Хемометрический подход к оценке возможной роли жировой ткани в качестве мишени действия токсичных металлов


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Цель исследования – определение содержания токсичных металлов в жировой ткани человека и анализ паттернов кумуляции токсичных и эссенциальных микроэлементов в сравнении с паренхимой печени.

Материал и методы. Образцы параренальной жировой клетчатки справа и правой доли печени получены в ходе аутопсии от 28 пациентов в возрасте от 33 до 63 лет, умерших от осложнений сердечно-сосудистых заболеваний. Содержание токсичных и эссенциальных элементов в образцах определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Результаты. Результаты проведенного исследования продемонстрировали сопоставимый уровень токсичных металлов в образцах жировой ткани и печени. В частности, сколько-нибудь значимых различий в содержании алюминия и мышьяка в жировой ткани и печени не выявлено. Содержание свинца и олова в жировой ткани было ниже такового в печени на 23 и 46% соот-ветственно. При этом уровень кадмия и ртути в печени превышал соответствующие значения в жировой ткани в 2,6 и 4,5 раза. С учетом многократных различий в содержании белка в жировой ткани и печени, уровень кумуляции металлов в цитоплазме адипоцитов существенно превышает таковой в гепатоцитах.

Выводы. Полученные данные позволяют предположить, что жировая ткань может являться мишенью для токсического действия тяжелых металлов, обусловливая взаимосвязь между воздействием токсичных металлов и распространенностью ожирения, выявленной в эпидемиологических исследованиях.

Об авторах

А. В. Скальный

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский университет); Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: skalny3@microelements.ru

д.м.н., профессор, директор Центра биоэлементологии и экологии человека; зав. кафедрой медицинской элементологии

Россия, Москва; Москва

В. Н. Николенко

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский университет); МГУ им. М. В. Ломоносова

Email: nikolenko_v_n@staff.sechenov.ru

д.м.н., профессор, зав. кафедрой анатомии человека; зав. кафедрой общей и топографической анатомии

Россия, Москва; Москва

Т. Х. Фатхудинов

Российский университет дружбы народов; НИИ морфологии человека

Email: tfat@yandex.ru

д.м.н., зав. кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии, Медицинский институт; зам. директора по научному развитию

Россия, Москва; Москва

Jung-Su Chang

Тайбейский медицинский университет

Email: susanchang@tmu.edu.tw

PhD, профессор, Школа питания и наук о здоровье

Тайвань, Тайбей

Г. Д. Морозова

НТПБ Первый МГМУ им. Сеченова; ФГБУ НКЦТ им. С.Н. Голикова ФМБА России

Email: morozova0826@gmail.com

лаборант, лаборатория молекулярной диетологии, Центр биоэлементологии и экологии человека; мл. науч. сотрудник

Россия, Москва; Санкт-Петербург

Г. В. Золотенкова

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет); ГБУЗ г. Москвы Бюро СМЭ

Email: zolotenkova_g_v@staff.sechenov.ru

д.м.н., профессор кафедры судебной медицины;врач – судебно-медицинский эксперт

Россия, Москва; Москва

Shih-Yi Huang

Тайбейский медицинский университет

Email: sihuang@tmu.edu.tw

PhD, профессор, директор Института наук о метаболизме и ожирении (Graduate Institute of Metabolism and Obesity Sciences)

Тайвань, Тайбей

А. А. Тиньков

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский университет); Российский университет дружбы народов

Email: tinkov.a.a@gmail.com

д.м.н., вед. научный сотрудник, лаборатория молекулярной диетологии; доцент кафедры медицинской элементологии

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Caballero B. Humans against Obesity: Who Will Win? Advanc-es in nutrition (Bethesda, Md.). 2019; 10(s1): 4–9. https://doi.org/10.1093/advances/nmy055
  2. Romieu I., Dossus L., Barquera S., Blottière H.M., Franks P.W., Gunter M., Hwalla N., Hursting S. D., Leitzmann M., Margetts B., Nishida C., Potischman N., Seidell J., Stepien M., Wang Y., Westerterp K., Winichagoon P., Wiseman M., Willett W. C. IARC working group on Energy Balance and Obesity. Energy balance and obesity: what are the main drivers? Cancer causes & control. 2017; 28(3): 247–258. https://doi.org/10.1007/s10552-017-0869-z
  3. Aaseth J., Javorac D., Djordjevic A. B., Bulat Z., Skalny A. V., Zaitseva I. P., Aschne, M., Tinkov, A. A. The Role of Persistent Organic Pollutants in Obesity: A Review of Laboratory and Ep-idemiological Studies. Toxics. 2022; 10(2): 65. https://doi.org/10.3390/toxics10020065
  4. Mohanto N.C., Ito Y., Kato S., Kamijima M. Life-Time Envi-ronmental Chemical Exposure and Obesity: Review of Epide-miological Studies Using Human Biomonitoring Methods. Front Endocrinol (Lausanne). 2021; 12: 778737. doi: 10.3389/fendo.2021.778737.
  5. Padilla M.A., Elobeid M., Ruden D.M., Allison D.B. An exami-nation of the association of selected toxic metals with total and central obesity indices: NHANES 99-02. International journal of environmental research and public health. 2010; 7(9): 3332–3347. https://doi.org/10.3390/ijerph7093332
  6. Skalnaya M.G., Skalny A.V., Grabeklis A.R., Serebryansky E.P., Demidov V.A., Tinkov A.A. Hair Trace Elements in Overweight and Obese Adults in Association with Metabolic Parameters. Biological trace element research. 2018; 186(1): 12–20. https://doi.org/10.1007/s12011-018-1282-5
  7. Duc H.N., Oh H., Kim M.S. The Effect of Mixture of Heavy Metals on Obesity in Individuals ≥50 Years of Age. Biological trace element research, 2022; 200(8): 3554–3571. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02972-z
  8. Tinkov A.A., Aschner M., Ke T., Ferrer B., Zhou J.C., Chang J.S., Santamaría A., Chao J.C., Aaseth J., Skalny A.V. Adipo-tropic effects of heavy metals and their potential role in obesity. Faculty Reviews. 2021; 10: 32. https://doi.org/10.12703/r/10-32
  9. Freire C., Vrhovnik P., Fiket Ž., Salcedo-Bellido I., Echeverría R., Martín-Olmedo P., Kniewald G., Fernández M. F., Arrebola J. P. Adipose tissue concentrations of arsenic, nickel, lead, tin, and titanium in adults from GraMo cohort in Southern Spain: An exploratory study. The Science of the total environment. 2020; 719: 137458. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137458
  10. Echeverría R., Vrhovnik P., Salcedo-Bellido I., Iribarne-Durán L.M., Fiket Ž., Dolenec M., Martin-Olmedo P., Olea N., Arrebo-la J.P. Levels and determinants of adipose tissue cadmium con-centrations in an adult cohort from Southern Spain. The Science of the total environment. 2019; 670: 1028–1036. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.03.114
  11. Malandrino P., Russo M., Ronchi A., Moretti F., Gianì, F., Vigneri P., Masucci R., Pellegriti G., Belfiore A., Vigneri R. Concentration of Metals and Trace Elements in the Normal Human and Rat Thyroid: Comparison with Muscle and Adipose Tissue and Volcanic Versus Control Areas. Thyroid. 2020; 30(2): 290–299. https://doi.org/10.1089/thy.2019.0244
  12. Liu L., Tao R., Huang J., He X., Qu L., Jin Y., Zhang S., Fu Z. Hepatic oxidative stress and inflammatory responses with cad-mium exposure in male mice. Environmental toxicology and pharmacology. 2015; 39(1): 229–236. https://doi.org/-10.1016/j.etap.2014.11.029
  13. Lin X., Gu Y., Zhou Q., Mao G., Zou B., Zhao J. Combined tox-icity of heavy metal mixtures in liver cells. Journal of applied toxicology. 2016; 36(9): 1163–1172. https://doi.org/-10.1002/jat.3283
  14. Kizalaite A., Brimiene V., Brimas G., Kiuberis J., Tautkus S., Zarkov A., Kareiva A. Determination of Trace Elements in Adi-pose Tissue of Obese People by Microwave-Assisted Digestion and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrome-try. Biological trace element research. 2019; 189(1): 10–17. https://doi.org/10.1007/s12011-018-1450-7
  15. Sawaya A.L., Lunn P.G. Increase in skeletal muscle protein con-tent by the ß-2 selective adrenergic agonist clenbuterol exacer-bates hypoalbuminemia in rats fed a low-protein diet. Brazilian journal of medical and biological research. 1998; 31: 819825.
  16. Stroh A.M., Lynch C.E., Lester B.E., Minchev K., Chambers T.L., Montenegro C.F., Chavez Martinez C., Fountain W.A., Trappe T.A., Trappe S.W. Human adipose and skeletal muscle tissue DNA, RNA, and protein content. Journal of applied phys-iology. 2021; 131(4): 1370–1379. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00343.2021
  17. Rahman M.M., Hossain K.F.B., Banik S., Sikder M.T., Akter M., Bondad S.E.C., Rahaman M. S., Hosokawa T., Saito T., Ku-rasaki M. Selenium and zinc protections against metal-(loids)-induced toxicity and disease manifestations: A review. Ecotoxi-cology and environmental safety. 2019; 168: 146–163. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.10.054
  18. Rogers A. B., Dintzis R. Z. Hepatobiliary System. Editor(s): Piper M. Treuting, Suzanne M. Dintzis, Kathleen S. Montine, Com-parative Anatomy and Histology (Second Edition), Academic Press, 2018, 229-239, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802900-8.00013-0.
  19. Clarys J.P., Martin A.D., Drinkwater D.T. Gross tissue weights in the human body by cadaver dissection. Human biology. 1984; 56(3): 459–473.
  20. Tinkov A.A., Gatiatulina E.R., Popova E.V., Polyakova V.S., Skalnaya A.A., Agletdinov E.F., Nikonorov A.A., Skalny A.V. Early High-Fat Feeding Induces Alteration of Trace Element Content in Tissues of Juvenile Male Wistar Rats. Biological trace element research. 2017; 175(2): 367–374. https://doi.org/10.1007/s12011-016-0777-1
  21. Schoettl T., Fischer I.P., Ussar S. Heterogeneity of adipose tis-sue in development and metabolic function. The Journal of ex-perimental biology. 2018; 221(1): jeb162958. https://doi.org/10.1242/jeb.162958
  22. Rutkowski J.M., Davis K.E., Scherer P.E. Mechanisms of obesi-ty and related pathologies: the macro- and microcirculation of adipose tissue. The FEBS journal. 2009; 276(20): 5738–5746. https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2009.07303.x
  23. Kawakami T., Sugimoto H., Furuichi R., Kadota Y., Inoue M., Setsu K., Suzuki S., Sato M. Cadmium reduces adipocyte size and expression levels of adiponectin and Peg1/Mest in adipose tissue. Toxicology, 2010; 267(1-3): 20–26. https://doi.org/10.1016/j.tox.2009.07.022
  24. Kawakami T., Hanao N., Nishiyama K., Kadota Y., Inoue M., Sato M., Suzuki S. Differential effects of cobalt and mercury on lipid metabolism in the white adipose tissue of high-fat diet-induced obesity mice. Toxicology and applied pharmacology. 2012; 258(1): 32–42. https://doi.org/10.1016/j.taap.-2011.10.004
  25. Rizzetti D.A., Corrales P., Piagette J.T., Uranga-Ocio J.A., Me-dina-Gomez G., Peçanha F.M., Vassallo D.V., Miguel M., Wig-gers G.A. Chronic mercury at low doses impairs white adipose tissue plasticity. Toxicology. 2019; 418: 41–50. https://doi.org/10.1016/j.tox.2019.02.013
  26. Klei L.R., Garciafigueroa D.Y., Barchowsky A. Arsenic activates endothelin-1 Gi protein-coupled receptor signaling to inhibit stem cell differentiation in adipogenesis. Toxicological sciences. 2013; 131(2): 512–520. https://doi.org/-10.1093/toxsci/kfs323
  27. Garciafigueroa D.Y., Klei L.R., Ambrosio F., Barchowsky A. Ar-senic-stimulated lipolysis and adipose remodeling is mediated by G-protein-coupled receptors. Toxicological sciences. 2013; 134(2): 335–344. https://doi.org/10.1093/toxsci/kft108
  28. Tinkov A.A., Ajsuvakova O.P., Skalnaya M.G., Skalny A.V., Aschner M., Suliburska J., Aaseth J. Organotins in obesity and associated metabolic disturbances. Journal of inorganic bio-chemistry, 2019; 191: 49–59. https://doi.org/10.1016/-j.jinorgbio.2018.11.002

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».