Аутофагия – один из мощнейших физиологических процессов, поддерживающих гомеостаз клетки [1]. В первую очередь аутофагия нейтрализует вещества и соединения, образующиеся в результате окислительного стресса [2]. В условиях развития различных форм патологии аутофагия оказывает защитное действие [3–5]. Для оценки активности процесса аутофагии используются различные маркеры [6], в частности белок Beclin-1. Однако для правильной трактовки результатов необходимы знания о поведении этих маркеров в физиологических условиях у лиц с различной массой, разного пола, характера питания и др. Получение таких данных позволяет оценивать процесс аутофагии при физиологических и патологических состояниях и, возможно, влиять на него.
Цель работы – установить особенности уровня маркера аутофагии Beclin-1 у женщин с различным весом и возрастом.
Материалы и методы исследования
Результаты были получены на 50 женщинах в возрасте от 28 до 68 лет, проходивших комплексную оздоровительную программу на базе клиники «Центр Здоровье» в г. Майкопе. Обследуемым проводили общеклиническое обследование (жалобы, сбор анамнеза, физикальное обследование, антропометрия), клинический и биохимический анализы крови (общий холестерин – ОХ, липопротеиды высокой плотности – ЛПВП, липопротеиды низкой плотности – ЛПНП, триглицериды – ТГ), определение показателей состава тела (мышечной массы – М.М., тощей массы – Т.М., жировой массы – Ж.М., общей воды тела – ОВТ, внеклеточной воды – Внек. В., внутриклеточной воды – Внут. В.) импедансометрическим способом на аппарате Medi Ld (France) c помощью программного обеспечения EIS-ESTECK (США). Вычисляли индекс массы тела (ИМТ) по Кетле: отношение массы тела (кг) к росту (м2). Ожирение диагностировалось при ИМТ > 30 кг/м2. В качестве показателя активности процесса аутофагии был выбран маркер Beclin-1 (беклин-1). Забор крови производился утром натощак. Исследование сыворотки крови на содержание фермента Beclin-1 проводили при помощи тест-наборов «Cloud-Clone Corp» (USA), методом ИФА на аппарате «CLARIOstarplus» BMG LABTECH (Germany). Концентрация маркера выражалась в пг/мл.
Обследуемые были разделены на возрастные группы, согласно рекомендациям ВОЗ: молодой возраст от 18 до 44 (n = 10), средний возраст от 44 до 60 лет (n = 28) и пожилой возраст от 60 до 75 лет (n = 12).
Обработка цифровых данных проводилась с использованием программного обеспечения IBM SPSSStatistics (26.0). Для характеристики статистического ряда использовалась описательная статистика (процентили 5–95 %) с вычислением медианы, среднего значения, ошибки средней, минимального и максимального значения. Для сравнения средних значений использовали непараметрический критерий Манна – Уитни. В целях выявления связей между исследуемыми параметрами использовался корреляционный анализ по Пирсону. Связь считалась достоверной при p < 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Показатели беклина-1 отличались высокой вариабельностью, не вписывающейся в нормальное распределение. Разброс показателей в разных возрастных группах составил от 4,7 пг/мл до 216,6 пг/мл в межпроцентильном интервале 5–95 % (табл. 1). При этом среднее значение в общей группе составило 59,2 пг/мл; медиана 44,3 пг/мл. Сравнительный непараметрический анализ показателей концентрации беклина-1 между возрастными группами в зависимости от возраста (табл. 1) не выявил статистических различий.
Аналогичный анализ был проведен у женщин с различной массой (табл. 2).
Предпринятый анализ также не выявил достоверных различий между сравниваемыми группами, что послужило мотивом провести корреляционный анализ (табл. 3) между исследуемыми параметрами.
Таблица 1
Сравнительный анализ показателей беклина в зависимости от возраста
Исследуемые группы/возраст |
М ср. |
σ |
m0 |
Медиана |
Min |
Max |
P |
1. Молодой (n = 10) |
51,9 |
39,8 |
12,58 |
43,71 |
4,71 |
107,43 |
P1–2 = 0,53 P1–3 = 0,85 P2–3 = 0,69 |
2. Средний (n = 28) |
63,32 |
51,66 |
9,76 |
45,79 |
12,9 |
216,62 |
|
3. Пожилой (n = 12) |
55,94 |
56,84 |
16,4 |
37,55 |
6,47 |
176,49 |
Таблица 2
Сравнительный анализ уровня беклина в зависимости от массы тела
Исследуемые группы |
М ср. |
σ |
m0 |
Медиана |
Min |
Max |
P |
1. Нормальный вес (n = 19) |
53,58 |
53,44 |
12,26 |
36,26 |
4,71 |
216,62 |
P1–2 = 0,53 |
2. Ожирение (n = 31) |
62,75 |
48,5 |
8,71 |
51,59 |
6,47 |
215,44 |
Таблица 3
Корреляционный анализ между показателями состава тела и беклином в различных возрастных группах
Исследуемые группы/возраст |
Коэффициент корреляции |
||||||||
Возраст |
Вес |
ИМТ |
М. М. |
Т. М. |
Ж. М. |
ОВТ |
Внек. В. |
Внут. В. |
|
1. Вся группа (n = 50) |
0,06 |
-0,09 |
-0,07 |
0,06 |
0,06 |
-0,08 |
0,06 |
-0,03 |
0,11 |
2. Молодой (n = 10) |
0,12 |
0,63* |
0,63* |
0,06 |
0,06 |
0,54 |
0,06 |
-0,12 |
0,1 |
3. Средний (n = 28) |
-0,05 |
-0,25 |
-0,22 |
0,11 |
0,11 |
-0,24 |
0,11 |
-0,05 |
0,2 |
4. Пожилой (n = 12) |
0,57* |
-0,05 |
-0,05 |
-0,05 |
-0,05 |
0,03 |
-0,05 |
-0,00 |
-0,07 |
Примечание. ИМТ – индекс массы тела; М.М. – мышечная масса; Т.М. – тощая масса; Ж.М. – жировая масса; ОВТ – общая вода тела; Внек. В. – внеклеточная вода; Внут. В. – внутриклеточная вода.
* – достоверность коэффициента корреляции p < 0,05.
Данный анализ показал, что существует средняя положительная корреляционная связь в группе молодого возраста между весом (рис. 1), ИМТ и беклином (r = 0,63; p < 0,05), а в группе пожилого возраста между возрастом и беклином (r = 0,57; p < 0,05) (табл. 3). Эти данные представляют особый интерес, так как свидетельствуют о том, что у исследуемых женщин в пожилом возрасте (60 и более лет) активность процесса аутофагии находится в прямой зависимости от возраста после достижения возрастного рубежа в 60 лет.
Рис. 1. График корреляционной зависимости между весом и концентрацией беклина в молодом возрасте
Таблица 4
Корреляционная зависимость между уровнем беклина и показателями клинического анализа крови
Исследуемые группы/ возраст |
Коэффициент корреляции |
|||||||||
Эр. |
Гем. |
Лейк. |
Баз. |
Эоз. |
Нейт. |
Лимф. |
Мон. |
СОЭ |
ИИ |
|
1. Вся группа (n = 50) |
-0,23 |
-0,25* |
-0,09 |
0,04 |
0,53** |
-0,09 |
0,03 |
-0,14 |
-0,02 |
0,11 |
2. Молодой (n = 10) |
-0,35 |
-0,27 |
0,09 |
-0,52 |
0,36 |
0,52 |
-0,35 |
-0,52 |
-0,24 |
0,33 |
3. Средний (n = 28) |
-0,23 |
-0,34 * |
-0,15 |
0,34 |
0,71** |
-0,21 |
-0,00 |
0,22 |
-0,00 |
0,27 |
4. Пожилой (n = 12) |
-0,23 |
0,08 |
-0,11 |
-0,36 |
0,04 |
-0,08 |
-0,25 |
-0,59 * |
-0,07 |
-0,41 |
Примечание. Эр. – эритроциты; Гем. – гемоглобин; Лейк. – лейкоциты; Баз. – базофилы; Эоз. – эозинофилы; Нейт. – нейтрофилы; Лимф. – лимфоциты; Мон. – моноциты; СОЭ – скорость оседания эритроцитов; ИИ – индекс интоксикации.
* – достоверность коэффициента корреляции p < 0,05; ** – достоверность коэффициента корреляции p < 0,01.
Представляло интерес исследовать возможные корреляционные взаимосвязи уровня беклина-1 с показателями клинического анализа крови (табл. 4).
При анализе данных были выявлены достоверные отрицательные корреляционные связи между уровнем показателей гемоглобина и беклина во всей группе (r = -0,25; p < 0,05) и в группе среднего возраста (r = -0,34; p < 0,05). Такие же отрицательные корреляционные связи были выявлены между концентрацией моноцитов и беклином в пожилом возрасте (r = -0,59; p < 0,05). Высокодостоверные положительные корреляционные связи выявлялись между уровнем эозинофилов и беклином в общей группе (r = 0,53; p < 0,01) и у обследованных женщин среднего возраста (r = 0,71; p < 0,01) (табл. 4). Показатель «индекс интоксикации» оказался вне зависимости от концентрации беклина-1.
Более значимые корреляционные связи между уровнем беклина и показателями клинического анализа крови были выявлены в группах различной массы (табл. 5).
Таблица 5
Корреляционные связи между показателями крови и уровнем беклина у лиц с различной массой
Исследуемые группы |
Коэффициент корреляции |
|||||||||
Эр. |
Гем. |
Лейк. |
Баз. |
Эоз. |
Нейт. |
Лимф. |
Мон. |
СОЭ |
ИИ |
|
1. Нормальный вес (n = 19) |
-0,68** |
-0,55** |
0,03 |
0,00 |
0,48* |
0,26 |
-0,28 |
-0,24 |
0,18 |
0,25 |
2. Ожирение (n = 31) |
0,01 |
-0,03 |
-0,18 |
0,07 |
0,58** |
-0,3 |
0,2 |
-0,05 |
-0,11 |
0,03 |
Примечание. Эр. – эритроциты; Гем. – гемоглобин; Лейк. – лейкоциты; Баз. – базофилы; Эоз. – эозинофилы; Нейт. – нейтрофилы; Лимф. – лимфоциты; Мон. – моноциты; СОЭ – скорость оседания эритроцитов; ИИ – индекс интоксикации.
* – достоверность коэффициента корреляции p < 0,05; ** – достоверность коэффициента корреляции p < 0,01.
Таблица 6
Корреляционный анализ между показателями липидного спектра и уровнем беклина в различных возрастных группах
Возрастные группы/возраст |
Коэффициент корреляции |
|||
ЛПНП |
ЛПВП |
Общий холестерин |
Триглицериды |
|
1. Вся группа (n = 50) |
0,11 |
-0,03 |
0,14 |
-0,1 |
2. Молодой (n = 10) |
0,33 |
-0,6* |
-0,03 |
0,21 |
3. Средний (n = 28) |
0,27 |
0,15 |
0,27 |
-0,15 |
4. Пожилой (n = 12) |
-0,41 |
0,00 |
-0,32 |
-0,14 |
Примечание. ЛПНП – липопротеиды низкой плотности; ЛПВП – липопротеиды высокой плотности.
Рис. 2. График корреляционной зависимости между ЛПВП и беклином в молодом возрасте
У лиц с нормальным весом наблюдалась средняя отрицательная корреляционная связь между количеством эритроцитов (r = -0,68; p < 0,01), концентрацией гемоглобина (r = -0,55; p < 0,01) и беклином и положительная достоверная связь между количеством эозинофилов (r = 0,48; p < 0,05) и беклином. В группе лиц с ожирением выявилась высоко достоверная положительная корреляционная связь между количеством эозинофилов (r = 0,58; p < 0,01) и концентрацией беклина (табл. 5).
Корреляционный анализ между уровнем беклина и показателями липидного спектра выявил следующие корреляционные связи (табл. 6).
Отрицательная корреляционная связь средней силы (рис. 2) была выявлена только в молодом возрасте между ЛПВП (r = -0,6; p < 0,05) и беклином (табл. 6).
Эта закономерность прослеживалась у женщин с концентрацией ЛПВП в интервале 1,14 ммоль/л – 2,47 ммоль/л (М ср. ± ± m0 = 1,58 ± 0,14 ммоль/л). Указанный интервал показателей ЛПВП лежит в пределах физиологической нормы и оказался в большей степени связан именно с возрастом, но не с массой тела, о чем свидетельствуют данные табл. 7.
Таблица 7
Корреляционный анализ между показателями липидного спектра и беклина у лиц с разной массой.
Исследуемые группы |
Коэффициент корреляции |
|||
ЛПНП |
ЛПВП |
Общий холестерин |
Триглицериды |
|
1. Нормальный вес (n = 19) |
0,25 |
0,05 |
0,33 |
-0,1 |
2. Ожирение (n = 31) |
0,03 |
-0,07 |
0,05 |
-0,2 |
Примечание. ЛПНП – липопротеиды низкой плотности; ЛПВП – липопротеиды высокой плотности.
Как видно из табл. 7, корреляционной связи между уровнем беклина и показателями липидного спектра у лиц различной массы выявлено не было.
Далее был проведен корреляционный анализ показателей компонентов состава тела и концентрацией беклина в зависимости от массы тела (табл. 8).
Таблица 8
Корреляционный анализ между показателями состава тела и уровнем беклина у женщин различной массы
Группы |
Коэффициент корреляции |
||||||||
Возраст |
Вес |
ИМТ |
М. М. |
Т. М. |
Ж. М. |
ОВТ |
Внек. В. |
Внут. В. |
|
1. Нормальный вес (n = 19) |
0,24 |
-0,01 |
0,07 |
0,1 |
0,1 |
0,24 |
0,1 |
0,08 |
0,04 |
2. Ожирение (n = 31) |
-0,15 |
-0,26 |
-0,24 |
0,07 |
0,07 |
-0,2 |
0,07 |
-0,07 |
-0,15 |
Примечание. ИМТ – индекс массы тела; М.М. – мышечная масса; Т.М. – тощая масса; Ж.М. – жировая масса; ОВТ – общая вода тела; Внек. В. – внеклеточная вода; Внут. В. – внутриклеточная вода.
Как видно из табл. 8, корреляционная связь ни по одному из исследуемых параметров выявлена не была.
Заключение
Как показал анализ полученных данных, концентрация беклина имела существенный разброс в межпроцентильном интервале 5–95 % и варьировала от минимальных значений в 4,7 пг/мл до 216,6 пг/мл. Наличие подобного разброса может свидетельствовать о том, что на активность данного фермента могут оказывать влияние многочисленные факторы. Попытка установить закономерности активности Beclin-1 с помощью сравнения среднестатистических значений не дала результатов, однако корреляционный анализ показал наличие множественных достоверных связей, представляющих интерес для дальнейшего изучения. Логическим этапом исследования было сопоставление уровня маркера с массой тела, но у лиц разных возрастных категорий. Были получены интересные результаты, подтверждающие наличие умеренной прямой достоверной корреляционной связи у лиц молодого возраста между весом, индексом массы тела и беклином (r = 0,63; p < 0,05), а в группе пожилых пациентов – между возрастом и беклином (r = 0,57; p < 0,05). В первом случае увеличение активности беклина по мере увеличения массы тела можно объяснить, вероятно, несколькими факторами: наращиванием мышечной массы, в которой наиболее активно происходит процесс аутофагии [7–9], увеличением жировой массы в этот возрастной период и повышением ее провоспалительного потенциала, совершенством в этом возрасте механизмов аутофагии. Отсутствие корреляционных связей у лиц среднего возраста, по всей вероятности, как раз свидетельствует о рассогласованности уже на этом этапе механизмов аутофагии. Однако повышение активности беклина-1 (r = 0,57; p < 0,05) в группе пожилых лиц требует отдельного изучения и объяснения. Этот факт входит в некоторое противоречие с данными экспериментов на крысах [10], свидетельствующих об обратной зависимости. Многие исследователи отмечают усиление в этом возрасте образование различных радикалов, которые являются триггером процесса аутофагии. Эта активация в наших наблюдениях больше была связана с возрастом и в меньшей степени с массой. Возможно, это связано с другими механизмами, а именно с активацией процесса саркопении в пожилом возрасте [10]. Если принять тот факт, что явление аутофагии и апоптоза происходят в богатых митохондриями органах и тканях, к которым относится мышечная, то такое предположение выглядит вполне логично. В то же время оказались положительно связаны количество эозинофилов с уровнем беклина у лиц с нормальной массой и ожирением, особенно в среднем возрасте, и отрицательно с уровнем гемоглобина (r = -0,55; p < 0,01) и количеством эритроцитов (r = -0,68; p < 0,01) у лиц с нормальным весом. У лиц среднего возраста, независимо от веса, выявлялась отрицательная (r = -0,34; p < 0,05) корреляционная связь между уровнем гемоглобина и уровнем беклина. Возможно, что железо гемоглобина использовалось в реакции оксидативного стресса на этапах его высокой активности. С другой стороны, снижение уровня гемоглобина на фоне повышения беклина могло быть следствием протекания в доклимактерическом периоде у женщин физиологического цикла с активацией апоптоза и аутофагии.
Одной из особенностей соотношения между беклином и ЛПВП в молодом возрасте является обратная корреляционная зависимость между ЛПВП и уровнем беклина (r = -0,6; p < 0,05). Средние концентрации беклина (51,9±12,5 пг/мл) находились в обратной зависимости в этом диапазоне (4,7–107,4 пг/мл) с оптимальным уровнем ЛПВП (1,58 ± 0,14 ммоль/л). Эта зависимость не прослеживается, если взять за основу массу тела. Следовательно, с определенной долей вероятности можно допустить то, что доминирующим фактором, определяющим соотношение уровня беклина и ЛПВП, является возраст.
Проведенное исследование позволило сделать несколько выводов.
1. Активность фермента Beclin-1 у женщин характеризуется высокой вариабельностью, зависящей от соотношения комплекса факторов: возраста, массы тела, клинических и биохимических параметров крови.
2. Особенностью активности Beclin-1 в различных возрастных группах является наличие положительных корреляционных связей между уровнем беклина и массой тела, ИМТ в молодом возрасте и между уровнем беклина и возрастом в группе пожилых.
3. Особенностью соотношения уровня беклина и исследуемых параметров является наличие в среднем возрасте положительной корреляционной связи беклина с количеством эозинофилов и отрицательной с концентрацией гемоглобина; в пожилом возрасте наличие отрицательной корреляционной связи с количеством моноцитов; отрицательной связи с количеством эритроцитов и гемоглобина у лиц с нормальным весом и положительной с количеством эозинофилов в группах с нормальным весом и ожирением.
4. В молодом возрасте у женщин выявлена отрицательная корреляционная связь между концентрацией беклина и ЛПВП, при этом уровень ЛПВП оставался в пределах физиологических колебаний.