Анализ метаболома плазмы крови взрослых людей

Цель: Хорошо известно, что заболевания сопровождаются биохимическими изменениями (например, сахарный диабет — изменением уровня глюкозы, сердечно-сосудистые заболевания — уровня холестерина), как и воздействие химических веществ (например, лекарственных препаратов, токсинов и ксенобиотиков). В последнее время для выявления малых молекул (метаболитов) в биологических образцах применяют нецелевые методы, что позволяет обнаружить многие биохимические изменения, связанные с заболеванием или воздействием химических веществ. Поскольку на результаты таких исследований может влиять состав выборки, в настоящем исследовании оценивали влияние возраста, пола и расовой принадлежности на относительные концентрации малых молекул (метаболитов) в крови здоровых взрослых.

Методы: Нецелевой метаболомный анализ плазмы крови, полученной от 269 человек, выполнен с использованием газовой и жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией. Выборка была сбалансирована по возрасту и полу.

Результаты: Из более чем 300 выявленных уникальных соединений значимые изменения относительной концентрации более 100 метаболитов были связаны с возрастом. С полом было связано значительно меньше различий, а с расовой принадлежностью — ещё меньше. С увеличением возраста наблюдались изменения метаболизма белков, энергетического и липидного обмена, а также окислительного стресса. С возрастом повышались концентрации промежуточных метаболитов цикла трикарбоновых кислот, креатина, заменимых и незаменимых аминокислот, мочевины, орнитина, полиаминов и маркеров окислительного стресса (например, оксопролина и гиппурата). Соединения, связанные с липидным обменом, включая жирные кислоты, карнитин, β-гидроксибутират и холестерин, содержались в крови молодых людей в меньших количествах. Напротив, относительная концентрация дегидроэпиандростерона сульфата — предполагаемого андрогена, замедляющего старение, — была минимальной в самой старшей возрастной группе. Некоторые ксенобиотики (например, кофеин) содержались в крови пожилых участников в больших количествах, что, возможно, отражает снижение активности печёночного цитохрома P450.

Выводы: С помощью нецелевого аналитического подхода было выявлено большое количество метаболитов, в том числе метаболитов, статистически значимо изменявшихся в зависимости от возраста, пола или расовой принадлежности. В изученной популяции возрастные изменения были более выраженными, чем различия, связанные с полом или расовой принадлежностью. При сравнении разных групп в клинических исследованиях возраст, пол и расовая принадлежность могут быть смешивающими факторами. Необходимы дальнейшие исследования влияния питания, образа жизни и лекарственной терапии.