CC BY
84
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Положительные метаболические и антиоксидантные свойства тестостерон-заместительной терапии при сочетании сахарного диабета типа 2 и гипогонадизма
А.С. Аметов1, A.A. Камынина1, О.А. Рождественская1, Е.Ю. Пашкова2
1 ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования», Москва
2 Научный клинический центр ОАО «РЖД», Москва
При сахарном диабете типа 2 (СД2) для достижения комплексных целевых метаболических показателей необходимо использовать многофакторную терапию. Современный подход к управлению СД2 предполагает коррекцию мужского гипогонадизма препаратами тестостерона - гормона, обладающего метаболическими и антиоксидантными свойствами.
Цель - оценить антиоксидантные свойства тестостерон-заместительной терапии и исследовать связь антиоксидантного статуса и метаболических параметров при использовании данной терапии у пациентов с СД2, висцеральным ожирением и гипогонадизмом.
Материал и методы. В рандомизированном (1:1) наблюдательном клиническом исследовании приняли участие 124 пациента, страдающих СД2 в сочетании с гипогонадизмом. Пациенты основной группы в течение 12 мес получали накожно гель тестостерона андрогель 50 мг/сут. Пациенты контрольной подгруппы тестостерон-заместительную терапию не использовали. Исходно и через 12 мес тестостерон-заместительной терапии оценена динамика антропометрических, метаболических параметров [уровни гли-кированного гемоглобина (HbA1c), триглицеридов (ТГ), общего холестерина (ОХ), липопротеинов низкой (ЛПНП) и высокой плотности (ЛПВП), индекс атерогенности (ИА)], показателей окислительного статуса [уровень супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГПО), показатель динамики интенсивности окислительного стресса (AOxS)]. Оценены параметры безопасности: уровень простатического специфического антигена (ПСА) и объем предстательной железы (Упр.ж.). Статистическая обработка проведена с использованием статистического программного пакета Statistica 6.0 для Windows с помощью методов параметрической статистики.
Результаты и обсуждение. На фоне андрогенотерапии отмечена положительная динамика HbA1c, ТГ, ОХ, ЛПВП, ЛПНП, ИА. Через 12 мес тестостерон-заместительной терапии межгрупповое различие составило -0,8%, -0,21, -0,16, 0,08 и -0,26 ммоль/л и -0,6 Ед соответственно (p<0,05). В основной группе повышение уровня тестостерона (с 9,2±1,8 до 15,4±2,1 пмоль/л) ассоциировалось с повышением СОД с 175,1+13,0 до 199,0+11,0 Ед/мл, ГПО - с 5256,8+778,9 до 6589,3+734,2 Ед/л и AOxS - с 1,0 до 1,17 (p<0,05). Не выявлено повышение уровня ПСА и Упр.ж. (p>0,05).
Выводы. Коррекция гипогонадизма у пациентов с СД2 и висцеральным ожирением с помощью тестостерон-заместительной терапии может способствовать безопасному и эффективному улучшению метаболических и антропометрических показателей, устранению глюкозолипотоксичности и повышению антиоксидантного статуса.
Ключевые слова:
сахарный диабет типа 2, висцеральное ожирение, окислительный стресс,
супероксиддисму-таза, глутатион-пероксидаза, тестостерон, тестостерон-заместительная терапия, мужское здоровье
The positive metabolic and antioxidative properties of the testosterone replacement therapy at the combination of the type 2 diabetes mellitus and the hypogonadism
/4.5. Ametov1, L.L. Kamynina1, 1 Russian Postgraduate Academy of Medical, Moscow
O.A. Rozhdestvenskaya1, 2 Scientific Clinical Centre JSCo «RZD», Moscow
E.Yu. Pashkova2
The treatment of type 2 diabetes mellitus (T2DM) is multifactorial because the complex metabolic targets. The recent approach to T2DM management is associated with the male hypogonadism correction using the testosterone replacement treatment (TRT), the hormone with metabolic and antioxidant effects.
Aim - to assume the antioxidant and metabolic TRT-effects at T2DM patients with visceral obesity and male hypogonadism. Purpose: the assessment of efficiency and safety of TRT at the patients with T2DM and male hypogonadism.
Material and methods. In the randomized (1:1) observational clinical trial 124 males with T2DM and androgen deficiency were included. Patients from the main group were treated with «Androgel» (10 mg/day cutaneous). The control group was without TRT. Before and after 12 months TRT it was assumed the dynamics of the following parameters: glycosylated hemoglobin HbA1c, triglycerides TG, total cholesterol T-CHOL, lipoproteins high density LPHD, lipoproteins low density LPLD, Atherogenic Index AI, and oxidative status parameters (superoxide dysmutase SOD, glutationperoxidase GPO, Index of the oxidative stress dynamics AOxS. The safety parameters (PSA and prostate volume Vpr) also were studied. The statistical handling was made with Statistica 6.0.
Results. If TRT took place, it was the positive dynamics of HbA1c, TG, T-CHOL, LPHD, LPLD, AI. During 12 months TRT the between-group differences were -0.8%, -0.21, -0.16, 0.08, -0.26 mmol/L and -0,6U accordantly (p<0.05). At the main group the testosterone increasing from 9.2+1.8 to 15.4+2.1 pmol/L is associated with the increasing: SOD (from 175.1+13.0 to 199.0+11.0 U/mL), GPO (from 5256.8+778.9 to 6589.3+734.2 U/L), AOxS (from 1.0 to 1.17) (p<0.05). PSA and Vpr don't elevated (p>0.05).
Conclusions. The correction of the androgen deficiency at the at the patients with T2DM, visceral obesity and male hypogonadism using TRT can help for safe and efficient improvement of metabolic parameters, elimination of glucolipotoxicity, and enhancement of the antioxidant status.
Keywords:
type 2 diabetes mellitus, visceral obesity, oxidative stress, superoxide dismutase, gluta-thione peroxidase, testosterone, testosterone replacement therapy, men health
Гендерный аспект в управлении сахарным диабетом типа 2 (СД2) предполагает достижение не только целевых значений метаболического контроля, но и поддержание высокого качества мужского здоровья. При современном рассмотрении патогенетического механизма развития СД2 и мужского гипогонадизма выявляется их глубинная взаимосвязь. Так, ключевым звеном прогрессирования СД2 является развитие окислительного стресса, усиливающегося при повышении вариабельности гликемии. Образование избыточного количества свободных радикалов кислорода определяет формирование плохой метаболической гликемической памяти, интенсивность процесса перекисного окисления липидов и развитие эндотелиальной дисфункции. Между тем вследствие влияния окислительного стресса на синтез тестостерона и эректильную дисфункцию данный процесс способствует прогрессированию мужского гипогонадизма. Кроме того, избыток висцерального жира вызывает нарушение адипо-кинового ответа и предрасполагает к снижению уровня тестостерона. Установлено, что коррекция мужского гипогонадизма ассоциируется с улучшением метаболических характеристик углеводного и липидного ответа. В настоящее время наряду с прямым влиянием тестостерона на функциональное состояние гипоталамо-гипофизарно-тестикулярной оси учитываются и его антиоксидантные
свойства, позволяющие внести вклад в устранение негативного эффекта свободных радикалов активного кислорода в условиях окислительного стресса при СД2.
Метаболические свойства тестостерона
Подтвержденная в настоящее время неразрывная патогенетическая связь между мужским гипогонадизмом и висцеральным ожирением позволяет рассматривать мужской гипогонадизм в качестве одного из компонентов метаболического синдрома. У пациентов с СД2 мужской гипогонадизм и висцеральное ожирение являются модифицируемыми факторами ухудшения гликемического и не-гликемического контроля. Распространенность мужского гипогонадизма у пациентов с СД2 и висцеральным ожирением составляет 51% [1]. При этом отсутствие коррекции гипогонадизма опосредует прогрессивное ухудшение качества гликемического контроля, развитие сердечно-сосудистых заболеваний, мужского остеопороза и повышение смертности [2].
Недостаток тестостерона ассоциируется с развитием состояния инсулинорезистентности. При этом инсулин, периферический гипоталамический регулятор, вызывает супрессию грелин-индуцированного сигнального пути кальция в нейронах аркуатных ядрер гипоталамуса, вырабатывающих нейропептид Y, и, соответственно, усиление синтеза NPY,
способствующего набору массы тела [3]. Инсулинорези-стентость на уровне гипоталамуса способствует снижению уровня лютеинизирующего гормона (ЛГ), что также вносит вклад в снижение уровня тестостерона. Между тем периферический эффект инсулина в клетках Лейдига опосредует нарушение процесса стероидогенеза и снижение синтеза тестостерона (рис. 1).
В стероидпродуцирующих клетках, к которым относятся и клетки Лейдига, митохондрии являются ключевым регулятором стероидогенеза. При этом в условиях стресса как адаптивной реакции организма происходит активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси и супрессия гипоталамо-гипофизарно-тестикулярной. Установлено, что митохондриальный стероидогенез - это сложный многоступенчатый процесс, характеризующийся сложным взаимодействием с другими клеточными и молекулярными структурами, особенно в период повышенной энергетической потребности организма. Так, ядерно-митохондриаль-ное взаимодействие опосредовано вовлечением в процесс транскрипционных факторов: ядерных респираторных факторов NRF1 и NRF2, транскрипционного фактора гамма-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом PRARg, а-изоформы рецепторов эстрогенов ERRa, фактора, связывающего cAMP-респонсивный элемент CRE, и многими другими. Кроме того, следует установить вклад семейства рецептора, активируемого пролифератором пероксисом, гамма-коактиватора 1 PGC1, регулирующего коактиваторы PGC1a, PGC1p, poLycomb-репрессивного комплекса PRC и оказывающего влияние на различные сигнальные пути в зависимости от типа питания, воздействия различных факторов роста, температуры и других параметров. Между тем определяющую роль в интенсивность стероидогенеза в клетках Лейдига, вырабатывающих тестостерон, играет ключевой регулятор стероидогенеза PGC1, стимулирующий cAMP-PRKA, cGMP и p-адренергические
рецепторы. Необходимо отметить, что стрессовая адаптация (стресс по Селье) и стероидогенез в клетках Лейдига регулируются одними и теми же регуляторами, а синтез тестостерона коррелирует с уровнем стресса [5].
Показано, что даже у лиц без нарушения углеводного обмена имеется коррелятивная связь между снижением уровня общего тестостерона и развитием метаболического синдрома. При этом выявлена статистически достоверно значимая корреляция между уровнем общего тестостерона и обхватом талии (beta=-0,395, p=0,03), характеризующая степень выраженности абдоминального ожирения, а также между уровнем общего тестостерона и липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) (beta=0,195, p=0,04) [6]. Установлено, что у мужчин с висцеральным ожирением и артериальной гипертензией уровень общего тестостерона обратно пропорционален массе гипертрофированного левого желудочка, уровню пульсового давления и усилению отраженной пульсовой волны [7].
В настоящее время продолжаются дебаты о значимости коррекции уровня тестостерона при использовании тестостерон-заместительной терапии для снижения частоты развития сердечно-сосудистых событий [8, 9]. В ходе полемики в качестве аргументов приводятся результаты исследований, метаанализов и обобщенных обзоров, которые, как правило, характеризуются высокой гетерогенностью. При этом сторонники использования тестостерон-заместительной терапии задаются вопросом: «Не следует ли использовать тестостерон в качестве кардиологического препарата, в том числе для лечения хронической сердечной недостаточности?» [10, 11].
Согласно исследованию EMAS (European Male Aging Study Group), в котором приняли участие 2599 мужчин в возрасте 40-79 лет, проживающих в 8 европейских странах, мужской гипогонадизм ассоциируется с высокими показателями общей и сердечно-сосудистой смертности. При этом данные показатели в 2 раза превышают общепо-
Инсулинорезистентность/ эндотелиальная дисфункция
Сахарный диабет типа 2 Сердечно-сосудистые заболевания Эректильная дисфункция Классический гипогонадизм
Гипоталамус и гипофиз
ГнРГ
ЛГ
1
1 Функция
клеток
Лейдига
т
ТАроматаза жировой
ткани
^ Эстрадиол
Рис. 1. Патогенетическая взаимосвязь между мужским гипогонадизмом, висцеральным ожирением и сахарным диабетом типа 2 (адаптировано по [4])
пуляционную смертность при уровне общего тестостерона <8 ммоль/л [отношение рисков (HR) 2,3 (1,2; 4,2)] и возрастают при сочетании с клиническими проявлениями гипо-гонадизма (снижение либидо, эректильная дисфункция, снижение количества утренних эрекций) [HR=3,2 (1,8-5,8)] [12]. Характерно, что в данном исследовании более низкий уровень тестостерона ассоциировался с развитием метаболического синдрома согласно критериям ATP-III [отношение шансов (OR) 1,72, р<0,001)]. При этом выявленная ассоциация сохранялась после проведения коррекции на уровень глобулина, связывающего половые гормоны (ГСПГ), индекс массы тела (ИМТ) и HOMA-IR (OR=1,43, 1,44 и 1,64 соответственно, р<0,001) [13].
У пациентов с СД2 установлена тенденция к ассоциации между уровнем ГСПГ и уровнем половых гормонов. Так, риск развития СД2 снижается в 3 раза при увеличении уровня ГСПГ [0R=0,30 (0,10-1,02)], тестостерона [0R=0,79 (0,411,72)]. При этом повышение уровня эстрадиола, напротив, повышает риск развития СД2 [OR=1,33 (0,72-2,83)].
Классическим исследованием метаболических эффектов тестостерон-заместительной терапии, висцерального ожирения и мужского гипогонадизма стало двойное слепое пла-цебо-контролируемое рандомизированное контролируемое исследование Moscow Study, в котором показано достоверно статистически значимое улучшение качества гликемического контроля, липидного обмена, снижение уровня провоспали-тельных цитокинов у пациентов, следовавших тестостерон-заместительной терапии [14].
Антиоксидантные свойства тестостерона
Важным аспектом плейотропного эффекта тестостерона является его антиоксидантное действие, ставшее предметом пристального внимания исследователей в последнее десятилетие. При этом необходимо отметить превалирование исследований с использованием экспериментальных животных моделей, так как прямая оценка антиоксидантного эффекта тестостерона сопряжена с забором биопсийного материала таргетных органов. Между тем трендом рассмотрения данной проблемы у человека является прежде всего лабораторная оценка антиоксидант-ного статуса как общего, так и отдельных ферментов, нейтрализующих свободные радикалы кислорода - активные формы кислорода (АФК). Следует отметить, что процесс образования и обезвреживания (нейтрализации) АФК является универсальным процессоми протекает во многих клетках, в том числе в р-клетках поджелудочной железы и клетках Лейдига. В настоящее время оценивается также влияние таргетных гормонов с точки зрения их антиоксидантной активности.
Подробнее остановимся на патофизиологии процесса окислительного стресса в целом и в мужской репродуктивной системе в частности.
Окислительный стресс усиливается в условиях высокой вариабельности гликемии. АФК вырабатываются в дыхательной цепи митохондрий, являющихся энергетической фабрикой клетки. АФК представляет собой группу короткоживу-щих низкомолекулярных соединений кислорода, основными из которых являются супероксид-анион -O2-, перекись водо-
рода Н202, гидроксил-радикал -ОН- и пероксинитрит ONOO-. В физиологических количествах АФК осуществляют функцию сигнальных молекул трансдукции, они необходимы для обеспечения защиты клетки. Между тем в условиях окислительного стресса увеличивается количество высокореактивных АФК. При этом защитный процесс в митохондриях становится самостоятельным, а патологический избыток свободных радикалов кислорода оказывает повреждающие действие на биологически важные макромолекулы - ДНК, липиды, протеины, изменяя функционирование клетки.
Необходимо отметить, что количество АФК как в норме, так и в условиях окислительного стресса регулируется при участии клеточных ферментов антиоксидантной защиты [супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГПО), каталазы] или под действием экзогенно вводимых соединений с антиоксидантной активностью. В клетках имеется система антиоксидантной защиты, опосредованная анти-оксидантными ферментами, локализованными в дыхательной цепи митохондрий (рис. 2), клеточном цитозоле и внеклеточно.
Нормальный процесс нейтрализации О2- протекает под действием 3 основных ферментов: СОД, ГПО и каталазы, улавливающих АФК из токсичных реакций Фентона и Хабера-Вейса (рис. 3). Так, на первой линии защиты из супероксид-аниона в реакции дисмутации под действием СОД образуется менее реакционноспособная перекись водорода Н2О2. В дальнейшем перекись водорода в реакции, катализируемой каталазой, распадается на инертные молекулы кислорода и воды. Другой альтернативной физиологической реакцией распада перекиси водорода является образование воды под действием системы ГПО, сопряженной с системой НАДФ+/НАДФН2+ с участием фермента глута-тионредуктазы.
Таким образом, в нормально функционирующей клетке существует система антиоксидантной и прооксидантной защиты (табл. 1). В норме она работает как буфер. В условиях окислительного стресса преобладают повреждающие процессы дистресса и апоптоза. Ферментом, нейтрализующим свободнорадикальные частицы активного кислорода, является СОД, ключевой антиоксидантный фермент класса оксидоредуктаз. СОД защищает клетки от повреждающего воздействия активного кислорода и находится на первой линии взаимодействия с частицами активного кислорода. СОД снижает их токсичность посредством катализа (ускорения) дисмутазной реакции распада супероксидных радикалов на перекись водорода и молекулярный кислород. Впоследствии перекись водорода, образовавшаяся в реакциях окисления с участием СОД, разлагается под воздействием фермента каталазы. Селенсодержащий ферментГПО приучастии GSH катализирует восстановление гидроперекисей липидов до спиртов, а также перекиси водорода до воды (Н2О2, ROOH). Восстановленный мономерный глутатион GSH переходит в дисульфид глутатиона GSSG с образованием соответствующего спирта и воды. При этом активность ГПО характеризует интенсивность функционирования глутатионового звена антиоксидантной системы и опосредует целостность мембран клеток и митохондрий [18].
Внутреннее митохондриальное пространство
Более кислая среда
H+
Л
\ 4H++ O2^=>2H2O2
Более щелочная среда
X NAD+ NADH tY " '
O2 о2--™Д^н2о2-™Д^о2
Митохондриальный матрикс
Рис. 2. Дыхательная цепь митохондрий (образование и нейтрализация супероксидрадикала кислорода) (адаптировано по [15])
странениеокислительного стресса
Ферменты-антиоксиданты
NADPH + H+
NADP+
X
2GSH
Реакция дисмутации
ONOO-
NO
Реакция Хабера-Вейса
у СС^°2Н+ O2 + OH-
H2O2 ^^ Fe2+
ГПО
GSSG Реакция
2H2O
Фентона
Каталаза
+ Fe2+ (+Cu1+)
H2O + 1/2O2
•OH
+ Fe3+ + OH-
Рис. 3. Образование и нейтрализация свободных радикалов кислорода (адаптировано по [16], [17]) GSH - глутатион, GSSG - глутатион-З-З-глутатион, GR - глутатионредуктаза.
O
O
У пациентов с СД2 в условиях гипергликемического стресса усиливается митохондриальное образование АФК в митохондриях, изменяется профиль антиоксидантых ферментов (рис. 4), что предопределяет развитие каскада патологических процессов и прогрессирование осложнений СД2.
Кроме того, тестостерон влияет на интенсивность процесса гликолиза посредством воздействия на его ключевые ферменты - гексокиназу-2, фосфофруктокиназу и глюкозо-
6-фосфатазу, оказывая влияние на утилизацию глюкозы в пентозофосфатном шунте и цикле Кребса. Тестостерон также способствует повышению активности гликогенсинтетазы и снижению активности гликогенфосфорилазы, что усиливает гликогеногенез и снижает гликогенолиз. Установлено, что интенсивность процесса окислительного фосфорилиро-вания в митохондриях зависит от уровня тестостерона. При воздействии тестостерона активируется убиквинол-цито-хром С-редуктаза и усиливается образование АТФ [20].
Таблица 1. Основные составляющие антиоксидантной защиты у человека (адаптировано по [16])
I Антиоксиданты 1 Энзиматические I Неэнзиматические I
Эндогенно- CuZnSOD (SOD1) Мочевая кислота
синтезируемые MnSOD (SOD2) Билирубин
Внеклеточная Глутатион
SOD (SOD3) Коэнзим Q
Каталаза ^ацетилцистеин
Глутатионперок- Мелатонин
сидаза
Тиоредоксин
Поступающие с пищей Витамин А Витамин С Витамин Е Фолиевая кислота Флавоноиды Полифенол
Необходимо рассмотреть вопрос о точках выреза (cut-off) уровня тестостерона для начала проведения тестостерон-заместительной терапии, регламентированных ныне действующими руководствами и гайдлайнами. Так, согласно Рекомендациям Международного общества по изучению вопросов старения мужчин ISSAM [21] и Европейской урологической ассоциации EAU [22], нижней границей нормы считают уровень общего тестостерона 12,1 нмоль/л и свободного тестостерона 243 пмоль/л. Эндокринологическое общество США рассматривает значения 10,4 и 310 пмоль/л для общего и свободного тестостерона соответственно как один из параметров мужского гипогонадизма [23]. При этом, согласно Рекомендациям Международного общества сексуальной медицины (ISSM), тестостерон-заместительная терапия показана всем пациентам с уровнем общего тестостерона менее 8 нмоль/л (тяжелая степень андрогенодефицита), а также пациентам с уровнем тестостерона 8-12,1 нмоль/л (легкая степень андрогенодефицита) при наличии симптомов дефицита андрогенов [24]. В Проекте российских рекомендаций по диагностике и лечению гипогонадизма у мужчин в качестве порогового уровня тестостерона предложено значение 12,1 нмоль/л [25].
Цели исследования - оценить антиоксидантные свойства тестостерон-заместительной терапии и исследовать связь антиоксидантного статуса и метаболических параметров при использовании данной терапии у пациентов с СД2, висцеральным ожирением и гипогонадизмом.
Материал и методы
В клиническом наблюдательном исследовании приняли участие 124 пациента, страдающих СД2 в сочетании с ан-дрогенным дефицитом, курируемых амбулаторно в КДЦ ГКБ № 81 г. Москвы и Медицинском центре «ПОЛИКЛИНИК. РУ». Средний возраст пациентов составил 55,8±8,9 года,
козо- и липотоксичности (адаптировано по [19]) МДА - малоновый диальдегид, КПГБ - конечные продукты гликирования белков, КБ - карбонилированные белки, СОД -супероксиддисмутаза, ГПО - восстановленный глутатион.
длительность установления диагноза СД2 - 5,8±4,1 года, медиана ИМТ - 31,9±3,9 кг/м2. У всех пациентов, включенных в исследование, было получено информированное согласие. Предшествующая включению в исследование схема сахароснижающей, гиполипидемической и антиагре-гантной терапии оставалась стабильной в ходе проведения исследования. В исследуемой выборке не все пациенты имели целевые значения параметров гликемического контроля и липидного профиля, однако отклонения не были значительно выраженными. Средние значения указанных параметров в основной и контрольной группах также превышали целевые в связи включения в исследование пациентов, отказавшихся от интенсификации сахароснижающей и гиполипидемической терапии или вследствие имеющихся противопоказаний.
Пациенты методом генерирования случайных чисел были рандомизированы (1:1) на 2 группы в зависимости от использования терапии препаратами тестостерона. Пациенты основной группы в течение 12 мес получали препараты тестостерона накожно - гель тестостерона андрогель 1 пакет в сутки (в 5 г геля содержится 50 мг тестостерона; регистрационный номер ЛС-000869 от 29.12.06). Пациенты контрольной подгруппы андрогенотерапию не использовали. Антропометрические параметры и метаболические параметры пациентов основной и контрольной групп были сопоставимы (табл. 2). Дизайн исследования представлен на рис. 5.
Исследована динамика метаболических, антропометрических и антиоксидантных показателей (в течение 12 мес). Уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) оценен методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в соответствии со стандартом NGSP (анализатор гемоглобина DS5 VARIANT® II TURBO, BIO-RAD, США). Уровни триглицеридов (ТГ), общего холестерина (ОХ), холестерина липопротеинов высокой (ЛПВП) и низкой плотности (ЛПНП) исследованы иммунотурбидиметрически (автомати-
Таблица 2. Основные метаболические и антропометрические характеристики пациентов основной и контрольной групп на момент включения в исследование
Показатель Основная группа ТЗТ+, n=60 Контрольная группа ТЗТ-, n=60 Р
Возраст, годы 60,6±7,4 58,9±7,8 0,64
Длительность заболевания, годы 5,0±4,6 4,8±3,3 0,26
Прием метформина, % 75,3 72,0 0,94
Инсулинотерапия, % 21,7 20,0 0,92
Общий холестерин, мкмоль/л 5,7±1,2 5,9±1,3 0,52
Триглицериды, мкмоль/л 2,6±1,5 2,7±1,4 0,48
Индекс атерогенности 5,2±2,1 5,4±2,0 0,69
^ % 7,9±1,6 7,7±1,4 0,79
Тестостерон общий, мкмоль/л 9,7±3,2 10,0±2,6 0,75
ИМТ, кг/м2 31,4±3,8 32,0±4,3 0,73
Окружность талии, см 105,4±9,2 103,4±10,4 0,83
Объем простаты, мл 23,4±7,9 24,5±8,3 0,84
Супероксиддисмутаза, Ед/мл 175,1±13,0 179,9±16,4 0,90
Глутатионпероксидаза, Ед/л 5256,8±778,9 5146,3±926,5 0,73
ческий биохимический анализатор Vitros 5,1FS, Ortho Clinical Diagnostics «Johnson&Johnson», США). Рассчитан индекс атерогенности (ИА).
Уровень общего тестостерона определен методом усиленной хемилюминесценции (автоматический иммунодиагно-стический анализатор Vitros 3600, Ortho Clinical Diagnostics «Johnson&Johnson», США). Все включенные в исследование пациенты имели гипогонадизм (То6щ<12,1 ммоль/л). Vпр.ж. определен с помощью УЗИ. Определен уровень общего про-стат-специфического антигена (ПСА). Качество мужского здоровья оценено методом письменного опроса. Определена балльная оценка по опросникам МИЭФ-5 (Международный индекс эректильной дисфункции - IIEF-5, International index of erectile function) и шкале старения мужчины AMS (Aging Males' Symptoms).
В качестве динамики интенсивности окислительного стресса оценивалась динамика активности ферментов анти-оксидантной защиты - СОД и ГПО (биохимический анализатор Vitalab Flexor Junior, «Vital Scientific N.V.», Нидерланды). Активность ферментов оценена спектрометрическим методом (СОД - в процессе ингибирования реакции восстановления формазанов из солей тетразолия, ГПО - по интенсивности реакции уменьшения окисления НАДФ в НАДФ+ в присутствии данного фермента). Уровень окислительного стресса в периферических органах-мишенях прямым методом не исследовался, так как прямой метод сопряжен с био-псийным забором материала.
Показатель динамики интенсивности окислительного стресса AOxS, предложенный для использования в данном исследовании, рассматривается как оценочный показатель динамики (снижения) повреждающего действия свободно-радикального окисления, ассоциированного с развитием глюкозолипотоксичности. Показатель AOxS является полуколичественным и отражает динамику выраженности окис-
Динамика (12 мес):
1) HbA1c, гликемия натощак
и постпрандиальная
2) Параметры липидограммы: ТГ, ОХ, ЛПВП, ЛПНП, ИА
3) ИМТ, ОТ, ОТ/ОБ
4) Tst
5) PSA, Vnр.ж.
6) МИЭФ-5, AMS
7) Активность антиоксидантных ферментов: супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы
Рис. 5. Дизайн исследования
лительного стресса в условиях глюкозолипотоксичности. Показатель АОхБ является интегральным, так как отражает динамику интенсивности окислительного стресса, обусловленную изменением нескольких составляющих: АОхБ = (отношение снижения индекса атерогенности) х (отношение снижения НЬА1с) х (отношение снижения СОД) х (отношение снижения ГПО), доли (рис. 6). Так, смещение АОхБ в интервал от 0 до 1 свидетельствует о снижении выраженности окислительного стресса. При этом значения АОхБ, превышающие 1, свидетельствуют об усилении окислительного стресса у рассматриваемого пациента. Показатель АОхБ предусматривает динамическую оценку четырех основных нарушений метаболических параметров, ассоциированных с окислительным стрессом: гипергликемии, дислипидемии, снижения антиок-сидантной активности ферментов СОД и ГПО.
Индекс динамики окислительного стресса AOxS
AOxS =
AОхS = 1 отсутствие динамики AОхS <1 положительная динамика AОхS >1отрицательная динамика
Рис. 6. Показатель динамики окислительного стресса - индекс АОхБ
НЬА„ % 8,4
6 12 Продолжительность, мес
-♦-Т3Т+ -И-Т3Т-
Рис. 7. Динамика уровня гликированного гемоглобина у пациентов с сахарным диабетом типа 2 на фоне тестостерон-заместительной терапии (ТЗТ) и в ее отсутствие
ммоль/л
7-
2 — 1 —
0
p<0,05 6
p<0,05
2,5
fl
p<0,05 4
p<0,05
1,5
ТГ
ОХ ЛПВП □ 0 мес
ЛПНП □ 12 мес
4,5 т- p<0,05
4 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
0,5 0
ИА
Рис. 8. Динамика показателей липидограммы у пациентов с сахарным диабетом типа 2 на фоне тестостерон-заместительной терапии
Статистическая обработка проведена с использованием статистического программного пакета Statistica 6.0 для Windows с помощью методов параметрической (t-критерий Стьюдента) статистики. При значении p<0,05 различия были достоверно статистически значимыми.
Результаты и обсуждение
Висцеральное ожирение, ассоциированное с развитием СД2, отягощает достижение терапевтического эффекта вследствие развития глюкозолипотоксичности. Глюкозо-липотоксичность у пациентов с СД2, висцеральным ожирением и гипогонадизмом сопровождается усилением интенсивности окислительного стресса и формированием плохой метаболической памяти вследствие опосредованных данными процессами эпигенетических изменений [26]. Безусловно, тестостерон не является препаратом с целенаправленным сахароснижающим или гиполипидемическим эффектом, однако тестостерон-заместительная терапия ассоциируется с выраженным снижением глюкозолипо-токсичности и окислительного стресса. Так, использование тестостерона ассоциируется со снижением уровня HbA1c в группе пациентов, использовавших тестостерон-заместительную терапию, отмечено статистически достоверно значимое улучшение классических параметров углеводного обмена: гликемии натощак, постпрандиальной гликемии и HbA1c. При этом отмечено более выраженное снижение постпрандиальной гликемии в сравнении с гликемией натощак. Улучшение качества гликемического контроля было отмечено через 6 мес от начала применения андрогено-терапии и сохранялось на протяжении всего периода наблюдения (рис. 7). Динамика гликемических показателей рассматривалась как статистически достоверно значимая не только в сравнении с исходными показателями, но и с результатами динамики углеводного обмена в контрольных точках 6 и 12 мес.
У пациентов с СД2, развившимся на фоне висцерального ожирения, отмечается нарушение липидного обмена, классически описываемое диабетической дислипидемической триадой (повышение уровней ТГ и ОХ в сочетании со снижением уровня ЛПВП). Набор массы тела лишь усугубляет степень выраженности дислипидемии. Между тем отмеченное в основной группе снижение массы тела ассоциировалась с улучшением динамики липидного обмена (рис. 8).
Таким образом, при использовании тестостерон-заместительной терапии отмечается ее положительный эффект на метаболические характеристики углеводного и липидного обмена, заключающийся в снижении глюкозолипотоксич-ности у пациентов основной группы. Между тем в нашем исследовании продемонстрировано, что положительный метаболический эффект тестостерон-заместительной терапии неразрывно связан с положительными антиоксидантными свойствами тестостерона. Так, на фоне использования препаратов тестостерона у пациентов с СД2 и висцеральным ожирением основной группы отмечается статистически достоверно значимое повышение уровня основных маркеров окислительного стресса (СОД и ГПО) в сравнении с контрольной группой (рис. 9).
5
3
3
1
Показатель окислительного стресса OxS является интегральным, оценивающим влияние глюкозолипотоксичности и окислительного стресса. При улучшении метаболических показателей глюкозолипотоксичности и антиоксидантного статуса он не превышает единицы. На фоне поражения показатель OxS снижается, что свидетельствует о положительных метаболических и антиоксидантных свойствах тестостерона. Таким образом, на фоне тестостерон-заместительной терапии эффект тестостерона у пациентов с СД2 заключается в устранении: 1) гипергликемии, запускающей каскад избыточного образования свободных радикалов кислорода; 2) гиперлипидемии, определяющей количество метаболиче-
ского субстрата, вступающего в реакцию перекисного окисления липидов, а также 3) снижении антиоксидантной активности СОД (первичного сквеллера свободных радикалов) и 4) снижении активности ГПО, антиоксидантного фермента глутатионового цикла (сквеллера свободных радикалов на второй линии антиоксидантной защиты).
Соответственно, при назначении тестостерон-заместительной терапии отмечено повышение индекса OxS, что свидетельствует об уменьшении выраженности окислительного стресса (рис. 10).
Назначение тестостерон-заместительной терапии пациентам с СД2 и гипогонадизмом снижает последствия окисли-
ммоль/л 210-
200 '190
180 175
■ 170 Ч—
160 —
150
p<0,05 199
p>0,05 180
176
ТЗТ+ ТЗТ-□ 0 мес
б
л7500 з- 7000
М CS
== 6500 о
I 6000
X
о
I 5500
I—
! 5000
I—
с
£ 4500
I—
А4000
p<0,05
6589
5256
ТЗТ+
□ 12 мес
p>0,05
5146
4979
ТЗТ-
AOxS, доли
1,5
0,5
Усиление
окислительного
стресса
p<0,05
ЗГТ+
Усиление окислительного стресса
p>0,05
0,43
ЗГТ-
□ 0 мес
□ 12 мес
а
0
Рис. 9. Динамика показателей окислительного стресса у пациентов с сахарным диабетом типа 2 на фоне тестостерон-заместительной терапии в течение 12 мес
Рис. 10. Динамика показателей липидограммы у пациентов с сахарным диабетом типа 2 на фоне тестостерон-заместительной терапии и в ее отсутствие
гШШЯРРп
СД2 Т3Т+
Рис. 11. Профиль антиоксидантных ферментов у пациентов с сахарным диабетом типа 2 в условиях глюкозо- и липо-токсичности (адаптировано по [19])
Рис. 12. Последствия окислительного стресса при сахарном диабете (адаптировано по [17])
тельного стресса, что сопровождается снижением образования АФК в митохондриях, а это в свою очередь нормализует профиль антиоксидантых ферментов (рис. 11). Таким образом, коррекция уровня тестостерона и его плейотропное антиоксидантное действие минимизирует риск развития диабетических осложнений (рис. 12).
Необходимо отметить, что использование тестостерон-заместительной терапии характеризуется высокой безопасностью, подтвержденной отсутствием статистически достоверно значимым увеличением уровня ПСА и Упр.ж.. Назначение тестостерон-заместительной терапии ассоциируется с повышением качества жизни пациента, так как ассоциируется с уменьшением выраженности эректильной дисфункции (балльная оценка по опроснику МИЭФ-5) и симптомов, тестированных по опроснику АМБ (Шкала старения мужчины).
Выводы
1. Проведение тестостерон-заместительной терапии у пациентов с СД2, висцеральным ожирением и гипогонадиз-мом характеризуется не только положительным метаболическим, но и мощным антиоксидантным эффектом.
2. Назначение тестотерон-заместительной андрогено-терапии у пациентов с СД2 и гипогонадизмом сопровождается повышением уровня антиоксидатных ферментов, что характеризует снижение выраженности окислительного стресса и позволяет предотвратить осложнения СД2.
3. Фармакологическая коррекция мужского гипогона-дизма у пациентов с СД2 сопровождается улучшением многочисленных параметров метаболического и тестостеронового статуса и должна быть включена в комплексную терапию СД2.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Аметов Александр Сергеевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой эндокринологии ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования» Минздрава России, Москва Е-таН: [email protected]
Камынина Людмила Леонидовна - кандидат медицинских наук, врач-эндокринолог, сотрудник кафедры эндокринологии ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования» Минздрава России, Москва Е-таН: [email protected]
Рождественская Ольга Анатольевна - врач-эндокринолог, аспирант кафедры эндокринологии ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования» Минздрава России, Москва
Пашкова Евгения Юрьевна - кандидат медицинских наук, заведующая отделением эндокринологии Научного клинического центра ОАО «РЖД», Москва
ЛИТЕРАТУРА
1. Dhindsa S., Miller M.G., McWhirter C.L. et al. Testosterone concentrations in diabetic and non-diabetic obese men // Diabetes Care. 2010. Vol. 33. P. 1186-1192.
2. Costanzo P.R., Knoblovits P. Male gonadal axis function in patients with type 2 diabetes // Horm. Mol. Biol. Clin. Investig. 2016. Vol. 26, N 2. P. 129-134.
3. Maejima Y., Kohno D., Iwasaki Y., Yada T. Insulin suppresses ghrelin-induced calcium signaling in neuropeptide Y neurons of the hypothalamic arcuate nucleus // Aging. 2011. Vol. 3. P. 1092-1097.
4. Wang C., Jackson G., Jones T.H. et al. Low testosterone associated with obesity and the metabolic syndrome contributes to sexual dysfunction and cardiovascular disease risk in men with type 2 diabetes // Diabetes Care. 2011. Vol. 34, N 7. P. 1669-1675.
5. Gak I.A., Radovic S.M., Dukic A.R. et al. Stress triggers mitochondrial biogenesis to preserve steroidogenesis in Leydig cells // Biochim. Biophys. Acta. 2015. Vol. 1853, N 10. Pt A. P. 2217-2227.
6. Blaya R., Thomaz L.D., Guilhermano F. et al. Total testosterone levels are correlated to metabolic syndrome components // Aging Male. 2016. Vol. 19, N 2. P. 85-89.
7. Vlachopoulos C., Pietri P., Ioakeimidis N. et al. Inverse association of total testosterone with central haemodynamics and left ventricular mass in hypertensive men // Atherosclerosis. 2016. Vol. 250. P. 57-62.
8. Gencer B., Mach F. Testosterone: a hormone preventing cardiovascular disease or a therapy increasing cardiovascular events? // Eur. Heart J. 2015 Dec 5. pii: ehv439. [Epub ahead of print]
9. Ungureanu M.C., Costache I.I., Preda C. et al. Myths and controversies in hypogonadism treatment of aging males // Rev. Med. Chir. Soc. Med. Nat. Iasi. 2015. Vol. 119, N 2. P. 325-333.
10. Al-Khalil O. [Testosterone, a new «heart medicine»? or «Can I trust a new observational study?»] // Praxis (Bern 1994). 2015. Vol. 104, N 22. P. 1223-1234.
11. Wang W., Jiang T., Li C. et al. Will testosterone replacement therapy become a new treatment of chronic heart failure? A review based on 8 clinical trials // J. Thorac. Dis. 2016. Vol. 8, N 5. P. E269-E277.
12. Pye S.R., Huhtaniemi I.T., Finn J.D. et al. Late-onset hypogonadism and mortality in aging men. EMAS Study Group // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2014. Vol. 99. P. 1357-1366.
13. Antonio L., Wu F.C., O'Neill T.W. et al. Associations between sex steroids and the development of metabolic syndrome: a longitudinal study in European men // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2015. Vol. 100, N 4. P. 1396-1404.
14. Тишова Ю.А., Калинченко С.Ю. Роль коррекции гипогонадизма в лечении метаболического синдрома у мужчин и аспекты безопасности терапии препаратом тестостерона пролонгированного действия (результаты двойного слепого рандомизированного плацебоконтро-лируемого исследования) // Ожирение и метаболизм. 2010. № 26. С. 36-43.
15. Dikalov S. Crosstalk between mitochondria and NADPH oxidases // Free Radic. Biol. Med. 2011. Vol. 51, N 7. P. 1289-1301.
16. Kayama Y., Raaz U., Jagger A. et al. Diabetic cardiovascular disease induced by oxidative stress // Int. J. Mol. Sci. 2015. Vol. 16, N 10. P. 25 234-25 263.
17. Araki E., Nishikawa T. Oxidative stress: A cause and therapeutic target of diabetic complications // J. Diabetes Investig. 2010. Vol. 1, N 3. P. 90-96.
18. Aprioku J.S. Pharmacology of free radicals and the impact of reactive oxygen species on the testis // J. Reprod. Infertil. 2013. Vol. 14, N 4. P. 158-172.
19. Tiwari B.K., Pandey K.B., Abidi A.B., Rizvi S.I. Markers of oxidative stress during diabetes mellitus // J. Biomark. 2013. Article ID 378790.
20. Rao P.M., Kelly D.M., Jones T.H. Testosterone and insulin resistance in the metabolic syndrome and T2DM in men // Nat. Rev. Endocrinol. 2013. Vol. 9, N 8. P. 479-493.
21. Dohle G.R., Arver S., Bettocchi C. et al. Guidelines on Male Hypogonadism. European Association of Urology, 2015. 24 p.
REFERENCES
1. Dhindsa S., Miller M.G., McWhirter C.L., et al. Testosterone concentrations in diabetic and non-diabetic obese men. Diabetes Care. 2010; Vol. 33: 1186-92.
2. Costanzo P.R., Knoblovits P. Male gonadal axis function in patients with type 2 diabetes. Horm Mol Biol Clin Investig. 2016; Vol. 26 (2): 129-34.
3. Maejima Y., Kohno D., Iwasaki Y., Yada T. Insulin suppresses ghrelin-induced calcium signaling in neuropeptide Y neurons of the hypothalamic arcuate nucleus. Aging. 2011; Vol. 3: 1092-7.
4. Wang C., Jackson G., Jones T.H., et al. Low testosterone associated with obesity and the metabolic syndrome contributes to sexual dysfunction and cardiovascular disease risk in men with type 2 diabetes. Diabetes Care. 2011; Vol. 34 (7): 1669-75.
5. Gak I.A., Radovic S.M., Dukic A.R., et al. Stress triggers mitochondrial biogenesis to preserve steroidogenesis in Leydig cells. Biochim Biophys Acta. 2015; Vol. 1853 (10 Pt A): 2217-27.
6. Blaya R., Thomaz L.D., Guilhermano F., et al. Total testosterone levels are correlated to metabolic syndrome components. Aging Male. 2016; Vol. 19 (2): 85-9.
7. Vlachopoulos C., Pietri P., Ioakeimidis N., et al. Inverse association of total testosterone with central haemodynamics and left ventricular mass in hypertensive men. Atherosclerosis. 2016; Vol. 250: 57-62.
8. Gencer B., Mach F. Testosterone: a hormone preventing cardiovascular disease or a therapy increasing cardiovascular events? Eur Heart J. 2015 Dec 5. pii: ehv439. [Epub ahead of print]
9. Ungureanu M.C., Costache 1.1., Preda C., et al. Myths and controversies in hypogonadism treatment of aging males. Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi. 2015; Vol. 119 (2): 325-33.
10. Al-Khalil O. [Testosterone, a new «heart medicine»? or «Can I trust a new observational study?»]. Praxis (Bern 1994). 2015; Vol. 104 (22): 1223-4.
11. Wang W., Jiang T., Li C., et al. Will testosterone replacement therapy become a new treatment of chronic heart failure? A review based on 8 clinical trials. J Thorac Dis. 2016; Vol. 8 (5): E269-77.
12. Pye S.R., Huhtaniemi I.T., Finn J.D., et al. Late-onset hypogonadism and mortality in aging men. EMAS Study Group. J Clin Endocrinol Metab. 2014; Vol. 99: 1357-66.
13. Antonio L., Wu F.C., O'Neill T.W. et al. Associations between sex steroids and the development of metabolic syndrome: a longitudinal study in European men. J Clin Endocrinol Metab. 2015; Vol. 100 (4): 1396-404.
22. Lunenfeld B., Mskhalaya G., Zitzmann M. et al. Recommendations on the diagnosis, treatment and monitoring of hypogonadism in men // Aging Male. 2015. Vol. 18, N 1. P. 5-15.
23. Testosterone Therapy in Men with Androgen Deficiency Syndromes: An Endocrine Society Clinical Practice Guideline. URL: http://press.endocrine.org/doi/full/10.1210/jc.2009-2354#sthash. 4eAH3JZ6.dpuf
24. ISSM quick reference guide on testosterone deficiency on men. Version: September 2015. 8 p.
25. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Роживанов Р.В., Курбатов Д.Г. Рекомендации по диагностике и лечению гипогонадизма (дефицита тестостерона) у мужчин. Проект // Пробл. эндокринол. 2015. Т. 61, № 5. C. 60-71.
26. Аметов А.С., Камынина Л.Л., Ахмедова З.Г. Глюкозо- и липоток-сичность - взаимоотягощающие факторы при сочетании сахарного диабета типа 2 и ожирения // Врач. 2014. № 4. С. 21-23.
14. Tishova Ju.A., Kalinchenko S.Ju. The role of the correction of the male hypogonadism at the metabolic syndrome treatment and the safety therapy with prolongated testosterone drug. Ozhirenie i metabolism [Obesity and Metabolism]. 2010; Vol. 26: 36-43. (in Russian)
15. Dikalov S. Crosstalk between mitochondria and NADPH oxidases. Free Radic Biol Med. 2011; Vol. 51 (7): 1289-301.
16. Kayama Y., Raaz U., Jagger A., et al. Diabetic cardiovascular disease induced by oxidative stress. Int J Mol Sci. 2015; Vol. 16 (10): 25 234-63.
17. Araki E., Nishikawa T. Oxidative stress: A cause and therapeutic target of diabetic complications. J Diabetes Investig. 2010; Vol. 1 (3): 90-6.
18. Aprioku J.S. Pharmacology of free radicals and the impact of reactive oxygen species on the testis. J Reprod Infertil. 2013; Vol. 14 (4): 158-72.
19. Tiwari B.K., Pandey K.B., Abidi A.B., Rizvi S.I. Markers of oxidative stress during diabetes mellitus. J Biomark. 2013. Article ID 378790.
20. Rao P.M., Kelly D.M., Jones T.H. Testosterone and insulin resistance in the metabolic syndrome and T2DM in men. Nat Rev Endocrinol. 2013; Vol. 9 (8): 479-93.
21. Dohle G.R., Arver S., Bettocchi C., et al. Guidelines on Male Hypogonadism. European Association of Urology, 2015: 24 p.
22. Lunenfeld B., Mskhalaya G., Zitzmann M., et al. Recommendations on the diagnosis, treatment and monitoring of hypogonadism in men. Aging Male. 2015; Vol. 18 (1): 5-15.
23. Testosterone Therapy in Men with Androgen Deficiency Syndromes: An Endocrine Society Clinical Practice Guideline. URL: http://press. endocrine.org/doi/full/10.1210/jc.2009-2354#sthash.4eAH3JZ6.dpuf
24. ISSM quick reference guide on testosterone deficiency on men. Version: September 2015: 8 p.
25. Dedov I.I., Melnichenko G.A., Rozhivanov R.V., Kurbatov D.G. The recommendations on diagnostics and treatment of male hypogonadism (deficit of testosterone). The project [Rekomendacii po diagnostike i lecheniju gipogonadizma (deficita testosterona) u muzhchin. Proekt]. Problemy Jendokrinologii [Problems of Endocrinology]. 2015; Vol. 61 (5): 60-71. (in Russian)
26. Ametov A.S., Kamynina L.L., Ahmedova Z.G. Glucotoxocoty and lypotoxicity are the interrelated factors at the combination Type 2 Diabetes Mellitus with obesity. Vrach [Physician]. 2014; Vol. 4: 21-3. (in Russian)
