Диагностическая значимость уровня короткоцепочечных жирных кислот и аминотиолов у оперативного состава МЧС России с факторами риска развития болезней системы кровообращения

Актуальность. Для лиц стрессоопасных профессий, к которым относится оперативный состав (пожарные и спасатели) МЧС России, болезни системы кровообращения (БСК) являются профессионально ускоренными. Частота выявления БСК при углубленных осмотрах оперативного состава МЧС России составляет не менее 10 %. Ранее проведенные исследования показали, что среди оперативного состава МЧС России широко распространены факторы риска развития БСК. В этой связи для сохранения профессионального здоровья и долголетия высококлассных специалистов МЧС России актуальным является наиболее раннее выявление предрасположенности к БСК. Патофизиологический механизм развития атеросклероза включает сложное взаимодействие сосудистой сети, иммунной системы и метаболизма липидов. Показано, что микробиом кишечника влияет на все составляющие факторы риска атеросклероза как прямо, так и косвенно, тем самым, играя важную роль в развитии БСК. Многочисленные исследования выявляют тесную связь гипергомоцистеинемии и других аминотиолов с проявлениями сосудистой дисфункции при атеросклерозе, ишемической болезни сердца, инфаркте миокарда, инсультах, тромбозах, что позволяет выделять гомоцистеин в качестве независимого фактора риска развития БСК.

Цель - оценить информативность показателей метаболизма микробиоты кишечника и аминотиолов в качестве ранних маркеров риска развития БСК у оперативного состава МЧС России.

Методология. Выполнено комплексное клинико-лабораторное обследование в амбулаторных условиях 96 человек оперативного состава МЧС России мужского пола в течение периодического медицинского обследования в поликлинике Всероссийского центра экстренной и радиационной медицины им. А.М. Никифорова МЧС России (Санкт-Петербург). Средний возраст лиц оперативного состава -(35,9 ± 0,8) года, стаж работы в МЧС России - (8,8 ± 0,5) лет. Оперативный состав разделили на 3 группы: 1-я - 56 человек - практически здоровые, 2-я - 20 человек с риском развития БСК, 3-я группа - 20 человек с установленным диагнозом БСК. Всем обследованным провели хромато-масс-спектрометрическое определение короткоцепочечных жирных кислот, триметиламин N-оксида и аминотиолов.

Результаты и их анализ. Выявлено повышение уровня триметиламин N-оксида на 30 % у обследуемых 3-й группы по сравнению с 1-й. Обнаружено снижение уровня уксусной кислоты на 32 % у оперативного состава 2-й группы и на 45 % - у 3-й группы по сравнению с 1-й группой, снижение уровня валериановой кислоты в 1,9 раза и масляной кислоты в 2,5 раза у пациентов 3-й группы по сравнению с оперативным составом 1-й группы, а также снижение уровня валериановой и масляной кислоты в 2 раза у обследуемых лиц 3-й группы по сравнению со 2-й. Установлено снижение уровня цистина на 30 % в 3-й группе по сравнению с 1-й группой и повышение уровня восстановленного глутатиона в 2 раза по сравнению со 2-й группой.

Заключение. Выявленные изменения уровня короткоцепочечных жирных кислот, аминотиолов и триметиламин N-оксида у оперативного состава МЧС России свидетельствуют о нарушении метаболического равновесия, что способствует более глубокому пониманию взаимодействия между микробиомом кишечника и организмом человека, поэтому имеют фундаментальное значение для ранней диагностики, профилактики и коррекции БСК у оперативного состава МЧС России.

1. Головенко О.В., Халиф А.О., Головенко А.О. Роль масляной кислоты в лечении органических и функциональных заболеваний толстой кишки // Клинические перспективы гастроэнтерологии, гепатологии. 2011. № 3. C. 27-36.

2. Ерофеев Н.П., Радченко В.Г., Селиверстов П.В., Клиническая физиология толстой кишки. Механизмы действия короткоцепочечных жирных кислот в норме и при патологии: монография. СПб. : Форте Принт, 2012. 56 с.

3. Мельников И.О., Назимов И.В., Стукачева Е.А., Глубоков Ю.М. Определение содержания гомоцистеина и других низкомолекулярных аминотиолов в плазме крови // Журнал аналитической химии. 2006. Т. 61, № 11. С. 1185-1191.

4. Мирошниченко И.И., Платова А.И., Сафарова Т.П., Яковлева О.Б. Количественное определение гомоцистеина посредством тандемной хроматомасс-спектрометрии с химической ионизацией // Биомедицинская химия. 2014. Т. 60, № 2. С. 235-245.

5. Раннее выявление группы риска развития и профилактики неинфекционных заболеваний среди сотрудников МЧС России: руководство / под ред. О.М. Астафьева. СПб. : НПО ПБ АС, 2020. 90 с.

6. Шендеров Б.А. Мишени и эффекты короткоцепочечных жирных кислот // Современная медицинская наука. 2013. № 1-2. C. 21-52.

7. Bauer-Marinovic M., Florian S., Mbller-Schmehl K. [et al.]. Dietary resistant starch type 3 prevents tumor induction by 1, 2-dimethylhydrazine and alters proliferation, apoptosis and dedifferentiation in rat colon // Carcinogenesis. 2006. Vol. 27, N 9. P. 1849-1859. DOI: 10.1093/carcin/bgl025.

8. Ganguly P., Alam S.F. Role of homocysteine in the development of cardiovascular disease // Nutrition Journal. 2015. Vol. 14. P. 6. DOI: 10.1186/1475-2891-14-6.

9. Hamer H.M., Jonkers D., Venema K. [et al.]. Review article: the role of butyrate on colonic function // Aliment Pharmacol. Ther. 2008. Vol. 27, N 2. P. 104-119. DOI: 10.1111/j.1365-2036.2007.03562.x.

10. Novakovic M., Rout A., Kingsley Th. [et al.]. Role of gut microbiota in cardiovascular diseases // World J. Cardiol. 2020. Vol. 12, N 4. P. 110-122. DOI: 10.4330/wjc.v12i4.110.

11. Qi J., You T., Li J. [et al.]. Circulating trimethylamine N-oxide and the risk of cardiovascular diseases: a systematic review and meta-analysis of 11 prospective cohort studies // J. Cell. Mol. Med. 2017. Vol. 22, N 1. Р. 185-194. DOI: 10.1111/jcmm.13307.

12. Sanchez-Rodriguez E., Egea-Zorrilla A., Plaza-Di'az J. [et al.]. The Gut Microbiota and Its Implication in the Development of Atherosclerosis and Related Cardiovascular Diseases // Nutrients. 2020. Vol. 12, N 3. P. 605. DOI: 10.3390/nu12030605.

13. Shafaei A., Vamathevan V., Pandohee J. [et al.]. Sensitive and quantitative determination of short-chain fatty acids in human serum using liquid chromatography mass spectrometry // Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2021. Vol. 413, N 25. P. 6333-6342. DOI: 10.1007/s00216-021-03589-w.

14. Tang W.H.W., Hazen S.L. The contributory role of gut microbiota in cardiovascular disease // J. Clin. Invest. 2014. Vol. 124, N 10. Р. 4204-4211. DOI: 10.1172/JCI72331.

15. Velasquez M.T., Ramezani A., Manal A., Raj D.S. Trimethylamine N-oxide: the good, the bad and the unknown // Toxins (Basel). 2016. Vol. 8. N 11. P. E326. DOI: 10.3390/toxins8110326.

16. Wang Z., Levison B.S., Hazen J.E. [et al.]. Measurement of trimethylamine-N-oxide by stable isotope dilution liquid chromatography tandem mass spectrometry // Anal. Biochem. 2014. Vol. 455. P. 35-40. DOI: 10.1016/j.ab.2014.03.016.