Референсные значения суточных, дневных и ночных показателей вариабельности гликемии у лиц с нормальной толерантностью к глюкозе

ОБОСНОВАНИЕ

Концепция вариабельности гликемии (ВГ) привлекает все большее внимание исследователей. Растущий объем данных свидетельствует, что высокая изменчивость уровня глюкозы при сахарном диабете (СД) вовлечена в патогенез ангиопатий [1] и может быть независимым фактором риска микрососудистых и макрососудистых осложнений [2, 3]. У больных СД, получающих инсулин, ВГ является предиктором эпизодов гипогликемии [4]. В связи с этим параметры ВГ все чаще используются для оценки качества контроля гликемии у больных СД как в научных исследованиях, так и в реальной клинической практике [5]. Возможности анализа ВГ значительно расширились в последние два десятилетия, с появлением технологий непрерывного мониторинга уровня глюкозы (НМГ). Современные клинические рекомендации по интерпретации данных НМГ включают параметры ВГ в число стандартных метрик гликемического контроля [6].

Несмотря на стремительно растущий объем информации о ВГ у больных СД, лишь немногие работы посвящены изучению феномена ВГ у здоровых людей. В нескольких исследованиях изучались параметры среднесуточной гликемии и ВГ по данным НМГ у лиц без СД [7–10]. Результаты этих исследований заметно отличались, что может объясняться как различиями в технологиях НМГ, так и особенностями обследованных. В исследовании N. Hill и соавт. [7] афроамериканцы показали более высокие значения ряда индексов ВГ, чем европеоиды и азиаты. Это указывает на целесообразность изучения ВГ в различных популяциях. В России, насколько нам известно, опубликовано лишь одно исследование, посвященное анализу ВГ у лиц без СД [11].

В современных рекомендациях справедливо подчеркивается важность оценки параметров НМГ у больных СД в дневные и ночные часы [6]. Между тем референсные значения параметров ВГ в различное время суток улиц с нормальной толерантностью к глюкозе не определены. Указанные положения послужили обоснованием для проведения нашего исследования.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Установить референсные значения суточных, дневных и ночных параметров ВГ по данным НМГ у лиц молодого и среднего возраста c нормальной толерантностью к глюкозе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Место и время проведения исследования

Исследование выполнено в НИИКЭЛ — филиал ИЦиГ СО РАН (г. Новосибирск). Набор участников проводился в период с июня 2020 г. по май 2021 г.

Изучаемая популяция

В исследование включались мужчины и женщины, давшие письменное информированное согласие на участие в исследовании и соответствовавшие следующим критериям включения: 1) возраст от 18 до 65 лет; 2) европеоидное происхождение; 3) уровень гликированного гемоглобина A1c (HbA_1c)<6%; 4) нормальные показатели глюкозы натощак и через 2 ч после нагрузки глюкозой в пероральном глюкозотолерантном тесте (ПГТТ).

Критериями исключения являлись: 1) беременность; 2) ожирение: индекс массы тела (ИМТ) ≥30 кг/м²; 3) профессиональные занятия спортом; 4) сопутствующие заболевания, способные оказать существенное влияние на уровень глюкозы: тяжелые инфекции, интоксикации в момент исследования или на протяжении предыдущих 3 мес, злокачественные новообразования, заболевания печени с печеночной недостаточностью, синдромы мальабсорбции, наследственные синдромы с нарушением обмена моно- и дисахаридов, выраженные нарушения функции почек (скорость клубочковой фильтрации <60 мл/мин/м²) и др.; 5) лечение глюкокортикоидами, цитостатиками, иммуносупрессантами, проведение антиретровирусной терапии в течение 3 мес или более перед исследованием; 6) наличие противопоказаний к проведению НМГ.

Способ формирования выборки из изучаемой популяции

Выборка формировалась произвольным образом из числа сотрудников НИИКЭЛ — филиал ИЦиГ СО РАН.

Дизайн исследования: одноцентровое интервенционное одномоментное (поперечное) исследование на одной популяции.

Описание медицинского вмешательства

Всем потенциальным участникам исследования после подписания информированного согласия проводился сбор анамнеза, демографических и антропометрических данных. При соответствии критериям включения 1–2 и отсутствии критериев исключения выполняли ПГTT с 75 г глюкозы, а также исследование уровня HbA_1c для оценки соответствия критериям включения 3 и 4. При нормальных результатах определения HbA_1c и ПГТТ проводили НМГ.

Методы

Уровень HbA_1c определяли иммунотурбидиметрическим методом на аппарате Beckman-Coulter AU-480 (Япония), с использованием тест-систем производителя аппарата. ПГТТ проводили в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Результаты определения уровня HbA_1c и ПГТТ интерпретировали согласно «Алгоритмам специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом» [12].

«Слепой» (профессиональный) НМГ осуществляли с помощью системы для мониторирования iPro2 и программного обеспечения CareLink® iPro (Medtronic, США). Длительность НМГ составляла 6–7 дней. Перед началом мониторинга участникам предоставляли инструкции по правилам калибровки и другим аспектам процедуры. Калибровка осуществлялась глюкометрами OneTouch® Verio®Pro+ и тест-полосками к этим глюкометрам. НМГ выполнялся на фоне привычного режима питания, физической активности и рабочего графика.

На основании данных НМГ проводили расчет следующих параметров: средний уровень глюкозы, стандартное отклонение (Standard Deviation, SD), коэффициент вариабельности (Coefficient of Variation, CV), средняя амплитуда колебаний гликемии (Mean Amplitude of Glycemic Excursions, MAGE), 2-часовой индекс длительного повышения гликемии (Сontinuous Overlapping Net Glycemic Action, CONGA), индекс лабильности (Lability Index, LI), J-индекс, скорость изменений уровня глюкозы (Mean Absolute Glucose rate of change, MAG), М-value, индекс риска гипергликемии (High Blood Glucose Index, HBGI), индекс риска гипогликемии (Low Blood Glucose Index, LBGI). В данной панели индексов SD и СV отражают разброс значений уровня глюкозы, MAGE оценивает амплитуду колебаний, MAG — скорость изменения уровня глюкозы, LBGI и HBGI — риск чрезмерно высокого или низкого уровня глюкозы соответственно, CONGA, J-индекс, LI и M-value являются мерой и качества контроля гликемии, и ВГ [13]. Расчет параметров ВГ проводился с помощью калькулятора EasyGV v. 9.0, предложенного N. Hill и соавт. [7]. Время в целевом диапазоне (Time In Range: TIR; 3,9–10 ммоль/л), время в диапазоне выше целевого (Time Above Range: TAR; >10 ммоль/л), время в диапазоне ниже целевого (Time Below Range: TBR; <3,9 ммоль/л) определяли с помощью программы экспертного анализа данных НМГ CGMEX [14], в соответствии с рекомендациями международного консенсуса по анализу времени в диапазонах [15]. Все показатели рассчитывали для суточных записей, дневных (6.00–23.59) и ночных (0.00–5.59) ч.

Статистический анализ

Статистический анализ проведен с использованием программы STATISTICA 10 (StatSoftInc, 2011, CША). Нормальность распределения проверяли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Учитывая, что распределение большинства изученных признаков не соответствовало закону нормального распределения, при описании количественных признаков приводили медианы, 25-е и 75-е процентили, а также минимальные и максимальные значения. При планировании исследования проведена оценка минимально необходимого размера выборки согласно ранее описанным принципам [16]. При расчете значениями минимально необходимого числа наблюдений использованы следующие параметры: допустимая погрешность α=10%, уровень надежности 1 – β=80%; размер и значение признака в генеральной совокупности не известны. Получено минимальное число наблюдений — 41 человек. Учитывая данные об эпидемиологии нарушений углеводного обмена в российской популяции [17], количество обследованных пациентов увеличено на 20%, итоговое количество обследованных больных составило 50 человек. Референсные значения индексов ВГ устанавливались непараметрическим методом путем расчета 95% доверительных интервалов (ДИ), согласно рекомендациям Института клинических и лабораторных стандартов (CLSI) [18]. Взаимосвязь признаков изучали с помощью рангового корреляционного анализа Спирмена. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали равным 0,05.

Этическая экспертиза

Исследование одобрено Этическим комитетом НИИКЭЛ — филиал ИЦиГ СО РАН (протокол №158 от 01.06.2020).

РЕЗУЛЬТАТЫ

На этапе скрининга обследованы 56 человек, 6 из них не прошли на дальнейшие этапы исследования, так как не соответствовали критериям включения 3 или 4 (аномальный результат HbA_1c и/или ПГТТ). Таким образом, в окончательный анализ были включены 50 человек, 20 мужчин и 30 женщин. Клиническая характеристика участников исследования представлена в табл. 1.

Медиана среднего уровня глюкозы в дневные часы составила 5,8 ммоль/л, в ночные часы — 5,5 ммоль/л, значения 95% ДИ — 5,3–6,7 и 4,7–6,4 ммоль/л соответственно. Медианы CV в дневные и ночные часы составили 12,7 и 10,5% соответственно, 95% ДИ — 8,7–24,5 и 5,3–17,9%. Медиана MAGE в дневные часы оказалась равной 1,76 ммоль/л, в ночные — 1,5 ммоль/л, 95% ДИ составили 1,2–3,4 и 0,7–2,7 ммоль/л соответственно. Среднесуточные, ночные и дневные значения уровня глюкозы и показателей ВГ представлены в табл. 2. Достоверные различия между дневными и ночными параметрами показали: средний уровень глюкозы (р<0,001), SD (р<0,001), CV (р<0,001), MAGE (р<0,001), LI (р<0,001), J-индекс (р<0,001), MAG (р<0,001), М-value (р=0,04), HBGI (р <0,001), LBGI (р=0,04).

Медиана TIR в течение суток составила 99,2 (95% ДИ — 92,3–100)%. Кратковременные экскурсии глюкозы в диапазоне более 10 ммоль/л зафиксированы у 11 человек в дневные часы после еды; значения не превышали 13,9 ммоль/л. Эпизоды снижения уровня глюкозы <3,9 ммоль/л зафиксированы у 20 человек, данные эпизоды были кратковременными и преимущественно регистрировались в ночное время, значения уровня глюкозы при этом не снижались ниже 3,0 ммоль/л. Суточные, дневные и ночные показатели TIR, TAR, TBR суммированы в табл. 3.

В корреляционном анализе суточные значения CONGA, J-индекса и M-value демонстрировали сильные положительные связи со среднесуточной гликемией (табл. 4). Напротив, CV, MAGE, MAG и LI не показали связей со средним уровнем глюкозы. Показатель TIR продемонстрировал слабые обратные корреляции с большинством индексов ВГ: SD, CV, MAGE, LBGI, M-value, CONGA, HBGI и LI. Величина TAR положительно коррелировала с SD, CV, MAGE, HBGI, MAG, LI и J-индексом. Значение TBR наиболее тесно положительно коррелировало с LBGI и M-value (r=0,7; p<0,0001), более слабые корреляции выявлены с индексами SD, CV, MAGE, MAG и LI; отрицательная корреляция выявлена с CONGA.

ОБСУЖДЕНИЕ

В данном исследовании впервые определены суточные, дневные и ночные значения индексов ВГ у лиц с нормальной толерантностью к глюкозе. Для анализа ВГ были использованы данные НМГ — эталонного метода оценки колебаний гликемии. Как и следовало ожидать, полученные данные указывают на существенные различия в величине индексов ВГ в различное время суток с преобладанием дневных значений над ночными. Известно, что суточная ВГ формируется различными по своим характеристикам колебаниями уровня глюкозы. Среди них наиболее заметны постпрандиальные осцилляции, колебания, связанные с физической активностью, а также колебания, отражающие особенности циркадного ритма секреции гормонов, регулирующих углеводный обмен [14]. Вероятно, суточная динамика гликемии является более сложной, чем это представляется в настоящее время. Изучение волновой структуры суточной ВГ у здоровых людей и больных СД с помощью метода, известного как Empirical Mode Decomposition (EMD)¹, показало наличие 5 типов колебаний уровня глюкозы в различных диапазонах частот с периодом от 0,5 до 12 ч. Колебания с периодом 9–12 ч в целом соответствовали циклу «сон-бодрствование», колебания с периодом 4–5 ч — постпрандиальным колебаниям; физиологическая природа колебаний с периодами около 2, 1 и 0,5 ч нуждается в дальнейших исследованиях [19].

Подобно другим исследованиям [20], у части обследованных лиц с нормальной толерантностью к глюкозе нами зафиксированы кратковременные выходы гликемической кривой за пределы «целевого»² диапазона (3,9–10 ммоль/л). При сопоставлении индексов ВГ с параметрами времени в диапазонах большинство индексов показали связи со значениями времени в диапазонах выше и ниже целевого. Следовательно, как и у больных СД [21], у лиц с нормальной толерантностью к глюкозе ВГ ассоциирована с гипо- и гипергликемией.

Репрезентативность выборки

При установлении нормальных количественных характеристик ВГ важно исключать субклинические нарушения углеводного обмена. Показано, что ВГ начинает увеличиваться уже на стадии «предиабета» у лиц с нарушенной гликемией натощак и нарушенной толерантностью к глюкозе [22]. В нашем исследовании нарушения обмена глюкозы исключались двойным способом: с помощью ПГТТ и по результатам исследования HbA_1c. Для исследования были отобраны лица молодого и среднего возраста, без ожирения и без хронических заболеваний, с легкой или умеренной физической активностью. Наличие строгих критериев включения/исключения позволило уменьшить гетерогенность выборки, однако могло ограничить репрезентативность результатов. Возможно, лица с ожирением, со сменным графиком работы, профессиональные спортсмены, пациенты с нарушениями функции печени, почек и другими хроническими заболеваниями могут иметь несколько отличные от полученных нами значения индексов ВГ.

Сопоставление с другими публикациями

Как уже отмечалось, параметры ВГ у лиц без СД были оценены в нескольких исследованиях [7–11]. Наиболее близкие значения средних величин суточного уровня глюкозы, SD и MAGE получены в исследовании M. Hanefeld и соавт. [9], близкие средние значения SD, СV и MAGE — в исследовании А.С. Судницыной и соавт. [11], хотя средний уровень «мониторной» глюкозы в этом исследовании был ниже и составил 5,0 ммоль/л. Диапазон референсных значений индексов ВГ в нашем исследовании оказался несколько шире, что может объясняться иной методикой установления референсных интервалов. Следует заметить, что лишь в 2 исследованиях [10][11] нарушения углеводного обмена исключались в ходе ПГТТ, а не только по уровню глюкозы натощак. В отличие от цитируемых исследований, мы впервые оценивали не только среднесуточные, но и дневные и ночные значения индексов ВГ.

Ограничения исследования

Наше исследование имеет ряд ограничений. К их числу следует отнести набор участников в одном клиническом центре, относительно небольшую мощность и высокую селективность выборки, ограниченную длительность мониторинга. Исследование выполнено с применением одного вида НМГ и оборудования одного производителя. С учетом установленных критериев исключения, полученные нами результаты не применимы к детям, подросткам, беременным и лицам пожилого возраста.

Клиническая значимость результатов и направления дальнейших исследований

Полученные данные могут использоваться в дальнейших исследованиях феномена ВГ у здоровых, а также при интерпретации результатов НМГ и анализе ВГ у больных СД молодого и среднего возраста. В дальнейших исследованиях представляется перспективным изучение феномена ВГ в различных возрастных, расовых/этнических группах, у профессиональных спортсменов, а также у лиц с хроническими заболеваниями. Изучение влияния на ВГ различных видов диет, состава пищи, физической активности также заслуживает дальнейших исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные референсные значения индексов ВГ в течение суток, в дневные и ночные часы целесообразно учитывать в научных исследованиях и в клинической практике при интерпретации результатов НМГ у лиц молодого и среднего возраста.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №20-15-00057).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов. Климонтов В.В. — концепция и дизайн исследования, анализ результатов, написание текста; Семенова Ю.Ф. — сбор материала, анализ результатов, написание текста. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.

Благодарности. Авторы выражают признательность ст.н.с. лаборатории эндокринологии НИИКЭЛ — филиал ИЦиГ СО РАН А.И. Корбуту за помощь в статистической обработке материала.