CC BY
88
ригинальные работы
Лептин у женщин, больных сахарным диабетом 2 типа, не получающих лекарственную сахароснижающую терапию
А.В. Древаль, И.В. Мисникова, И.В. Триголосова
ГУ Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского, Москва
директор - член-корр. РАМН, профессор, д.м.н. Г.А. Оноприенко
Резюме. Проведено исследование особенностей секреции лептина плазмы натощак (ЛПН) и на фоне внутривенного теста толерантности к глюкозе (ВТТГ) у 32 женщин, больных сахарным диабетом 2 типа (СД2), не получающих лекарственную сахароснижающую терапию. Возраст обследуемых составил 57,5[50,0;62,5] лет, индекс массы тела — 32,7[29,1;37,1] кг/м2. Материалы и методы. Внутривенно болюсно вводился 40% раствор глюкозы (из расчета 0,75 г глюкозы на килограмм массы тела). Уровень инсулина определялся натощак через 2, 70 и 120 минут после введения глюкозы. Уровень лептина определяли натощак и через 120 минут после введения глюкозы. Уровень медианы ЛПН составил 21,1[13,6;39,0] нг/мл. Между ЛПН и НОМА-R, а также между ЛПН и инсулином плазмы натощак (ИПН) выявлена положительная корреляционная зависимость (г=0,5, р<0,05). У больных с умеренной декомпенсацией СД2 медиана ЛПН в два раза превышала медиану ЛПН больных с выраженной декомпенсацией СД2: (28,0[16,8;47,5] и 12,6[9,2; 14,3] нг/мл соответственно, (р<0,05)). Через два часа после болюсного внутривенного введения глюкозы произошло снижение лептина на 11%. Наибольшее снижение лептина произошло в группе больных с умеренной декомпенсацией СД2, где отмечалась наибольшая площадь под инсулинемической кривой. Между степенью снижения лептина и процентом увеличения инсулина на 70 минуте ВТТГ была выявлена положительная корреляционная зависимость (г=0,5, р<0,05). Между снижением лептина в ВТТГ и ЛПВП выявлена отрицательная корреляционная зависимость (г=-0,4, р<0,02). Ключевые слова: сахарный диабет 2 типа, лептин, инсулин, ВТТГ.
Resume. The aim of this study was to investigate the effect of acute hyperinsulinemia to fasting leptin level (fL) secretion and leptin secretion during intravenouse glucose tolerance test (IVGTT). Methods. 32 T2DM women without antidiabetic drugs were studied. Median age of participants was 57,5[50,0;62,5] years, median body mass index (BMI) was 32,7[29,1;37,1]. Glucose intravenouse bolus solution (40%) was dosing (0,75 g/kg BM). Insulin level was investigated in fasting state (FI), 2 min, 70 min and 120 min after glucose loading. Leptin was investigated in fasting (FL) and 120 min after glucose loading. Results. FL level was 21,1[13,6;39,0] ng/ml. Relationships between FL and HOMA-R, а^ between FL and FI were enough strong (r=0,5, р<0,05). FL in the patient with moderate diabetes control was twice as much compared to FL in patients with poor diabetes control: (28,0[16,8;47,5] v.s. 12,6[9,2;14,3] ng/ml, (р<0,05)). We found a significant decrease in leptin level at 120 min IVGTT (11% from FL, (р<0,05)). The most reduction of leptin level was in moderate diabetes control group, which had the overall area under insulin curve. We discovered a correlation between percentage of leptin reduction and insulin increase on 70 minute of IVGTT (r=0,5, р<0,05). Inverse correlation was found between percent of leptin reduction in IVGTT and high density lipoprotein level (r=-0,4, р<0,02). Conclusion. FL in moderate diabetes control group was two times higher compared to poor diabetes control group. Leptin level after glucose loading was decreased compared with FL. Key words: type 2 diabetes mellitus, leptin, insulin, IVGTT.
Введение
Жировую ткань в настоящее время принято рассматривать как отдельный орган, являющийся местом синтеза различных гормонов и биологически активных пептидов, таких как лептин, адипонектин и многие другие, большинство из которых влияют на патогенетические механизмы развития сахарного диабета 2 типа (СД2) [1, 14].
В частности, лептин снижает аппетит, подавляя секрецию в гипоталамусе нейропептида Y, стимулирующего чувство голода [17]. Инсулин и глюкоза стимулируют экспрессию м-РНК лептина в адипо-цитах, вследствие чего уровень лептина повышается. Важнейшим свойством лептина является его анти-стеатогенный эффект, препятствующий эктопиче-
скому — вне жировой ткани — накоплению липидов, индуцирующих инсулинорезистентность (ИР) [19]. Особый интерес представляет постпрандиальная секреция лептина, которая влияет на чувство насыщения, окисление СЖК и элиминацию глюкозы мышечной и жировой тканями [3, 18].
Особенности секреции лептина у женщин, больных СД2, а также изменение секреции лептина после внутривенного введения глюкозы изучены недостаточно, что и явилось целью нашего исследования.
Материалы и методы
Исследование проведено на базе Московского областного научно-исследовательского клиниче-
41
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1'2010
42
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1'2010
Таблица 2
Уровни лептина натощак в зависимости от возраста, ИМТ, НОМА
Показатели п ЛПН, нг/мл Р (между группами)
<55 14 27,9[16,1-42,3]
Возраст 0,1
>55 18 17,1[10,3-7,2]
<30 10 11,817,7-23,4]
ИМТ, кг/м2 0,002
>30 22 27,9[16,4-44,4]
<2,7 10 11,7[7,8-16,2]
НОМА 0,0001
>2,7 22 29,9[19,4-45,7]
Таблица 1
Общая характеристика обследуемой группы
Параметры Значение
Количество больных 32
Средний возраст, лет 57,5[50;62,5]
ЛПН, нг/мл 21,1[13,6;39,0]
ЛП2, нг/мл 18,9[11,8;31,8]
ИМТ, кг/м2 32,7[29,1;37,1]
ОТ, см 105[99;110]
ОТ / ОБ 0,91[0,87;0,95]
ИПН, пмоль/л 73,5[37,0;34,5]
HbA1c, % 6,8[6,2;7,6]
ГПН, ммоль/л 7,7[6,5;9,8]
/г-индекс, л/мин. 1,5[1,1;1,7]
Н-индекс, ммоль/л 5,4[4,6;7,2]
НОМА-ИР 3,6[1,6;6,3]
ОХ, ммоль/л 5,9[5,4;6,5]
ЛПНП, ммоль/л 4,0[2,8;4,6]
ЛПВП, ммоль/л 1,0[0,0;1,1]
ТГ, ммоль/л 2,2[1,6;3,2]
*медиана [интерквартильный интервал]
ского института им. М.Ф. Владимирского (МОНИКИ). В нем приняли участие 32 женщины с СД2, ранее не получавшие сахароснижающую терапию. Общая характеристика обследуемой группы представлена в таблице 1. Медиана возраста больных составила 57,5[50;62,5] лет. В исследовании принимали участие больные с длительностью СД2 не более шести лет, причем у 28 из 32 обследованных больных он был выявлен впервые. В исследование не включались больные, ранее получавшие сахароснижающую терапию, имевшие хроническую почечную недостаточность, повышение уровня печеночных трансаминаз более чем в два раза. Исключены лица, принимавшие глюкокортикоиды менее чем за три месяца до включения в исследование.
У больных производился сбор жалоб и анамнеза, физикальный осмотр.
Впервые выявленный СД2 был установлен на основании повышения глюкозы плазмы натощак (ГПН): более 7 ммоль/л не менее чем в двух повторных исследованиях. Если ГПН была в пределах 6,1 —7,0 ммоль/л, то обследуемому назначался пе-роральный тест толерантности к глюкозе для дифференциальной диагностики НТГ, НГН и СД2. При уровне гликемии в венозной плазме через два часа после нагрузки глюкозой более 11,1 ммоль/л диагностировали сахарный диабет.
Глюкоза плазмы крови исследовалась с помощью биохимического анализатора Hitachi 912 (Hoffmann-La Roche Ltd/Roche Diagnostics GmbH).
Анализ на гликированный гемоглобин (НЬА1с) проводили методом жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на анализаторе гликозилированного гемоглобина DS5 Glycomat (фирма Drew Scientific, Нидерланды).
Инсулин и С-пептид определяли РИА-методом с помощью тест-систем Immunotech RIA (Чехия).
Индекс НОМА-IR (homeostasis model assessment — insulin resistance) рассчитывали по формуле: НОМА-IR = (ИПН х ГПН) / 22,5, где ИПН — инсулин плазмы натощак (мкЕд/мл); для перевода пмоль/л в мкЕд/мл использовали формулу пмоль/л / 6,945;
ГПН — глюкоза плазмы натощак (ммоль/л). Лептин измеряли методом планшетного двухслойного иммуноферментного анализа (сэндвич-ИФА). Тест-система — набор для измерения леп-тина производства фирмы DRG Instruments GmbH (Германия).
Определение уровня общего холестерина (ОХ), липопротеидов высокой (ЛПВП) / низкой плотности (ЛПНП), триглицеридов (ТГ) оценивали с помощью биохимического анализатора Hitachi 912 (Hoffmann-La Roche Ltd/Roche Diagnostics GmbH, Швейцария-Германия).
Внутривенный тест толерантности к глюкозе (ВТТГ) проводили путем внутривенного болюсного введения раствора 40%-ной глюкозы (из расчета 0,75 г глюкозы на килограмм массы тела) с последующим забором крови для определения уровней глюкозы. Схема забора крови: -20, -10, 0 (точка введения глюкозы), 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 14, 19, 22, 24, 27, 30, 40, 50, 70, 90, 120, 150, 180 минута. В каждой точке определяли глюкозу в условиях биохимической лаборатории. В последующем производили математический анализ результатов с определением показателя скорости элиминации глюкозы из крови (^-индекс) и показателя продукции глюкозы печенью (^-индекс) [2].
ВТТГ проводили всем больным и в нем определяли С-пептид и инсулин натощак через 70 и 120 минут после внутривенного введения глюкозы, уровень лептина в плазме натощак и через 120 минут после внутривенного введения глюкозы.
Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась при помощи программ SPSS, версия 13.4 для Windows. Результаты представлены в виде медианы и интерквартильного интервала. Для сравнения парных количественных использовался критерий Вилкоксона. Для сравнения непарных показателей использовался тест Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при p<0,05 (95%-й уровень значимости). Для изучения взаимосвязи между количественными показателями применялся метод корреляции Спирмена.
Таблица 3
Уровни инсулина, глюкозы и лептина в зависимости от значения HbA^
Показатели HbA1c<7% (1) HbA1c 7%-8,5% (2) HbA1c>8,5% (3)
ЛПН, нг/мл 23,9[13,7-39]*1-3 28,0[16,8-47,5]*2-3 12,6[9,2-14,3]
Снижение ЛП2, % 8,4[0,2-17,6]*1-2 22,8[17,9-32,0] 10,4[-0,5-25,2]
ГПН, ммоль/л 7,1[6,3-9,7]*1-3 7,6[7,3-7,7]*2-3 12,3[8,7-15,0]
ГП2, ммоль/л 6,8[6,0-9,5]*1-3 8,1[7,3-9,5] 11,1[8,9-13,3]
ИПН, пмоль/л 74,5[37,0-140] 87,5[37,3-126,0] 47,5[11,5-68,5]
Увеличение ИП2, % 73,6[-5,4-10,7] 34,5[-11,7-713,8] -12,3[-99,5-61,9]
Увеличение ИП70, % 101,4[59,1-233,3] 151,5[36,6-596,7] 79,4[-46,1-195,2]
Увеличение ИП120, % 33,6[18,9-125,2] 37,9[7,4-301,2] 29,5[-43,6-130,9]
S площадь под инсулинемической кривой 14750[11602-29690]*1-3 21425[9832-36776] 7930[4730-0265]
НОМА 3,3[1,6-5,7] 4,6[1,6-7,0] 3,8[1,4-10,7]
ИП2 - инсулин плазмы через две минуты после внутривенного введения глюкозы; ИП70 - инсулин плазмы через 70 минут после внутривенного введения глюкозы; ИП120 - инсулин плазмы через 120 минут после внутривенного введения глюкозы; ГП2 - глюкоза плазмы через 120 минут после внутривенного введения глюкозы.
Результаты и обсуждение
Медиана концентрации лептина плазмы натощак (ЛПН) в обследуемой группе находилась в пределах лабораторной нормы (1,1-27,6 нг/мл) и составила 21,1[13,6;39,0] нг/мл.
Между уровнем ЛПН и возрастом наблюдалась отрицательная корреляционная зависимость (г=-0,3, р<0,04), которая объясняется снижением с возрастом у женщин уровня эстрогенов, стимулирующих продукцию лептина [6, 15].
Между уровнем ЛПН и ИМТ отмечалась положительная корреляционная зависимость (г=0,7, р<0,0001). Соответственно, у больных с ИМТ>30 медиана ЛПН была почти в два раза выше, чем у больных с ИМТ менее 30 (р<0,05) (табл. 2). Полученные результаты совпадают с многочисленными литературными данными, отражающими прямую зависимость между жировой массой тела и продукцией лептина [4, 8, 13, 15].
Между уровнем ЛПН и уровнем инсулина плазмы натощак (ИПН) и ЛПН и индексом НОМА-Ш выявлена положительная корреляционная зависимость (г=0,5, р<0,001), что указывает на определенное участие лептина в механизмах развития ИР, и это неоднократно подтверждалось данными других исследований [8, 13, 16].
В зависимости от уровня НЪА1с, обследованные больные были разбиты на три группы (табл. 3). Если у больных уровень НЪА1с был в пределах 7-8,5%, медиана ЛПН была более чем в два раза выше по сравнению с больными, у которых уровень НЪА1с превышал 8,5%: 28,0[16,8-47,5] и 12,6[9,2-14,3] нг/мл соответственно (р<0,05) (табл. 3). Обратная зависимость между степенью декомпенсации диабета и уровнем ЛПН наблюдалась и в других исследованиях [5, 7]. Поскольку продукция лептина прямо зависит от концентрации инсулина в крови, то обнаруженное снижение уровня ЛПН у больных СД2 на фоне декомпенсации диабета можно объяснить ростом относительного дефицита инсулина. Это в условиях длительной ИР приводит к снижению инсулинозависимой секреции
лептина, которая восстанавливается при назначении эффективной сахароснижающей терапии (компенсации диабета).
Уровень лептина через два часа (ЛП2) после болюсного внутривенного введения глюкозы составил 18,9[11,8;31,8] нг/мл, то есть снизился на 11% от исходного (р<0,0001). По данным исследования Flanagan D.E. с соавт., проведенного в 2007 году, у здоровых людей после внутривенной нагрузки глюкозой также было обнаружено снижение уровня лептина в течение первого часа после внутривенного введения глюкозы, однако через три часа уровень лептина увеличивался [9]. Возможно, секреция лептина в пост-прандиальный период носит фазовый характер, снижаясь через один-два часа после введения глюкозы и повышаясь через три часа. На это косвенно указывает снижение секреции лептина в первую половину шестичасового гиперинсулинемического клэмпа у здоровых людей на фоне стимулированной ИР [10; 11].
Через два часа после внутривенной нагрузки глюкозой наблюдается снижение уровня лептина, причем в наибольшей степени — при умеренной декомпенсации диабета (ЫЬА1с 7% -8,5 %). Следует заметить, что стимуляция секреции инсулина у женщин, больных СД2, была в наибольшей степени выражена именно в этой группе (площадь под инсули-немической кривой — 21425 [9832-36776]), (табл. 3). Следовательно, при СД2 степень снижения лептина через два часа после ВТТГ находится в прямой зависимости от инсулинемии. Наличие положительной корреляционной зависимости между степенью снижения лептина и процентом увеличения инсулина плазмы через 70 минут после внутривенного введения глюкозы (r=0,5, p<0,05) позволяет предположить, что снижение лептина в условиях внутривенной нагрузки глюкозой находится в зависимости от второй фазы секреции инсулина.
Итак, мы наблюдаем фактически два феномена зависимости секреции лептина и инсулина:
1) прямая зависимость между инсулинемией и уровнем лептина натощак, как в норме, так и у больных СД;
43
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1 '2010
44
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1'2010
Рис. 1. Процент снижения лептина плазмы через 2 часа после в/в введения глюкозы в зависимости от уровней ИПН и ГПН
2) обратная зависимость между инсулинемией и леп-
тинемией в условиях углеводной нагрузки.
Первый феномен объясняется известной зависимостью секреции лептина от инсулинозависимого поступления глюкозы в адипоцит [18]: чем выше поступление энергетического субстрата (глюкозы) в клетку, тем интенсивнее идет синтез лептина.
Второй феномен можно объяснить тем, что инсулин обладает самостоятельным, не зависимым от стимуляции транспорта глюкозы в адипоцит, прямым подавляющим влиянием на секрецию лептина, что проявляется только при очень высоких концентрациях инсулина, заведомо выше, чем это необходимо для стимуляции утилизации глюкозы. В этом случае, несмотря на стимулированное поглощение глюкозы адипоцитами, секреция лептина подавляется. В результате в условиях углеводной нагрузки, а тем более при инсулинорезистентности, инсулинемия достигает достаточного для подавления продукции лептина уровня, и мы наблюдаем обратную зависимость между инсулинемией и уровнем лептина в ближайшие два-три часа после приема (введения) глюкозы. В этом случае следует также предположить, что на адипоцитах существует пул инсулиновых рецепторов, связанных не с транспортом глюкозы, а с регуляцией секреции лептина, которые задействуются только
при высоких концентрациях инсулина в крови. Или возможен какой-то еще механизм реализации обратной зависимости инсулинемии и лептинемии в условиях углеводной нагрузки.
Выявлена отрицательная зависимость между степенью снижения ЛП2 и НОМА-1Я (г=-0,4, р<0,05). То есть, чем выше НОМА-1Я, тем меньше снижение лептина после введения глюкозы. Более того, у лиц с высоким уровнем НОМА-Ш (ИПН>140 пмоль/л, ГПН>7 ммоль/л) отмечено увеличение лептина после нагрузки (рис. 1). С другой стороны, степень снижения лептинемии через два часа прямо пропорциональна уровню инсулина через 70 минут после внутривенного введения глюкозы. Следовательно, как гиперинсулинемия натощак, так и в тесте связаны со степенью снижения лептина через два часа, причем первый параметр — обратно пропорционально, а второй — прямо пропорционально.
Выявлена слабая корреляционная зависимость между уровнями ЛПН и ТГ (г=0,2, р<0,09), что может подтверждать наличие гиполипидемического эффекта лептина, обусловленного снижением синтеза свободных жирных кислот [12].
Выводы
1. У больных с декомпенсированным СД2 отмечается снижение уровня ЛПН по сравнению с больными СД2 в стадии субкомпенсации и компенсации, что может свидетельствовать о снижении стимуляции секреции лептина внутриклеточной глюкозой на фоне декомпенсации СД.
2. Наличие положительной корреляционной зависимости между уровнем лептина плазмы натощак и НОМА свидетельствует об определенной роли лептина в механизмах развития ИР.
3. У больных СД2 через два часа после внутривенного введения глюкозы отмечается снижение уровня лептина, наиболее выраженное при сохранной секреции инсулина.
Литература
1. Дедов И.И., Мельниченко Г.А. Ожирение. - М.: МИА, 2004, С. 53-62.
2. Древаль А.В. Двумерный параметр кинетики глюкозы в диагностике сахарного диабета // Лабораторное дело, 1988; С. 4: 47-54.
3. Bates S.H., Gardiner J.V., Jones R.B., Bloom S.R., Bailey C.J. Acute Stimulation of Glucose Uptake by Leptin in L6 Muscle Cells // Horm. Metab. Res., 2002; 34: Р. 111-5.
4. Bergen H., Funabashi T., Kleopoulos S.P., Zhong Y.G., Bauman W.A., Mobbs C.V. Obese gene expression: reduction by fasting and stimulation by insulin and glucose in lean mice, and persistent elevation in acquired (diet-induced) and genetic (yellow agouti) obesity // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996; 93: Р. 3434-8.
5. Buyukbese M.A., Cetinkaya A., Kocabas R., Guven A., Tarakcioglu M. Leptin levels in obese women with and without type 2 diabetes mellitus // Cell Signal, 2002; 14(8): Р. 655-63.
6. Casabiell X., Pineiro V., Peino R., et al. Gender differences in both spontaneous and stimulated leptin secretion by human omental adipose tissue in vitro: dex-amethasone and estradiol stimulate leptin release in women, but not in men // J. Clin. Endocrinol. Metab., 1998; 83: Р. 2149-55.
7. Clement K., Lahlou N., Ruiz J. et al. Association of poorly controlled diabetes with low serum leptin in morbid obesity // Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord., 1997; 21: Р. 556-61.
8. Considine R.V., Sinha M.K., Heiman M.L., Kriauciunas A., Stephens T.W., Nyce M.R., Ohannesian J.P., Marco C.C., McKee L.J., Bauer T.L. Serum im-
munoreactive-leptin concentrations in normal-weight and obese humans // N. Engl. J. Med., 1996; 334: P. 292-5.
9. Flanagan D.E., Vaile J.C. Gender differences in the relationship between leptin, insulin resistance and the autonomic nervous system // Regulatory Peptides, 2007, 140: P. 37-42.
10. Fried S.K., Ricci M.R., Russell C.D., et al. Regulation of leptin production in humans // J. Nutr., 2000: 130: 3127S-31S.
11. Fruehwald-Schultes B., Oltmanns K.M., Kern W., Born J., Fehm H.L., Peters A. The effect of experimentally induced insulin resistance on the leptin response to hyperinsulinaemia // Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord., 2002; 26: P. 510-
6.
12. Iritani N., Sugimoto T., Fukuda H. Gene expressions of leptin, insulin receptors and lipogenic enzymes are coordinately regulated by insulin and dietary fat in rats // J. Nutr., 130: P. 1183-88, 2000.
13. Maffei M., Halaas J., Ravussin E., Pratley R.E., Lee G.H., Zhang Y., Fei H., Kim S., Lallone R., Ranganathan S. Leptin levels in human and rodent: measurement of plasma leptin and ob RNA in obese and weight-reduced subjects // Nat. Med., 1995; 1: P. 1155-61.
14. Meier U., Gressner A.M. Endocrine Regulation of Energy Metabolism: Review of Pathobiochemical and Clinical Chemical Aspects of Leptin, Ghrelin, Adiponectin, and Resistin // Clinical Chemistry, 2004; 50: P. 1511-5.
15. Ostlund R.J., Yang J.W., Klein S., Gingerich R. Relation between plasma leptin concentration and body fat, gender, diet, age, and metabolic covariates // Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, 1996; 81: P. 3909-13. 16.Sandhofer A., Laimer M., Ebenbichler C.F., Kaser S., Paulweber B., Patsch J.R. Soluble leptin receptor and soluble receptor-bound fraction of leptin in the metabolic syndrome // Obes. Res., 2003; 11: P. 760-68.
17. Schwartz M.W., Woods S.C., Porte D., Seeley R.J., Baskin D.G. Central nervous system control of food intake // Nature, 2000; 404: P. 661-71.
18. Sivitz W.I., Walsh S.A., Morgen D.A., Thomas M.J., Haynes W.G. Effects of leptin on insulin sensitivity in normal rats // Endocrinology, 1997; 138: P. 3395-401.
19. Unger R. Lipotoxic Diseases // Annu. Rev. Med., 2002; 53: P. 319-36.
Древаль А.В. д.м.н., проф., руководитель отделения терапевтической эндокринологии ГУ МОНИКИ
E-mail: [email protected] Мисникова И.В. к.м.н., старший научный сотрудник отделения терапевтической эндокринологии ГУ МОНИКИ
E-mail: [email protected] Триголосова И.В. врач отделения терапевтической эндокринологии ГУ МОНИКИ
E-mail: [email protected]
45
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1 '2010
