Жирные кислоты мембран эритроцитов и сыворотки крови как биомаркеры для дифференцирования начального и выраженного фиброза у пациентов с жировой болезнью печени алкогольного и смешанного генеза

Цель работы: изучить возможности использования уровней жирных кислот мембран эритроцитов и сыворотки крови для различения начального и выраженного фиброза у пациентов с жировой болезнью печени алкогольного и смешанного генеза (алкогольный + метаболический). Материалы и методы. Обследовано 110 пациентов с жировой болезнью печени алкогольного и смешанного (алкогольный + метаболический) генеза, средний возраст - 47,9 ± 9,8 лет. В зависимости от степени фиброза пациенты были разделены на две группы - 1 группа с невыраженным фиброзом (F0-1) (n=76), 2 группа - с выраженным фиброзом (F2-4) (n=34) (FibroScan® 502 (Echosens, Франция). Содержание жирных кислот (ЖК) в мембранах эритроцитов и сыворотки крови определено с помощью методов газовой хроматографии/масс-спектрометрии (Agilent 7000B (США). Результаты. Выявлены жирные кислоты мембран эритроцитов и сыворотки крови, уровни которых позволили различить пациентов с начальным и выраженным фиброзом с жировой болезнью печени алкогольного и смешанного (алкогольный + метаболический) генеза. Выраженная степень фиброза (F2-4) оказалась ассоциированной с повышенными уровнями суммарного содержания насыщенных (p=0,00018), стеариновой C18:0 (p=0,001), пальмитиновой C16:0 (p=0,004), лауриновой С12:0 (p=0,07), отношения НЖК/ННЖК (p=0,0018) в мембранах эритроцитов и сывороточными уровнями НЖК/ННЖК (p=0,008), дигомо-γ-линоленовой C20:3n-6 (p=0,04). Напротив, при выраженном фиброзе печени по сравнению с начальными стадиями установлены более низкие уровни сывороточной пентадекановой кислоты С15:0 (p=0,04), эритроцитарной α-линоленовой C18:3n-3 (p=5,45e-10), суммарного содержания МНЖК (p=6,83e-08 для мембран эритроцитов и p=5,55e-06 для сыворотки крови), отдельных МНЖК (для эритроцитарной элаидиновой t-C18:1 - p=2,42e-06, для ее сывороточного уровня - p=0,0002; для сывороточной 7-пальмитолеиновой 7-C16:1 - p=0,0003; для сывороточной пальмитолеиновой 9-C16:1 - p=0,013; для ее уровня в мембранах эритроцитов - p=0,042); более низкие концентрации двух омега-6 ПНЖК как в мембранах эритроцитов (для гексадекадиеновой C16:2n-6 - p=2,69e-07, для эйкозадиеновой C20:2n-6 - p=8,52e-07), так и в сыворотке крови (для C16:2n-6 - p=1,33e-05, для C20:2n-6 - p=0,002). Оптимальной для дифференцирования групп пациентов со степенью фиброза F2-4 от F0-1 оказалась панель, включающая эритроцитарные уровни двух жирных кислот и суммарное содержание мононенасыщенных жирных кислот - С20:2n-6, МНЖК, С16:2n-6, которая обеспечила AUC 0,862 (95% ДИ 0,781-0,94), чувствительность 88,8%, специфичность 86,4%. Выводы. Жирные кислоты мембран эритроцитов, сыворотки крови следует рассматривать как перспективные диагностические маркеры и потенциальные таргеты для терапевтических воздействий для предотвращения прогрессирования фиброза печени у пациентов с жировой болезнью печени алкогольного и смешанного генеза.

жировая болезнь печени, алкогольный, смешанный генез, степень фиброза печени, жирные кислоты, эритроциты, сыворотка, диагностика

1. Mitra S., De A., Chowdhury A. Epidemiology of non-alcoholic and alcoholic fatty liver diseases. Transl Gastroenterol Hepatol. 2020 Apr 5;5:16. doi: 10.21037/tgh.2019.09.08.

2. Idalsoaga F., Kulkarni A.V., Mousa O.Y. et al. Non-alcoholic Fatty Liver Disease and Alcohol-Related Liver Disease: Two Intertwined Entities. Front Med (Lausanne). 2020 Aug 20;7:448. doi: 10.3389/fmed.2020.00448.

3. Lazebnik L.B., Turkina S.V. NAFLD Associated Comorbidity. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2021;(10):5-13 (In Russ.) doi: 10.31146/1682-8658-ecg-194-10-5-13.@@ Лазебник Л.Б., Туркина С.В. НАЖБП-ассоциированная коморбидность. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2021;(10):5-13. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-194-10-5-13.

4. Unalp-Arida A/, Ruhl CE. Liver fibrosis scores predict liver disease mortality in the United States population. Hepatology. 2017 Jul;66(1):84-95. doi: 10.1002/hep.29113.

5. Ng C.H., Lim W.H., Hui Lim G.E. et al. Mortality Outcomes by Fibrosis Stage in Nonalcoholic Fatty Liver Disease: A Systematic Review and Meta-analysis. Clin Gastroenterol Hepatol. 2023 Apr;21(4):931-939.e5. doi: 10.1016/j.cgh.2022.04.014.

6. Berumen J., Baglieri J., Kisseleva T. Mekeel K. Liver fibrosis: Pathophysiology and clinical implications. WIREs Mech Dis. 2021 Jan;13(1): e1499. doi: 10.1002/wsbm.1499.

7. Koelmel J.P., Tan W.Y., Li Y. et al. Lipidomics and Redox Lipidomics Indicate Early Stage Alcohol-Induced Liver Damage. Hepatol Commun. 2022 Mar;6(3):513-525. doi: 10.1002/hep4.1825.

8. Béland-Bonenfant S., Rouland A,, Petit J.M., Vergès B. Concise review of lipidomics in nonalcoholic fatty liver disease. Diabetes Metab. 2023 May;49(3):101432. doi: 10.1016/j.diabet.2023.101432.

9. Chen S., Yang C, Q. [Significance of lipidomics in liver fibrosis]. Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi. 2021 May 20;29(5):484-487. Chinese. doi: 10.3760/cma.j.cn501113-20200316-00118.

10. Jia H., Liu J., Fang T. et al. The role of altered lipid composition and distribution in liver fibrosis revealed by multimodal nonlinear optical microscopy. Sci Adv. 2023 Jan 13;9(2): eabq2937. doi: 10.1126/sciadv.abq2937.

11. Gruevska A., Leslie J., Perpinan E. et al. Spatial lipidomics reveals sphingolipid metabolism as anti-fibrotic target in the liver. Metabolism: Clinical and Experimental. 2025. 168:156237 doi: 10.1016/j.metabol.2025.156237

12. Ten Hove M., Pater L., Storm G. et al. The hepatic lipidome: From basic science to clinical translation. Adv Drug Deliv Rev. 2020;159:180-197. doi: 10.1016/j.addr.2020.06.027.

13. Ivashkin V.T., Maevskaya M.V., Zharkova M.S. et al. Clinical Practice Guidelines of the Russian Scientific Liver Society, Russian Gastroenterological Association, Russian Association of Endocrinologists, Russian Association of Gerontologists and Geriatricians and National Society for Preventive Cardiology on Diagnosis and Treatment of Non-Alcoholic Liver Disease.Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2022;32(4):104-140. (in Russ.) doi: 10.22416/1382-4376-2022-32-4-104-140.@@ Ивашкин В.Т., Маевская М.В., Жаркова М.С., и др. Клинические рекомендации Российского общества по изучению печени, Российской гастроэнтерологической ассоциации, Российской ассоциации эндокринологов, Российской ассоциации геронтологов и гериатров и Национального общества профилактической кардиологии по диагностике и лечению неалкогольной жировой болезни печени. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2022;32(4):104-140. doi: 10.22416/1382-4376-2022-32-4-104-140.

14. [Alcoholic liver disease (ALD) in adults]. Clinical guidelines. 2021-2022-2023 (10.01.2022) / Approved by the Ministry of Health of the Russian Federation (in Russ.) Available at: http://disuria.ru/_ld/12/1219_kr21K70MZ.pdf (date accessed: 12.05.2024).@@ Алкогольная болезнь печени (АБП) у взрослых. Клинические рекомендации. 2021-2022-2023 (10.01.2022) / Утв. Минздравом РФ URL: http://disuria.ru/_ld/12/1219_kr21K70MZ.pdf (дата обращения: 12.05.2024). - Текст: электронный.

15. Rinella M.E., Lazarus J.V., Ratziu V. et al. NAFLD Nomenclature consensus group. A multisociety Delphi consensus statement on new fatty liver disease nomenclature. Hepatology. 2023;78(6):1966-1986. doi:10.1097/HEP.0000000000000520

16. Recommendations of the VNOK experts on the diagnosis and treatment of metabolic syndrome (second revision). Cardiovascular therapy and prevention. 2009: 6(2) (in Russ.)@@ Рекомендации экспертов ВНОК по диагностике и лечению метаболического синдрома (второй пересмотр). Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2009: 6(2).

17. Ferraioli G., Monteiro L.B.S. Ultrasound-based techniques for the diagnosis of liver steatosis. World J. Gastroenterol. 2019;25:6053-6062. doi: 10.3748/wjg.v25.i40.6053.

18. Kruchinina M.V., Kruchinin V.N., Prudnikova Ya.I. et al. Study of the level of fatty acids in erythrocyte membranes and serum of patients with colorectal cancer in Novosibirsk. Advances in Molecular Oncology. 2018;5(2):50-61 (in Russ.). doi: 10.17650/2313-805X-2018-5-2-50-61.@@ Кручинина М.В., Кручинин В.Н., Прудникова Я.И., и др. Исследование уровня жирных кислот мембран эритроцитов и сыворотки крови у пациентов с колоректальным раком г. Новосибирска. Успехи молекулярной онкологии. 2018; 5 (2): 50-61. doi: 10.17650/2313-805X-2018-5-2-50-61.

19. Breiman L. Random Forests. Machine Learning. 2001; 45: 5-32. doi: 10.1023/A:1010933404324.

20. Puri P., Baillie R.A., Wiest M.M. et al. A lipidomic analysis of nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology. 2007; 46: 1081-1090. doi: 10.1002/hep.21763.

21. Chiappini F., Coilly A., Kadar H. et al. Metabolism dysregulation induces a specific lipid signature of nonalcoholic steatohepatitis in patients. Sci Rep. 2017; 7: 46658. doi: 10.1038/srep46658.

22. Walle P., Takkunen M., Männistö V. et al. Fatty acid metabolism is altered in non-alcoholic steatohepatitis independent of obesity. Metabolismю 2016; 65: 655-666. doi: 10.1016/j.metabol.2016.01.011.

23. Zheng J.S., Xu A., Huang T. et al. Low docosahexaenoic acid content in plasma phospholipids is associated with increased non-alcoholic fatty liver disease in China. Lipids. 2012; 47: 549-556. doi: 10.1007/s11745-012-3671-4.

24. Musso G., Gambino R., De Michieli F. et al. Dietary habits and their relations to insulin resistance and postprandial lipemia in nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology. 2003; 37: 909-916. doi: 10.1053/jhep.2003.50132.

25. López-Bautista F., Barbero-Becerra V.J., Ríos M.Y. et al. Dietary consumption and serum pattern of bioactive fatty acids in NAFLD patients. Ann Hepatol. 2020 Sep-Oct;19(5):482-488. doi: 10.1016/j.aohep.2020.06.008.

26. Li Z.Z., Berk M., McIntyre T.M., Feldstein A.E. Hepatic lipid partitioning and liver damage in nonalcoholic fatty liver disease: role of stearoyl-CoA desaturase. J Biol Chem. 2009; 284: 5637-5644. doi: 10.1074/jbc.M807616200.

27. Sui Y.H., Luo W.J., Xu Q.Y., Hua J. Dietary saturated fatty acid and polyunsaturated fatty acid oppositely affect hepatic NOD-like receptor protein 3 inflammasome through regulating nuclear factor-kappa B activation. World J Gastroenterol. 2016 Feb 28;22(8):2533-44. doi: 10.3748/wjg.v22.i8.2533.

28. Yoo W., Gjuka D., Stevenson H.L. et al. Fatty acids in non- alcoholic steatohepatitis: Focus on pentadecanoic acid. PLoS ONE. 2017; 12(12): e0189965(5). doi: 10.1371/journal.pone.0189965.

29. Araya J., Rodrigo R., Videla L.A. et al. Increase in long-chain polyunsaturated fatty acid n - 6/n - 3 ratio in relation to hepatic steatosis in patients with non-alcoholic fatty liver disease. Clin Sci (Lond). 2004; 106: 635-643. doi: 10.1042/CS20030326.

30. Allard J.P., Aghdassi E., Mohammed S. et al. Nutritional assessment and hepatic fatty acid composition in non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD): a cross-sectional study. J Hepatol. 2008; 48: 300-307. doi: 10.1016/j.jhep.2007.09.009.

31. Puri P., Wiest M.M., Cheung O. et al. The plasma lipidomic signature of nonalcoholic steatohepatitis. Hepatology. 2009; 50: 1827-1838. doi: 10.1002/hep.23229.

32. Peng K.Y., Watt M.J., Rensen S. et al. Mitochondrial dysfunction-related lipid changes occur in nonalcoholic fatty liver disease progression. J Lipid Res. 2018; 59: 1977-1986. doi: 10.1194/jlr.M085613.

33. Chong M.F., Hodson L., Bickerton A.S. et al. Parallel activation of de novo lipogenesis and stearoyl-CoA desaturase activity after 3 d of high-carbohydrate feeding. Am J Clin Nutr. 2008; 87: 817-823. doi: 10.1093/ajcn/87.4.817.

34. Guo R., Chen L., Zhu J. et al. Monounsaturated fatty acid-enriched olive oil exacerbates chronic alcohol-induced hepatic steatosis and liver injury in C57BL/6J mice. Food Funct. 2023, 14, 1573-1583. doi: 10.1039/D2FO03323B.

35. Listenberger L.L., Han X., Lewis S.E. et al. Triglyceride accumulation protects against fatty acid-induced lipotoxicity. Proc Natl Acad Sci USA. 2003; 100: 3077-3082. doi: 10.1073/pnas.0630588100.

36. Ma D.W., Arendt B.M., Hillyer L.M. et al. Plasma phospholipids and fatty acid composition differ between liver biopsy-proven nonalcoholic fatty liver disease and healthy subjects. Nutr Diabetes. 2016; 6: e220. doi: 10.1038/nutd.2016.27.

37. López-Vicario C., González-Périz A., Rius B. et al. Molecular interplay between Δ5/Δ6 desaturases and long-chain fatty acids in the pathogenesis of non-alcoholic steatohepatitis. Gut. 2014; 63: 344-355. doi:10.1136/gutjnl-2012-303179.

38. Lytle K.A., Depner C.M., Wong C.P., Jump D.B. Docosahexaenoic acid attenuates Western diet-induced hepatic fibrosis in Ldlr-/- mice by targeting the TGFβ-Smad3 pathway. J Lipid Res. 2015; 56: 1936-1946. doi:10.1194/jlr.M061275.

39. Cansanção K., Citelli M., Carvalho Leite N. et al, Impact of Long-Term Supplementation with Fish Oil in Individuals with Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: A Double Blind Randomized Placebo Controlled Clinical Trial. Nutrients. 2020 Nov 2;12(11):3372. doi: 10.3390/nu12113372.

40. Zhang W., Zhong W., Sun Q. et al. Hepatic overproduction of 13-HODE due to ALOX15 upregulation contributes to alcohol-induced liver injury in mice. Sci Rep. 2017 Aug 21;7(1):8976. doi: 10.1038/s41598-017-02759-0.

41. Hegazy M.A., Ahmed S.M., Sultan S.M. et al. Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease and omega-6 polyunsaturated fatty acids: Friends or foes. World J Hepatol. 2025; 17(3): 102286. doi: 10.4254/wjh.v17.i3.102286.

42. Loomba R., Quehenberger O., Armando A., Dennis E.A. Polyunsaturated fatty acid metabolites as novel lipidomic biomarkers for noninvasive diagnosis of nonalcoholic steatohepatitis. J Lipid Res. 2015; 56: 185-192. doi: 10.1194/jlr.P055640.

43. Wang, M.; Zhang, X.; Ma, L.J.; Feng, R.B.; Yan, C.; Su, H.; He, C.; Kang, J.X.; Liu, B.; Wan, J.B. Omega-3 polyunsaturated fatty acids ameliorate ethanol-induced adipose hyperlipolysis: A mechanism for hepatoprotective effect against alcoholic liver disease. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2017, 1863, 3190-3201.

44. Wang M., Ma L.J., Yang Y. et al. n-3 Polyunsaturated fatty acids for the management of alcoholic liver disease: A critical review. Crit Rev Food Sci Nutr. 2019;59(sup1): S116-S129. doi: 10.1080/10408398.2018.1544542.

45. Chen J., Lu R.S., Diaz-Canestro C. et al. Distinct changes in serum metabolites and lipid species in the onset and progression of NAFLD in Obese Chinese.Comput Struct Biotechnol J. 2024 Jan 20;23:791-800. doi: 10.1016/j.csbj.2024.01.007.

46. Yamashita K., Higa M., Kunishita R. et al. Dihomo-gamma-linolenic acid levels and obesity in patients with type 2 diabetes. Diabetol Int. 2015;6:206-211. doi:10.1007/s13340-014-0187-6.

47. Hua M.C., Su H.M., Yao T.C. et al. Alternation of plasma fatty acids composition and desaturase activities in children with liver steatosis. PLoS One. 2017 Jul 31;12(7): e0182277. doi: 10.1371/journal.pone.0182277.

48. Banaszczak M., Maciejewska D., Drozd A. et al. Lipooxygenase Derivatives as Serum Biomarkers of a Successful Dietary Intervention in Patients with NonAlcoholic Fatty Liver Disease. Medicina (Kaunas). 2020 Feb 3;56(2):58. doi: 10.3390/medicina56020058.

49. Gao B., Ahmad M.F., Nagy L.E., Tsukamoto H. In ammatory pathways in alcoholic steatohepatitis. J Hepatol. (2019) 70:249-59. doi: 10.1016/j.jhep.2018.10.023

50. Tanaka T, Uozumi S, Morito K, Osumi T, Tokumura A. Metabolic conversion of C20 polymethylene-interrupted polyunsaturated fatty acids to essential fatty acids. Lipids. 2014 May;49(5):423-9. doi: 10.1007/ s11745-014-3896-5.

51. Sitkin S., Pokrotnieks J. Alterations in Polyunsaturated Fatty Acid Metabolism and Reduced Serum Eicosadienoic Acid Level in Ulcerative Colitis: Is There a Place for Metabolomic Fatty Acid Biomarkers in IBD? Dig Dis Sci. 2018 Sep;63(9):2480-2481. doi: 10.1007/s10620-018-5182-5.

52. Liou Y.A., Innis S.M. Dietary linoleic acid has no effect on arachidonic acid, but increases n-6 eicosadienoic acid, and lowers dihomo-gamma-linolenic and eicosapentaenoic acid in plasma of adult men. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2009 Apr;80(4):201-6. doi:10.1016/j.plefa.2009.02.003.

53. Huang Y.S., Huang W.C., Li C.W., Chuang L.T. Eicosadienoic acid differentially modulates production of pro-inflammatory modulators in murine macrophages. Mol Cell Biochem. 2011 Dec;358(1-2):85-94. doi: 10.1007/ s11010-011-0924-0.

54. Idborg H., Olsson P., Leclerc P. et al. Effects of mPGES-1 deletion on eicosanoid and fatty acid profiles in mice. Prostaglandins Other Lipid Mediat. 2013 Dec;107:18-25. doi: 10.1016/j. prostaglandins.2013.07.004.

55. Prada M., Eichelmann F., Wittenbecher C. et al. Plasma Lipidomic n-6 Polyunsaturated Fatty Acids and Type 2 Diabetes Risk in the EPIC-Potsdam Prospective Cohort Study. Diabetes Care. 2023 Apr 1;46(4):836-844. doi: 10.2337/dc22-1435.

56. Duan J., Song Y., Zhang X., Wang C. Effect of ω-3 Polyunsaturated Fatty Acids-Derived Bioactive Lipids on Metabolic Disorders. Front Physiol. 2021 May 25;12:646491. doi: 10.3389/fphys.2021.646491.

57. Zhao Q., Hu Q., Meng S. et al. Metabolic profiling of patients with different idiopathic inflammatory myopathy subtypes reveals potential biomarkers in plasma. Clin Exp Med. 2023 Nov;23(7):3417-3429. doi: 10.1007/s10238-023-01073-6.

58. Payab M., Tayanloo-Beik A., Falahzadeh K. et al. Metabolomics prospect of obesity and metabolic syndrome; a systematic review. J Diabetes Metab Disord. 2021 Nov 26;21(1):889-917. doi: 10.1007/s40200-021-00917-w.

59. Coltell O., Sorlí J.V., Asensio E.M. et al. Association Study for Serum Omega-3 and Omega-6 Polyunsaturated Fatty Acids: Exploratory Analysis of the Sex-Specific Effects and Dietary Modulation in Mediterranean Subjects with Metabolic Syndrome. Nutrients. 2020 Jan 24;12(2):310. doi: 10.3390/nu12020310.

60. Huang P.C., Cheng H., Su Y.T. et al.Interaction among dietary n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acid intake, fatty acid desaturase 2 genetic variants, and low-density lipoprotein cholesterol levels in type 2 diabetes patients. J Diabetes Investig. 2023 Feb;14(2):297-308. doi: 10.1111/jdi.13944.

61. Chaaba R., Bouaziz A., Ben Amor A. et al. Fatty Acid Profile and Genetic Variants of Proteins Involved in Fatty Acid Metabolism Could Be Considered as Disease Predictor. Diagnostics (Basel). 2023 Mar 4;13(5):979. doi: 10.3390/diagnostics13050979.

62. Coniglio S., Shumskaya M., Vassiliou E. Unsaturated Fatty Acids and Their Immunomodulatory Properties. Biology (Basel). 2023 Feb 9;12(2):279. doi: 10.3390/biology12020279.