CC BY
38
30
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1'2007
Вариабельность базальных уровней грелина у лиц с различными нарушениями углеводного обмена при метаболическом синдроме
О.В. Черныш, Т.В. Мохорт*
Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека
^Белорусский государственный медицинский университет
Ожирение, артериальная гипертензия (АГ), нарушения углеводного и липидного обменов являются основными компонентами метаболического синдрома (МС). Клиническая значимость нарушений и заболеваний, объединенных рамками данного синдрома, заключается в том, что их сочетание в значительной степени ускоряет развитие и прогрессирование атеросклеротических сосудистых заболеваний, которые, по оценкам экспертов ВОЗ, занимают первое место среди причин смертности населения индустриально развитых стран [3,4]. Многие современные исследователи рассматривают метаболический синдром как прелюдию сахарного диабета типа 2 (СД 2): риск развития СД 2 у лиц с МС в среднем в 5—9 раз выше, чем при его отсутствии [12, 18].
Ключевыми звеньями, объединяющими различные нарушения, развивающиеся при метаболическом синдроме, являются первичная инсулинорезистентность (ИР) и компенсаторная гиперинсулинемия [1,2].
Причинно-следственные взаимосвязи ожирения, СД 2 и остальных компонентов метаболического синдрома в настоящее время активно изучаются. За последние 10—15 лет опубликован целый ряд работ, свидетельствующих о гетерогенности причин и о сложном до конца не изученном механизме развития этого биологического феномена [5]. Установлено, что в формировании ИР немаловажная роль принадлежит гормонам, в том числе гормону грелину-пептидному гормону, секрети-рующемуся преимущественно в желудке [13]. Эффекты грелина опосредуются через стимулирующие рецепторы гормона роста (ОИБЯ), которые широко распространены по всему организму [9]. Недавние исследования показывают, что грелин играет роль в гомеостазе глюкозы и регуляции АД, кроме того, стимулируя активность нейропептид-У-содержащих нейронов и подавляя ПОМК-содержащие нейроны, способствует увеличению потребления пищи и повышению массы тела [6, 15, 22, 23]. С учетом значимости данного гормона в формировании ожирения и регуляции метаболизма глюкозы и инсулина, большой интерес вызывают исследования, посвященные изучению секреции грелина при метаболическом синдроме. Опубликованные данные о роли грелина в формировании нарушений углеводного обмена противоречивы и требуют уточнения.
Целью настоящей работы явилась оценка уровней базальной секреции грелина у лиц с различными нарушениями углеводного обмена при МС.
Материалы и методы
Обследовано 96 пациентов — 39 мужчин и 57 женщин, в возрасте 35—55 лет (средний возраст 45,29+2,0). Средний ИМТ обследованных составил 35,24+1,80 кг/м2, систолическое АД — 146,57+6,41 мм рт ст., диастолическое АД — 92,54+3,52 мм рт. ст.
Контрольную группу составили 28 практически здоровых лиц сравнимого возраста (42,21+2,3), в том числе 17 мужчин и 9 женщин, с ИМТ 23,84+0,79 кг/м2, систолическое АД 115,7+2,16 мм рт. ст., диастолическое АД — 76,96+2,07 мм рт. ст.
Для проведения сравнительного анализа динамики уровней грелина в зависимости от нарушений углеводного обмена включенные в исследование больные были разделены на 3 группы, принципиально не отличающиеся по возрасту и ИМТ: 1-я группа (п=37) — больные с абдоминальным ожирением и отсутствием нарушений углеводного обмена по данным глюкозотолерантного теста; 2-я группа (п=29) — с абдоминальным ожирением и нарушением толерантности к глюкозе (НТГ), 3-я группа (п=30) — с абдоминальным ожирением и впервые возникшим СД типа 2 (ВВСД 2). Абдоминальное ожирение оценивали по следующим показателям: ИМТ более 30 кг/м2, для мужчин ОТ более 94 см и ОТ/ОБ более 0,9; для женщин — ОТ более 80 см и ОТ/ОБ более 0,85. Нарушение толерантности к глюкозе и впервые выявленный СД 2 верифицировали на основании проведения глюкозотолерантного теста и показателей тощаковой гликемии согласно рекомендациям ВОЗ [24]. Все пациенты имели проявления АГ (135/85 мм рт. ст. и выше). В табл. 1 представлены некоторые клинические характеристики обследованных лиц.
В исследование не включались пациенты с гиноид-ным ожирением (ОТ/ОБ менее 0,85 у женщин и менее
0,95 у мужчин), тяжелой и вторичной АГ, заболеваниями ЖКТ, тяжелыми соматическими и психическими заболеваниями, а также женщины с нарушением менструального цикла и менопаузального периода.
В ходе исследования измеряли антропометрические показатели: массу тела, рост, окружность талии (ОТ) и бедер (ОБ); рассчитывали индекс массы тела (ИМТ) по
Таблица 1
Клинические характеристики обследованных (М±т)
Показатель 1 -я группа (ожирение) n=37 2-я групп (ожирение+НТГ) 3-я группа (ВВСД +ожирение) n=29 n=30 4-я группа (контроль) n=26
Возраст, лет 44,15±1,88 46,63±2,49 45,10±1,65 42,21±2,30
ИМТ, кг/м2 35,95±1,69* 35,57±2,0* 34,21±1,71* 23,84±0,79
ОТ, см 117±3,92* 115±6,24* 115±4,05* 86±2,24
ОТ/ОБ 0,99±0,02* 0,99±0,04* 1,01±0,02* 0,86±0,02
Систолическое АД, мм рт. ст. 143,6±5,87* 149,8±7,56* 146,3±5,8* 115,7±2,16
Диастолическое АД, мм рт. ст. 89,68±3,82* 94,14±3,41* 93,8±3,34* 76,96±2,07
Достоверность различий показателей сравниваемых групп отмечена символами * р<0,05 по отношению к группе контроля;
Таблица 2
Лабораторные показатели обследованных (М±т)
Показатель 1 -я группа (ожирение) n=37 2-я групп (ожирение+НТГ) n=29 3-я группа (ВВСД +ожирение) n=30 4-я группа (контроль) n=26
Глюкоза крови (венозная), ммоль/л 5,17±0,22*# " 5,88±0,33*+# 8,16±0,6*#+" 4,7±0,24
Фруктозамин, мкмоль/л 264,1±11,7*“ 279,1±13,5*“ 324,5±21,4*+" 239,6±13,9
ОХ, ммоль/л 5,22±0,3 5,47±0,43* 5,7±0,46* 4,77±0,29
Холестерол ЛПВП, ммоль/л 1,05±0,07 1,05±0,16 0,96±0,04* 1,17±0,09
Холестерол ЛПНП, ммоль/л 3,55±0,37* 3,62±0,32* 3,38±0,49 2,96±0,37
Индекс атерогенности 4,14±0,40*“ 4,7±0,99* 5,11±0,66*+ 3,13±0,41
Достоверность различий показателей сравниваемых групп отмечена символами * р<0,05 по отношению к группе контроля; + р<0,05 по отношению к группе 1; # р<0,05 по отношению к группе 2; * р<0,05 по отношению к группе 3
формуле — вес тела (кг)/рост2 (м), соотношение окружности талии и бедер (ОТ/ОБ) в см. Измерение АД проводили в положении лежа после 5-минутного отдыха трехкратно. В сыворотке крови, взятой утром из кубитальной вены между 8.00 и 9.00 после 12-часового голодания, определяли уровни гликемии, инсулинемии, С-пептида, проинсулина, грелина и показатели липидного спектра крови: общий холестерол (ОХ), холестерол липопротеи-нов высокой плотности (ХС ЛПВП), холестерол липо-протеинов низкой плотности (ХС ЛПНП). Определение концентрации глюкозы (глюкозо-оксидазный метод) и фруктозамина (калориметрический метод) в плазме крови проводилось с использованием анализатора «АВВОТТ ARCHITECT С8000». Измерение показателей липидного спектра в сыворотке крови проводили ферментативным методом с применением набора реактивов фирмы «CORMEY» (Польша) на спектрофотометре «Солар» РМ 2111 (Беларусь). Расчет индекса атерогенно-сти проводился по формуле (ИА=ХС ЛПНП/ХС ЛПВП). Концентрации инсулина, С-пептида, проинсулина, грелина в сыворотке измеряли иммунофермен-тным методом с использованием диагностических наборов производства фирмы «DRG International» (США) с помощью автоматического иммуноферментного анализатора «BEPII Plus» фирмы «Behring» (Германия).
Данные показатели, характеризующие группы обследованных лиц, представлены в табл. 2.
Кроме антропометрических характеристик состояние инсулинорезистентности характеризовалось расчетными индексами, имеющими высокую степень корреля-
ции с эугликемическим клэмп-тестом [25]. Для этой цели нами рассчитывались НОМА-Ж=(Гл0 х Инс0)/22,5; Reciprocal of НОМА-Ж= 22,5/(Гл0 х Инс0) и QUICKI=1/ Log Гл0 + Log Инс0.
Математическую обработку результатов проводили с помощью статистических пакетов ЕХСЕL, Statgraphics v. 5.5. Достоверность различий между группами определяли с помощью критерия Стьюдента. Связь между различными показателями анализировали с помощью метода ранговой корреляции Спирмена. Статистически значимыми считались различия при величине р<0,05.
Результаты и обсуждение
Как видно из данных, представленных в табл. 1, наличие абдоминального типа ожирения у обследованных лиц 1—3-й групп подтверждено антропометрическими показателями. Средние значения показателя ИМТ в группах больных были больше 30 кг/м2 и достоверно превышали таковой в контрольной группе (р<0,05 для всех групп). У больных средние значения ОТ и индекса ОТ/ОБ были существенно выше, чем у лиц контрольной группы (р<0,05 для всех групп), и соответствовали описанным в литературе различным методам диагностики абдоминального ожирения [19, 21]. Средние показатели уровней систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления в группах больных были выше минимального 135/85 мм рт.ст, названного в литературе диагностическим [10], составили для САД 146,57±6,41и ДАД 115,7+2,16 мм рт. ст. и достоверно отличались от таковых в контроле (р<0,05). При анализе результатов липидного
1
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1'2007
32
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1'2007
Таблица 3
Клинико-лабораторные показатели, характеризующие ИР у обследованных лиц
Показатель 1 группа(ожирение) п=37 2 групп (ожирение+НТГ) n=29 3 группа (ВВСД +ожирение) n=30 4 группа (контроль) п=26
Инсулин, мЕд/л 21,3±3,86* 21,6±3,08* 21,62±4,92* 9,96±1,18
С-пептид, нг/мл 2,86±0,56*# 4,2±1,09*“ 3,51±0,65* 1,28±0,76
Проинсулин, пкмоль/л 18,9±3,82*“ 18,9±4,59*“ 30,6±6,41*+# 9,85±2,92
НОМА-IR 5,03±1,03*“ 5,63±0,86*“ 7,7±1,77*+# 2,06±0,23
Reciprocal of НОМА-IR 0,20±0,1*“ 0,18±0,05*“ 0,13±0,06*+# 0,49±0,06
QUICKI 0,23±0,04*“ 0,21±0,02*“ 0,18±0,03*+# 0,32±0,02
Достоверность различий показателей сравниваемых групп отмечена символами * р<0,05 по отношению к группе контроля; * р<0,05 по отношению к группе 1; * р<0,05 по отношению к группе 2; * р<0,05 по отношению к группе 3
спектра крови уровни ОХ, холестерола ЛПНП и индекса атерогенности у больных с проявлениями метаболического синдрома были выше, чем в контрольной группе (р<0,05), а уровни холестерола ЛПВП достоверно не отличались в сравниваемых группах (см. табл. 2). Клиниколабораторные показатели, характеризующие ИР, представлены в табл. 3.
Средние значения базальной инсулинемии у больных с проявлениями метаболического синдрома оказались одинаковыми, но существенно выше уровня данного показателя у здоровых и составили 21,5+3,95 по отношению к 9,96+1,18 мЕд/л соответственно. Однако этот критерий лишь косвенно подтверждает наличие ИР у больного. Как указывалось ранее, для определения уровня ИР мы использовали расчетные индексы, исходя из базальных концентраций инсулина и глюкозы, которые имели высокую степень корреляции с эугликемическим клэмп—тестом, наиболее информативным, но трудно выполнимым для большого количества исследований [7, 25]. Сравнительный анализ значений этих показателей у больных и в контроле подтвердил наличие инсулиноре-зистентности в исследуемых группах лиц с МС с максимальными нарушениями в 3-й группе (см. табл. 3). Следует отметить, что наиболее выраженные отклонения зарегистрированы при анализе НОМА-1Я, уровень которого возрастал с нарастанием патологии от
Рис. 1. Вариабельность базального уровня грелина в зависимости от степени выраженности метаболических нарушений.
2,06+0,23 в группе контроля до 7,7+1,77 в группе 3, т.е. при наличии абдоминального ожирения и ВВСД2.
При анализе базальных уровней грелина тощаковый уровень грелина в группе обследованных с МС составил 51,22+11,55 нг/мл и был достоверно ниже контрольных значений — 88,76+16,9 нг/мл (р<0,001). Нами не было отмечено различий в уровнях грелина в зависимости от пола обследованных. Так уровни грелина составили 62,2+16,1 и 57,5+15,2 нг/мл у мужчин и женщин в группе обследованных с МС (р=0,17) и 89,71+20,7 и 86,74+24,08 нг/мл у мужчин и женщин (р=0,4) в группе контроля. Полученные данные совпадают с результатами, описываемыми в литературе, где указывается, что снижение уровней грелина происходит в постменопаузальном периоде у женщин и в возрасте старше 60 лет — у мужчин [14], значимые же половые различия отмечаются в детском и подростковом возрасте [14, 22].
При анализе вариабельности базальных уровней гре-лина отмечено, что наиболее низкий уровень грелина (41,29+11,3 нг/мл) был зафиксирован в 3-й группе. При этом отмечено прогрессивное снижение уровня грелина с нарастанием выраженности нарушений углеводного обмена от 61,06+11,9 в группе 1, до 51,32+11,4 в группе 2 и 41,29+11,3 нг/мл в группе 3 (рис. 1), что подтверждено при проведении аппроксимации (№=0,9904).
Далее нами был проведен анализ вариабельности уровня грелина от степени ожирения (рис. 2). Полученные результаты свидетельствуют, что при возрастании степени ожирения в группе 1 регистрируется снижение уровня грелина с 71,59+7,09 при 1-й степени до 50,34+6,58 при 2-й степени (р<0,05) и 55,39+16,35.нг/мл при 3-й степени ожирения (р<0,05 уб 1-й степени ожирения). В группе 3 также отмечена аналогичная динамика прогрессивного снижения уровня грелина с 50,12+16,5 при 1 степени до 29,12+11,9 (р<0,05) и 25,85+7,5 (р<0,05) при 2 и 3 степенях ожирения соответственно. Следует отметить, что при сравнении уровней грелина у лиц со 2-й и 3-й степенями ожирения разница оказалась недостоверной, что может быть объяснено небольшим количеством пациентов с 3-й степенью ожирения (п=11).
При оценке вариабельности уровня грелина от степени ожирения нами отмечено, что наиболее достоверные значения были выявлены в группе 3, что нашло подтверждение при построении степенного тренда и аппро-
Рис. 2. Уровни базального грелина в зависимости от степени ожирения (n=96).
ксимации полученных результатов (R2=0,9358) по сравнению с группой 1 (R2=0,5934).
Зависимость уровня грелина от ИМТ нашла подтверждение и при корреляционном анализе: уровни грелина отрицательно коррелировали с ИМТ (г=0,41; р<0,05). Также выявлена отрицательная статистически достоверная связь уровней грелина с индексом ОТ/ОБ и ОТ (г=0,39; р<0,05).
Большой интерес представляют исследования роли грелина в регуляции АД. Установлено, что данный гормон оказывает положительное влияние на гемодинамические показатели: сокращает постнагрузку и усиливает сердечный выброс [16]. Вазодилататорный эффект, возможно, осуществляется через ось гормон роста-ИФР-1—NO [18]. При анализе корреляционных связей уровней грелина и АД выявлена отрицательная связь между уровнями грелина с уровнями систолического (г=0,40; р<0,01) и диастолического АД (г=0,39; р<0,01) (см рис. 3, 4).
На сегодняшний день спорным остается факт об участии грелина в регуляции метаболизма глюкозы и инсулина, поэтому нами был проведен анализ зависимости базального уровня грелина от показателей, характеризующих углеводный обмен и инсулинорезистетность. В полученных результатах отмечена статистически значимая отрицательная корреляционная связь грелина с показателями гликемии (г=0,18; р<0,05) (см. рис. 5), фруктозамина (г=0,34; р<0,05), инсулина (г=0,18; р<0,01) (см. рис. 6), С-пептида (г=0,15; р<0,05) и индексом ИР - НОМА-IR (г=0,23; р<0,05), и положительная с индексами ИР Reciprocal of НОМА-IR и QUICKI (г=0,22; р<0,05 и г=0,19; р<0,05 соответственно) (рис. 7).
Среди показателей базальной липидемии зафиксирована отрицательная корреляционная связь концентрации грелина с показателем индекса атерогенности (г=0,32, р<0,01) с другими же показателями липидного спектра статистически значимой связи не выявлено.
Как указывалось ранее, низкие уровни грелина коррелируют с нарастанием массы тела, тем самым подтверждая роль этого гормона в формировании ожирения.
Таким образом, низкие уровни грелина ассоциирова-
Рис. 3. Корреляционная связь базального уровня грелина и САД.
Рис. 4. Корреляционная связь базального уровня грелина и ДАД.
ны с базальной гиперинсулинемией, показателями инсулинорезистентности и со степенью нарушений углеводного обмена, т.е. СД 2. Наши данные согласуются с результатами ранее проведенных исследований [8, 17, 18, 20, 22]. Так, Т. ОБ1ег-§агё и соавт. было показано, что тощаковые концентрации грелина снижены у здоровых потомков больных диабетом типа 2, т.е. у потенциально предрасположенных к СД 2 лиц [17]. Низкие концентрации грелина были ассоциированы с инсулиноре-зистентностью у больных с синдромом поликистозных яичников [18, 20] и при ожирении у детей и подростков [11]. Негативная корреляция между тощаковыми уровнями грелина и инсулина была выявлена Т. БЬиуа и соавт. [22]. Приведенные данные свидетельствуют, что низкие уровни грелина (гипогрелинемия) могут играть значимую и причинную роль в развитии СД 2.
Выявленная негативная корреляция между уровнем грелина и АД является косвенным подтверждением влияния грелина на формирование МС и указывает на возможное вовлечение его в регуляцию сосудистого
зз
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1'2007
34
ОЖИРЕНИЕ И МЕТАБОЛИЗМ 1'2007
Рис. 5. Корреляционная связь базального уровня грелина и базальной гликемии.
Рис. 6. Корреляционная связь базального уровня грелина и базальной инсулинемии.
Рис. 7. Корреляционная связь базального уровня грелина и показателями НОМА-1Я.
тонуса, а именно, гипогрелинемия способствует возникновению артериальной гипертензии.
Выводы
1. Отмечено снижение базальных уровней грелина у лиц с ожирением при МС и выявлена отрицательная корреляция с ИМТ, ОТ и ОТ/ОБ, что свидетельствует о возможном влиянии дефицита грелина на формирование висцеральной формы ожирения.
2. Наиболее значимое снижение уровня грелина отмечено при ВВСД или ВВСД2, при этом грелинемия отрицательно коррелирует с концентрацией инсулина, гликемии, фруктозамина, показателями инсулинорезистентности НОМА-1Я и QUICKI, что может играть роль в этиологии диабета типа 2.
3. Негативная ассоциация между уровнями грелина и АД указывает на участие грелина в регуляции АД и подтверждает возможную роль его дефицита в возникновении артериальной гипертензии.
Литература
1. Балаболкин М.И. Инсулинорезистентность и ее значение в патогенезе нарушений углеводного обмена и сахарного диабета типа 2. // Сахарный диабет.-
2002.- №1.- С. 12-22.
2. Гинзбург М.М., Крюков Н.Н. Ожирение. Влияние на развитие метаболического синдрома. Профилактика и лечение // М.: Мед-практика.-2002.-С. 127.
3. Дедов И.И., Сунцов Ю.И., Кудрякова С.В. Эпидемиология сахарного диабета. Сахарный диабет. Руководство для врачей.- М.;Универсум паблишинг.-
2003.- С.75-93.
4. Дедов И.И, Фадеев В.В. Введение в диабетологию. Руководство для врачей.-М.;Издательство Берег.- 1998.- С.37-38.
5. Диденко В.А. Метаболический синдром, история вопроса и этиопатогенез. // Лабораторная медицина.- 1999.- №2.- С.12-18.
6. Altman J. Weight in the balance.// Neuroendocrinology.- 2002.- Vol.76.-P.131-136.
7. Bonora E., Targher G., Alberiche M. et al. // Diabetes Care.- 2000.- Vol. 23 -P.57-63.
8. Flanagan D., Evans M. et al. The influence of insulin on circulating ghrelin. //Am J Physiol. Endocrinol. Metab.- 2003.- Vol.284.- Р.313-316.
9. Gnanapavan S., Kola B., Bustin SA. et al. // J Clin. Endocrinol. Metab.-2002.-Vol.87- P.2988-2991.
10. Hansen B. // Ann. N. Y. Acad. Sci.- 1999.- Vol.892.- P.1-24.
11. Ikezaki A.,Hosoda H. et al. // Diabetes.- 2002.- Vol.51.- P.3408-3411.
12. I somaa B., Almagren P., Tuomi T. et al. // Diabetes Care.- 2001.- Vol.24.-P.683-689.
13. Kojima M., Hosoda H., Date Y. et al. // Nature.- 1999.- Vol.402.- P.656-660.
14. Lely A., Tschop M., Heiman M. et al. Biological, Physiological, Pathophysiological, and Pharmacological Aspects of Ghrelin. //Endocrine Reviews.- 2004.- Vol.25.- P.426-457.
15. Lewis G.F., Carpentier A. et al. // Endoc. Rev.-2002.- Vol.23.- P.201-229.
16. Okumura H., Nagaya N., Enomoto M. et al. // J Cardiovasc. Pharmacol.- 2002.-Vol.39 - P.779-783.
17. Ostergard T., Hansen T.K., Nyholm B. et al // Diabetologia.- 2003.- Vol.46.-P.134-136.
18. Pagotto U., Gambineri A.J. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab.-2002.- Vol.87.-P.5625-5629.
19. Pouliot M.C., Despres J.P., Lemieux S.et al. // Am. J. Cardiol.-1994.-Vol.73.-P.460-468.
20. Schofl C., Horn R., Schill et al // J. Clin. Endocrinol. Metab.- 2002.- Vol.87.-P.4607-4610.
21. Schreiner P.J., Terry J.G., Evans G.W. et al. // Am. J. Epidemiol.-1996.-Vol.144.-P.335-345.
22. Shiiya T., Nakasato M., Mizuta M. et al. Plasma Ghrelin Levels in Lean and Obese Humans and the Effect of Glucose on Ghrelin Secretion // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism.- 2002.- Vol.87.- P.240-244.
23. Tschop M.,Weyer C. et al // Diabetes.- 2001.- Vol.50.- P.707-709.
24. World Health Organization : Definition, Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus and its Complications.- Geneva, 1999.- Part 1.
25. Yokoyama H., Emoto M., Fujiwara S. et al // J. Clin. Endocrinol. Metab.- 2004.-Vol.89- P.1481-1484.
