Генетические маркеры инсулинорезистентности при гестационном сахарном диабете

Актуальность исследования

В последние годы акушерская ситуация у беременных с манифестным сахарным диабетом (СД) значительно улучшилась. Планирование беременности, применение современных методов контроля за течением болезни, интенсифицированная инсулинотерапия улучшили течение беременности и исход при сахарном диабете 1 типа (СД1).

Что же касается гестационного сахарного диабета (ГСД), то акушерские осложнения при этом сочетании с беременностью не уменьшаются [1]. Обращает на себя внимание высокая частота прерывания беременности, формирование диабетической фетопатии и оперативного родоразрешения этих беременных [2, 3, 6, 7]. Неблагоприятное влияние ГСД на здоровье матери и плода проявляется развитием в последующие годы у матерей ожирения и сахарного диабета 2 типа (СД2), а у потомства – ожирения, нарушения толерантности к глюкозе, ГСД, а также СД2 [5, 8]. Все эти осложнения обусловлены запоздалой диагностикой ГСД и, следовательно, запоздалым лечением, что объясняется неоднородностью беременных с ГСД, отсутствием у половины из них факторов риска развития ГСД и клинического проявления в ранних сроках беременности, а также сложностью патогенеза ГСД, при котором взаимодействуют нарушения чувствительности к инсулину и снижение его секреции.

Для улучшения прогнозирования и ранней диагностики ГСД, а также учитывая высокий риск трансформации ГСД в СД2, целью работы был поиск генетических маркеров инсулинорезистентности и сниженной секреции инсулина у беременных с ГСД.

Задачи исследования

1. Определение гормонально-метаболических показателей крови, связанных со снижением чувствительности к инсулину и снижением его секреции.

2. Анализ полиморфизма генов, связанных со снижением чувствительности к инсулину и уменьшением его секреции.

Материалы и методы

Под нашим наблюдением находились 100 здоровых беременных и 185 пациенток с ГСД, из них у 80 ГСД был диагностирован в настоящую беременность; у 105 ГСД был диагностирован 4-19 лет назад (14,6±3,8 лет). Из 105 пациенток с ГСД в анамнезе 25 болели СД2 (23,8%). Средний возраст у беременных с ГСД был 29,6±4,6 лет, у пациенток с СД2 – 32,6±4,2 лет. Ожирение (индекс массы тела (ИМТ) более 30 кг/см2) выявлено у 52,5% беременных с ГСД и у 40% пациенток с СД2. Среди беременных с ГСД первородящих было 40%, повторнородящих – 55%, соответствующие данные у пациенток с СД2 – 36% и 64%. При постановке диагноза ГСД учитывали критерии диагностики СД и других категорий гипергликемии (ВОЗ, 1999 г.). У большинства беременных диагноз ГСД был поставлен при сроке 24-26 недель с помощью ОТТГ с 75 г глюкозы. Изучались секреторная активность β-клеток поджелудочной железы (проинсулин, ИРИ, С-пептид), уровни общего холестерина (ХЛ), холестерина ЛПВП, холестерина ЛПНП, триглицеридов (ТГ), гликированного гемоглобина (HbA1c), гликемии натощак в плазме венозной крови. Данные параметры определялись на автоанализаторах иммуноферментными методами.

Молекулярно-генетическое тестирование ДНК выполнялось методом ПЦР в крови и включало исследования полиморфизма генов KCNJ11, TCF7L2, PPARG2, ADIPOQ, ADIPOR1, ADIPOR2. Данные гены выбраны с учетом данных литературы об их ассоциации с нарушением секреции и чувствительности к инсулину при СД2.

Полученные результаты

Как показали результаты работы, все изученные параметры, как у беременных с ГСД, так и у здоровых, характеризуются значительной вариабельностью. Так, показатели, характеризующие активность инсулярного аппарата у здоровых беременных, колебались в значительных пределах: проинсулин – 1,3-17,2 пмоль/л, ИРИ – 2,2-43,0 мкЕд/мл, С-пептид – 0,22-2,01 пмоль/мл, что затрудняло оценку каждого показателя в группе.

Нами выявлено, что активность β-клеток у беременных с ГСД в общей группе достоверно не отличается от здоровых: проинсулин – 3,4±1,2 пмоль/л, ИРИ – 10,73±3,6 мкЕд/мл, С-пептид – 0,9±0,32 пмоль/мл (соответствующие показатели у здоровых: 3,3±0,7 пмоль/л, 6,8±1,8 мкЕд/мл, 0,86±0,2 пмоль/мл). Показатели углеводного обмена у беременных с ГСД также достоверно не отличаются от здоровых: уровень гликемии натощак в плазме венозной крови – 4,8±0,9 ммоль/л, HbA1c – 5,26±1,2% (у здоровых – 4,65±1,2 ммоль/л и 4,82±0,86% соответственно).

Что касается показателей липидного спектра крови и активности жировой ткани, то уровни ХЛ, фракций холестерина – ЛПНП, ЛПОНП, лептина – то они приближаются к показателям верхней границы нормы у здоровых (уровень ХЛ – 6,14±0,15 ммоль/л, ЛПНП – 3,2±0,07 ммоль/л, ЛПОНП – 1,17±0,06 ммоль/л, лептин – 22,2±8,4 нг/мл), а фракция холестерина ЛПВП – на нижней границе нормы – 1,5±0,08 ммоль/л (соответствующие параметры у здоровых – <5,2 ммоль/л, <3,5 ммоль/л, <1,4 ммоль/л, <27,6 нг/мл, >1,42 ммоль/л).

Нами выявлено, что концентрация ТГ в крови беременных с ГСД достоверно выше, чем у здоровых (при ГСД – 2,4±0,28, у здоровых – 1,54±0,11 ммоль/л, ρ<0,01), наряду с тенденцией к увеличению атерогенного фактора (при ГСД – 3,2±0,6 у здоровых – 2,2±0,2, t=1,7). Вариабельность полученных данных и отсутствие различий между большинством метаболических параметров у беременных здоровых и с ГСД, по-видимому, обус­ловлены неоднородностью беременных с ГСД и начальными нарушениями углеводного обмена, определяемыми у них только как нарушение толерантности к глюкозе. В связи с этим мы провели анализ полученных показателей в группе беременных с ГСД в зависимости от ожирения, что указывает на наличие инсулинорезистентности. Как показали наши результаты (табл. 1), у беременных с ГСД и ожирением отмечается достоверное (ρ<0,05) увеличение проинсулина (почти в три раза), ИРИ (в 2,7 раза), С-пептида (в 1,6 раз) по сравнению с показателями у беременных с ГСД без ожирения. Глюкоза плазмы венозной крови натощак достоверно выше у беременных с ожирением, хотя и находится в пределах нормальных значений. Что касается показателей липидного спектра крови (табл. 2), то в этих группах между ними нет различий (ρ>0,05). Обращает внимание достоверное увеличение лептина в крови беременных при ожирении (35,5±4,3 нг/мл, без ожирения – 10,3±2,6 нг/мл, ρ<0,01). Сравнительный анализ этих групп по сравнению со здоровыми показал достоверное увеличение в крови ИРИ (14,7±3,1 мкЕд/мл против 6,8±1,8 мкЕд/мл, ρ<0,05) и лептина (35,5±4,3 нг/мл против 20,6±3,8 нг/мл) у беременных с ГСД и ожирением. Что же касается беременных с ГСД без ожирения, то у них по сравнению со здоровыми выявлено достоверное снижение проинсулина – 1,6±0,6 пкмоль/л (в норме – 3,3±0,7, ρ<0,05) при отсутствии достоверных различий в уровнях ИРИ и С-пептида.

Индивидуальный анализ метаболических показателей у беременных с ГСД и ожирением показал, что у них по сравнению со здоровыми отмечается снижение уровня проинсулина – у 50% беременных, значительное повышение уровня ИРИ и лептина – у 37,5 и 75%, повышение общего холестерина, триглицеридов, атерогенного показателя у 75%, у 100%, у 87,5% соответственно.

В группах беременных с ГСД без ожирения по сравнению со здоровыми у 87,5% отмечается снижение концентрации проинсулина, у 50% – снижение уровня С-пептида, у 87,5% – повышение уровней общего ХЛ, ТГ, атерогенного фактора, у 50% – повышение фракции холестерина ЛПНП.

Исходя из полученных данных, индивидуальный анализ клинико-лабораторных показателей выявил признаки выраженной инсулинорезистентности со значительным повышением ИРИ, С-пептида и лептина у 75% беременных с ГСД и ожирением, а также уменьшение инсулиносекреции со сниженной концентрацией проинсулина и С-пептида у 50% беременных с ГСД без ожирения.

Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера Glu23Lys-гена KCNJ11 (табл. 3) показал достоверное увеличение частоты генотипа Lys/Lys у беременных с ГСД по сравнению со здоровыми (x2 – 11,76, уровень значимости – 0,003). Относительный риск для пациенток с генотипом этого гена заболеть ГСД достаточно высокий – 7,46.

Анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера Glu23Lys-гена KCNJ11 в зависимости от ожирения и отягощенной наследственности по СД2 не выявил различий в группах пациенток с ГСД.

При анализе распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера G98690ЕT гена TCF7L2 не выявлена достоверная ассоциация их с ГСД.

Анализ полиморфного маркера divro12ala гена PPARG2 показал достоверную ассоциацию аллелей divro и ala у беременных с ГСД по сравнению со здоровыми (х2 – 6,59, уровень значимости – 0,01).

Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного маркера T45G гена ADIPOQ, полиморфного маркера Т-106С гена ADIPOR1 не выявило достоверной ассоциации их с ГСД.

Обращает на себя внимание достоверная ассоциация аллелей А и Т полиморфного маркера А219Т (х2 – 6,53, уровень значимости – 0,01) и генотипов А/А, А/Т и Т/Т (х2 – 7,75, уровень значимости – 0,02) гена ADIPOR2 у беременных с ГСД по сравнению со здоровыми (табл. 4).

В то же время мы не выявили ассоциаций полиморфного маркера G795A гена ADIPOR2 у пациенток с ГСД по сравнению со здоровыми.

Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера divro12ala гена PPRARG2, полиморфного маркера Т45G гена ADIPOQ, полиморфного маркера Т-106С гена ADIPOR1, полиморфных маркеров А219Т и G795А гена ADIPOR2 не выявил ассоциации с ожирением у беременных с ГСД.

Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров divro12ala гена PRARG2 и G795А гена ADIPOQR2 в зависимости от отягощенной СД2 наследственности у пациенток с ГСД в анамнезе показал достоверную ассоциацию аллелей и генотипов PPARG2 (х2 – 5,36, уровень значимости – 0,02; х2 – 5,09, уровень значимости – 0,07) и генотипов ADIPOR2 (х2 – 8,91, уровень значимости – 0,01) этих маркеров с отягощенной наследственностью.

Относительный риск иметь наследственность, отягощенную СД2, при наличии генотипов полиморфного маркера G795А гена ADIPOQR2 составляет 8,42.

При анализе других полиморфных маркеров генов достоверной ассоциации с отягощенной СД2 наследственностью у беременных с ГСД мы не нашли.

Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера divro12ala гена PPARG2, полиморфного маркера T45G гена ADIPOQ, полиморфного маркера Т-106С гена ADIPOR1 и полиморфных маркеров G795А и А219Т гена ADIPOR2 не выявил ассоциаций этих маркеров с СД2 у пациенток с ГСД в анамнезе, что, возможно, объясняется недостаточным числом наблюдений.

Учитывая особенности трансформации ГСД в СД2 и, возможно, генетические особенности этого СД, мы провели сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров Glu23Lys гена KCNJ11, divro12ala гена PRARG2, Т45С гена ADIPOQ, Т-106С гена ADIPOR1, С795А и А219Т гена ADIPOR2 у пациенток с СД2 после трансформации ГСД и здоровых.

Как показали наши результаты, у беременных с ГСД достоверная ассоциация с СД2 имеется только для аллелей и генотипов полиморфного маркера А219Т гена ADIPOR2 (х2 – 8,59, уровень значимости – 0,03; х2 – 10,78, уровень значимости – 0,003), наряду с тенденцией к повышению генотипа Lys/Lys полиморфного маркера Glu23Lys гена KCNJ11 (х2 – 5,87; уровень значимости – 0,06) – таблица 5.

Обсуждение полученных результатов

У беременных с ожирением имеются более выраженные признаки нарушения чувствительности к инсулину, что подтверждается увеличением секреторной активности β-клеток поджелудочной железы, гиперлептинемией, дислипидемией по атерогенному типу, увеличением гликемии. Состояние гиперлептинемии с высоким уровнем ИРИ позволяет предположить, что и гиперлептинемия, и гиперинсулинемия обусловлены инсулинорезистентностью. Гиперлептинемия на фоне ожирения у беременных с ГСД, отражая периферическую инсулинорезистентность, указывает на нарушение регуляции энергетического баланса у этих беременных. Не исключено, что и гипертриглицеридемия, характерная для беременных с ожирением, участвует в формировании инсулинорезистентности.

У беременных с ГСД без ожирения отмечается некоторое снижение активности β-клеток, но с сохранением остаточной секреции С-пептида. Содержание лептина и показатели липидного спектра крови у этих беременных в пределах нормы. По-видимому, в генезе ГСД у этих беременных главенствующее место принадлежит не инсулинорезистентности, а снижению секреторной активности β-клеток.

У беременных с ГСД имеется достоверная ассоциация генотипа Lys/Lys полиморфного маркера Glu23K гена KCNJ11, аллеля divro и ala полиморфного маркера divro12ala гена PPARG2, а также аллелей полиморфного маркера A219T гена ADIPOR2 с ГСД. Следовательно, у беременных с ГСД имеются генетические особенности, ассоциированные как с нарушением чувствительности к инсулину, так и с нарушением его секреции.

Отягощенная наследственность СД2 у беременных с ГСД обусловлена достоверной ассоциацией аллелей и генотипов полиморфного маркера divro12ala гена PPARG2 и генотипов полиморфного маркера с795 гена ADIPOR2.

Полученные данные подтверждают генетическую детерминированность наследственности, ассоциированной с СД2. Определение общей генетической природы при ГСД и СД2 позволяет на доклиническом этапе выявлять группу риска по этим заболеваниям, проводить профилактику их возникновения, при необходимости уточнять их диагностику с помощью определения полиморфных маркеров генов-кандидатов, ассоциированных с ГСД и СД2, и осуществлять своевременное лечение. Возможно это позволит в будущем предотвращать развитие этих заболеваний и их осложнений. Планирование беременности, своевременная диагностика и терапия ГСД, уменьшение факторов риска развития СД2 после родоразрешения будут способствовать снижению заболеваемости СД2 у пациенток с ГСД, что позволит улучшить качество жизни у этого контингента женщин.