Жирные кислоты мембран эритроцитов как биомаркеры неалкогольной жировой болезни печени у мужчин

Цель исследования – выявление жирных кислот (ЖК) мембран эритроцитов, значимых для различения пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени (НАЖБП) от здоровых мужчин, исследование их индексов и установление ассоциаций уровней жирных кислот с клинико-биохимическими параметрами. Обследованы 30 мужчин (возраст 48,7 ± 3,4 года) с НАЖБП по данным УЗИ органов брюшной полости, подтвержденной индексом NLFS, степень фиброза печени, установленная методом непрямой эластометрии, не превышала 1-й степени. В качестве группы сравнения обследованы 28 условно здоровых мужчин (возраст 47,3 ± 2,7 года). Уровень ЖК мембран эритроцитов исследован с помощью газохроматографомасс-спектрометрической системы на основе трех квадруполей. Установлено статистически значимо более высокое содержание ряда насыщенных ЖК (НЖК) (лауриновой, маргариновой, пентадекановой), мононенасыщенных ЖК (МНЖК) (пальмитолеиновой, олеиновой, элаидиновой, суммарного уровня мононенасыщенных ЖК), линолевой кислоты, соотношения омега-6 к омега-3 полиненасыщенных ЖК (ПНЖК) у пациентов с НАЖБП по сравнению с группой контроля. Напротив, концентрация двух НЖК (арахиновой, стеариновой), омега-3 полиненасыщенной ЖК (докозагексаеновой, DHA), суммарное содержание эйкозапентаеновой ЖК (EPA) и DHA, а также всех омега-3 ПНЖК и соотношение НЖК и ненасыщенных жирных кислот (НЖК/ННЖК) оказались меньше у больных с НАЖБП, чем у здоровых мужчин. Анализ индексов жирных кислот, отражающих их метаболизм, выявил повышение активности элонгазы (белка ELOVL6) – С18:0/С16:0 (p < 0,001), показателя липогенеза de novo – C16:0/C18:2n-6 (p = 0,03) и снижение активности стеароил-КоАдесатуразы-1 (С16:1;7/С16:0 (p = 0,004); С18:1;с9/С18:0 (p < 0,0001)), дельта-5-десатуразы (С20:4n-6/С20:3n-6) (p = 0,022) у пациентов с НАЖБП по сравнению с группой контроля. Использование содержания отдельных ЖК как маркеров для различения пациентов с НАЖБП от здоровых лиц показало высокую диагностическую точность: для пальмитолеиновой кислоты – площадь под кривой AUC 0,877, чувствительность 87 %, специфичность 83 %; для арахиновой кислоты – AUC 0,825, чувствительность 84 %, специфичность 78 %; для суммарного содержания МНЖК – AUC 0,821, чувствительность 81 %, специфичность 78 %. Использование «панели» ЖК (С16:1;9, сумма МНЖК, С20:0, n6/n3 ПНЖК, С18:0) обеспечило повышение чувствительности (91 %) и специфичности (95 %) (AUC 0,915). Выявлены разнонаправленные ассоциации уровня ЖК мембран эритроцитов с проявлениями метаболического синдрома, показателями печеночных проб.

1. Sanyal A.J. NASH: A global health problem. Hepatol. Res., 2011; 41 (7): 670–674. doi: 10.1111/j.1872-034X.2011.00824.x

2. Ahmed A., Wong R.J., Harrison S.A. Nonalcoholic Fatty Liver Disease Review: Diagnosis, Treatment, and Outcomes. Clin. Gastroenterol. Hepatol., 2015; 13 (12): 2062–2070. doi: 10.1016/j.cgh.2015.07.029

3. Лазебник Л.Б., Голованова Е.В., Туркина С.В., Райхельсон К.Л., Оковитый С.В., Драпкина О.М., Маев И.В., Мартынов А.И., Ройтберг Г.Е., Хлынова О.В., Абдулганиева Д.И., Алексеенко С.А., Ардатская М.Д., Бакулин И.Г., Бакулина Н.В., Буеверов А.О., Виницкая Е.В., Волынец Г.В., Еремина Е.Ю., Гриневич В.Б., Долгушина А.И., Казюлин А.Н., Кашкина Е.И., Козлова И.В., Конев Ю.В., Корочанская Н.В., Кравчук Ю.А., Ли Е.Д., Лоранская И.Д., Махов В.М., Мехтиев С.Н., Новикова В.П., Остроумова О.Д., Павлов Ч.С., Радченко В.Г., Самсонов А.А., Сарсенбаева А.С., Сайфутдинов Р.Г., Селиверстов П.В., Ситкин С.И., Стефанюк О.В., Тарасова Л.В., Ткаченко Е.И., Успенский Ю.П., Фоминых Ю.А., Хавкин А.И., Цыганова Ю.В., Шархун О.О. Неалкогольная жировая болезнь печени у взрослых: клиника, диагностика, лечение. Рекомендации для терапевтов, третья версия. Эксперим. и клин. гастроэнтерология, 2021; 185 (1): 4–52. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-185-1-4-52

4. Drapkina O., Evsyutina Y., Ivashkin V. Prevalence of Non-alcoholic Fatty Liver Disease in the Russian Federation: the Open, Multicenter, Prospective Study, DIREG 1. Am. J. Clin. Med. Res., 2015; 3 (2): 31–36. doi: 10.12691/ajcmr-3-2-3

5. Ивашкин В.Т., Драпкина О.М., Маев И.В., Трухманов А.С., Блинов Д.В., Пальгова Л.К., Цуканов В.В., Ушакова Т.И. Распространенность неалкогольной жировой болезни печени у пациентов амбулаторно-поликлинической практики в Российской Федерации: результаты исследования DIREG 2. Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии, 2015; 6: 31–41

6. Niederseer D., Wernly S., Bachmayer S., Wernly B., Bakula A., Huber-Schönauer U., Semmler G., Schmied C., Aigner E., Datz C. Diagnosis of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is independently associated with cardiovascular risk in a large austrian screening cohort. J. Clin. Med., 2020; 9: 1065–1067. doi.org/10.3390/jcm9041065

7. Weinstein G., Zelber-Sagi S., Preis S.R., Beiser A.S., DeCarli Ch., Speliotes E.K., Satizabal C.L., Vasan R.S., Seshadri S. Association of nonalcoholic fatty liver disease with lower brain volume in healthy middle-aged adults in the framingham study. JAMA Neurol., 2017; 75 (1): 97–104. doi: 10.1001/jamaneurol.2017.3229

8. Мишина Е.Е., Майоров А.Ю., Богомолов П.О., Мациевич М.В., Кокина К.Ю., Боголюбова А.В. Неалкогольная жировая болезнь печени: причина или следствие инсулинорезистентности? Сахарный диабет, 2017; 20 (5): 335–342. doi: 10.14341/DM9372

9. Болезни печени: Руководство для врачей / С.Д. Подымова. 5-е изд., перераб. и доп. М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2018. 984 с.

10. Paredes A.H., Torres D.M., Harrison S.A. Nonalcoholic fatty liver disease. Clinics in Liver Disease, 2012; 16 (2): 397–419.

11. Sanyal A.J., Abdelmalek M.F., Suzuki A., Cummings O.W., Chojkier M.; EPE-A Study Group. No significant effects of ethyl-eicosapentanoic acid on histologic features of nonalcoholic steatohepatitis in a phase 2 trial. Gastroenterology, 2014; 147 (2): 377–384.e1. doi: 10.1053/j.gastro.2014.04.046

12. Arab L., Akbar J. Biomarkers and the measurement of fatty acids. Public Health Nutr., 2002; 5 (6A): 865–871. doi: 10.1079/phn2002391

13. Zeleniuch-Jacquotte A., Chajès V., van Kappel A.L., Riboli E., Toniolo P. Reliability of fatty acid composition in human serum phospholipids. Eur. J. Clin. Nutr., 2000; 54 (5): 367–372. doi: 10.1038/sj.ejcn.1600964

14. Рекомендации экспертов ВНОК по диагностике и лечению метаболического синдрома (второй пересмотр). Кардиоваскуляр. терапия и профилактика, 2009: 6 (2).

15. Khang A.R., Lee H.W., Yi D.W., Kang Y.H., Son S.M. The fatty liver index, a simple and useful predictor of metabolic syndrome: analysis of the Korea National Health and Nutrition Examination Survey 2010–2011. Diabetes Metab. Syndr. Obes., 2019; 12: 181–190. https://doi.org/10.2147/DMSO.S189544

16. Ивашкин В.Т., Маевская М.В., Павлов Ч.С., Тихонов И.Н., Широкова Е.Н., Буеверов А.О., Драпкина О.М., Шульпекова Ю.О., Цуканов В.В., Маммаев С.Н., Маев И.В., Пальгова Л.К. Клинические рекомендации по диагностике и лечению неалкогольной жировой болезни печени Российского общества по изучению печени и Российской гастроэнтерологической ассоциации. Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии, 2016; 26 (2): 24–42. https://doi.org/10.22416/1382-43762016-26-2-24-42

17. Dietrich C.F., Bamber J., Berzigotti A., Bota S., Cantisani V., Castera L., Cosgrove D., Ferraioli G., Friedrich-Rust M., Gilja O.H., Goertz R.S., Karlas T., de Knegt R., de Ledinghen V., Piscaglia F., Procopet B., Saftoiu A., Sidhu P.S., Sporea I., Thiele M. EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Liver Ultrasound Elastography, Update 2017 (Long Version). Ultraschall. Med., 2017; 38 (4): e16–e47. doi: 10.1055/s-0043-103952

18. Кручинина М.В., Кручинин В.Н., Прудникова Я.И., Громов А.А., Шашков М.В., Соколова А.С. Исследование уровня жирных кислот мембран эритроцитов и сыворотки крови у пациентов с колоректальным раком г. Новосибирска. Успехи мол. онкологии, 2018; 5 (2): 50–61. doi: 10.17650/2313805X-2018-5-2-50-61

19. Cansanção K., Silva Monteiro L., Carvalho Leite N., Dávalos A., Tavares do Carmo MDG, Arantes Ferreira Peres W. Advanced Liver Fibrosis Is Independently Associated with Palmitic Acid and Insulin Levels in Patients with Non-Alcoholic Fatty Liver Disease. Nutrients, 2018; 10 (11): 1586. doi: 10.3390/nu10111586

20. Breiman L. Random Forests. Machine Learning, 2001; 45: 5–32. https://doi.org/10.1023/A:1010933404324

21. Fedchuk L., Nascimbeni F., Pais R., Charlotte F., Housset C., Ratziu V. LIDO Study Group. Performance and limitations of steatosis biomarkers in patients with nonalcoholic fatty liver disease. Aliment. Pharmacol. Ther., 2014; 40 (10): 1209–1222. doi: 10.1111/apt.12963

22. Leoni S., Tovoli F., Napoli L., Serio I., Ferri S., Bolondi L. Current guidelines for the management of non-alcoholic fatty liver disease: A systematic review with comparative analysis. World J. Gastroenterol., 2018; 24 (30): 3361–3373. doi: 10.3748/wjg.v24.i30.3361

23. EASL-ALEH Clinical Practice Guidelines: Non-invasive tests for evaluation of liver disease severity and prognosis. J. Hepatol., 2015; 63: j237–j264. doi: 10.1016/j.jhep.2015.04.006

24. Zhang X., Wong G.L., Wong V.W. Application of transient elastography in nonalcoholic fatty liver disease. Clin. Mol. Hepatol., 2020; 26 (2): 128–141. doi: 10.3350/cmh.2019.0001n

25. Tamura S., Shimomura I. Contribution of adipose tissue and de novo lipogenesis to nonalcoholic fatty liver disease. J. Clin. Invest., 2005; 115 (5): 1139–1142. doi: 10.1172/JCI24930

26. Yamada K., Mizukoshi E., Sunagozaka H., Arai K., Yamashita T., Takeshita Y., Misu H., Takamura T., Kitamura S., Zen Y., Nakanuma Y., Honda M., Kaneko S. Characteristics of hepatic fatty acid compositions in patients with nonalcoholic steatohepatitis. Liver Int., 2015; 35 (2): 582–590. doi: 10.1111/liv.12685

27. Arain S.Q., Talpur F.N., Channa N.A., Ali M.S., Afridi H.I. Serum lipid profile as a marker of liver impairment in hepatitis B Cirrhosis patients. Lipids Health Dis., 2017; 16 (1): 51. doi: 10.1186/s12944017-0437-2

28. Duan N.N., Liu X.J., Wu J. Palmitic acid elicits hepatic stellate cell activation through inflammasomes and hedgehog signaling. Life Sci., 2017; 176: 42–53. doi: 10.1016/j.lfs.2017.03.012

29. Puri P., Wiest M.M., Cheung O., Mirshahi F., Sargeant C., Min H.K., Contos M.J., Sterling R.K., Fuchs M., Zhou H., Watkins S.M., Sanyal A.J. The plasma lipidomic signature of nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology, 2009; 50 (6): 1827–1838. doi: 10.1002/hep.23229

30. Lee J.J., Lambert J.E., Hovhannisyan Y., Ramos-Roman M.A., Trombold J.R., Wagner D.A., Parks E.J. Palmitoleic acid is elevated in fatty liver disease and reflects hepatic lipogenesis. Am. J. Clin. Nutr., 2015; 101 (1): 34–43. doi: 10.3945/ajcn.114.092262

31. Marin-Alejandre B.A., Abete I., Monreal J.I., Elorz M., Benito-Boillos A., Herrero J.I., NavarroBlasco I., Tur J.A., Bandarra N.M., Zulet M.A., Martinez J.A. Effects of a 6-month dietary-induced weight loss on erythrocyte membrane omega-3 fatty acids and hepatic status of subjects with nonalcoholic fatty liver disease: The Fatty Liver in Obesity study. J. Clin. Lipidol., 2020; 14 (6): 837–849.e2. doi: 10.1016/j.jacl.2020.08.007

32. Allard J.P., Aghdassi E., Mohammed S., Raman M., Avand G., Arendt B.M., Jalali P., Kandasamy T., Prayitno N., Sherman M., Guindi M., Ma D.W., Heathcote J.E. Nutritional assessment and hepatic fatty acid composition in non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD): a cross-sectional study. J. Hepatol., 2008; 48 (2): 300–307. doi: 10.1016/j.jhep.2007.09.009

33. Poppitt S.D., Kilmartin P., Butler P., Keogh G.F. Assessment of erythrocyte phospholipid fatty acid composition as a biomarker for dietary MUFA, PUFA or saturated fatty acid intake in a controlled cross-over intervention trial. Lipids Health Dis., 2005; 4: 30. doi: 10.1186/1476-511X-4-30

34. Jenkins B., West J.A., Koulman A. A review of oddchain fatty acid metabolism and the role of pentadecanoic Acid (c15:0) and heptadecanoic Acid (c17:0) in health and disease. Molecules, 2015; 20 (2): 2425–2444. doi: 10.3390/molecules20022425

35. Khaw K.T., Friesen M.D., Riboli E., Luben R., Wareham N. Plasma phospholipid fatty acid concentration and incident coronary heart disease in men and women: the EPIC-Norfolk prospective study. PLoS Med., 2012; 9 (7): e1001255. doi: 10.1371/journal.pmed.1001255

36. Meikle P.J., Wong G., Barlow C.K., Weir J.M., Greeve M.A., MacIntosh G.L., Almasy L., Comuzzie A.G., Mahaney M.C., Kowalczyk A., Haviv I., Grantham N., Magliano D.J., Jowett J.B., Zimmet P., Curran J.E., Blangero J., Shaw J. Plasma lipid profiling shows similar associations with prediabetes and type 2 diabetes. PLoS One, 2013; 8 (9): e74341. doi: 10.1371/journal.pone.0074341

37. Forouhi N.G., Koulman A., Sharp S.J., Imamura F., Kröger J., Schulze M.B., Crowe F.L., Huerta J.M., Guevara M., Beulens J.W., van Woudenbergh G.J., Wang L., Summerhill K., Griffin J.L., Feskens E.J., Amiano P., Boeing H., Clavel-Chapelon F., Dartois L., Fagherazzi G., Franks P.W., Gonzalez C., Jakobsen M.U., Kaaks R., Key T.J., Khaw K.T., Kühn T., Mattiello A., Nilsson P.M., Overvad K., Pala V., Palli D., Quirós J.R., Rolandsson O., Roswall N., Sacerdote C., Sánchez M.J., Slimani N., Spijkerman A.M., Tjonneland A., Tormo M.J., Tumino R., van der A D.L., van der Schouw Y.T., Langenberg C., Riboli E., Wareham N.J. Differences in the prospective association between individual plasma phospholipid saturated fatty acids and incident type 2 diabetes: the EPIC-InterAct case-cohort study. Lancet Diabetes Endocrinol., 2014; 2 (10): 810–818. doi: 10.1016/S2213-8587(14)70146-9

38. Yoo W., Gjuka D., Stevenson H.L., Song X., Shen H., Yoo S.Y., Wang J., Fallon M., Ioannou G.N., Harrison S.A., Beretta L. Fatty acids in non-alcoholic steatohepatitis: Focus on pentadecanoic acid. PLoS One, 2017; 12 (12): e0189965. doi: 10.1371/journal.pone.0189965

39. Walle P., Takkunen M., Männistö V., Vaittinen M., Lankinen M., Kärjä V., Käkelä P., Ågren J., Tiainen M., Schwab U., Kuusisto J., Laakso M., Pihlajamäki J. Fatty acid metabolism is altered in nonalcoholic steatohepatitis independent of obesity. Metabolism, 2016; 65 (5): 655–666. doi: 10.1016/j.metabol.2016.01.011

40. Zhou Y., Orešič M., Leivonen M., Gopalacharyulu P., Hyysalo J., Arola J., Verrijken A., Francque S., van Gaal L., Hyötyläinen T., Yki-Järvinen H. Noninvasive detection of nonalcoholic steatohepatitis using clinical markers and circulating levels of lipids and metabolites. Clin. Gastroenterol. Hepatol., 2016; 14 (10): 1463–1472.e6. doi: 10.1016/j.cgh.2016.05.046

41. Pereira S., Breen D.M., Naassan A.E., Wang P.Y., Uchino H., Fantus I.G., Carpentier A.C., GutierrezJuarez R., Brindley D.N., Lam T.K., Giacca A. In vivo effects of polyunsaturated, monounsaturated, and saturated fatty acids on hepatic and peripheral insulin sensitivity. Metabolism: Clin. and Exp., 2015; 64: 315–322. doi: 10.1016/J.Metabol.2014.10.019

42. Hudgins L.C., Hellerstein M., Seidman C., Neese R., Diakun J., Hirsch J. Human fatty acid synthesis is stimulated by a eucaloric low fat, high carbohydrate diet. J. Clin. Invest., 1996; 97 (9): 2081–2091. doi: 10.1172/JCI118645

43. Puri P., Baillie R.A., Wiest M.M., Mirshahi F., Choudhury J., Cheung O., Sargeant C., Contos M.J., Sanyal A.J. A lipidomic analysis of nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology, 2007; 46 (4): 1081–1090. doi: 10.1002/hep.21763

44. Scorletti E., Byrne C.D. Omega-3 fatty acids, hepatic lipid metabolism, and nonalcoholic fatty liver disease. Annu Rev. Nutr., 2013; 33: 231–248. doi: 10.1146/annurev-nutr-071812-161230

45. Nobili V., Carpino G., Alisi A., de Vito R., Franchitto A., Alpini G., Onori P., Gaudio E. Role of docosahexaenoic acid treatment in improving liver histology in pediatric nonalcoholic fatty liver disease. PLoS One, 2014; 9 (2): e88005. doi: 10.1371/journal.pone.0088005

46. Serhan C.N., Clish C.B., Brannon J., Colgan S.P., Chiang N., Gronert K. Novel functional sets of lipidderived mediators with antiinflammatory actions generated from omega-3 fatty acids via cyclooxygenase 2-nonsteroidal antiinflammatory drugs and transcellular processing. J. Exp. Med., 2000; 192 (8): 1197–1204. doi: 10.1084/jem.192.8.1197

47. Serhan C.N., Hong S., Gronert K., Colgan S.P., Devchand P.R., Mirick G., Moussignac R.L. Resolvins: a family of bioactive products of omega-3 fatty acid transformation circuits initiated by aspirin treatment that counter proinflammation signals. J. Exp. Med., 2002; 196 (8): 1025–1037. doi: 10.1084/jem.20020760. PMID: 12391014

48. Serhan C.N., Chiang N., van Dyke T.E. Resolving inflammation: dual anti-inflammatory and pro-resolution lipid mediators. Nat. Rev. Immunol., 2008; 8 (5): 349–361. doi: 10.1038/nri2294

49. Bazan N.G. Cellular and molecular events mediated by docosahexaenoic acid-derived neuroprotectin D1 signaling in photoreceptor cell survival and brain protection. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids, 2009; 81 (2-3): 205–211. doi: 10.1016/j.plefa.2009.05.024

50. Parker H.M., Johnson N.A., Burdon C.A., Cohn J.S., O’Connor H.T., George J. Omega-3 supplementation and non-alcoholic fatty liver disease: a systematic review and meta-analysis. J. Hepatol., 2012; 56 (4): 944–951. doi: 10.1016/j.jhep.2011.08.018

51. Scorletti E., Bhatia L., McCormick K.G., Clough G.F., Nash K., Hodson L., Moyses H.E., Calder P.C., Byrne C.D.; WELCOME Study. Effects of purified eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids in nonalcoholic fatty liver disease: results from the Welcome* study. Hepatology, 2014; 60 (4): 1211–1221. doi: 10.1002/hep.27289

52. Argo C.K., Patrie J.T., Lackner C., Henry T.D., de Lange E.E., Weltman A.L., Shah N.L., Al-Osaimi A.M., Pramoonjago P., Jayakumar S., Binder L.P., Simmons-Egolf W.D., Burks S.G., Bao Y., Taylor A.G., Rodriguez J., Caldwell S.H. Effects of n-3 fish oil on metabolic and histological parameters in NASH: a double-blind, randomized, placebo-controlled trial. J. Hepatol., 2015; 62 (1): 190–197. doi: 10.1016/j.jhep.2014.08.036

53. Таганович А.Д., Олецкий Э.И., Котович И.Л. Патологическая биохимия. Под общ. ред. А.Д. Тагановича. М.: Изд-во БИНОМ, 2013. 448 с.