48. [Yakushina LM, Beketova NA, Bender ED, Kharitonchik LA. Ispol’zovanie metodov VEZhKh dlya opredeleniya vitaminov v biologicheskikh zhidkostyakh i pishchevykh produktakh. Problems of nutrition 1993;(1):43-48. (In Russ.)]
  21. Thurnham DI, Davies JA, Crump BJ, et al. The use of different lipids to express serum tocopherol: lipid ratios for the measurement of vitamin E status. Ann Clin Biochem. 1986;23(Pt 5):514-520. doi: https://doi.org/10.1177/000456328602300505
  22. Waniek S, di Giuseppe R, Esatbeyoglu T, et al. Vitamin E (alpha- and gamma-Tocopherol) Levels in the Community: Distribution, Clinical and Biochemical Correlates, and Association with Dietary Patterns. Nutrients. 2017;10(1). doi: https://doi.org/10.3390/nu10010003

Supplementary files

Supplementary Files Action
1.
Figure 1. The number of patients with indicators that do not reach optimal values.

View (218KB) Indexing metadata
2.
Figure 2. The relative number of individuals with indicators of the provision of vitamins corresponding to the optimal level, and suboptimal provision for several indicators

View (202KB) Indexing metadata

Statistics

Views

Abstract - 558

PDF (Russian) - 185

Cited-By


Dimensions


Copyright (c) 2020 Kodentsova V.M., Vrzhesinskaya O.A., Kosheleva O.V., Beketova N.А., Sharafetdinov K.K.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies