Введение
Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) заслуженно привлекают все большее внимание научной общественности во всем мире. Основными функциями ПНЖК в организме человека являются участие в формировании фосфолипидов биологических мембран всех органов и тканей (головного мозга, кардиомиоцитов, тромбоцитов и др.) и синтез тканевых гормонов — эйкозаноидов: простациклинов, лейкотриенов и тромбоксанов. Эти вещества играют активную роль в регуляции функций многих систем организма, особенно сердечно-сосудистой: влияют на тонус сосудов кровеносной системы, содержание липидов в крови, показатели свертываемости крови [1]. Образуемые из омега-3 ПНЖК эйкозаноиды оказывают вазодилатирующее, антиагрегантное и противовоспалительное действие [2]. После регулярного приема добавок с омега-3 ПНЖК отмечается значительный гипотензивный эффект [3—5]. Эйкозапентаеновая (ЭПК) и докозагексаеновая (ДГК) кислоты уменьшают жесткость артерий и тем самым приводят к снижению сосудистого сопротивления, уменьшению распространения скорости пульсовой волны. Омега-3 ПНЖК способны влиять на внутрисердечную гемодинамику и уменьшать ремоделирование миокарда [6]. Показано выраженное влияние устранения фактора дефицита омега-3 ПНЖК на микрогемоциркуляцию у пациентов с артериальной гипертензией [7].
Влияние омега-3 ПНЖК на организм приобретает особую актуальность при сохранении уже ставшего традиционным типа питания современного человека, включающего в себя минимум свежей рыбы и морепродуктов. При этом эффект от влияния ПНЖК после введения их в рацион в форме рыбьего жира или биологически активной добавки в большинстве случаев оценивается положительно — от гипотензивных свойств до протективного воздействия на организм на молекулярно-генетическом уровне [1, 8].
Цель исследования — выявить влияние полиненасыщенных жирных кислот на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и микроциркуляторного русла условно здоровых мужчин-северян, постоянно проживающих на территории Магаданской области.
Материалы и методы
В ходе комплексной программы научного мониторинга жителей-северян (г. Магадана) обследовано 45 мужчин, постоянно проживающих на территории Магаданской области. Средний возраст составил 40,0±0,8 года, рост — 180,7±0,9 см, масса тела 87,5±2,1 кг, индекс массы тела — 26,8±0,6 кг/м2.
Критерии включения: отсутствие хронических заболеваний в стадии обострения и жалоб на состояние здоровья.
Исследование выполнено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации (2013) — соблюдением этических стандартов и норм, обеспечивающих уважение каждого человека, участвующего в данной работе, защиту его прав и охрану здоровья. До включения в исследование у всех участников получено письменное информированное добровольное согласие.
Методом случайной выборки с учетом фоновых величин анализируемых показателей сформировано 2 группы: 1-я группа — опытная (n=30) и 2-я группа — контрольная (n=15). Участники 1-й группы получали в суточном рационе добавку с ПНЖК — препарат в форме реэтерифицированных триглицеридов (rTG) (2 капсулы, содержащие 1200 мг ПНЖК, из которых 660 мг ЭПК и 440 мг ДГК). У лиц 2-й группы не было вмешательства в режим питания. Согласно протоколу научного эксперимента, исследование проведено в 2 этапа: 1-й — до (конец октября 2023 г.) и 2-й — после изменения рациона (середина декабря 2023 г.). Группы обследуемых лиц были сопоставимы по возрасту, полу и анализируемым показателям.
С помощью тонометра Nissei DS-1862 (Nihom Seimitsu Sokki Co., Ltd, Япония) измеряли показатели систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления (АД), пульса (ЧСС, уд/мин) [9]. У испытуемых проводили оценку дисперсионного картирования электрокардиограммы (ЭКГ) с использованием аппаратно-программной системы «КардиоВизор-06с» (ООО «Медицинские компьютерные системы», Россия) [10]. Для контроля тенденций изменения дисперсионного картирования ЭКГ оценивали индекс микроальтернаций миокарда «Миокард»: значения менее 15% считались нормативными, от 15 до 19% — свидетельствовали о пограничных состояниях, от 20% и более — о вероятной патологии. Для показателя «Ритм», характеризующего деятельность вариабельности сердечного ритма, отсутствие существенных отклонений соответствовало значениям меньше 20%, значения равные 100% — максимально выраженным изменениям характеристик вариабельности интервалов R-R, свойственным аритмиям или сильному стрессу [10]. Степень выраженности и локализации электрофизиологических изменений деполяризации и реполяризации миокарда предсердий и желудочков определяли по встроенному в программу логарифму «Код детализации», включающему в себя временные интервалы кардиокомплекса PQRST: G1—G2 — деполяризация правого (ПП) и левого предсердий (ЛП) (зубец Р), G3—G4 — деполяризация правого (ПЖ) и левого желудочков (ЛЖ) (~60—90 мс QRS), G5-G6 — реполяризация ПЖ и ЛЖ (интервал ST-T), G7 — симметрия деполяризации желудочков (~30…70 мс QRS), G8 — внутрижелудочковые блокады (0…90 мс QRS), G9 — гипертрофия желудочков, показатель симметрии деполяризации в начальной части комплекса QRS (~0…40 мс QRS) [10].
Структуру капилляров и микроциркуляции изучали с помощью компьютерного видеокапилляроскопа «Капилляроскан-01» (ООО «НЭТ», Россия) в зоне эпонихия (кожного валика) ногтевого ложа, поскольку эта область легкодоступна для исследования, и здесь главная ось капилляров параллельна поверхности кожи. Оценка плотности сосудов осуществлялась в режиме построения панорамного статического изображения капиллярной сети первой линии с оптическим 200-кратным увеличением. При этом обязательным условием было присутствие характерных (контрастных) капилляров по всему полю зрения. Детальный анализ производили с помощью 10-секундной видеозаписи при оптическом увеличении 400 крат. В работе проанализированы следующие морфофункциональные показатели сосудов микроциркуляторного русла: диаметр артериального, венозного и переходного отделов капилляра (мкм), под которым понимается область сосуда, заполненная видимыми эритроцитами (сами стенки сосудов практически не различимы при световой микроскопии); длина капилляра (мкм); плотность капиллярной сети (усл. ед.), указывающая на количество наблюдаемых капиллярных петель первого эшелона (находящихся в непосредственной близости и контакте с периваскулярной зоной); величина периваскулярной зоны (мкм), а именно ее линейный размер от максимально удаленной точки данной зоны до ближайшей точки переходного отдела капилляра; скорость в артериальном, венозном и переходном отделах (мкм/с), отражающая скорость движения эритроцитарной массы в капилляре; температура в зоне исследования, полученная с помощью приемника инфракрасного излучения прибора (º C) [11].
Статистический анализ проведен с использованием пакета прикладных программ Statistica 7.0. Проверка на нормальность распределения измеренных переменных осуществлялась на основе теста Шапиро—Уилка. Результаты представлены в виде среднего значения и его ошибки (М±m). В случае сравнения связанных выборок статистическая значимость различий определялась с помощью t-критерия Стьюдента для зависимых выборок с нормальным распределением. При сравнении несвязанных выборок статистическая значимость различий определялась с помощью t-критерия Стьюдента для независимых выборок с параметрическим распределением [12].
Результаты
Сравнительный межгрупповой анализ основных показателей сердечно-сосудистой системы не выявил значимых различий до проведения основного этапа эксперимента (табл. 1). Отметим, что в нашем исследовании показано, что в опытной группе артериальная гипертензия (АГ) и высокое нормальное артериальное давление (ВНАД) по систолическому артериальному давлению (САД) выявлены в 20% случаев, а по диастолическому артериальному давлению (ДАД) — у 17% обследуемых. В контрольной группе превышение САД более 130 мм рт.ст. было характерно для 14% мужчин, а значения ДАД выше 85 мм рт.ст. выявлены у 21% обследованных. Исходя из полученных данных, сумма частот выявления лиц с ВНАД и АГ I степени по уровням САД и ДАД расценена нами как степень напряжения в деятельности сердечно-сосудистой системы и составила в выборке мужчин опытной группы 37%, в контрольной группе — 35%.
Таблица 1. Показатели сердечно-сосудистой системы и вариабельности сердечного ритма у мужчин-северян опытной и контрольной групп до (1-й этап) и после (2-й этап) введения в рацион добавки с полиненасыщенными жирными кислотами
| Анализируемый показатель | 1-я группа (опытная) | p | 2-я группа (контрольная) | p | ||
| 1-й этап | 2-й этап | 1-й этап | 2-й этап | |||
| САД, мм рт. ст. | 124,9±1,4 | 123,5±1,6 | 0,15 | 122,4±2,0 | 124,1±2,8 | 0,31 |
| ДАД, мм рт. ст. | 79,3±1,5 | 78,1±1,1 | 0,27 | 79,1±2,0 | 79,7±2,6 | 0,43 |
| ЧСС, уд/мин | 69,8±2,2 | 69,1±2,1 | 0,41 | 69,3±2,7 | 72,3±3,2 | 0,19 |
| Индекс миокарда, усл. ед., % | 14,4±0,8 | 12,7±1,0 | 0,14 | 14,3±1,6 | 16,9+1,4 | 0,05 |
| Индекс «ритм», % | 29,7±4,1 | 30,0±4,2 | 0,96 | 15,1+3,4 | 29,6+6,7 | 0,04 |
Примечание. Здесь и в табл. 2: данные представлены в виде M±m. САД — систолическое артериальное давление; ДАД — диастолическое артериальное давление; ЧСС — частота сердечных сокращений.
Средние величины уровня АД на 2-м этапе исследований не имели значимых различий в двух обследуемых группах. Следует указать на тенденцию к увеличению уровней САД и ЧСС у лиц контрольной группы. Отметим снижение в опытной группе доли лиц с АГ с ВНАД по уровню САД с 20 до 17% и аналогично по уровню ДАД — с 17 до 10% после потребления добавки с ПНЖК. У лиц контрольной группы, напротив, мы отметили возрастание напряжения работы сердечно-сосудистой системы, что проявлялось увеличением доли лиц с САД более чем 130 мм рт.ст. с 14 до 27%. Доля лиц с уровнем ДАД выше 85 мм рт.ст. сопоставима как до эксперимента (21%), так и на 2-м этапе (20%).
После введения в рацион добавки с ПНЖК у лиц опытной группы отмечались статистически незначимые изменения показателей индексов «миокард» и «ритм», тогда как у лиц контрольной группы наблюдалось их статистические значимое увеличение. Однако межгрупповой анализ показал, что в опытной группе на начальном этапе эксперимента показатели индекса «ритм» превышали оптимальные значения (более 20%) и были больше по отношению к показателям в контрольной группе (t=2,37, p=0,022). По завершении эксперимента данные различия нивелировались. По индексу «миокард» при исходно сопоставимых показателях в сравниваемых группах по окончании эксперимента установлены статистически значимые различия (t= –2,64, p=0,011). Согласно характеристикам «Кода детализации» они обусловлены изменениями деполяризации левого предсердия (G2) и реполяризации правого желудочка (G5), (t= –2,19, p=0,034; t= –2,47, p=0,017).
В табл. 2 представлены показатели микроциркуляторного русла обследованных лиц. Анализ капилляроскопических паттернов у обследованных лиц обеих групп выявил ряд особенностей в структуре капиллярной сети, формирующихся в процессе адаптации к условиям Севера. Видно, что статистически значимые различия до проведения основного этапа эксперимента наблюдались только в отношении диаметра переходного отдела капилляра, который был выше у обследованных лиц контрольной группы. В нашем исследовании выявлена статистически значимая динамика в работе микроциркуляторного русла кровеносной системы, которая в основном была характерна для лиц, принимавших омега-3 ПНЖК. У них установлено снижение средней длины капилляра, что может говорить о сокращении времени доставки кислорода и питательных веществ из крови в межклеточное пространство (и далее, соответственно, в клетки). Следует также отметить снижение размера периваскулярной зоны с 142 до 117 мкм. Такие изменения происходят на фоне значимого роста плотности капиллярной сети (рисунок на цв. вклейке). Зафиксировано статистически значимое увеличение количества сладжей у лиц контрольной группы.
Таблица 2. Показатели микроциркуляции у лиц опытной и контрольной групп до (1-й этап) и после (2-й этап) проведения эксперимента
| Исследуемый показатель | 1-я группа (опытная) | p | 2-я группа (контрольная) | p | ||
| 1-й этап | 2-й этап | 1-й этап | 2-й этап | |||
| Диаметр артериального отдела, мкм | 10,7±1,25 | 9,9±1,01 | 0,5 | 11,6±1,95 | 13,7±3 | 0,56 |
| Диаметр венозного отдела, мкм | 22±1,93 | 25,4±2,12 | 0,25 | 17,1±1,29 | 22,1±2,71 | <0,05 |
| Диаметр переходного отдела, мкм | 31,9±3,4 | 34,1±4,34 | 0,69 | 34,9±10,1 | 54±8,69 | 0,16 |
| Длина капилляра, мкм | 624,9±78,8 | 481±32,7 | <0,05 | 519,5±87,1 | 613±122,3 | 0,54 |
| Плотность капиллярной сети, отн. ед. | 0,03±0,001 | 0,04±0,001 | <0,001 | 0,03±0,001 | 0,03±0,001 | 1 |
| Периваскулярная зона, мкм | 142,3±9 | 117±8,28 | <0,05 | 178,7±56 | 122±15,3 | 0,34 |
| Скорость в артериальном отделе, мкм/с | 444±67,2 | 339±41,6 | 0,19 | 480±140,3 | 329±88,9 | 0,37 |
| Скорость в венозном отделе, мкм/с | 281,9±33,1 | 360±56,4 | 0,24 | 267,4±46,6 | 311±77,8 | 0,63 |
| Скорость в переходном отделе, мкм/с | 206,5±54,6 | 285±29,4 | 0,22 | 262,8±105,6 | 258±37,1 | 0,97 |
| Сладжи, ед/с | 4,6±1,91 | 5,1±1,37 | 0,83 | 6,9±1,61 | 16,7±5,9 | <0,05 |
| Температура кожи, °C | 33,2±0,57 | 32,2±0,69 | 0,27 | 32,4±0,6 | 32,8±0,72 | 0,67 |
Панорамные снимки микроциркуляторного русла представителя опытной группы, отражающие плотность капиллярной сети.
а — до приема омега-3 полиненасыщенных жирных кислот; б — после приема.
Обсуждение
Уровень АД, поддержание величины которого обеспечивается сложной морфофизиологической системой, включающей совокупность нейрогуморальных процессов и соматометрических структур [13], демонстрировал разнонаправленные тенденции, свидетельствующие о положительной динамике у лиц опытной группы. Такая картина подтверждалась снижением доли лиц с АГ и ВНАД. Исходя из полученных данных, можно отметить возрастание напряжения в работе системы кровообращения у лиц контрольной группы (суммарный коэффициент напряжения увеличился с 35 до 47%). У лиц опытной группы, напротив, наблюдалась оптимизация работы сердечно-сосудистой системы, о чем свидетельствует снижение суммарного коэффициента напряжения с 37 до 27%.
Отметим, что наши данные сопоставимы с результатами других исследователей, что обусловлено плейотропным физиологическим эффектом добавок с ПНЖК на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, достигаемым как прямым воздействием, через включение в мембраны, так и с помощью косвенных механизмов за счет оптимизации липидного профиля и уровня АД [14]. Полученная перестройка свидетельствует об оптимизации сосудистого тонуса у мужчин, получавших добавку с ПНЖК.
Метод дисперсионного картирования ЭКГ позволяет оценить степень нарушений электрофизиологических свойств миокарда сердца, не достигших клинических проявлений при стандартной записи ЭКГ [15, 16]. По данным исследования, до проведения основного этапа эксперимента у лиц анализируемых групп средние значения индекса микроальтернаций «Миокард» соответствовали нормативу (меньше 15%), тогда как после эксперимента можно отметить противоположную тенденцию изменения электрофизиологических свойств миокарда сердца. У лиц опытной группы сохранялась функциональная устойчивость миокарда во всех отделах сердца по сравнению с фоновыми показателями. У лиц контрольной группы установлена тенденция увеличения значений индекса «миокард» выше оптимальных показателей. С увеличением значений индекса «миокард» и характеристик «Кода детализации», отличающихся от нуля, возрастает вероятность начальных и пограничных признаков дисфункций в миокарде [17]. Результаты эксперимента не показали выраженных внутригрупповых изменений по характеристикам «Кода детализации». Однако по завершении эксперимента установлено, что у лиц, принимающих препарат ПНЖК, значительно реже встречались числовые значения по характеристикам G1—G9, чем у лиц контрольной группы. Так, у 7 (50%) человек контрольной группы определены отклонения от нулевых значений по G2, соответствующие 4 усл. ед., что свидетельствует об умеренном уменьшении потенциалов деполяризации во всех отделах левого предсердия. При этом частота числовых значений G1 (4—6 усл. ед.) и G5 (1 усл. ед.) указывает на отклонения деполяризации и реполяризации в правом предсердии и желудочке сердца при различных видах локализации потенциалов, ее вызывающих, и на возможные нарушения обменных процессов миокарда.
Особенности электрической активности правого предсердия во многом определяются активностью расположенного здесь синусового узла и воздействием на него главным образом парасимпатического отдела вегетативной нервной системы через волокна блуждающего нерва, определяющего функции ритмовождения. Нарушения в функции ритмовождения могут спровоцировать временные или стойкие изменения собственно пейсмекерного автоматизма и низлежащих структур проводящей системы сердца [18]. Так, у лиц контрольной группы при исходно благоприятных средних показателях индекса «ритм» отмечается значительное их увеличение в сторону превышения оптимальных значений, что свидетельствует о переходе организма в состояние напряжения регуляторных систем [10]. При этом значения индекса «ритм», указывающие на признаки вероятных пограничных и патологических отклонений в вегетативной регуляции сердечного ритма, выявлены у мужчин не только контрольной группы, но и у лиц опытной группы до и после приема препарата ПНЖК. Это означает необходимость дополнительного индивидуального мониторингового контроля состояния регуляторных систем организма у мужчин, считающих себя условно здоровыми. Таким образом, результаты дисперсионного картирования ЭКГ свидетельствуют, что у лиц опытной группы на фоне напряжения регуляторных систем организма отмечается стабилизация электрофизиологических свойств миокарда сердца. У лиц контрольной группы на завершающем этапе эксперимента наблюдается тенденция ухудшения свойств миокарда сердца и его клинических проявлений, которые заключаются в изменениях потенциалов деполяризации правого и левого предсердий.
Известно, что диаметр капилляра является тем структурным параметром, который во многом определяет объем кровотока, проходящего через микроциркуляторное русло на всем его протяжении [19]. Полученные в нашем исследовании результаты указывают на отсутствие статистически значимых различий диаметра артериального отдела капилляров по сравнению с нормой, составляющей от 7 до 17 мкм (в среднем 11,91±1,87 мкм) [20]. Относительно показателя диаметра венозного отдела капилляра, для которого нормативный диапазон составляет от 11 до 20,6 мкм (в среднем 15±2,42 мкм), можно утверждать, что у опытной группы данный показатель поднимался выше границы нормы на 7% [20]. Степень сужения артериального отдела капиллярной петли оценивают на основе расчета коэффициента ремоделирования путем отношения диаметра венозного отдела (ВО) капилляра к диаметру артериального отдела (АО): Кво/ао=ВО/АО. Коэффициент ремоделирования также отражает степень структурной перестройки сосудистого русла.
Исходя из данных литературы, отношение ВО/АО составляет примерно 1,2—1,5:1 [21]. Нами отмечено уменьшение этого показателя у лиц опытной группы до 1,03:1, или на 14% ниже границы нормы. Для лиц контрольной группы отношение ВО/АО составило 1,47:1, что соответствует верхней границе нормы.
Показатель размера периваскулярной зоны отражает степень гидратации интерстициального пространства и в норме составляет менее 100 мкм [11]. В наших исследованиях у лиц опытной группы превышение по данному показателю составило 42%, у лиц контрольной группы — 79%. Выраженное снижение данного показателя может свидетельствовать об уменьшении риска развития периваскулярного отека.
Диаметр петли верхушки капилляра (переходного его отдела) в центральной зоне определяется по общей ширине капиллярной петли в наиболее широкой ее точке. В норме он варьирует в пределах от 8 до 21 мкм (в среднем 17,17±2,12 мкм), а диаметр петли соответствует диаметру верхушки капиллярной петли [20]. Анализ этого показателя выявил превышение верхней границы у лиц опытной и контрольной групп на 52 и 66% соответственно. Полученные нами результаты также свидетельствуют об увеличении длины капилляра на 112% (опытная группа) и на 76% (контрольная группа), что значительно превышает нормативный диапазон (от 92 до 295 мкм (в среднем 240±38,3 мкм) [22]. Рост количества сладжей у мужчин контрольной группы свидетельствует о слипании между собой эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, что потенциально может вызывать локальный гемостаз, повышение вязкости крови и затруднять ее движение по микрососудам. Кроме того, у лиц этой группы необходимо отметить статистически значимое увеличение диаметра венозного отдела, что может косвенно свидетельствовать о риске развития микроциркуляторного венозного застоя.
Заключение
Результаты настоящего исследования позволили установить, что после 1,5-месячного приема препарата с полиненасыщенными жирными кислотами с содержанием докозагексаеновой и эйкозапентаеновой кислот 1200 мг у мужчин-северян, относящихся к опытной группе, наблюдалась оптимизационная перестройка по ряду показателей сердечно-сосудистой системы и микроциркуляторного кровотока. В целом, учитывая данные факты, можно предположить о наличии нивелирующей функции и даже оптимизационной роли дополнительной донации полиненасыщенных жирных кислот семейства омега-3 в отношении сезонной перестройки показателей сердечно-сосудистой системы и микроциркуляции.
Полученные нами результаты указывают на то, что дополнительный прием полиненасыщенных жирных кислот семейства омега-3 с содержанием докозагексаеновой и эйкозапентаеновой кислот 1200 мг может улучшить профилактику сердечно-сосудистых заболеваний у жителей-северян, в том числе нивелировать воздействие возмущающих факторов окружающей среды в критический период года, обусловленный переходом температурной кривой через 0 ºС.
Вклад авторов: концепция и дизайн исследования — Аверьянова И.В.; сбор и обработка материала — Аверьянова И.В., Вдовенко С.И.; статистическая обработка — Аверьянова И.В., Вдовенко С.И., Лоскутова А.Н.; написание текста — Аверьянова И.В., Вдовенко С.И., Лоскутова А.Н.; научное редактирование — Вдовенко С.И., Лоскутова А.Н.
Финансирование: работа выполнена за счет бюджетного финансирования в рамках темы «Изучение межсистемных и внутрисистемных механизмов реакций в формировании функциональных адаптивных резервов организма человека «северного типа» на разных этапах онтогенеза лиц, проживающих в дискомфортных и экстремальных условиях с определением интегральных информативных индексов здоровья» (рег. номер АААА-А21-121010690002-2).
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Authors contribution: study design and concept — Averyanova I.V.; data collection and processing — Averyanova I.V., Vdovenko S.I.; statistical analysis — Averyanova I.V., Vdovenko S.I., Loskutova A.N.; text writing — Averyanova I.V., Vdovenko S.I., Loskutova A.N.; scientific editing — Vdovenko S.I., Loskutova A.N.
Financial Support: the work was carried out using budget funding under the topic, “Study of intersystem and intrasystem reaction mechanisms in the formation of functional adaptive reserves of the human body of the “northern type” at different stages of ontogenesis of people living in uncomfortable and extreme conditions, with the definition of integral informative health indices” (reg. No. АААА-А21-121010690002-2).