Новый аспект метаболических нарушений при ожирении: карбонильный стресс

В обзоре литературы рассмотрена проблема ожирения в современном обществе. Показано, что ожирение отягощает сопутствующие заболевания, увеличивает вероятность развития метаболических нарушений и связанных с ними патологий, повышает риск осложнений и смертности. Подробно рассмотрена секреторная функция жировой ткани, ее участие в регуляции биологических процессов. Раскрыто понятие карбонильного стресса и его составляющих, определена роль карбонильных соединений в организме, описаны метаболические пути, приводящие к формированию карбонильных продуктов реакций, а также отмечено участие свободных радикалов в данных путях метаболизма. Рассмотрены механизмы патогенеза, ассоциированные с развитием карбонильного стресса при ожирении; наибольший вклад вносят два типа процессов: реакции перекисного окисления липидов, в результате которых образуются карбонильные продукты липопероксидации, и процессы, активирующиеся при гипергликемии (гликолиз, полиоловый и гексозаминовый пути), приводящие к образованию глиоксаля, метилглиоксаля, активных карбонильных форм глюкозы. Дискутабельным остается вопрос о вкладе конечных продуктов неферментативного гликирования (AGEs) и продуктов окисления белков (АОРР) в развитие карбонильного стресса при ожирении. Предполагается, что уровень AGEs и АОРР зависит от тяжести ожирения и развития метаболического синдрома.

1. Демидова Т.Ю., Волкова Е.И., Грицкевич Е.Ю. Особенности течения и последствия COVID-19 у пациентов с избыточным весом и ожирением. Уроки текущей пандемии. Ожирение и метаболизм. 2020;17(4):375–384. doi: 10.14341/omet12663

2. Кравчук Е.Н., Неймарк А.Е., Бабенко А.Ю., Гринева Е.Н. Ожирение и COVID-19. Артериал. гипертензия. 2020;26(4):440–446. doi: 10.18705/1607-419X-2020-26-4-440-446

3. Дворецкий Л.И. Ожирение и инфекция. Еще одна коморбидность? Ожирение и метаболизм. 2019;16(2):3–8. doi: 10.14341/omet9745

4. Лескова И.В., Ершова Е.В., Никитина Е.А., Красниковский В.Я., Ершова Ю.А., Адамская Л.В. Ожирение в России: современный взгляд под углом социальных проблем. Ожирение и метаболизм. 2019;16(1):20–26. doi: 10.14341/omet9988

5. Драпкина О.М., Лопатин Ю.М., Петров В.И., Ткачева О.Н., Чумакова Г.А., Шляхто Е.В., Недогода С.В., Конради А.О., Арутюнов Г.П. Диагностика, лечение, профилактика ожирения и ассоциированных с ним заболеваний (национальные клинические рекомендации). СПб., 2017. 164 с.

6. Дедов И.И., Шестакова М.В., Мельниченко Г.А., Мазурина Н.В., Андреева Е.Н., Бондаренко И.З., Гусова З.Р., Дзгоева Ф.Х., Елисеев М.С., Ершова Е.В., … Шереметьева Е.В. Междиcциплинарные клинические рекомендации «Лечение ожирения и коморбидных заболеваний». Ожирение и метаболизм. 2021;18(1):5–99. doi: 10.14341/omet12714

7. Дзугкоев С.Г., Дзугкоева Ф.С., Можаева И.В., Маргиева О.И. Адипокины, ожирение и метаболические нарушения. Соврем. пробл. науки и образ. 2020;6:201. doi: 10.17513/spno.30321

8. Алферова В.И., Мустафина С.В. Роль адипокинов в формировании кардиометаболических нарушений у человека. Атеросклероз. 2023;18(4): 388–394. doi: 10.52727/2078-256X-2022-18-4-388394

9. Лавренова Е.А., Драпкина О.М. Инсулинорезистентность при ожирении: причины и последствия. Ожирение и метаболизм. 2020; 17(1):48–55. doi: 10.14341/omet9759

10. Рябова Е.А., Рагино Ю.И. Провоспалительные адипокины и цитокины при абдоминальном ожирении как фактор развития атеросклероза и патологии почек. Атеросклероз. 2021;17(4):101– 110. doi: 10.52727/2078-256X-2021-17-4-101-110

11. Рашидова М.А., Даренская М.А., Колесникова Л.И. Роль некоторых цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-18, ИЛ-22, ФНО-α) в генезе ожирения. Соврем. пробл. науки и образ. 2022;6-2:42. doi: 10.17513/spno.32339

12. Павлова З.Ш., Голодников И.И., Орлова Я.А., Камалов А.А. Распространенность гиперэстрогении и дефицита тестостерона у мужчин с ожирением. Эндокринол.: новости, мнения, обуч. 2021;10(2):41–47. doi: 10.33029/2304-9529-2021-10-2-41-47

13. Аникин Д.А., Соловьева И.А., Демко И.В., Собко Е.А., Крапошина А.Ю., Гордеева Н.В. Свободнорадикальное окисление как патогенетическое звено метаболического синдрома. Ожирение и метаболизм. 2022;19(3):306–316. doi: 10.14341/omet12804

14. Осипова А.А. Роль лептина в регуляции энергетического обмена и функционировании организмов живой природы. Окружающая среда и энерговедение. 2019;(2):55–82. doi: 10.5281/zenodo.3328788

15. Lyons T.J., Jenkins A.J. Glycation, oxidation, and lipoxidation in the development of the complications of diabetes: a carbonyl stress hypothesis. Diabetes Rev. 1997;5(4):365–391.

16. Dham D., Roy B., Gowda A., Pan G., Sridhar A., Zeng X., Thandavarayan R.A., Palaniyandi S.S. 4-Hydroxy-2-nonenal, a lipid peroxidation product, as a biomarker in diabetes and its complications: challenges and opportunities. Free Radic. Res. 2021;55(5):547– 561. doi: 10.1080/10715762.2020.1866756

17. Савина К.В., Гречун А.А. 4-гидрокси-транс2-ноненаль – сигнальный биомаркер процессов оксидативного стресса при перекисном окислении липидов. Инновационное развитие и потенциал современной науки: сб. тр. конф., Прага, 14 февраля 2022 г. Нефтекамск: Мир науки, 2022. С. 19–23.

18. Космачевская О.В., Шумаев К.Б., Топунов А.Ф. Электрофильная сигнализация: роль активных карбонильных соединений. Успехи биол. химии. 2019;84:206–224.

19. Саркисян В.А., Кочеткова А.А., Бессонов В.В., Глазкова И.В. Токсикологическая характеристика основных продуктов окисления липидов. Вопр. питания. 2016;85(6):80–85.

20. Емельянов В.В. Гликирование, антигликирование и дегликирование: роль в механизмах старения и геропротекции (обзор литературы). Успехи геронтол. 2016;29(3):407–416.

21. Давыдов В.В., Божков А.И. Карбонильный стресс как неспецифический фактор патогенеза (обзор литературы и собственных исследований). Ж. НАМН Укр. 2014;20(1):25–34.

22. Недосугова Л.В. Роль эндокринной системы в поддержании гомеостаза глюкозы в норме и при патологии. РМЖ. Мед. обоз. 2021;5(9):586–591. doi: 10.32364/2587-6821-2021-5-9-586-591

23. Бричагина А.С., Семенова Н.В., Колесникова Л.И. Возрастная менопауза и карбонильный стресс. Успехи геронтол. 2022;35(2):206–213. doi: 10.34922/AE.2022.35.2.004

24. Лысенко В.И. Оксидативный стресс как неспецифический фактор патогенеза органных повреждений (обзор литературы и собственных исследований). Мед. неотлож. состояний. 2020;16(1):24–35. doi: 10.22141/22240586.16.1.2020.196926

25. Choromanska B., Mysliwiec P., Dadan J., Maleckas A., Zalewska A., Maciejczyk M. Effects of age and gender on the redox homeostasis of morbidly obese people. Free Radic. Biol. Med. 2021;175:108–120. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2021.08.009

26. Szewczyk-Golec K., Rajewski P., Gackowski M., Mila-Kierzenkowska C., Wesołowski R., Sutkowy P., Pawłowska M., Woźniak A. Melatonin supplementation lowers oxidative stress and regulates adipokines in obese patients on a calorie-restricted diet. Oxid. Med. Cell. Longev. 2017;2017:8494107. doi: 10.1155/2017/8494107

27. Gutiérrez L., García J.R., Rincón Mde J., Ceballos G.M., Olivares I.M. Effect of a hypocaloric diet in the oxidative stress in obese subjects without prescription of exercise and antioxidants. Med. Clin. (Barc). 2015;145(1):1–6. doi: 10.1016/j.medcli.2013.12.015

28. Klisic A., Malenica M., Kostadinovic J., Kocic G., Ninic A. Malondialdehyde as an independent predictor of body mass index in adolescent girls. J. Med. Biochem. 2023;42(2):224–231. doi: 10.5937/jomb0-39044

29. Albuali W.H. Evaluation of oxidant-antioxidant status in overweight and morbidly obese Saudi children. World J. Clin. Pediatr. 2014;3(1):6–13. doi: 10.5409/wjcp.v3.i1.6

30. Никишова Т.В., Курникова И.А. Показатели перекисного окисления липидов и активности ферментов антиоксидантной системы в оценке развития метаболических нарушений при алиментарно-конституциональном ожирении. Казан. мед. ж. 2021;102(5):765–772. doi: 10.17816/KMJ2021-765

31. Воробьева Е.Н., Симонова Г.И., Воробьев Р.И., Лещенко И.Ж. Свободно-радикальное окисление и атеросклероз. Атеросклероз. 2010;6(2):20–27.

32. Даренская М.А., Гаврилова О.А., Гребенкина Л.А., Кравцова О.В., Натяганова Л.В. Состояние процессов липопероксидации у мальчиковподростков с ожирением. Acta Biomed. Sci. 2017;2(5-2):28–32. doi: 10.12737/article_5a3a0d764250a4.87243362

33. Поварова О.В., Городецкая Е.А., Каленикова Е.И., Медведев О.С. Метаболические маркеры и окислительный стресс в патогенезе ожирения у детей. Рос. вестн. перинатол. и педиатрии. 2020;65(1):22–29. doi: 10.21508/1027-4065-2020-651-22-29

34. Кошельская О.А., Нарыжная Н.В., Кологривова И.В., Суслова Т.Е., Харитонова О.А., Евтушенко В.В., Андреев С.Л., Горбунов А.С., Гудкова А.А. Уровень продукции активных форм кислорода адипоцитами эпикардиальной жировой ткани у пациентов с выраженным коронарным атеросклерозом взаимосвязан с возрастанием постпрандиальной гликемии. Сиб. ж. клин. и эксперим. мед. 2021;36(3):59–67. doi: 10.29001/20738552-2021-36-3-59-67

35. Venturini D., Simаo A.N., Scripes N.A., Bahls L.D., Melo P.A., Belinetti F.M., Lozovoy M.A., Dichi I. Evaluation of oxidative stress in overweight subjects with or without metabolic syndrome. Obesity (Silver Spring). 2012; 20(12): 2361–2366. doi: 10.1038/oby.2012.130

36. Данилова Л.А. Гликированные протеины. Педиатр. 2019;10(5):79–86. doi: 10.17816/PED10579-86

37. Masania J., Malczewska-Malec M., Razny U., Goralska J., Zdzienicka A., Kiec-Wilk B., Gruca A., Stancel-Mozwillo J., Dembinska-Kiec A., Rabbani N., Thornalley P.J. Dicarbonyl stress in clinical obesity. Glycoconj. J. 2016;33(4):581–589. doi: 10.1007/s10719-016-9692-0

38. Bettiga A., Fiorio F., di Marco F., Trevisani F., Romani A., Porrini E., Salonia A., Montorsi F., Vago R. The modern western diet rich in advanced glycation end-products (AGEs): аn overview of its impact on obesity and early progression of renal pathology. Nutrients. 2019;11(8):1748. doi: 10.3390/nu11081748

39. Uribarri J., Cai W., Woodward M., Tripp E., Goldberg L., Pyzik R., Yee K., Tansman L., Chen X., Mani V., Fayad Z.A., Vlassara H. Elevated serum advanced glycation endproducts in obese indicate risk for the metabolic syndrome: a link between healthy and unhealthy obesity? J. Clin. Endocrinol. Metab. 2015;100(5):1957–1966. doi: 10.1210/jc.2014-3925

40. Gaens K.H.J., Goossens G.H., Niessen P.M., van Greevenbroek M.M., van der Kallen C.J., Niessen H.W., Rensen S.S., Buurman W.A., Greve J.W.M., Blaak E.E., … Schalkwijk C.G. Nε-(carboxymethyl) lysine-receptor for advanced glycation end product axis is a key modulator of obesity-induced dysregulation of adipokine expression and insulin resistance. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2014;34(6):1199–1208. doi: 10.1161/ATVBAHA.113.302281

41. Sebekova K., Somoza V., Jarcuskova M., Heidland A., Podracka L. Plasma advanced glycation end products are decreased in obese children compared with lean controls. Int. J. Pediatr. Obes. 2009;4(2):112–118. doi: 10.1080/17477160802248039

42. Krzystek-Korpacka M., Patryn E., Boehm D., Berdowska I., Zielinski B., Noczynska A. Advanced oxidation protein products (AOPPs) in juvenile overweight and obesity prior to and following weight reduction. Clin. Biochem. 2008;41(12):943–949. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2008.04.024

43. Morelli N.R., Scavuzzi B.M., Miglioranza L.H.D.S., Lozovoy M.A.B., Simаo A.N.C., Dichi I. Metabolic syndrome components are associated with oxidative stress in overweight and obese patients. Arch. Endocrinol. Metab. 2018;62(3):309–318. doi: 10.20945/2359-3997000000036

44. Caimi G., Canino B., Montana M., Urso C., Calandrino V., Presti R.L., Hopps E. Lipid рeroxidation, рrotein оxidation, gelatinases, and their inhibitors in a group of adults with obesity. Horm. Metab. Res. 2019;51(6):389–395. doi: 10.1055/a-0887-2770

45. Corica D., Aversa T., Ruggeri R.M., Cristani M., Alibrandi A., Pepe G., de Luca F., Wasniewska M. Could AGE/RAGE-related oxidative homeostasis dysregulation enhance susceptibility to pathogenesis of cardio-metabolic complications in childhood obesity? Front. Endocrinol. (Lausanne). 2019;10:426. doi: 10.3389/fendo.2019.00426