CC BY
42
УДК 616.379-008.64-092
Т. А. Киселева, С. Ю. Гармонов
БИОФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ АЦЕТИЛИРОВАНИЯ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2 ТИПА
Ключевые слова: ацетилирование, фенотип, сахарный диабет.
Изучено состояние метаболических ферментных систем ацетилирования у больных сахарным диабетом 2
Keywords: acetylation, phenotype, diabetes mellitus. The state of enzymatic acetylation system was studied in patients with diabetess mellitus.
Введение
Сахарный диабет (СД) 2 типа является в настоящее время проблемой здравоохранения вследствие высокой распространенности во многих странах мира. Полагают, что главную роль в патогенезе СД 2 типа играет инсулинорезистентность. СД 2 типа несет в себе угрозу преждевременной инвалидиза-ции и смерти больных от сердечно-сосудистых осложнений. По этой причине ключевая стратегия в уменьшении сердечно-сосудистых заболеваний лежит в лучшем понимании патогенеза этого заболевания [1]. В связи с этим оценка индивидуальных особенностей генетически детерминированных процессов ацетилирования у больных СД 2 типа имеет важное клиническое значение, поскольку эти процессы во многом определяют патобиохимические процессы обмена веществ. Описано влияние саха-роснижающих препаратов на систему метаболизма ксенобиотиков. Следует также отметить, что протеины, стимулирующие ацетилирование, являются новыми факторами в развитии инсулинорезистент-ности. Эти биохимические процессы играют критическую роль в метаболизме жирных кислот, что может приводить к инсулинорезистентности и СД 2 типа.
Цель настоящей работы - изучение генетически детерминированных систем ацетилирования у больных СД 2 типа.
Экспериментальная часть
В качестве тест-маркера ацетилирования использовался изониазид (гидразид изоникотиновой кислоты, ГИНК). При этом фенотип ацетилирования определялся неинвазивным методом по фармакоки-нетическим параметрам экскреции свободного тест-маркера с мочой. Тест-препарат фармакопейной чистоты однократно дозировался per os в дозе -изониазид по 0,45 г. Спектрофотометрические измерения проводили на спектрофотометре СФ-26. Данные фармакокинетики ГИНК в моче обследуемых обрабатывали по программе АСКИД с использованием одночастевой модели со всасыванием 1 порядка и одночастевой модели с внемодельным всасыванием по программе M-IND. Для изучения фенотипа ацетилирования были обследованы 61 пациент (44 женщины и 17 мужчин) с сахарным диабетом 2 типа в возрасте от 47 до 78 лет. Длительность заболевания варьировала от 1 года до 24 лет. При обследова-
нии у 26 больных не выявлено признаков диабетической ретинопатии, у 22 больных - признаков диабетической полинейропатии. У 35 больных диагностирована ретинопатия (непролиферативная - у 15, препролиферативная - у 17, пролиферативная - у 3) и у 39 больных выявлена диабетическая полинейро-патия. У 30 больных исследования проводились на фоне компенсации углеводного обмена, показатель гликированного гемоглобина HbA1c до 6,5%; у 25 больных - на фоне декомпенсации, HbA1c больше 7%. Контроль составили здоровые добровольцы в возрасте от 18 до 25 лет при определении фенотипа ацетилирования 110 человек. Работа проводилась под контролем этического комитета Министерства здравоохранения Республики Татарстан.
Результаты и обсуждение
Процесс ацетилирования заключается в присоединении ацетильной группы к молекуле субстрата и катализируется ферментом N-ацетилтрансферазой (NAT) при участии кофермента А.
NAT
RNH2 + CH3-C(O)-S-KoA ^ R-NH-C(O)-CH3
Показана генетическая детерминация этого процесса. Вариации в NAT-локусе отвечают за классический полиморфизм ацетилирования, подразделяющий индивидуумов на «быстрых» и «медленных» ацетиляторов. Полиморфизм NAT оказывает токсикологическое и фармакологическое влияние на метаболизм ксенобиотиков [2,3]. Также показано влияние различных патологических факторов на активность NAT, фенотипирование которой в ряде случаев может использоваться в качестве прогностического критерия риска возникновения и течения различных заболеваний [4,5].
Как видно, рассчитанные фармакокинетиче-ские параметры (табл. 1) позволяют оценить генетически обусловленную активность N-ацетилтрансферазы отдельных пациентов. Оказалось, что удобным параметром для этого является количество выводимого изониазида в процентах от вводимой дозы (фракция дозы). Быстрому фенотипу ацетилирования соответствует меньший процент выведения тест-маркера - изониазида (3,12±0,25 %)
типа.
и, наоборот, медленному фенотипу - более высокий процент выведения данного маркера (12,67±2,71 %).
Таблица l - Фармакокинетические параметры изониазида у здоровых добровольцев (n= ll0)
Фенотип ацетили-рования AUC, мкг-ч/мл Kel, ч-1 T1/2, ч Vd, мл
Быстрый (n=55) 21630±2300 0,5546 ±0,058 1,35±0,1S 41,7±4,5
Медленный (n=55) 77590±14215 0,2298 ±0,1 3,97±0,25 32,2±3,4
При фенотипировании активности NAT по разработанной методике было получено бимодальное распределение фармакокинетических параметров экскреции ГИНК в обследуемой контрольной выборке (рис. 1). При фенотипировании NAT у больных СД 2 типа у 38 человек наблюдался быстрый тип ацетилирования (63%), а у 23 больных -медленный тип (38%) (рис. 2). По полученным экспериментально-клиническим данным быстрый тип ацетилирования является преобладающим при сахарном диабете 2 типа.
Рис. 1 - Полиморфизм ацетилирования у здоровых добровольцев (п=110): 1 - быстрые 50%, 2 -медленные 50%
Рис. 2 - Полиморфизм ацетилирования у больных сахарным диабетом 2 типа (п = 61): 1 - быстрые 63%, 2 - медленные 38%
Результаты фенотипирования ацетилирования у больных СД 2 типа, а также данные, характеризующие длительность заболевания, углеводный и липидный обмен, представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Фенотипические особенности в разных группах больных СД 2 типа
Фенотип ацетилирования, %
Показатель Количество пациентов Быстрый Медленный
Длительность
СД 2 типа:
до 10 лет 40 55 45
от 10 до 25 лет 22 77* 23*
Триглицериды: (норма 0,451,86 ммоль/л) 26 73 27
выше нормы 17 65 35
Холестерин норма (3,3-5,2 ммоль/л) 23 56 34
выше нормы 37 6S 32
Гликированный гемоглобин:
ниже: 6,5% 29 62 3S
выше: 6,6% 26 62 3S
*Разница достоверна относительно групп сравнения (p<0,05) ** Отсутствие фенотипической группы
Выводы
1. С увеличением длительности заболевания у больных сахарным диабетом 2 типа начинает преобладать быстрый фенотип ацетилирования.
2. Быстрый фенотип ацетилирования обусловлен индукцией N-ацетилтрансферазы в результате особенностей метаболического контроля при сахарном диабете 2 типа.
3. Разработанные подходы по фенотипированию ацетилирования можно использовать при оценке метаболической функции у больных СД 2 типа.
Литература
[1] Дедов И.И., Сахарный диабет: диагностика, лечение, профилактика / И.И. Дедов, М.В. Шестакова. - М.: Медицинское информационное агентство. - 2011. - S0S с.
[2] Гармонов С.Ю., Нгуен З.Ч., Мингазетдинов И.Ф., Юсупова Л.М., Шитова Н.С., Исмаилова Р.Н., Сопин В.Ф. Спектрофотометрическое определение 5-аминосалициловой кислоты в моче для оценки ее экскреции из организма человека // Вестник Казанского технологического университета. 2010. №10. С.57-63.
[3] Гармонов С.Ю., Нгуен З.Ч., Юсупова Л.М., Исмаилова Р.Н., Сопин В.Ф. Установление фенотипа ацетилирова-ния на основе спектрофотометрического определения сульфадиметоксина в моче // Вестник Казанского технологического университета. 2011. №19. С.18-24.
[4] Кукес В.Г., Грачев С.В., Сычев Д.А., Раменская Г.В.Метаболизм лекарственных средств. - М.: ГЭОТАР-Медиа. - 200S. - С.304 с.
[5] Nebert D.W., Roe A.L. Ethnic and genetic differences in metabolism genes and risk of toxicity and cancer. Sci. Total Environ. 2001; 274: 93- 102.
© Т. А. Киселева - канд. мед. наук, асс. каф. госпитальной терапии с курсом эндокринологии КГМУ, [email protected]; С. Ю. Гармонов - д-р хим. наук, проф. каф. аналитической химии, сертификации и менеджмента качества КНИТУ, [email protected].
