Секреция лептина у женщин с избыточным весом в зависимости от степени нарушения углеводного обмена

В настоящее время принято рассматривать жировую ткань как отдельный орган, являющийся местом синтеза различных гормонов и биологически активных пептидов, таких как лептин, адипонектин и многие другие, большинство из которых влияют на патогенетические механизмы развития сахарного диабета 2 типа (СД2) [1, 2].

Наиболее изученным в настоящее время является лептин, синтезируемый адипоцитами, основной функцией которого является снижение аппетита [1]. Участие лептина в механизмах нарушения углеводного и липидного обмена является предметом активного изучения клиницистов и патофизиологов. Известно, что лептин участвует в механизмах развития инсулинорезистентности (ИР), в частности повышает элиминацию глюкозы в мышечной и жировой ткани [3, 4] и снижает продукцию глюкозы печенью [4]. Важнейшим свойством лептина является его антистеатогенный эффект, препятствующий эктопическому, вне жировой ткани, накоплению триглицеридов, индуцирующих ИР [5]. При ожирении развиваются гиперлептинемия и лептинорезистентность, что ведет к развитию относительного дефицита лептина и, соответственно, снижению его физиологических эффектов [6]. 

Особенности секреции лептина в зависимости от степени нарушения углеводного обмена в современной литературе представлены недостаточно. 

Цель настоящего исследования

- оценка секреции лептина у женщин с избыточной массой тела без нарушений углеводного обмена, с ранними нарушениями углеводного обмена (РНУО) и впервые выявленным СД2.

Материалы и методы

Исследование проведено на базе Московского областного научно-исследовательского клинического института им. М.Ф. Владимирского (МОНИКИ). В исследование были включены 59 женщин, медиана возраста составила 54 [48–60] года, медиана индекса массы тела (ИМТ) – 33,2 [29,0–37,2] кг/м2. В исследование не включались больные, ранее получавшие сахароснижающую терапию, имеющие хроническую почечную недостаточность, повышение уровня печеночных трансаминаз более чем в 2 раза. Исключены лица, принимавшие глюкокортикоиды менее чем за 3 месяца до включения в исследование. Всеми больными подписано информированное согласие на участие в исследовании.

У больных производился сбор жалоб и анамнеза, физикальный осмотр.

Всем обследуемым (за исключением больных с уровнем гликемии более 7 ммоль/л не менее чем в двух повторных исследованиях) проводился пероральный глюкозотолерантный тест (ПГТТ). Диагнозы СД2 и РНУО были установлены в соответствии с диагностическими критериями ВОЗ 1999г. 

Глюкоза плазмы крови исследовалась с помощью биохимического анализатора Hitachi 912 (Hoffmann-La Roche Ltd/Roche Diagnostics GmbH). 

Исследование уровня гликированного гемоглобина (HbA1с) проводили методом жидкостной хроматографии на анализаторе гликозилированного гемоглобина DS5 Glycomat (фирма Drew Scientific, Нидерланды). 

Инсулин определяли РИА-методом с помощью тест-систем Immunotech RIA (Чехия). 

Индекс НОМА-IR (homeostasis model assessment – insulin resistance) рассчитывали по формуле:

НОМА-IR = (ИПН х ГПН)/22,5,

где ИПН – инсулин плазмы натощак (мкЕд/мл), для перевода пмоль/л в мкЕд/мл использовали формулу пмоль/л/6,945;

ГПН – глюкоза плазмы натощак (ммоль/л). 

Лептин плазмы натощак (ЛПН) измеряли методом планшетного двухслойного иммуноферментного анализа (сэндвич-ИФА). Тест-система: набор для измерения лептина производства фирмы DRG Instruments GmbH (Германия).

Определение уровня общего холестерина (ОХ), липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), триглицеридов (ТГ) оценивали с помощью биохимического анализатора Hitachi 912 (Hoffmann-La Roche Ltd/Roche Diagnostics GmbH, Швейцария-Германия).

Внутривенный тест толерантности к глюкозе (ВТТГ) проводили лицам с РНУО и больным СД2 путем внутривенного болюсного введения раствора 40% глюкозы (из расчета 0,75 г глюкозы на кг массы тела) с последующим забором крови для определения уровней глюкозы. Схема забора крови: -20, -10, 0 (точка введения глюкозы), 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 14, 19, 22, 24, 27, 30, 40, 50, 70, 90, 120, 150, 180-я минута. В каждой точке определяли глюкозу в условиях биохимической лаборатории. Уровни инсулина и лептина оценивались натощак, через 70 и 120 минут после в/в введения глюкозы.

Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась при помощи программ SPSS версия 13.4 для Windows. Результаты представлены в виде медианы и интерквартильного интервала Ме [25–75] (Ме – медиана; 25 и 75 – 1-й и 3-й квартили). Для сравнения парных количественных показателей использовался критерий Уилкоксона. Для сравнения непарных показателей использовался тест Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при p <0,05 (95% уровень значимости). Для изучения взаимосвязи между количественными показателями применялся метод корреляции Спирмена. 

Результаты

Медиана ЛПН обследуемой группы составила 27,4 [14,3–46,4] нг/мл, что соответствует верхней границе нормы (1,1–27,6 нг/мл). Группы исходно были сопоставимы по возрасту и ИМТ. Общая характеристика групп, участвующих в исследовании, представлена в таблице 1.

Между уровнем ЛПН и возрастом наблюдалась отрицательная корреляционная зависимость (r=–0,4, p <0,008), что может быть связано со снижением с возрастом у женщин уровня эстрогенов, стимулирующих продукцию лептина [7]. Таким образом, у женщин моложе 55 лет уровень лептина был в 2 раза выше, чем у женщин старше 55 лет (р <0,01) (табл. 2). 

Между уровнем ЛПН и ИМТ отмечалась положительная корреляционная зависимость (r=0,6, р <0,0001). Полученные результаты совпадают с многочисленными литературные данными, отражающими прямую зависимость между жировой массой тела и продукцией лептина [8, 9]. 

Между уровнем ЛПН и уровнем ИПН выявлена положительная корреляционная зависимость (r=0,4, р <0,005), что подтверждает данные многих международных исследований о взаимосвязи гиперинсулинемии и гиперлептинемии [2, 9].

Медиана содержания лептина в группе женщин без нарушения углеводного обмена составила 42,0 [22–60] нг/мл, что почти в 2 раза превышало уровень лептина у лиц с РНУО и СД2 (р <0,05) (рис. 1). Поскольку продукция лептина связана с инсулинозависимым поступлением глюкозы в адипоциты [10, 11], то обнаруженное относительное снижение продукции лептина у лиц с РНУО, а также больных СД2 можно объяснить снижением потока глюкозы в жировую ткань вследствие выраженного относительного инсулинодефицита по сравнению с лицами без нарушений углеводного обмена, но с избыточной массой тела.

Медиана ЛПН у лиц с РНУО составила 29,1 [13,5–45,7] нг/мл, что несколько превышало данный показатель у больных СД2 – 21,1 [13,6–39,0] нг/мл, несмотря на более низкий ИМТ в подгруппе лиц с РНУО (рис. 1, табл. 1). Уровень HbA1c и ГПН в подгруппе больных СД2 был выше по сравнению с подгруппой с РНУО (р <0,05), что говорит о более выраженном относительном инсулинодефиците у больных СД2 и, как следствие, – снижении синтеза лептина. 

У женщин, больных СД2, обнаружена отрицательная корреляционная зависимость между ЛПН и HbA1c (r=‑0,3, р <0,05). 

При анализе уровня ЛПН в подгруппе СД2 выявлено, что если у больных уровень HbA1c был в пределах 7–8,5%, медиана ЛПН была более чем в 2 раза выше по сравнению с больными, у которых уровень HbA1c превышал 8,5%: 28,0 [16,8–47,5] и 12,6 [9,2–14,3] нг/мл соответственно (р <0,05) (рис. 2). Обратная зависимость между степенью декомпенсации диабета и уровнем ЛПН наблюдалась и в других исследованиях [8, 12]. Поскольку продукция лептина прямо зависит от концентрации инсулина в крови, то обнаруженное снижение уровня ЛПН у больных СД2 на фоне декомпенсации диабета можно объяснить увеличением относительного дефицита инсулина, что в условиях длительной ИР приводит к снижению инсулинзависимой секреции лептина, которая восстанавливается при назначении эффективной сахароснижающей терапии (компенсации диабета). 

Прогрессирование гиполептинемии при развитии нарушений углеводного обмена у лиц с избыточной массой тела (то есть в условиях лептинорезистентности) аналогично нарушению секреции инсулина (в условиях длительно существующей ИР). Снижение физиологических эффектов лептина ведет к уменьшению антилипотоксического эффекта, снижению элиминации глюкозы, увеличению продукции глюкозы печенью, то есть прогрессированию ИР. Таким образом, развивается «порочный круг»: прогрессирование гиперлептинемии в условиях лептинорезистентности приводит к развитию ИР за счет снижения физиологических эффектов лептина. В дальнейшем секреция лептина снижается в связи со снижением стимулированного инсулином синтеза лептина и развивается абсолютная гиполептинемия (рис. 3). 

Уровень лептина через 2 ч после болюсного внутривенного введения глюкозы (ЛП2) снизился с 29,1 [13,5–45,7] нг/мл до 22,2 [11,3–30,8] нг/мл в подгруппе лиц с РНУО (р <0,05), и с 21,1 [13,6–39,0] нг/мл до 18,9 [11,8–31,8] нг/мл в подгруппе больных СД 2 типа (р <0,01) (табл. 3). 

Между процентом снижения лептина в группе СД2 (11%) и процентом снижения лептина в группе лиц с РНУО (23,1%) выявлено достоверное различие (р=0,02). В группе больных СД2 наибольшее снижение лептина наблюдалось в подгруппе с умеренной декомпенсацией диабета (HbA1c 7–8,5%), где отмечалась наиболее выраженная стимуляция секреции инсулина (площадь под инсулинемической кривой (ПИК) – 21 425 [9832–36 776]) (табл. 4). 

Наличие данных закономерностей позволило нам предположить, что при СД2 и РНУО степень снижения лептина через 2 ч после внутривенного введения глюкозы находится в прямой зависимости от степени стимулированной секреции инсулина. Наличие положительной корреляционной зависимости между степенью снижения лептина и процентом увеличения инсулина плазмы через 70 минут у больных СД2 после в/в введения глюкозы (r=0,5, p <0,05) показывает, что снижение лептина в условиях внутривенной нагрузки глюкозой находится в зависимости от второй фазы секреции инсулина. У лиц с РНУО обнаружена положительная корреляция между степенью снижения лептина и ПИК (r=0,4, р <0,05). 

Итак, наблюдаются, фактически, два феномена зависимости секреции лептина и инсулина у женщин с метаболическим синдромом:

1) прямая зависимость между инсулинемией и уровнем ЛПН;

2) обратная зависимость между инсулинемией и лептинемией в условиях внутривенной углеводной нагрузки.

Первый феномен объясняется известной зависимостью секреции лептина от инсулинзависимого поступления глюкозы в адипоцит [8] – чем выше поступление энергетического субстрата (глюкозы) в клетку, тем интенсивнее идет синтез лептина. 

Второй феномен можно объяснить тем, что инсулин обладает самостоятельным, не зависимым от стимуляции транспорта глюкозы в адипоцит, прямым подавляющим влиянием на секрецию лептина, что проявляется только при очень высоких концентрациях инсулина, заведомо выше, чем это необходимо для стимуляции утилизации глюкозы. В этом случае, несмотря на стимулированное поглощение глюкозы адипоцитами, секреция лептина подавляется. 

В результате в условиях внутривенной углеводной нагрузки, а тем более при ИР, инсулинемия достигает достаточного для подавления продукции лептина уровня, и мы наблюдаем обратную зависимость между инсулинемией и уровнем лептина в ближайшие 2–3 ч после введения глюкозы. Этот механизм, вероятно, препятствует развитию гиперлептинемии (лептинорезистентности).

В подгруппе больных СД2 выявлена отрицательная зависимость между процентом снижения лептина и НОМА-R (r=-0,5, р <0,001). С другой стороны, процент снижения лептинемии через 2 ч прямо пропорционален инсулинемии во внутривенном тесте (r=0,5, р <0,001). Следовательно, как гиперинсулинемия натощак, так и в тесте связаны с процентом снижения лептина через 2 ч, причем, первый параметр – обратно пропорционально, а второй – прямо пропорционально. Подобные результаты были представлены группой японских ученых в 2005 г., показавших, что у мужчин с индексом НОМА <2,5 отмечалось снижение уровня лептина через 2 ч после пероральной нагрузки 75 г глюкозы, а в группе мужчин с НОМА >2,5 – отсутствие изменения лептина [13].

Выводы

1. У женщин с ожирением и без нарушения углеводного обмена уровень ЛПН был повышен (42,0 [22,0–60,0] нг/мл) и он существенно снижался при присоединении РНУО (26,6 [13,5–45,2] нг/мл) или СД2 (21,1 [13,6–39,0] нг/мл), что связано с нарастанием инсулиновой недостаточности. 

2. Степень снижения лептина через 2 ч в ВГТТ прямо зависит от инсулинемии – в группе лиц с РНУО оно было более выражено по сравнению с группой больных СД2 (23,1% и 11% соответственно, р=0,02), а в группе больных СД2 наибольшее снижение лептина наблюдалось в подгруппе с умеренной декомпенсацией диабета (HbA1c 7–8,5%). 

3. Внутри группы РНУО наблюдалась положительная корреляция между степенью снижения лептина и площадью под инсулинемической кривой (r=0,4, р <0,05). Положительная корреляция между степенью снижения лептина и процентом увеличения инсулина плазмы через 70 минут в ВГТТ у больных СД2 (r=0,5, p <0,05) указывает на зависимость лептинемии от второй фазы секреции инсулина. 

Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов в связи с написанием данной статьи.