Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

FEATURES OF AUTOPHAGY ACTIVITY IN WOMEN DEPENDING ON WEIGHT AND AGE

Tkhakushinov I.A. 1, 2 Lysenkov S.P. 1, 2
1 Maykop State Technological University
2 LLC «Center Health»
The activity of the autophagy marker Beclin-1(beclin) was studied in 50 women of different ages (28-68 years) and weight. As a result of the study, a strong variability of the autophagy index was established. The presence of positive correlations between the concentration of beclin and body weight at a young age; between beclin and age in the elderly group was revealed. Also, correlations were revealed between the concentration of Beclin-1 and individual indicators of clinical blood tests in middle-aged women – between beclin and haemoglobin (r = -0.34; p < 0.05) and eosinophils (r = 0.71; p < 0, 01); elderly women showed a negative correlation with the number of monocytes (r = -0.59; p < 0.05). Beclin-1 level was inversely correlated in individuals with normal weight with haemoglobin concentration (r = -0.68; p < 0.01), erythrocytes (r = -0.55; p < 0.01) and in a straight-line dependence with the number of eosinophils (r = 0.48; p < 0.05). In obese women, a direct correlation was found only with the number of eosinophils (r = 0.58; p < 0.01). At a young age, a negative correlation was found with the concentration of high-density lipoprotein HDL. The autophagy regulation system is multilevel and is not limited to the studied factors.
autophagy
women
Beclin-1
body weight
age
lipid metabolism

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.

missing image file

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.

missing image file

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.