Changes in the content of catecholamines in blood lymphocytes after food consumption in young men in accordance with pronounced body fat component

• Fefelova V.V.
• T.P. Koloskova
• Kazakova T.V.
• Fefelova Yu.A.
• Ovcharenko E.S.

AbstractWe examined practically healthy young men (81 in the ages from 17 to 21 years), the students living in the city of Krasnoyarsk, for whom we defined their somatotypes according to V.P. Chtetzov scheme (1978) and component content of the body (fat, muscle and bone) by caliperometry technique. Catecholamine content (CC) in blood lymphocytes was analysed by luminescence -histochemical technique. Medical examination was carried out both in the fasted state, and in an hour after food intake (mixed breakfast). On an empty stomach CC content was practically the same in the young men of all the compared somatotypes. After food intake, CC statistically meaningful increase was revealed only in abdominal somatotype youngsters as compared to the same indices on an empty stomach (p=0.026). In abdominal somatotype we also found considerably higher CC content after food intake in comparison with the other somatotypes: chest (р=0.021), muscle (р=0.022) and inexplicit (р=0.029). Also, in abdominal somatotype, we revealed the highest absolute indices of fatty tissue content in body composition as compared to other somatotypes: chest (р=0.00000002), muscle (р=0.0002), inexplicit (р=0.000007). Considering CC level before and after food intake, we didn't mark any statistically relevant difference between the youngsters with different body mass indices (BMI). This finding could be caused by the following peculiarity of the BMI evaluation: on the one hand, the growth/weight ratio was calculated, on the other hand, body fatty tissue pronouncement wasn't. Besides, it is fatty tissue, which makes one of the most massive target tissues for CC, and therefore it greatly influences and regulates adipocyte functions. The research allows making the conclusion on the role of the expressiveness of body fatty tissue content as considerable factor, which influences CC content after food loads.

Keywords:catecholamines, blood lymphocytes, somatotype, body fat component, youngsters, food loads

Катехоламины (КА) имеют большое значение в регуляции многих процессов в различных органах и тканях. Эффекты КА затрагивают практически все функции организма [1]. Имеется представление о сущест­вовании единой регуляторной адренергической систе­мы, в которой КА обеспечивают передачу программы действия своим исполнительным структурам: отдельным клеткам, а также клеткам тканей и органов посредством взаимодействия со специфическими рецепторами [2]. Универсализм действия КА в организме в значительной мере обеспечивается единой системой этих рецепторов, присутствующих в том числе и на лимфоцитах [3, 4].

Катехоламины играют важную роль в центральной регуляции обмена веществ и энергии. Они принимают участие на всех уровнях регуляции питания, воздейс­твуют на связанные с ожирением процессы, что обус­ловлено влиянием КА на липолиз и липогенез через адренорецепторы мембран адипоцитов, а также на пищевое поведение [5-9]. Жировая ткань является важ­ным компонентом в составе тела, избыточное содержание которой связано с риском развития таких социально значимых заболеваний, как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, сахар­ный диабет, метаболический синдром и др. Широкое распространение избыточной массы тела и ожирения у населения во многих странах мира стало серьезной медицинской проблемой [7-11].

В последние годы доказано, что жировая ткань не только осуществляет функции депонирования энергии, но и является самостоятельным активным эндокрин­ным органом. Она выделяет более 20 биологически активных веществ, которые участвуют в регуляции потребления пищи, расхода энергии, нейроэндокринных функций, процессов метаболизма [8, 11, 12]. Ряд иссле­дований последних десятилетий связан также с изуче­нием состава тела и энергообмена [13, 14], исследуется зависимость массы тела от предпочтений в еде [15, 16], от нарушений пищевого поведения [6, 7, 9]. Большое значение придается исследованиям, связанным с со­держанием КА, поскольку известно, что для КА жироваяткань - одна из самых крупных тканей-мишеней [1]. В подавляющем большинстве случаев эти исследования проводились у лиц, страдающих ожирением. В то же время представляется важным изучение содержания КА у здоровых молодых людей, так как предпосылки избыточного содержания и накопления жировой ткани могут закладываться в молодом возрасте. Работ, по­священных изучению содержания КА в связи с пи­щевой нагрузкой у молодых мужчин с различным компонентным составом тела (жировым, мышечным, костным) и с разным индексом массы тела (ИМТ), практически нет.

Цель исследования - изучение динамики изменений содержания КА в лимфоцитах крови после пищевой нагрузки у здоровых юношей разных соматотипов с раз­ным содержанием жирового компонента тела и ИМТ.

Материал и методы

Обследован 81 практически здоровый мужчина юно­шеского возраста (17 лет - 21 год) - студенты, прожи­вающие в Красноярске, которые предварительно дали письменное добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Соматический тип юно­шей определялся по схеме соматотипирования мужчин В.П. Чтецова и соавт. [17] при использовании данных 29 антропометрических параметров. В утренние часы по унифицированной методике В.В. Бунака (1941) измеряли антропометрические параметры (длина и масса тела), диаметры и обхваты конечностей и туловища. Исполь­зован метод калиперометрии для измерения толщины жировых складок. На основании полученных измерений рассчитывали количественное содержание жирового, мышечного и костного компонентов тела по формулам Й. Матейки [18] .

После 12-часового голодания обследованные прини­мали натощак смешанный пробный завтрак, который включал: 50 г отварного мяса (говядина), поданного в виде фарша, хлеб белый - 25 г, сыр (жирность 30%) -20 г, сахар свекловичный - 50 г, некрепкий чай - 200 мл. Общая калорийность составляла 418,5 ккал, содержа­ние белка - 17,9 г, жиров - 11,9 г, углеводов - 60,1 г.

Образцы венозной крови забирали из локтевой вены натощак перед приемом пробного завтрака и через 1 ч после пищевой нагрузки.

Содержание КА в лимфоцитах периферической крови определяли люминесцентно-гистохимическим методом H. Yokoo и соавт. (1982) в модификации В.П. Новицкой (2000), который основан на превращении моноаминов под воздействием паров формальдегида в ярко флу­оресцирующие соединения [19]. Флуоресценцию КА фиксировали на микроскопе "ЛЮМАМ-И3" ("ЛОМО", Россия), сигнал с которого выводился на цифровой мультиметр. Величину сигнала учитывали в условных единицах (усл. ед.).

Все полученные данные были подвергнуты статис­тической обработке с применением пакета прикладных программ Statistica 6.0 (StatSoft Inc., 2001). Про­верку нормальности распределения количественных показателей выполняли с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Поскольку закон распреде­ления исследуемых числовых показателей отличался от нормального, использовали непараметрические U-критерий Манна-Уитни (в случае парных незави­симых совокупностей) и Т-критерий Вилкоксона (в случае парных зависимых совокупностей). Средне­статистические значения количественных величин пред­ставлены в виде М±т. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез (р) принимался равным 0,05.

Результаты и обсуждение

Изучение показателей универсальных регуляторных веществ - уровня КА в лимфоцитах крови - выявило особенности их содержания у юношей разных соматотипов до и после пищевой нагрузки (см. рисунок).

Анализ содержания КА в лимфоцитах крови моло­дых мужчин различных соматотипов с разным компо­нентным составом тела до и после пробного завтрака зафиксировал изменение уровня КА только у мужчин брюшного соматотипа, которые обладали наибольшим количеством жировой ткани в составе тела. У юношей брюшного соматотипа содержание жировой ткани ста­тистически значимо превышало абсолютные показа­тели представителей других соматотипов в несколько раз (табл. 1).

Необходимо подчеркнуть, что натощак у юношей всех соматотипов было практически одинаковое содержание КА (см. рисунок). После пищевой нагрузки у юношей всех соматотипов, кроме брюшного, статистически зна­чимо не изменилось содержание КА. И только у юношей брюшного соматотипа значимо увеличился уровень КА после пищевой нагрузки по сравнению с показателями натощак (р=0,026) и был выше по сравнению с показа­телем у юношей других соматотипов: грудным (р=0,021), мускульным (р=0,022), неопределенным (р=0,029).

Кроме анализа групп, сформированных с учетом соматического типа, нами был проведен анализ содер­жания КА в лимфоцитах крови в зависимости от ИМТ обследованных юношей (табл. 2). На основании крите­риев Меморандума ВОЗ (1999 г.) из обследованных нами юношей были сформированы 3 группы: с низким ИМТ (<18,4 кг/м²), с нормальным ИМТ (18,5-24,9 кг/м²) и с высоким ИМТ (>25 кг/м²). В данное исследование не вошли лица с ИМТ >30 кг/м², т.е. с ожирением. Изучение содержания КА в этих группах юношей показало отсутст­вие статистически значимой разницы в уровне КА как натощак, так и после приема пробного завтрака во всех исследуемых группах. Хотя следует отметить, что отме­чалась тенденция к повышению содержания КА после приема пищи в группе с высоким ИМТ (см. табл. 2). Отсутствие статистически значимой разницы в содер­жании КА можно объяснить тем, что в эту группуюношей с высоким ИМТ входили не только лица, у которых высокий ИМТ был обусловлен повышением массы тела за счет жировой ткани в составе тела -лица брюшного соматотипа (6 человек), но и наличием в этой группе лиц с высоким содержанием мышечной ткани - юношей мускульного соматотипа (8 человек). За счет этого могло не выявиться значимое повышение содержания КА после пищевой нагрузки, которое четко определяется у юношей брюшного соматотипа, харак­теризующегося высоким содержанием жирового компо­нента тела. В литературе имеются данные, что высокий ИМТ не может являться достоверным критерием прева­лирования жирового компонента, так как он может быть обусловлен избыточным развитием мышечной массы при нормальных значениях жировой массы [20].

Таким образом, проведенное исследование свиде­тельствует о том, что у молодых здоровых мужчин юношеского возраста, относящихся к брюшному соматотипу и обладающих наибольшим содержанием жирового компонента в составе тела, фиксируется статистически значимое повышение содержания КА в лимфоцитах крови после приема пищи. В то время как у юношей остальных соматотипов, обладающих менее выраженным жировым компонентом тела, со­держание КА в лимфоцитах крови после пищевой на­грузки практически не изменилось (значимой разницы не выявлено).

Представляется, что эта выявленная нами законо­мерность неслучайна, поскольку хорошо известна зна­чительная роль КА в регуляции различных процессов, связанных с жировой тканью. Имеются многочисленные сообщения о влиянии КА на функцию адипоцитов в связи с регуляцией процессов липогенеза и липолиза через α- и β-адренорецепторы, располагающиеся на адипоцитах [1, 5, 6, 21, 22]. Выявлены связи полиморфизма генов β-адренорецепторов с ожирением [10, 21, 23]. Сообща­ется о многих других направлениях исследования роли КА в связи с жировой тканью [11, 24, 25].

Полученные нами данные свидетельствуют о взаи­мосвязи между высоким содержанием жировой ткани в соме и высокой секрецией КА в ответ на пищевую нагрузку.

Следует заметить, что изменение содержания КА при разном пищевом поведении практически не рассматри­вается в связи с выраженностью жирового компонента тела. Так, в работе М.С. Артемьевой и соавт. (2015) высокий уровень экскреции КА с мочой у девушек с булимией и избыточной массой тела сравнивается с подобной повышенной экскрецией КА при тревожных состояниях, а выявленная авторами крайне низкая экскреция КА с мочой у девушек с анорексией при полном отсутствии подкожно-жировой клетчатки, пред­положительно, объясняется депрессией [9]. Мы пола­гаем, что в свете полученных нами данных возможна и иная интерпретация результатов этого профессио­нально проведенного исследования. На экскрецию КА у обследованных девушек могло повлиять не только само нарушение пищевого поведения (нервная булимия и нервная анорексия), но и разное содержание жировой ткани в сравниваемых группах, которое у них сформи­ровалось в связи с расстройствами влечений разного типа.

Таким образом, проведенные нами исследования позволяют прийти к заключению, что выраженность содержания жирового компонента тела может быть зна­чительным фактором, влияющим на содержание КА при воздействии пищевой нагрузки.

Литература

1. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. Вводный курс : пер. с англ. М. : Мир, 1989. 656с.

2. Лысов В.Ф., Гудин В.А., Гудин С.В. Принцип функциональ­ной взаимосвязи и взаимозависимости серотонин-, гистамини адренергической систем у животных в онтогенезе // Сельско­хозяйственная биол. 2006. № 6. С. 3-14.

3. Brodde O-E. β Adrenoceptors // Receptor Pharmacology and Func­tion / eds M. Williams, R.A. Glennon, P.B. Timmermans. New York : Marcel Dekker, 1989. P. 207-255.

4. Красников Т.Л., Габрусенко С.А. Бета-адренорецепторы нор­мального сердца и при сердечной недостаточности // Успехи физиол. наук. 2000. Т. 31. № 2. С. 35- 50.

5. Langin D. Adipose tissue lipolysis as a metabolic pathway to define pharmacological strategies against obesity and the metabolic syn­drome // Pharmacol. Res. 2006. Vol. 53, N 6. P. 482-491.

6. Hainer V., Kabrnova K., Aldhoon B. et al. Serotonin and norepinephrine reuptake inhibition and eating behavior // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2006. Vol. 1083. Р. 252-269.

7. Ханферьян Р.А., Мильченко Н.О., Солнцева Т.Н. и др. Роль гистаминергической системы в регуляции питания // Вопр. питания. 2013. № 3. С. 4-10.

8. Pinkney J., Kopelman P. Handbook of Obesity: Etiology and Pathophysiology / eds G.A. Bray, C. Bouchard. New York : Marcel Dekker, 2004. 1046 р.

9. Артемьева М.С., Ковалева И.А., Коган Б.М. и др. Экскреция катехоламинов у пациентов с нарушениями пищевого поведения // Журн. неврол. и психиатр. 2015. № 9. С. 36-40.

10. Батурин А.К., Сорокина Е.Ю., Погожева А.В., Тутельян В.А. Гене­тические подходы к персонализации питания // Вопр. питания. 2012. № 6. С . 4-11.

11. Дедов И.И. Проблема ожирения: от синдрома к заболеванию // Ожирение и метаболизм. 2006. № 1. С. 2-4.

12. Дубоссарская З.М., Дубоссарская Ю.А. Метаболический синд­ром и гинекологические заболевания // Мед. аспекты здоровья женщины. 2010. № 2. С. 10-21.

13. Соколов А.И., Сото С. Х., Тарасова И.Б., Рахмонов Р.С. и др. Состав тела и энергообмен в покое // Вопр. питания. 2012. № 2. С . 12-17.

14. Markova E.V., Zakharova L.B., Fefelova V.V. et al. Morphofunctional parameters of immunocompetent blood cells in people with varying constitutions // Morphology. 1999. Vol. 115, N 1. P. 31-34.

15. Blum I., Nessiel L., Graff E., Harsat A. et al. Food preferences, body weight, and platelet-poor plasma serotonin and catecholamines // Am. J. Clin. Nutr. 1993. Vol. 57, N 4. P. 486-489.

16. Фефелова Ю.А., Васильев А.В., Колоскова Т.П. Изменение липидного спектра лимфоцитов крови у девушек разных конститу­циональных типов в ответ на пищевую нагрузку // Сибир. мед. обозрение. 2011. № 1. С . 20-25.

17. Чтецов В.П., Лутовинова Н.Ю., Уткина М.И. Опыт объективной диагностики соматических типов на основе измерительных при­знаков у мужчин // Вопр. антропологии. 1978. Вып. 78. С. 3-22.

18. Matiegka J. The testing of physical efficiency // Am. J. Phys. Anthropol. 1921. Vol. 4, N 3. P. 45-59.

19. Новицкая В.П. Модификация метода определения моноаминов в лейкоцитах на мазках периферической крови // Клин. лаб. диагностика. 2000. № 1. С. 24-33.

20. Гаппаров М.Г., Никитюк Д.Б., Зайнудинов З.М. и др. Особеннос­ти пищевого статуса, антропометрических и клинико-биохимических показателей у профессиональных спортсменов, занима­ющихся различными видами спорта // Вопр. питания. 2011. № 6. С . 76-81.

21. Батурин А.К., Погожева А.В., Сорокина Е.Ю., Макурина О.Н., Тутельян В.А. Изучение Trp64arg полиморфизма гена β3-адре-норецепторов у лиц с избыточной массой тела и ожирением // Вопр. питания. 2012. № 2. С. 23-27.

22. Qi Z., Ding S. Obesity-associated sympathetic overactivity in children and adolescents: the role of catecholamine resistance in lipid metabo­lism // J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 2016. Vol. 29, N 2. Р. 113-125.

23. Батурин А.К., Сорокина Е.Ю., Погожева А.В. и др. Изучение сочетанного влияния генетических полиморфизмов rs9939609 гена FTO и rs4994 гена ADRB3 на риск развития ожирения // Вопр. питания. 2016. № 4. С. 29-35.

24. Дедов И.И., Трошина Е.А., Мазурина Н.В. и др. Роль нейротрансмиттеров в регуляции энергетического гомеостаза и возможнос­ти медикаментозной коррекции его нарушений при ожирении // Ожирение и метаболизм. 2016. № 1. С . 9-15.

25. Zouhal H., Lemoine-Morel S., Mathieu M.E. et al. Catecholamines and obesity: effects of exercise and training // Sports Med. 2013. Vol. 43, N 7. Р. 591-600.

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)

© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.