Состояние инсулинорезистентности в эволюции сахарного диабета 2

На правах рукописи

Майоров Александр Юрьевич

СОСТОЯНИЕ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ В ЭВОЛЮЦИИ САХАРНОГО ДИАБЕТА 2 ТИПА

(14.00.03-эндокринология)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва 2007

Работа выполнена в ФГУ Эндокринологический научный центр

Росмедтехнологий

(директор – член-корреспондент РАМН, профессор, доктор медицинских наук Галина Афанасьевна Мельниченко)

Научный консультант:

Академик РАН и РАМН, профессор, доктор медицинских наук

ДЕДОВ Иван Иванович

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор

АМЕТОВ Александр Сергеевич

Доктор медицинских наук, профессор

СМИРНОВА Ольга Михайловна

Доктор медицинских наук, профессор

ПЕТУНИНА Нина Александровна

Ведущее учреждение:

ГОУ ВПО МГМСУ Росздрава.

Защита состоится « ____ » __________ 200__ г.

в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 208.126.01 в ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий по адресу: 117036, Москва, ул. Дм. Ульянова, д.11

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ Эндокринологический научный центр Росмедтехнологий

Автореферат разослан « ____ » __________ 200__ г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

Доктор медицинских наук, профессорЕ.В. Трошина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы исследования.

Сахарный диабет (СД) является актуальной медико-социальной проблемой для большинства стран мира. Частота возникновения этого заболевания значительно превысила ожидаемые параметры и на данный момент заболеваемость СД характеризуется Международной Диабетической Федерацией как эпидемия. По данным экспертной оценки количество больных СД на 2007 год может составлять 246 (около 6% населения в возрасте 20-79 лет), а к 2025 году увеличится до 380 миллионов (Diabetes Atlas IDF, 2006). Около 90-95% составляют пациенты с СД 2 типа. Еще больше пациентов (380 миллионов) имеют ранние нарушения углеводного обмена: нарушенную гликемию натощак (НГН) и нарушенную толерантность к глюкозе (НТГ). При этом эксперты говорят о том, что количество невыявленного СД может превышать зарегистрированный уровень в 2-3 раза.

СД 2 типа представляет собой группу гетерогенных нарушений углеводного обмена. Во многом этим объясняется отсутствие общепринятых теорий этиологии и патогенеза данного заболевания. Несомненным является, что при СД 2 типа одновременно имеется два основных дефекта: инсулинорезистентность и нарушение функции β-клеток. Это нашло свое отражение и в последней этиологической классификации нарушений гликемии, где указывается, что тип 2 может быть с преобладанием дефектов секреции инсулина или преобладанием инсулинорезистентности (Report of WHO Consultation, 1999). Таким образом, отмечается выраженная гетерогенность СД 2 типа. У большинства больных СД 2 типа ухудшение тканевой чувствительности к инсулину представляет собой первичный (наследуемый) дефект. Если β-клетки не способны поддерживать достаточно высокий уровень секреции инсулина, чтобы преодолеть инсулинорезистентность, развивается гипергликемия. Такая последовательность событий характерна как для больных с метаболическим синдромом, так и для больных с нормальной массой тела (Reaven G., 1988). Но у некоторых больных СД 2 типа первичный дефект может возникать на уровне β-клеток и манифестировать в виде нарушения секреции инсулина. Инсулинорезистентность у таких больных развивается сочетано с или вслед за нарушением секреции инсулина. Больные такого типа встречаются гораздо реже и в основном представлены лицами с нормальной массой тела. Но какой бы дефект (т.е. снижение секреции инсулина или инсулинорезистентность) не инициировал развитие СД 2 типа, он затем ведет к возникновению второго дефекта. Важно то, что для возникновения значительного нарушения углеводного обмена должны быть представлены оба механизма.

Сегодня инсулинорезистентность определяется как нарушение биологического ответа на экзогенный или эндогенный инсулин. Эти изменения проявляются при изучении как метаболических (обмена углеводов, жиров и белков), так и митотических процессов (нарушение роста, дифференцировки клеток, синтеза ДНК, регуляции транскрипции генов). Несмотря на тесную связь инсулинорезистентности и метаболизма глюкозы, снижение чувствительности к инсулину сказывается на любом биологическом действии инсулина: обмене жиров и белков, метаболизма в эндотелии сосудов и экспрессии генов.

Инсулинорезистентность является центральным механизмом эволюции СД 2 типа, как и генерализованного метаболического синдрома в целом. Она тесно связана с сердечно-сосудистыми факторами риска, такими как гипертония и дислипидемия, вносящими существенный вклад в развитие ишемической болезни сердца, поэтому для уменьшения риска развития осложнений необходимо не только достижение компенсации углеводного обмена, но и комплексная коррекция остальных метаболических нарушений. Во многом выбор метода лечения может определяться степенью нарушения инсулинсекреторной функции поджелудочной железы (R.A. De Fronzo, 1992; D. Porte, 1990). С другой стороны, с развитием новых методов количественной оценки чувствительности к инсулину, внимание исследователей привлекает нарушение действия инсулина на уровне тканей (G.M. Reaven, 1995; E. Ferrannini, 1994; B. Martin, 1992). На современном этапе наибольшее внимание уделяется следующим методам количественной оценки действия инсулина: гиперинсулинемический эугликемический клэмп и структурные математические модели на основе внутривенного (минимальная модель, FSIGTT) и перорального (OSIG) глюкозотолерантного теста или определения глюкозы и инсулина натощак (с вычислением целого ряда индексов, в том числе HOMA, QUICKI).

Таким образом, является актуальным внедрение новых подходов в оценке инсулинорезистенности как для прогнозировании риска развития СД, так и для поиска терапевтических методов, направленных на снижение инсулинорезистентности периферических тканей. Немаловажным моментом является оценка влияния на чувствительность к инсулину не только сахароснижающих (в том числе инсулинотерапии), но и других препаратов, применяемых у больных СД 2 типа.

Обычно на первом этапе лечения СД 2 типа используется немедикаментозная терапия, которая включает в себя диетотерапию и увеличение физической активности. Многочисленными исследованиями уже давно доказано, что у большинства больных снижение массы тела позволяет достичь устойчивой компенсации углеводного обмена, уменьшить инсулинорезистентность, а также получить положительный эффект в отношении часто сопутствующих артериальной гипертонии и дислипидемии. Физические упражнения рассматриваются как важный метод в структуре комплексной терапии СД 2 типа. Кроме ускорения снижения веса, физическая активность сама по себе улучшает чувствительность к инсулину и, как следствие этого — показатели состояния углеводного обмена (W.C. Knowler et al., 2002).

Если правильное соблюдение диеты в сочетании с физическими нагрузками не приводит к компенсации углеводного обмена, то следующим этапом следует назначение пероральных сахароснижающих препаратов (ПССП). К сожалению, зачастую приходится назначать ПССП при сохраняющейся декомпенсации СД на фоне явного несоблюдения диеты. Подбор адекватной сахароснижающей терапии и достижение желаемой степени компенсации заболевания у больных СД 2 типа представляет определенные сложности. Это обусловлено значительной гетерогенностью СД 2 типа, которая затрудняет поиск патогенетического лечения в каждом конкретном случае. В настоящий момент существуют много видов ПССП для лечения СД 2 типа, обладающих различными механизмами действия. В целом эти механизмы направлены на устранение трех основных метаболических нарушений, приводящих к гипергликемии: нарушение секреции инсулина поджелудочной железой, периферическая инсулинорезистентность, избыточная продукция глюкозы печенью. Дополнительный механизм действия – замедление всасывания глюкозы в тонком кишечнике и за счет этого уменьшение постпрандиального подъема гликемии. Также могут применяться препараты для лечения ожирения (аноректики и ингибиторы желудочно-кишечных липаз), которые за счет снижения веса уменьшают инсулинорезистентность.

Принятый в 2006 г. консенсус Европейской ассоциации по изучению диабета (EASD) и Американской диабетической ассоциации (ADA) рекомендует, что на первом этапе лечения СД 2 типа, кроме изменения образа жизни, в большинстве случаев требуется назначение метформина. Если не достигнуты цели гликемического контроля, на 2 этапе могут быть добавлены другие препараты (препараты сульфонилмочевины или тиазолидиндионы или инсулин). Прамлинтид, эксенатид, меглитиниды, ингибиторы α-глюкозидаз не были включены в этот алгоритм по причине их относительно меньшего сахароснижающего действия и большей стоимости. На 3 этапе возможно сочетание даже трех ПССП, однако начало и интенсификация инсулинотерапии предпочтительны. Влияние инсулинотерапии при СД 2 типа на инсулинорезистентность может проявиться в ухудшении чувствительности к инсулину (например, за счет увеличения массы тела и гиперинсулинемии) или улучшении за счет снижения влияния «глюкозотоксичности» (Yki-Järvinen H., 1995). Комбинации инсулинотерапии с пероральными сахароснижающими препаратами таких групп, как бигуаниды и тиазолидиндионы, в некоторых исследованиях приводят к благоприятным эффектам: минимизация увеличения массы тела на фоне инсулинотерапии (Relimpio F., 1998) и снижение суточной потребности в инсулине при улучшении метаболического контроля (Schwartz S., 1998, Buse J.B., 1998). Очевидно, что усиление инсулинорезистентности на фоне какого-либо вмешательства является нежелательным фактором. Следовательно, изучение изменений чувствительности к инсулину, динамики метаболических показателей и влияния улучшения гликемического контроля на эти параметры на фоне инсулинотерапии является актуальной задачей.

Показано влияние на чувствительность к инсулину и генетических особенностей. Так, родственники первой степени родства с нарушенной и даже с нормальной толерантностью к глюкозе имеют выраженную инсулинорезистентность по сравнению с лицами контрольной группы. Несмотря на большое количество исследований, свидетельствующих о наличии генетической предрасположенности к инсулинорезистентности и СД 2 типа, природа этих генетических факторов во многом остается невыясненной. Это может быть связано с тем, что развитие заболевания у разных людей обусловлено комбинацией вариантов разных генов, каждый из которых сам по себе имеет небольшой эффект, что затрудняет выявление этих вариантов. Большинство случаев составляют полигенные формы наследования СД 2 типа. Тем не менее, за последнее время получены данные о влиянии полиморфизмов генов γ-формы рецепторов, активируемых пролифераторами пероксисом PPARG, субъединицы KIR6.2 АТФ-зависимого калиевого канала KCNJ11, транскрипционного фактора TCF7L2, субстратов инсулинового рецептора-1 и 2 (IRS-1,2), ангиотензин-конвертирующего фермента (ACE) и гена β3-адренорецептора (β3-AR), которые по данным различных исследований могут оказывать воздействие на уровень инсулинорезистентности у здоровых лиц и в общей популяции больных СД 2 типа (Scacchi R, 1999, Baroni M.G., 2001, Paolisso G., 2001, Benecke H., 2000).

Целью настоящей работы явилось комплексное изучение состояния инсулинорезистентности у больных СД 2 типа и возможные пути ее коррекции на различных этапах развития заболевания.

В задачи исследования входило:

1. Сравнение различных методов оценки инсулинорезистентности: клэмп-метод и математические модели.

2. Изучение чувствительности к инсулину на различных этапах эволюции заболевания: от стадии нарушенной регуляции глюкозы до СД 2 типа на инсулинотерапии.

3. Изучение модулирующего влияния полиморфизма генов субстратов инсулинового рецептора IRS-1 972 и 513, IRS-2 1057, ангиотензин-конвертирующего фермента ACE, β3-адренергического рецептора β3-AR 64, транскрипционного фактора TCF7L2, Pro12Ala полиморфизма γ-формы рецепторов, активируемых пролифераторами пероксисом PPARG, Glu23Lys полиморфизма субъединицы KIR6.2 АТФ-зависимого калиевого канала KCNJ11, полиморфизмов гена лептина LEP и С(-514)Т полиморфизма гена печеночной липазы LIPC на клинические проявления и уровень инсулинорезистентности.

4. Оценка влияния периферической чувствительности к инсулину на особенности клинического течения заболевания, показатели углеводного и жирового обмена у больных СД 2 типа.

5. Определение взаимосвязи между секрецией инсулина и чувствительностью периферических тканей к инсулину у больных СД 2 типа на различных этапах развития заболевания.

6. Изучение влияния различных патогенетических факторов на развитие инсулинорезистентности: глюкозо- и липотоксичности, уровня гормонов и цитокинов (грелин, резистин, адипонектин, лептин, фактор некроза опухолей-альфа, висфатин, С-реактивный белок).

7. Определение влияния композиционного состава тела на чувствительность к инсулину.

8. Исследование влияния различной сахароснижающей и сопутствующей терапии на уровень инсулинорезистентности.

Научная новизна работы. В представленной работе впервые проведена комплексная оценка инсулинорезистентности (по чувствительности периферических тканей с использованием клэмп-метода) у больных СД 2 типа на различных этапах эволюции этого заболевания, включая НГН и НТГ, на фоне различных видов лечения, в том числе инсулинотерапии.

Впервые проведено изучение различных методов оценки инсулинорезистентности на большой популяции пациентов с нарушениями углеводного обмена, которое показало, что математические модели, основанные на определении уровня инсулина и глюкозы плазмы натощак, могут быть использованы для динамики чувствительности к инсулину, не всегда отражая ее абсолютный уровень.

Получены оригинальные данные о влияние полиморфизма генов IRS-1, IRS-2, ACE, β3-AR, TCF7L2, PPARG, KCNJ11 на развитие нарушения чувствительности к инсулину, СД 2 типа и компоненты метаболического синдрома у данной категории больных. У больных СД 2 типа выявлено повышение частоты встречаемости полиморфизма генов субстрата инсулинового рецептора IRS-1 в кодоне 972, IRS-2 в кодоне 1057, β3-адренорецептора в кодоне 64, rs12255372 гена TCF7L2, Pro12Ala гена PPARG по сравнению с общей популяцией. Носительство гомозиготных полиморфных генотипов генов ангиотензин-конвертирующего фермента (I/I), IRS-1 в кодоне 972 (R/R), а также полиморфизма гена β3-AR в кодоне 64 характеризуется снижением уровня чувствительности к инсулину на 30-50%. Можно предположить, что на инсулинорезистентность оказывают влияние также полиморфизмы Pro12Ala гена PPARG и С(-514)Т гена LIPC.

При изучении влияния гормонов и цитокинов на показатели инсулинорезистентности выявлено достоверное отличие в уровнях адипонектина и резистина между здоровыми лицами и пациентами с различными нарушениями углеводного обмена. Отмечено также различие в уровне резистина и проинсулина в группах больных СД 2 типа в зависимости от степени инсулинорезистентности.

Установлено, что изменение уровня инсулинорезистентности в процессе эволюции СД 2 типа может носить вторичный характер, связанный с глюкозотоксичностью, липотоксичностью, увеличением массы тела, проводимой сахароснижающей терапией.

Проведенное исследование впервые показало, что инсулинопотребность у больных СД 2 типа определяется в большей степени выраженным снижением чувствительности к инсулину, чем нарушением секреторной функции. Это подтверждено тем, что назначение инсулинотерапии значительно улучшает чувствительность к инсулину и снижает атерогенность плазмы, несмотря на увеличение массы тела пациентов.

С помощью изучения композиционного состава тела, было показано, что инсулинотерапия не вызывает увеличения относительного объема общей жировой массы.

Практическая значимость. Проведенное исследование показало, что использование в клинической практике с диагностической целью математических моделей оценки инсулинорезистентности, основанных на определении уровня инсулина и глюкозы плазмы натощак, имеет ряд ограничений и не всегда допустимо для решения вопроса о назначении сахароснижающей терапии, но может быть применено для динамического наблюдения.

Поскольку было показано, что изменение уровня инсулинорезистентности в процессе эволюции СД 2 типа может носить вторичный характер, связанный с глюкозотоксичностью, необходимо интенсифицировать сахароснижающую терапию, в том числе переводить на инсулинотерапию, не дожидаясь выраженного ухудшения чувствительности к инсулину.

Показано, что при проведении инсулинотерапии незначительное увеличение массы тела не оказывает негативного воздействия на уровень инсулинорезистентности и показатели липидного обмена.

Все препараты, используемые для лечения сопутствующих заболеваний у больных СД 2 типа, должны проходить исследование на их влияние на показатели инсулинорезистентности.

Полученные результаты расширяют представление о патогенезе СД 2 типа как заболевания, ключевым фактором в развитии которого является нарушение периферической чувствительности, и могут служить основой для дальнейших исследований в этой области.

Реализация работы и ее апробация. Результаты работы были представлены в виде устных и стендовых докладов:

На II Всероссийском съезде эндокринологов (Челябинск, 1991).

На III Всероссийском съезде эндокринологов (Москва, 1996).

На научно-практической конференции «Актуальные проблемы профилактики неинфекционных заболеваний» (Москва, 1997).

На Московской городской конференции эндокринологов «Развитие системы обучения больных в эндокринологии: школы для больных сахарным диабетом, ожирением, остеопорозом, менопаузой» (Москва, 1998).

На I Российском диабетологическом конгрессе (Москва, 1998).

На научно-практическом симпозиуме «Новые стратегии лечения сахарного диабета 2 типа в третьем тысячелетии» (Москва, 2000).

На IV Всероссийском конгрессе эндокринологов «Актуальные проблемы современной эндокринологии» (Санкт-Петербург, 2001).

На 4-й Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы эндокринологии» (Пермь, 2002).

На втором Российском диабетологическом конгрессе «Сахарный диабет и сердечно-сосудистые осложнения» (Москва, 2002).

На третьем Всероссийском диабетологическом конгрессе (Москва, 2004).

30th Annual meeting of the European Association for the Study of Diabetes (Dusseldorf, 1994).

33rd Annual meeting of the European Association for the Study of Diabetes (Vienna, 1997).

17th International Diabetes Federation congress (Mexico, 2000).

VIIIth international symposium on insulin receptors and insulin action, (Geneve, 2001).

38th Annual meeting of the European Association for the Study of Diabetes (Budapest, 2002).

18th International Diabetes Federation congress (Paris, 2003).

40th Annual meeting of the European Association for the Study of Diabetes (Munich, 2004).

На Межотделенческой научной конференции ФГУ ЭНЦ Росмедтехнологий 30.01.2007.

По теме диссертации опубликовано 48 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 225 страницах машинописного текста и включает оглавление, введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, полученных результатов и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 274 названия (35 работ отечественных авторов и 239 работ зарубежных авторов). Диссертация иллюстрирована 36 таблицами и 22 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Обследовано 262 больных СД 2 типа (153 женщины, 109 мужчин), 36 – с НГН (24 женщины, 12 мужчин), 22 – с НТГ (13 женщин, 9 мужчин) и 38 здоровых лиц (26 женщин, 12 мужчин). Диагноз ставился на основании критериев ВОЗ (Report of a WHO Consultation, 1999). Исходно 136 пациентов были на диетотерапии, 147 пациентов получали различные пероральные сахароснижающие препараты (ПСП), 37 пациентов находились на инсулинотерапии. Возраст больных составил в среднем 52,8±11,0 лет (21 — 77 лет). Продолжительность заболевания была в среднем 6,7±6,8 лет (0 — 25 лет), у 128 пациентов нарушение углеводного обмена было выявлено впервые. Средний индекс массы тела (ИМТ) у больных составил 29,8±4,9 кг/м2 (18,4 — 45,9 кг/м2). Нормальную массу тела (ИМТ<25 кг/м2) имели 16,4% больных, избыточный вес (ИМТ 25-30 кг/м2) – 39,4%, ожирение (ИМТ>30 кг/м2) – 44,2% пациентов. Соотношение объема талии и объема бедер (ОТ/ОБ) в среднем составило 0,92±0,08. Большинство пациентов имели распределение жировой ткани по верхнему (абдоминальному) типу.

Определение уровня общего холестерина, триглицеридов, холестерина липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), холестерина липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) проводили на биохимическом анализаторе «Spectrum» фирмы «Abbott» (США) стандартными наборами фирмы, гликированного гемоглобина (HbA1c) и микроальбуминурии – на анализаторе DCA2000+ фирмы «Bayer» (Германия), гликемии – на анализаторе «Reflotron» фирмы «Boehringer Mannheim» (Германия).

Определение композиционного состава тела – общей жировой и нежировой массы тела (основной критерий оценки — % нежировой массы тела (%LEAN)) – проводилось на денситометре EXPERT #1188 фирмы «Lunar» (США) методом двухэнергетической рентгеновской денситометрии.

Для определения содержания С-пептида и иммунореактивного инсулина (ИРИ) в сыворотке крови использовался электрохемилюминесцентный иммуноанализ (ECLIA) с использованием наборов реактивов «Elecsys C-peptide» и «Elecsys Insulin» фирмы «Roche Diagnostics» (Швейцария). Иммуноферментным методом, используя коммерческие наборы, натощак в сыворотке крови определяли уровень проинсулина (Proinsulin ELISA, «Mercodia», ), лептина (Leptin ELISA, «DBC», Канада), адипонектина (Human Adiponectin ELISA, «BioVendor», Чехия), резистина (Human Resistin ELISA, «BioVendor», Чехия), грелина (Total Ghrelin ELISA, «DSL ACTIVE», США), висфатина (Human Visfatin ELISA, «BioSource», США), фактора некроза опухолей-альфа (Human TNF-α, «Bender MedSystems», Австрия). Содержание С-реактивного белка натощак в сыворотке крови определялось иммунотурбидиметрическим методом с использованием набора «CRP (Latex) HS COBAS» фирмы «Roche Diagnostics» (Швейцария).

Для оценки инсулинсекреторных резервов β-клеток проводили стимуляционные пробы. У части больных с впервые выявленным СД 2 типа проводили внутривенный тест толерантности к глюкозе. Тест проводили утром, натощак. После определения исходного уровня гликемии обследуемому вводился 40% раствор глюкозы из расчета 0,33 г глюкозы на 1 кг массы тела в течение 2 минут. Исходно, на 5, 10, 30, 60, 90 и 120 минутах исследования брали пробы крови для определения уровня глюкозы, ИРИ и С-пептида в сыворотке. У части больных с потребностью в инсулине использовали стимуляцию секреции приёмом пищи на фоне отмены сахароснижающей терапии (энергетическая ценность «стандартного завтрака» – 600 ккал, углеводы 60%, белки 25%, жиры 15%). Гликемия и С-пептид определялись на 0, 60, 120 минуте.

Оценка уровня инсулинорезистентности проводилась с помощью структурных математических моделей на основе определения инсулина и глюкозы плазмы натощак, с вычислением ряда индексов:

соотношение глюкозы и инсулина плазмы натощак (ГПН0/ИРИ0)

индекс Raynaud — 40/ИРИ0

Индекс Belfiore натощак=

2 .

(ИРИ0 х ГПН0) + 1

FIRI (fasting insulin resistance index) — индекс инсулинорезистентности натощак=

ГПН0 х ИРИ0

25

HOMA (homeostasis model assesment) – модель оценки гомеостаза – с вычислением коэффициентов инсулинорезистентности и секреции инсулина (Matthews DR et al., 1985).

Индекс инсулинорезистентности (HOMA-ИР)=

ИРИ (мкЕд/мл) х ГПН (ммоль/л)

22,5

Также была предпринята попытка использовать вместо уровня ИРИ в этой формуле уровень проинсулина=

Проинсулин (пмоль/л) х ГПН (ммоль/л)

22,5

Функциональная активность бета-клеток (HOMA-ФБ)=

20 х ИРИ (мкЕд/мл)

ГПН (ммоль/л) — 3,5

Также проводился расчет данной модели, скорректированной с помощью специальной компьютерной программы — HOMA-2, в том числе с использованием уровня С-пептида вместо ИРИ (Levy JC et al., 1998).

6) QUICKI (quantitative insulin-sensitivity check index) – количественный индекс чувствительности к инсулину=

1 .

log ИРИ + log ГПН

Где: ИРИ — имммунореактивный инсулин натощак, ГПН — глюкоза плазмы натощак.

Учитывая приблизительность метода математических моделей на основе измерения уровня инсулина и глюкозы плазмы натощак, он плохо применим для индивидуальных измерений. Поэтому в исследовании проводилось определение чувствительности периферических тканей к инсулину с использованием гиперинсулинемического эугликемического клэмп-метода (De Fronzo R et al., 1979). Метод основан на непрерывном внутривенном введении инсулина и глюкозы (рис. 1). Скорость инфузии инсулина являлась постоянной и составляла 1 мЕд/кг/мин. Данная скорость достаточна для достижения уровня гиперинсулинемии, необходимого для подавления продукции глюкозы печенью и собственной секреции инсулина. Скорость введения глюкозы изменялась таким образом, чтобы поддерживать целевой уровень гликемии (5,3±0,3 ммоль/л). Точность скорости введения инсулина обеспечивалась шприцевым дозатором «Pilot A2», глюкозы – волюметрическим дозатором «INCA-ST» фирмы «Fresеnius Vial» (Франция-Германия) в зависимости от уровня гликемии каждые 5-10 мин. Общая продолжительность исследования 4-6 часов. Скорость введения глюкозы в равновесном состоянии определяла скорость утилизации глюкозы (УГТ) периферическими тканями, что использовалось для вычисления коэффициента утилизации (М-индекс), как среднего арифметического из 10-12 дискретных значений скорости инфузии глюкозы, деленное на массу тела обследуемого за 1 минуту (мг/кг/мин).

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 1. Методика выполнения гиперинсулинемического эугликемического клэмпа.

Определение аллелей полиморфизмов гена транскрипционного фактора (TCF7L2), Pro12Ala полиморфизма γ-формы рецепторов, активируемых пролифераторами пероксисом (PPARG), Glu23Lys полиморфизма KIR6.2 субъединицы АТФ-зависимого калиевого канала (KCNJ11), а также 2 полиморфизмов гена лептина (Lep) и С(-514)Т полиморфизма гена печеночной липазы (Lipc) проводили с помощью масс-спектрометрического анализа продуктов реакции минисеквенирования. Типирование полимофизмов генов субстрата инсулинового рецептора-1 (IRS-1) в кодонах 972 и 513, субстрата инсулинового рецептора-2 (IRS-2) в кодоне 1057, ангиотензин-конвертирующего фермента (ACE) int16 и β3-адренорецептора (β3-AR) в кодоне 64. проводилась методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) и проведения эндонуклеазной ферментативной реакции (рестрикции) с соответствующей эндонуклеазой (рестриктазой). Исследование проводилось на базе лаборатории генетики ФГУ ЭНЦ Росмедтехнологий, Государственного научного центра «Гос НИИ Генетика» и ФГУ Институт физико-химической медицины Росздрава.

Значения исследуемых показателей были подвергнуты статистической обработке и корреляционному анализу методами медицинской статистики с применением пакета прикладных программ SATISTICA 6.0 (Stat-Soft Inc) и программ статистического анализа Microsoft Excel, версия 2000. Числовые данные приведены в виде средних значений со стандартным отклонением (M±SD). Для сравнения 2 независимых выборок использовался критерий Манна-Уитни, для сравнения 2 зависимых выборок – критерий Вилкоксона, для сравнения более двух независимых выборок – ранговый анализ вариаций по методу Краскела-Уоллиса, для сравнения более двух зависимых выборок — ранговый дисперсионный анализ по методу Фридмена. Для анализа связи двух признаков использовался анализ ранговой корреляции по Спирмену. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Связь чувствительности к инсулину с основными клиническими и биохимическими показателями у больных с различными нарушениями углеводного обмена.

При исследовании степени нарушения чувствительности к инсулину у всех лиц с нарушениями углеводного обмена значение М-индекса при исходном обследовании варьировали от 0,15 до 12 мг/кг/мин, составляя в среднем 4,01±2,27 мг/кг/мин, что почти в 2 раза ниже показателей здоровых лиц (7,72±1,89 мг/кг/мин, р<0,001). Анализ распределения частот встречаемости показал, что у 20,4% пациентов М-индекс находился в пределах 2 мг/кг/мин, что можно расценивать как выраженное снижение чувствительности к инсулину (рис. 2). У 31,9 % М-индекс был в интервале от 2 до 4 мг/кг/мин, что соответствует умеренному снижению, у 27,2% - в интервале от 4 до 6 мг/кг/мин – незначительное снижение, у 20,5% периферическая чувствительность соответствовала близким к нормальным показателям (выше 6 мг/кг/мин).

EMBED PowerPoint.Slide.8

Рис. 2. Распределение пациентов с нарушениями углеводного обмена в зависимости от чувствительности к инсулину.

Значения М-индекса были одинаковыми у мужчин (3,96±2,20 мг/кг/мин) и женщин (4,13±2,29 мг/кг/мин). Поскольку в литературе есть указания на возможность возрастных изменений чувствительности к инсулину (De Fronzo R et al, 1992), мы проанализировали значения скорости УГТ у больных с нарушениями углеводного обмена различных возрастных групп (таблица 1). Из представленных данных видно, что у молодых больных (до 30 лет), особенно у мужчин, скорость УГТ несколько выше, но в связи с небольшим числом этих пациентов различие индекса M не было статистически достоверным (p>0,05). Это также может быть связано с нивелированием влияния возраста другими факторами, которые могут встречаться при СД 2 типа.

Таблица 1. Скорость утилизации глюкозы у больных с нарушениями углеводного обмена в зависимости от возраста и пола (М-индекс, мг/кг/мин).

Возраст, лет

< 30

30-39

40-49

50-59

≥ 60

Средние значения

Все больные

4,91±2,21

4,32±2,78

3,53±2,36

3,96±2,21

4,45±2,06

4,01±2,27

Мужчины

5,19±1,50

3,67±1,99

3,27±2,12

3,64±2,21

4,79±2,16

3,96±2,20

Женщины

4,63±2,98

5,06±3,50

3,74±2,54

4,65±2,11

3,79±1,74

4,13±2,29

Уровень М-индекса не зависел от длительности заболевания (r=0,13, р=0,087 и возраста дебюта СД (r=0,06, р>0,3).

При сопоставлении уровня инсулинорезистентности и массы тела больных была обнаружена достоверная взаимосвязь между ИМТ и М-индексом в общей группе (r=-0,31, р<0,0001). У пациентов с нормальной массой тела (ИМТ<25 кг/м2), скорость УГТ составляла 5,20±2,34 мг/кг/мин, у пациентов с избыточным весом (ИМТ 25-30 кг/м2) и ожирением (ИМТ >30 кг/м2) — 4,18±2,43 и 3,35±1,86 мг/кг/мин, соответственно (Рис. 3).

EMBED PowerPoint.Slide.8

Рис. 3. Зависимость чувствительности к инсулину от ИМТ у больных с нарушениями углеводного обмена.

Также показана выраженная обратная зависимость М-индекса от окружности талии (ОТ) (r=-0,35, р=0,003) и меньшая — от окружности бедер (ОБ) (r=-0,23, р=0,047) и их соотношения (ОТ/ОБ) (r=-0,23, р=0,049), что отражает влияние прежде всего степени висцерального ожирения на уровень чувствительности к инсулину.

Была выявлена сильная обратная корреляции скорости УГТ от степени компенсации углеводного обмена: уровня HbA1c (r=-0,40, р<0,0001) и уровня ГПН (r=-0,43, р<0,0001) (рис. 4). Пациенты, достигшие целевого уровня HbA1c (менее 7%), имели достоверно более высокий М-индекс по сравнению с больными, имеющими выраженную декомпенсацию (HbA1c выше 9%): 5,30±2,43 и 2,83±1,73 мг/кг/мин, соответственно (р<0,001). Таким образом, можно сказать, что глюкозотоксичность играет существенную роль в развитии и усугублении инсулинорезистентности, что подтверждается данными литературы (Rossetti L. et al., 1995; Yki-Järvinen H. et al, 1999, Striker G.E., 2001).

EMBED PowerPoint.Slide.8

Рис. 4. Зависимость чувствительности к инсулину от уровня HbA1c у больных с нарушениями углеводного обмена.

Способность свободных жирных кислот ингибировать гликолиз может также способствовать развитию инсулинорезистентности, что определятся термином «липотоксичность» (McGarry J.D. et al., 1999). Было продемонстрировано, что существует достоверная обратная корреляция между уровнем триглицеридов и М-индексом (r=-0,31, р<0,0001) (рис. 5). Пациенты, достигшие целевого уровня триглицеридов (менее 1,7 ммоль/л), имели достоверно более высокий М-индекс по сравнению с больными, имеющими выраженную гиперлипидемию (уровень триглицеридов выше 2,2 ммоль/л): 4,30±2,45 и 2,85±1,62 мг/кг/мин, соответственно (р<0,001). Корреляция с уровнем холестерина была достоверной, но значительно слабее (r=-0,18, р=0,018).

EMBED PowerPoint.Slide.8

Рис. 5. Зависимость чувствительности к инсулину от уровня триглицеридов у больных с нарушениями углеводного обмена.

Таким образом, из клинических показателей М-индекс исходно определялся массой тела, прежде всего степенью висцерального ожирения, и не зависел длительности заболевания, возраста и пола. При выраженной декомпенсации углеводного обмена у больных СД 2 типа глюкозотоксичность и липотоксичность играют важную роль в развитии и утяжелении инсулинорезистентности, что, возможно, маскирует некоторые корреляционные зависимости.

Вместе с тем следует отметить, что у ряда больных с высоким ИМТ скорость УГТ была снижена незначительно и, наоборот, наблюдалось выраженное снижение коэффициента М при нормальном ИМТ. То же самое касается и уровня HbA1c и триглицеридов. Данные результаты свидетельствуют том, что уменьшение чувствительности к инсулину при СД не является только вторичным феноменом, зависящим от ожирения, гипергликемии и повышенного уровня липидов, а играет важную роль в патогенезе нарушения углеводного обмена.

В таблице 2 показана сравнительная характеристика больных с различными нарушениями углеводного обмена и здоровых лиц. Было отмечено не только достоверное отличие скорости УГТ во всех группах больных по сравнению с контрольной группой, но и отличие пациентов с СД 2 типа по сравнению с лицами с НТГ И НГН.

При анализе частоты встречаемости показателей скорости УГТ у пациентов с различными нарушениями углеводного обмена выявлено следующее: в отличие от группы пациентов с СД 2 типа, в группах с НТГ и НГН не встречалось значений М-индекса ниже 2 мг/кг/мин (рис. 6). Нормальные показатели были только у 17% больных СД 2 типа и у 46% и 43% больных с НТГ и НГН, соответственно. В группе с НТГ почти в 2 раза чаще отмечалось умеренное снижение чувствительности к инсулину (М-индекс от 2 до 4 мг/кг/мин), чем в группе НГН: 31 и 14%, соответственно.

EMBED PowerPoint.Slide.8

Рис. 6. Распределение лиц контрольной группы и больных с различными нарушениями углеводного обмена в зависимости от чувствительности к инсулину.

При анализе взаимосвязи периферической чувствительности к инсулину у больных СД 2 типа не было отмечено достоверной корреляции скорости УГТ с возрастом дебюта СД (r=0,07, р>0,3), ОБ (r=-0,19, р>0,1), ОТ/ОБ (r=-0,24,

Таблица 2. Сравнительная характеристика больных с различными нарушениями углеводного обмена и здоровых лиц.

Показатели

СД 2 типа

(1)

НГН

(2)

НТГ

(3)

Контроль

(4)

Различие между группами, p

Число больных, n

262

36

22

38

Пол, жен/муж, %

58,4/41,6

66,7/33,3

59,1/40,9

68,4/31,6



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст