В работе S. Sergeant и соавт. [24] изучали врожденную способность человека синтезировать ПНЖК и активность FADS у американцев африканского и европейского происхождения с СД2/метаболическим синдромом. Американцы африканского происхождения продемонстрировали заметно более высокие уровни арахидоновой кислоты в сыворотке крови (9,8±1,9%) от общего количества жирных кислот по сравнению с этим показателем у американцев европейского происхождения (7,9±2,1%). При этом активность FADS1 составила 6,9±2,2 у американцев африканского происхождения и 5,4±2,2 у американцев европейского происхождения. 7 однонуклеотидных полиморфизмов локуса FADS показали корреляцию с уровнем арахидоновой, эйкозапентаеновой и дигомо-γ-линоленовой кислот у американцев европейского происхождения. Американцы европейского происхождения, гомозиготные по минорному аллелю (T), имели значительно более низкие уровни арахидоновой кислоты, но более высокие уровни дигомо-γ-линоленовой кислоты по сравнению с гомозиготами по основному аллелю (GG). Эти данные говорят о том, что существуют важные различия в способности синтезировать длинноцепочечные ПНЖК, что можно объяснить генетическими механизмами в разных популяциях.
Целью исследования V. Mansouri и соавт. [25] было установление связи между полиморфизмами rs174537 в гене десатуразы жирных кислот FADS1 и rs174575 в гене FADS2 у лиц с СД2, проживающих в Иране. Результаты показали, что среди 50 участников с СД2 68% пациентов имели мутантный аллель rs174537 гена FADS1 и 26% - rs174575 гена FADS2. Лица, носители мутантного аллеля rs174537, более склонны к развитию СД2, вместе с тем у этих лиц выявлены более благоприятные показатели липидного профиля (общий холестерин и холестерин липопротеинов низкой плотности). Лица, имеющие мутантный аллель rs174575, менее склонны к развитию СД2, но имеют более высокий уровень триглицеридов и индекс массы тела/ожирение. Исследователи пришли к выводу, что выявление полиморфизмов генов FADS1 и FADS2 может быть использовано для прогнозирования предрасположенности к кардиометаболическим заболеваниям. Линолевая и α-линоленовая кислоты преобразуются в арахидоновую кислоту с помощью Δ5-десатуразы и Δ6-десатуразы. Десатуразы, регулирующие превращения жирных кислот, влияют на производство молекул, модулирующих воспалительные реакции: простагландины, тромбоксаны, лейкотриены, липоксин, а также регулируют работу рецепторного аппарата, от этих процессов зависит скорость развития СД2.
J. Kroger и соавт. показали, что активность Δ5-десатуразы обратно, а Δ6-десатуразы напрямую связана с риском развития СД2 [26]. При этом влияние десатуразной активности на метаболизм глюкозы и инсулинорезистентность определяется полиморфизмом генов FADS1 и FADS2.
Изменения активности десатуразы, жирнокислотного состава клеток, уровня медиаторов воспаления, компонентов метаболического синдром дают возможность предотвратить/отсрочить развитие СД2. Анализируя изменения генетического разнообразия десатураз, можно вычленить 2 возможных пути, приводящих к развитию СД2: развитие инсулинорезистентности, как показано в исследовании М.-С Huang и соавт. [23], и влияние генетических полиморфизмов на медиаторы воспаления - метаболиты арахидоновой кислоты [27].
Целью исследования S.-W. Li и соавт. [28] было выявление возможной связи между жирнокислотным составом клеток и полиморфизмами генов десатураз жирных кислот (FADS1 и FADS2) и развитием СД2 и ИБС. В исследование вошли 234 пациента с СД2, 200 пациентов с ИБС, 185 пациентов с СД2 и ИБС и 253 здоровых людей. У пациентов с СД2 и ИБС был выявлен самый высокий уровень арахидоновой кислоты в плазме, дигомо-γ-линоленовой кислоты и активности Δ6-десатуразы и низкий уровень стеариновой, линоленовой кислот и НЖК. Уровень плазменных эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот был повышен у пациентов с СД2, но значительно снижен у пациентов с ИБС. Кроме того, пациенты с СД2 с генотипом rs174537 GG имели риск развития ИБС [отношение шансов 1,763; 95% ДИ 1,143-2,718; p=0,010] при повышенном уровне холестерина липопротеинов низкой плотности, арахидоновой кислоты и активности Δ6-десатуразы в плазме. Результаты показали, что полиморфизм FADS (в частности, rs174537) связан с жирнокислотным составом плазмы и активностью десатураз у пациентов как с СД2, так и с ИБС, что может повышать риск ИБС у пациентов с СД2.
Согласно данным Национального центра биотехнологической информации (National Center for Biotechnology Information, США), частота встречаемости минорных аллелей наиболее изученных генетических полиморфизмов, регулирующих активность десатураз, составляет для rs174547 (ген FADS1) 32,0% в европейских популяциях и 46,0% в азиатских популяциях; rs174583 (ген FADS2) - 34,0% в европейских популяциях и 47,0% - в азиатских [29, 30]. В Российской Федерации этот вопрос практически не изучен, особенно относительно влияния этих полиморфизмов на риск развития СД2.
Заключение
На сегодняшний день можно с уверенностью сказать, что несомненным достижением нутрициологии последних лет являются результаты детального изучения роли ПНЖК в обеспечении нормального развития и адаптации организма человека к неблагоприятным факторам окружающей среды, профилактики и лечения заболеваний внутренних органов [31-35]. В нашей стране вопросами взаимосвязи ПНЖК с различными физиологическими и патологическими состояниями человека активно занимался профессор М.М. Левачев [36].
Влияние активности десатураз на жирнокислотный состав клеток было идентифицировано как существенный фактор риска развития СД2 и ИБС. На уровни ПНЖК в крови и тканях влияет не только недостаточное алиментарное поступление, но и в значительной степени генетическая наследуемость, в частности, в регуляции метаболизма жирных кислот важное значение имеет активность десатураз. Δ5- и Δ6-десатуразы, кодируемые соответственно генами FADS1 и FADS2, являются ферментами, ограничивающими скорость превращения ПНЖК. Изменения активности этих форм десатураз связаны с рядом заболеваний, в том числе СД2 и ИБС. Сосредоточение внимания на модуляции активности десатураз может быть полезной терапевтической опцией при лечении кардиометаболических заболеваний.
Недостаточная частота выявления пациентов с СД2 представляет проблему для здравоохранения, поскольку значимая часть пациентов остается недиагностированной, не получает лечения и имеет высокий риск развития ССЗ.
Изучение генетических полиморфизмов, ассоциированных с показателями метаболизма жирных кислот, жирнокислотным составом клеточных мембран, может явиться новой опцией для раннего выявления пациентов с высоким кардиометаболическим риском. Появление новых возможностей для скрининга пациентов с СД2 и его сердечно-сосудистых осложнений открывает перспективы для ранней диагностики и разработки новых терапевтических подходов при комплексном лечении этого заболевания.
Литература
1. Клинические рекомендации. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 10-й выпуск (дополненный) / под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова. Москва, 2021. DOI: https://doi.org/10.14341/DM12802
2. Forouzanfar M.H., Alexander L., Anderson H.R., Bachman V.F., Biryukov S. Brauer M. et al.; GBD 2013 Risk Factors Collaborators. Global, regional, and national comparative risk assessment of 79 behavioural, environmental and occupational, and metabolic risks or clusters of risks in 188 countries, 1990-2013: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013 // Lancet. 2015. Vol. 386. Р. 2287-2323. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(15)00128-2
3. Zhuang Х.-Y., Zhang Y.-H., Xiao А.F, Zhang А.-Н., Fang B.-S. Key enzymes in fatty acid synthesis pathway for bioactive lipids biosynthesis // Front. Nutr. 2022. Vol. 9. Article ID 851402. DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2022.851402
4. Шарафетдинов Х.Х., Плотникова О.А. Диетическая коррекция нарушений липидного обмена при метаболическом синдроме // РМЖ. 2007. № 9. С. 697.
5. Qian F., Korat A.A., Malik V., Нu F.B. Metabolic effects of monounsaturated fatty acid-enriched diets compared with carbohydrate or polyunsaturated fatty acid-enriched diets in patients with type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials // Diabetes Care. 2016. Vol. 3. P. 1448-1457. DOI: https://doi.org/10.2337/dc16-0513
6. Kapoor B., Kapoor D., Gautam S., Singh R., Bhardwaj S. Polyunsaturated fatty acids (PUFAs): uses and potential health benefits // Curr. Nutr. Rep. 2021. Vol. 10, N 3. Р. 232-242. DOI: https://doi.org/10.1007/s13668-021-00363-3
7. Guasch-Ferre M., Babio N., Martınez-Gonzalez M.A., Corella D., Ros E., Martín-Peláez S. et al. Dietary fat intake and risk of cardiovascular disease and all-cause mortality in a population at high risk of cardiovascular disease // Am. J. Clin. Nutr. 2015. Vol. 102, N 6. Р. 1563-1573. DOI: https://doi.org/10.3945/ajcn.115.116046
8. Huo R., Du T., Xu Y., Xu W., Chen X., Sun K. et al. Effects of Mediterranean-style diet on glycemic control, weight loss and cardiovascular risk factors among type 2 diabetes individuals: a meta-analysis // Eur. J. Clin. Nutr. 2015. Vol. 69, N 11. Р. 1200-1208. DOI: https://doi.org/10.1038/ejcn.2014.243
9. Xiao Y., Zhang Q., Liao Х., Elbelt U., Weylandt K.Н. The effects of omega-3 fatty acids in type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis // Prostaglandins Leukot. Essent. Fatty Acids. 2022. Vol. 182. Article ID 102456. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plefa.2022.102456
10. Jiang Н., Wang L., Wang D., Yan N., Li С., Wu M. et al. Omega-3 polyunsaturated fatty acid biomarkers and risk of type 2 diabetes, cardiovascular disease, cancer, and mortality // Clin Nutr. 2022. Vol. 41, N 8. Р. 1798-1807. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clnu.2022.06.034
11. Bosch J., Gerstein H.C., Dagenais G.R., Díaz R., Dyal L., Jung Н. et al. n-3 fatty acids and cardiovascular outcomes in patients with dysglycemia // N. Engl. J. Med. 2012. Vol. 367. Р. 309-318. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa1203859
12. Evert А.В., Dennison M, Gardner C.D., Garvey W.T., Lau K.H.K., MacLeod J. et al. Nutrition therapy for adults with diabetes or prediabetes: a consensus report // Diabetes Care. 2019. Vol. 42, N 5. Р. 731-754. DOI: https://doi.org/10.2337/dci19-0014
13. Aung T., Haynes R., Barton J., Barton J., Cox J., Murawska А. et al.; ASCEND Study Collaborative Group. Cost-effective recruitment methods for a large randomised trial in people with diabetes: A Study of Cardiovascular Events iN Diabetes (ASCEND) // Trials. 2016. Vol. 17. Р. 286. DOI: https://doi.org/10.1186/s13063-016-1354-9
14. Roman G.C., Jackson R.E., Gadhia R., Román A.N., Reis J. Mediterranean diet: the role of long-chain ω-3 fatty acids in fish; polyphenols in fruits, vegetables, cereals, coffee, tea, cacao and wine; probiotics and vitamins in prevention of stroke, age-related cognitive decline, and Alzheimer disease // Rev. Neurol. (Paris). 2019. Vol. 175, N 10. Р. 724-741. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neurol.2019.08.005
15. Sawada T., Tsubata H., Hashimoto N., Takabe M., Miyata T., Aoki K. et al. Effects of 6-month eicosapentaenoic acid treatment on postprandial hyperglycemia, hyperlipidemia, insulin secretion ability, and concomitant endothelial dysfunction among newly-diagnosed impaired glucose metabolism patients with coronary artery disease. An open label, single blinded, prospective randomized controlled trial // Cardiovasc. Diabetol. 2016. Vol. 15, N 1. Р. 121. DOI: https://doi.org/10.1186/s12933-016-0437-y
16. Bhatt D.L., Steg P.G., Miller M., Brinton E.A., Jacobson Т.А., Ketchum S.B. et al.; REDUCEIT Investigators. Cardiovascular risk reduction with icosapent ethyl for hypertriglyceridemia // N. Engl. J. Med. 2019. Vol. 380, N 1. Р. 11-22. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa1812792
17. Ma M.-Y., Li K.-L., Zheng H., Dou Y.-L., Han L.-Y., Wang L. Omega-3 index and type 2 diabetes: systematic review and meta-analysis // Prostaglandins Leukot. Essent. Fatty Acids. 2021. Vol. 174. Article ID 102361. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plefa.2021.102361
18. da Silva A., Silveira B.K.S, Hermsdorff H.H.M., da Silva W., Bressan J. Effect of omega-3 fatty acid supplementation on telomere length and telomerase activity: a systematic review of clinical trials // Prostaglandins Leukot. Essent. Fatty Acids. 2022. Vol. 181. Article ID 102451. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plefa.2022.102451
19. Holub A., Mousa S., Abdolahi A., Godugu K., Tu Х.M., Brenna J.T. et al. The effects of aspirin and N-3 fatty acids on telomerase activity in adults with diabetes mellitus // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 2020. Vol. 30, N 10. Р. 1795-1799. DOI: https://doi.org/10.1016/j.numecd.2020.06.014
20. Kim O.Y., Lim Н.Н., Yang L.I., Chae J.S., Lee J.H. Fatty acid desaturase (FADS) gene polymorphisms and insulin resistance in association with serum phospholipid polyunsaturated fatty acid composition in healthy Korean men: cross-sectional study // Nutr. Metab. (Lond.). 2011. Vol. 8, N 1. Р. 24. DOI: https://doi.org/10.1186/1743-7075-8-2
21. Roke K., Mutch D.М. The role of FADS1/2 polymorphisms on cardiometabolic markers and fatty acid profiles in young adults consuming fish oil supplements // Nutrients. 2014. Vol. 6, N 6. Р. 2290-2304. DOI: https://doi.org/10.3390/nu6062290
22. Brayner В., Kaur G., Keske M.А., Livingstone K.М. FADS polymorphism, omega-3 fatty acids and diabetes risk: a systematic review // Nutrients. 2018. Vol. 10, N 6. Р. 758. DOI: https://doi.org/10.3390/nu10060758
23. Huang М.-С., Chang W.-T., Chang H.-Y., Chang H.-F., Chen F.-P., Huang Y.-F. FADS gene polymorphisms, fatty acid desaturase activities, and HDL-C in type 2 diabetes // J. Environ. Res. Public Health. 2017. Vol. 14, N 6. Р. 572. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph14060572
24. Sergeant S., Hugenschmidt С.E., Rudock M.E., Ziegler J.T., Ivester P., Ainsworth Н.С. Differences in arachidonic acid levels and fatty acid desaturase (FADS) gene variants in African Americans and European Americans with diabetes or the metabolic syndrome // Br. J. Nutr. 2012. Vol. 107, N 4. Р. 547-555. DOI: https://doi.org/10.1017/S0007114511003230
25. Mansouri V., Javanmard S.H., Mahdavi M., Tajedini M.H. Association of polymorphism in fatty acid desaturase gene with the risk of type 2 diabetes in Iranian population // Adv. Biomed. Res. 2018. Vol. 7. Р. 98. DOI: https://doi.org/10.4103/abr.abr_131_17
26. Kröger J., Schulze M.B. Recent insights into the relation of Δ5 desaturase and Δ6 desaturase activity to the development of type 2 diabetes // Curr. Opin. Lipidol. 2012. Vol. 23, N 1. Р. 4-10. DOI: https://doi.org/10.1097/MOL.0b013e32834d2dc5
27. Huang Т., Sun J., Chen Y., Xie Н., Xu D., Huang J. et al. Genetic variants in desaturase gene, erythrocyte fatty acids, and risk for type 2 diabetes in Chinese Hans // Nutrition. 2014. Vol. 30, N 7-8. Р. 897-902. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nut.2014.01.006
28. Li S.-W., Wang J., Yang Y., Liu Z.-J., Cheng L., Liu Н.-Y. et. al. Polymorphisms in FADS1 and FADS2 alter plasma fatty acids and desaturase levels in type 2 diabetic patients with coronary artery disease // J. Transl. Med. 2016. Vol. 14. Р. 79. DOI: https://doi.org/10.1186/s12967-016-0834-8
29. U.S. National Library of Medicine. National Center for Biotechnology Information. [Electronic resource]. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/rs174547
30. U.S. National Library of Medicine. National Center for Biotechnology Information. [Electronic resource]. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/rs174583
31. 2021 Рекомендации ESC по профилактике сердечно-сосудистых заболеваний в клинической практике // Российский кардиологический журнал. 2022. Т. 27, № 7. С. 5155. DOI: https://doi.org/10.15829/1560-4071-2022-5155
32. Musazadeh V., Karimi A., Malekahmadi M., Ahrabi S.S., Dehghan P. Omega-3 polyunsaturated fatty acids in the treatment of non-alcoholic fatty liver disease: An umbrella systematic review and meta-analysis // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2023. Vol. 50, N 5. Р. 327-334. DOI: https://doi.org/10.1111/1440-1681.13750
33. Sherratt S.C.R., Libby P., Budoff M.J., Bhatt D.L., Mason R.P. Role of omega-3 fatty acids in cardiovascular disease: the debate continues // Curr. Atheroscler. Rep. 2023. Vol. 25, N 1. Р. 1-17. DOI: https://doi.org/10.1007/s11883-022-01075-x
34. Kelaiditis C.F., Gibson E.L., Dyall S.C. Effects of long-chain omega-3 polyunsaturated fatty acids on reducing anxiety and/or depression in adults; a systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials // Prostaglandins Leukot. Essent. Fatty Acids. 2023. Vol. 192. Article ID 02572. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plefa.2023.102572
35. Wu Y., Zhang J., Feng X., Jiao W. Omega-3 polyunsaturated fatty acids alleviate early brain injury after traumatic brain injury by inhibiting neuroinflammation and necroptosis // Transl. Neurosci. 2023. Vol. 14, N 1. Article ID 20220277. DOI: https://doi.org/10.1515/tnsci-2022-0277
36. Левачев М.М. Значение жира в питании здорового и больного человека // Справочник по диетологии / под ред. В.А. Тутельяна, М.А. Самсонова. 3-е изд., перераб. и доп. Москва : Медицина. 2002. С. 25-32. ISBN 5-225-04723-8.