В последние несколько десятилетий исследования, изучающие метаболические нарушения, отдают адипоциту центральную роль в регуляции системного нутриентного и энергетического обмена. Лептин рассматривается как один из трех критических медиаторов вместе с адипонектином и жирными кислотами, выделяемыми адипоцитами для поддержания метаболического гомеостаза [1]. В настоящее время активно изучается роль лептина в развитии различных заболеваний, ассоциированных с ожирением и артериальной гипертонией (АГ). В немногочисленных исследованиях, посвященных изучению взаимосвязей между уровнями лептина и наличием предиабета, были показаны противоречивые результаты относительно уровня лептина у пациентов с нормогликемией, предиабетом и сахарным диабетом типа 2 (СД2) [2-10]. Исследование уровня лептина и определение его взаимосвязей с вариантом предиабета позволят более точно понять роль метаболической составляющей в этиологии ранних нарушений углеводного обмена.
Целью исследования было определение возможных взаимосвязей уровня лептина плазмы с клинико-метаболическими параметрами пациентов с различными вариантами впервые выявленных ранних нарушений углеводного обмена.
Материал и методы
На базе Архангельского городского эндокринологического центра (АГЭЦ) ГБУЗ Архангельской области "Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич" и кафедры госпитальной терапии и эндокринологии ФГБОУ ВО "Северный государственный медицинский университет" Минздрава России (СГМУ) проведено сплошное поперечное исследование с использованием индивидуальных обезличенных данных. В исследование были включены все пациенты с впервые выявленными ранними нарушениями углеводного обмена [нарушением толерантности к глюкозе (НТГ) и нарушением гликемии натощак (НГН)] в Архангельской области, которые были направлены специалистами или обратились самостоятельно для консультации в АГЭЦ в течение одного календарного года (с 01.06.2013 по 31.05.2014). В исследование включали мужчин и женщин с предиабетом в возрасте старше 18 лет, без диагноза СД в анамнезе, но имеющих классические факторы риска СД2, такие как ожирение, отягощенная наследственность по СД2, косвенные признаки инсулинорезистентности. Обследование включенных в исследование пациентов проведено при наличии информированного согласия. Одобрение протокола планируемого исследования было получено в мае 2013 г. в комитете по этике СГМУ.
Для диагностики варианта предиабета в исследовании были использованы следующие диагностические критерии нарушений гликемии (табл. 1) [11]. Выборка была разделена на 2 группы на основании результатов проведенного стандартного перорального глюкозотолерантного теста.
&hide_Cookie=yes)
В рамках поставленных задач было проведено обследование всех пациентов, удовлетворявших критериям включения, были собраны анамнестические данные, проведены антропометрические и инструментальные исследования. Критерии включения: установленный диагноз ранних нарушений углеводного обмена - НТГ и НГН; проживание пациента в Архангельской области; возраст 18 лет и старше; согласие пациента на участие в исследовании. Критерии исключения: наличие у пациента диагноза СД; наличие у пациента с ранними нарушениями углеводного обмена других заболеваний и состояний, на фоне которых возможно вторичное нарушение углеводного обмена; беременность на момент диагностики ранних нарушений углеводного обмена; отказ от участия в исследовании. Антропометрические методы включали измерение массы тела в килограммах с точностью до 0,05 кг, измерение роста пациентов в сантиметрах с точностью до 0,5 см, измерение окружности талии (ОТ) в сантиметрах с точностью до 0,5 см. В анализ был включен расчетный индекс массы тела (ИМТ). ОТ измеряли с использованием сантиметровой ленты на середине расстояния между нижним краем реберной дуги и крылом подвздошной кости. Все антропометрические измерения были проведены утром натощак.
Инструментальные методы включали измерение артериального давления с целью выявления или мониторирования имеющейся у пациента АГ, согласно рекомендациям Российского медицинского общества по артериальной гипертонии. Артериальное давление (АД) у пациентов измеряли в положении сидя, 2 раза с интервалом в 1 мин, а при различии показателей более чем на 5 мм рт.ст. - 3 раза с расчетом среднего показателя для систолического (САД) и диастолического артериального давления (ДАД). Также в анализ был включен расчетный показатель пульсового артериального давления (ПАД), определяемый как разность САД и ДАД.
Количество и процентное содержание жира в организме пациентов определяли с помощью анализатора состава тела OMRONBF-306.
В анализ были включены следующие показатели: уровни глюкозы венозной плазмы, измеренные при проведении стандартного перорального глюкозотолерантного теста (ПГТТ) в плазме крови натощак и через 2 ч после нагрузки глюкозой в количестве 75 г; уровни общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), холестерина липопротеинов низкой (ХС ЛПНП) и высокой плотности (ХС ЛПВП), инсулина, измеренные в венозной плазме натощак. Был рассчитан показатель "холестерина нелипопротеинов высокой плотности" (ХС неЛПВП), определяемый как разность между ОХС и ХС ЛПВП. Для оценки инсулинорезистентности использовали индекс HOMA-IR, рассчитываемый по формуле:
HOMA-IR = глюкоза натощак (мМоль/л) x инсулин натощак (мкЕД/мл) / 22,5 [12].
В день сдачи анализов, выполненных в лабораториях лечебно-профилактических учреждений Архангельска и области, была также натощак забрана цельная венозная кровь для проведения отложенного анализа на лептин. Лептин был исследован в сыворотке 126 пациентов методом иммуноферментного анализа с использованием набора реагентов LeptineLisa фирмы "Diagnostics Biochem Canada Inc.".
Непрерывные количественные данные были представлены в виде средних арифметических и 95% доверительных интервалов в случае нормального распределения данных. В случае асимметричного распределения данных были использованы медианы с указанием нижнего и верхнего квартиля. Номинальные данные были представлены в виде частот. Процедуру проверки распределения количественных данных проводили с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Анализ количественных данных при нормальном распределении был проведен с использованием непарного t-критерия Стьюдента для двух независимых выборок. При распределении данных, отличающемся от нормального, был использован критерий Манна-Уитни. Анализ качественных данных проведен с использованием критерия χ2 Пирсона. Для оценки взаимосвязей уровня лептина сыворотки крови натощак с исследуемыми переменными был проведен парный корреляционный анализ с использованием коэффициента корреляции р: Спирмена. Множественный линейный регрессионный анализ был проведен с целью построения модели, включающей все параметры в качестве независимых переменных, которые статистически связаны уровнем лептина сыворотки крови натощак в качестве зависимой переменной. Проведены тесты на соблюдение условий, необходимых для применения вышеуказанных методов. В качестве критерия статистической значимости была выбрана вероятность случайной ошибки менее 5% (р <0,05). В данном исследовании применялся SPSS для Windows 15.0.
Результаты
В исследуемой выборке НТГ встречалось чаще, чем НГН. При сравнении показателей пациентов из групп НГН и НТГ статистически значимые различия были отмечены по возрасту пациентов и половому составу. Пациенты из группы НГН были старше. Доля мужчин в группе НГН была больше, чем в группе НТГ. Также в группе НГН женщин, находящихся в постменопаузальном периоде, было больше, чем в группе НТГ. По остальным демографическим и клиническим показателям статистически значимых различий не найдено (табл. 2).
&hide_Cookie=yes)
При оценке различий в биохимических показателях между группами пациентов НТГ и НГН было выявлено, что уровень лептина был статистически значимо выше в группе пациентов с НТГ (см. рисунок). По остальным показателям статистически значимых различий не выявлено (табл. 3).
&hide_Cookie=yes)
При проведении корреляционного анализа взаимосвязей уровня лептина сыворотки крови концентрация лептина показала статистически значимую положительную взаимосвязь с уровнем инсулина плазмы крови натощак, индексом НОМА-IR, ХС, массой тела, ОТ, долей и массой жира в организме, ЧСС и вариантом дисгликемии. В анализ были включены все пациенты выборки без разделения их на разные варианты предиабета.
При этом самые сильные взаимосвязи уровня лептина сыворотки крови были выявлены с ИМТ (рз=0,582, р<0,0005, n=126), долей и массой жира в организме р=0,539 и рз=0,568 соответственно, р<0,0005, n=120), тогда как взаимосвязь с уровнем инсулина р=0,396, р<0,0005, n=105), индексом НОМА-IR (р =0,386, р<0,0005, n=105), ОТ (р =0,402, р<0,0005, n=126) и массой тела пациента (р =0,460, р<0,0005, n=126) была средней силы. Слабая отрицательная корреляционная взаимосвязь была выявлена между лептином и уровнем ХС (р =-0,191, р=0,036, n=120). Между ЧСС и уровнем лептина сыворотки крови положительная взаимосвязь была слабой силы (рз=0,213, р=0,017, n=126). Чем выше была концентрация лептина, тем чаще выявлялось НТГ (р =0,187, р=0,036, n=126), хотя связь была слабой.
С показателем "возраст" лептин показал среднюю по силе и статистически значимую отрицательную взаимосвязь (р =-0,304, р=0,001, n=126). Также уровень лептина статистически значимо взаимосвязан с полом пациента (уровень лептина в выборке был выше у женщин), но взаимосвязь оценивалась как средняя (р =-0,315, р<0,0005, n=126).
Результаты множественного линейного регрессионного анализа с включением независимых переменных, связанных с зависимой переменной лептин, представлены в табл. 4. Вариабельность уровня лептина сыворотки крови натощак на 35,8% объяснялась моделью, включающей инсулин сыворотки крови натощак, пол, возраст, ИМТ, ОТ и долю жира в организме (скорректированный R2=0,358, р<0,001). Выбор скорректированного R2 был обусловлен относительно небольшим размером анализируемой выборки (n=126).
Только доля жира в организме была статистически значимым предиктором уровня лептина сыворотки крови натощак (β=0,458, р=0,014).
Обсуждение
Согласно нашим результатам, уровень лептина был статистически значимо выше в группе пациентов с НТГ. В других исследованиях таких различий не было найдено [8, 9]. Например, в исследовании А. Tonjes и соавт. статистически значимых различий в уровнях лептина в группах пациентов с НГН и НТГ не было найдено. В данном исследовании сравнивались пациенты с НТГ, НГН и СД2 по уровню адипокинов. Возраст пациентов варьировался от 18 до 77 лет, мужчин было 74, женщин - 105. В исследуемой популяции ИМТ варьировался от 21 до 62 кг/м2. Уровень лептина в этом исследовании в группе пациентов с НТГ составил в среднем 22,3±16,4 нг/мл, а в группе с НГН - 21,9±16,9 нг/мл (р=0,935). При post-hoc-анализе было выявлено, что уровень лептина в группах НТГ и НГН статистически значимо не отличался от группы с нормальной толерантностью к глюкозе, но был значимо ниже, чем в группе с СД2 [8]. Данные нашего исследования могут отличаться вследствие того, что доля мужчин в нашем исследовании была гораздо меньше. В исследовании A. Ishibashi и соавт. уровни лептина в группах с НГН, НТГ и комбинацией НТГ и НГН статистически значимо не различались. В данном исследовании приняли участие 300 мужчин из Японии, не связанных родственными узами, без хронических заболеваний или анамнеза регулярного приема медицинских препаратов (194 пациента имели нормальную толерантность к глюкозе, 91 - НТГ и/или НГН и 15 - СД2). При этом средний показатель лептина был несколько выше в группе с НТГ (6,1 нг/мл ±5%) по сравнению с группой с НГН (4,9 нг/мл ±5,9%) и с группой, сочетающей НТГ и НГН (5,4 нг/мл ±4,9%). Участники данного исследования отличались относительно невысокими показателями ИМТ. Так, средний ИМТ для группы пациентов с НТГ составил 23,7±3,2 кг/м2, для НГН - 25,2±2,4 кг/м2, а для группы с сочетанием НТГ и НГН - 24,4±3,3 кг/м2 [9]. В нашем исследовании большую часть выборки составили женщины европеоидной расы без исключения пациентов с хроническими заболеваниями и пациентов, принимавших лекарственные препараты на момент включения.
По результатам нашего исследования уровень лептина сыворотки крови показал статистически значимую положительную взаимосвязь с уровнем инсулина сыворотки крови натощак, индексом НОМА-IR, общим ХС, массой тела, ОТ, долей и массой жира в организме, ЧСС и НТГ. При этом самые сильные взаимосвязи уровня лептина сыворотки крови были выявлены с ИМТ, долей и массой жира в организме, что согласуется с данными ранее проведенных исследований [4, 8, 13, 14]. Так, в исследовании А. Tonjes и соавт. при проведении корреляционного анализа были получены схожие результаты по взаимосвязи лептина с ИМТ (данные rp и р- не были представлены), ОТ (rp=0,355, р<0,001), долей общей жировой ткани (rp=0,675, р<0,001) [8]. В результатах поперечного исследования F. Sharifi и соавт., посвященного исследованию лептина у пациентов с предиабетом, СД2 и их родственников первого порядка, уровень лептина был положительно взаимосвязан с ИМТ (r=0,6, р=0,001), абдоминальным ожирением (ОТ >102 см у мужчин и 88 см у женщин) (r=0,52, р=0,001), ОТ (r=0,23, р=0,02). В данное исследование были включены 87 пациентов, среди которых 29 страдали СД2, 29 пациентов -предиабетом и 29 человек - здоровые родственники первого порядка группы СД2 [4]. В исследовании G. Miller и соавт. на подвыборке из исследования HELP PD (Healthy Living Partnership and Prevent Diabetes) у 30 пациентов в возрасте >21 года, страдающих предиабетом, уровень лептина был положительно взаимосвязан с ИМТ (rs=0,35, р=0,06). При этом участники выборки в исследовании HELP PD имели средний возраст 58±9 года, в исследование было включено больше мужчин (их доля составила 30%), включенные имели сходный с результатами нашего исследования ИМТ (в среднем 34±4 кг/м2). Исследование HELP PD носило интервенционный характер, направленный на профилактику развития СД [13]. В исследовании С. Lee и соавт. уровень лептина был положительно статистически значимо взаимосвязан с ИМТ (r=0,72), долей ОТ (r=0,69). При этом в исследовании С. Lee и соавт. участвовали только женщины азиатской расы, не исключались пациентки с нормальной толерантностью к глюкозе [14]. В исследовании N. Al-Daghri и соавт., проведенном с участием пациентов с предиабетом и СД2, пошаговый линейный регрессионный анализ выявил положительную зависимость между уровнем лептина и ОТ и ИМТ (R=0,31, р=0,002 и R=0,26, р=0,06 соответственно). Даже после поправки на ИМТ лептин был положительно взаимосвязан с ОТ (R2=0,086, р=0,006). В исследование N. Al-Daghri и соавт. были включены 308 амбулаторных взрослых пациента обоих полов (беременные женщины не включались в исследование), из которых 80 человек не имели нарушений углеводного обмена, 86 человек - с предиабетом и 142 - с СД2 [2]. В целом наши результаты аналогичны данному исследованию. В анализ в исследовании N. Al-Daghri и соавт. не включалась оценка содержания жировой ткани в организме, и в выборке присутствовали пациенты с нормальной толерантностью и пациенты с СД2.
По результатам множественного иерархического линейного регрессионного анализа в нашем исследовании вариабельность уровня лептина сыворотки крови натощак на 35,8% объяснялась моделью, включающей уровень инсулина сыворотки крови натощак, пол, возраст, ИМТ, ОТ и долю жира в организме. Только доля жира в организме была статистически значимым предиктором уровня лептина сыворотки крови натощак. В исследовании M. Lilja и соавт. как части всемирного проекта MONICA под эгидой ВОЗ (1990-2009), проведенном в районах Северной Швеции, уровень лептина был статистически значимо ассоциирован с концентрациями постпрандиальной глюкозы и глюкозы крови натощак только у мужчин. Лептин совместно с традиционными факторами риска обусловливал 7,8 и 10,8% вариабельности глюкозы крови натощак (р=0,008) и постпрандиальной глюкозы (р<0,001) соответственно. Для участия в данном исследовании было приглашено 7069 человек в возрасте 25-64 лет с долей участия 74,4%. Данное исследование стал частью крупного многоцентрового исследования MONICA по выявлению факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний во многих странах по всему миру [15]. Наше исследование значимо отличается по объему выборки, а также в нашем исследовании участвовали пациенты с 18 лет и верхней границы возраста участников не было установлено. Согласно же результатам исследования A. Aoki и соавт., уровень лептина явился независимым предиктором для уровня глюкозы крови через 2 ч после нагрузки глюкозой в стандартном ПГТТ (р=0,035) и был взаимосвязан с состоянием интолерантности к глюкозе (предиабет vs нормальная толерантность к глюкозе OR=1,05, 95% ДИ: 1,007-1,084). В исследовании участвовали 45 мужчин и 10 женщин со средним возрастом 47,6±10,2 года, которым был проведен стандартный ПГТТ. На основании результатов теста все участники были поделены на 3 категории: с нормальной толерантностью к глюкозе (39 человек), с предиабетом (11 человек, группа включала лиц с НГН и НТГ) и с СД2 (5 человек) [16]. Участники нашего исследования были старше, доля мужчин была значимо меньше, как и значимо отличался объем выборки. В нашем исследовании статистической взаимосвязи лептина с уровнем глюкозы через 2 ч в ПГТТ не выявлено, хотя уровень лептина показал слабую статистически значимую положительную взаимосвязь с НТГ. Различия в результатах могут быть объяснены тем, что в нашем исследовании приняли участие только пациенты с предиабетом, а пациенты с нормальной толерантностью не включались.
В доступной русскоязычной литературе данные по метаболическим характеристикам и их различиям при разных типах ранних нарушений углеводного обмена крайне ограничены. Концентрация лептина и его взаимосвязи с различными параметрами оценивались только у пациентов с предиабетом в целом, без дифференцировки на варианты [17, 18].
Полученные результаты позволяют предположить разную патогенетическую природу НТГ и НГН, что является предпосылкой для дальнейшего изучения и разработки различных стратегий для лечения и профилактики прогрессирования этих нарушений при СД2.
Заключение
В исследуемой выборке НТГ встречалось чаще, чем НГН. Пациенты с НГН были старше, доли мужчин и женщин, находящихся в постменопаузальном периоде, были больше в сравнении с пациентами с НТГ. У пациентов с НТГ уровень лептина сыворотки крови был выше в сравнении с пациентами с НГН при отсутствии различий в других биохимических показателях. Доля жира в организме была статистически значимым предиктором уровня лептина сыворотки крови натощак.
ЛИТЕРАТУРА
1. Stern J., Rutkowski J., Scherer P. Adiponectin, Leptin, and fatty acids in the maintenance of metaboLic homeostasis through adipose tissue crosstaLk // CeLL Metab. 2016. VoL. 23, N 5. P. 770-784.
2. AL-Daghri N., AL-Attas O., AL-Rubeaan K. et aL. Serum Leptin and its reLation to anthropometric measures of obesity in pre-diabetic Saudis // Cardiovasc. DiabetoL. 2007. VoL. 6, N 7. P. 18.
3. Wang G., Liu X., ChristoffeL K. et aL. Prediabetes is not aLL about obesity: association between pLasma Leptin and prediabetes in Lean ruraL Chinese aduLts // Eur. J. EndocrinoL. 2010. VoL. 2, N 163. P. 243-249.
4. Sharifi F., Yamini M., EsmaeiLzadeh A. et aL. AcyLated ghreLin and Leptin concentrations in patients with type 2 diabetes meLLitus, peopLe with prediabetes and first degree reLatives of patients with diabetes, a comparative study // J. Diabetes Metab. Disord. 2013. VoL. 12. P. 51.
5. CarLson O., David J., Schrieder J. et aL. Contribution of nonesterified fatty acids to insuLin resistance in the eLderLy with normaL fasting but diabetic 2-hour postchaLLenge pLasma gLucose LeveLs: the BaLtimore LongitudinaL Study of Aging // MetaboLism. 2007. VoL. 10, N 56. P. 1444-1451.
6. Umeno A., Yoshino K., Hashimoto Y. et aL. MuLti-biomarkers for earLy detection of type 2 diabetes, incLuding 10- and 12-(Z,E)-hydroxyocta-decadienoic acids, insuLin, Leptin, and adiponectin // PLoS One. 2015. VoL. 10, N 7. ArticLe ID e0130971.
7. Luo R., Li X., Jiang R. et aL. Serum concentrations of resistin and adiponectin and their reLationship to insuLin resistance in subjects with impaired gLucose toLerance // J. Int. Med. Res. 2012. VoL. 2, N 40. P. 621-630.
8. Tonjes A., Fasshauer M., Kratzsch J. et aL. Adipokine pattern in subjects with impaired fasting gLucose and impaired gLucose toLerance in comparison to normaL gLucose toLerance and diabetes // PLoS One. 2010. VoL. 5, N 11. ArticLe ID e13911.
9. Ishibashi A., Ikeda Y., Ohguro T. et aL. Serum fetuin-A is an independent marker of insuLin resistance in Japanese men // J. AtheroscLer. Thromb. 2010. VoL. 17, N 9. P. 925-933.
10. Wasim H., AL-Daghri N., Chetty R. et aL. ReLationship of serum adiponectin and resistin to gLucose intoLerance and fat topography in South-Asians // Cardiovasc. DiabetoL. 2006. VoL. 5, N 2. P. 10.
11. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. Вып. 7 / под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой // Сахарный диабет. 2015. № 1, спецвып. 112 с.
12. Matthews D., Hosker J., Rudenski A. et aL. Homeostasis modeL assessment: insuLin resistance and beta-ceLL function from fasting pLasma gLucose and insuLin concentrations in man // DiabetoLogia. 1985. VoL. 7, N 28. P. 412-419.
13. MiLLer G., Isom S., Morgan T. et aL. Effects of a community-based weight Loss intervention on adipose tissue circuLating factors // Diabetes Metab. Syndr. 2014. VoL. 4, N 8. P. 205-211.
14. Lee C., Lee C., Tsai S. et aL. Association between serum Leptin and adiponectin LeveLs with risk of insuLin resistance and impaired gLucose toLerance in non-diabetic women // Kaohsiung J. Med. Sci. 2009. VoL. 3, N 25. P. 116-125.
15. LiLja M., ELiasson M., Eriksson M. et aL. A rightward shift of the distribution of fasting and post-Load gLucose in northern Sweden between 1990 and 2009 and its predictors. Data from the Northern Sweden MONICA study // Diabet. Med. 2013. VoL. 9, N 30. P. 1054-1062.
16. Aoki A., Muneyuki T., Yoshida M. et al. Circulating osteocalcin is increased in early-stage diabetes // Diabetes Res. Clin. Pract. 2011. Vol. 2, N 92. P. 181-186.
17. Руяткина Л.А., Исхакова И.С., Руяткин Д.С. Характеристики лептинемии и дисфункции эндотелия у женщин с предиабетом и сахарным диабетом 2 типа в постменопаузе // Материалы VII Всерос. диабетологического конгресса "Сахарный диабет в XXI веке - время объединения усилий". М., 2015. С. 282.
18. Холматова К.К., Дворяшина И.В., Фомкина И.А., Супрядкина Т.В. Прогностическое значение содержания адипоцитокинов у пациентов с инфарктом миокарда и различными вариантами нарушений углеводного обмена // Сахарный диабет. 2014. № 3. С. 90-95.