Роль адипокинов и неэстерифицированных жирных кислот в развитии инсулинорезистентности

Как известно, сниженная чувствительность тканей к инсулину, или инсулинорезистентность (ИР), не только играет важную роль в развитии сахарного диабета (СД) 2-го типа, но и может быть патогенетическим фактором целого ряда заболеваний и нарушений, таких, как атеросклероз, артериальная гипертензия (АГ), атерогенная дислипопротеинемия, нарушение свертываемости и фибринолитических свойств крови [18]. В таком случае эти нарушения объединяют в единый комплекс с названием "метаболический синдром" [19]. В патогенезе метаболического синдрома особую роль играют также ожирение и/или абдоминальный тип распределения жировой ткани, которые способствуют развитию ИР [4]. Поэтому не удивительно, что среди механизмов развития ИР при метаболическом синдроме особое внимание уделяется изменению содержания в крови адипокинов — биологически активных белков, продуцируемых жировой тканью (фактор некроза опух- лей-а, лептин, адипонектин, висфатин и пр.) [17]. Кроме того, в развитии ИР важную роль могут играть неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК), продуцируемые в ходе липолиза как жировой тканью, так и в русле крови липопротеинами, богатыми триглицеридами (ТГ) [13]. Однако не выяснено, каков вклад каждого из этих веществ в развитие ИР, а также то, в какой степени изменение их концентрации связано с наличием ожирения и с патогенезом ИР. Изучению этих вопросов и посвящено настоящее исследование. Из адипокинов были рассмотрены лептин и адипонектин.

Материалы и методы

В одномоментное исследование были включены 157 пациентов (90 женщин и 67 мужчин) в возрасте от 29 до 83 лет (в среднем 57,5 ± 9,2 года). У всех больных на момент поступления была диагностирована АГ согласно критериям, представленным на 7-м докладе Объединенного национального комитета США по профилактике, выявлению, оценке и лечению АГ (JNC 7) [10]. У 90 (57%) пациентов наблюдалась стабильная стенокардия I—III функциональных классов, 36 (23%) пациентов находились на лечении с СД 2-го типа, диагностированном согласно критериям ВОЗ 1999 г. [19]. Заболевание у всех обследованных находилось в стадии компенсации и субкомпенсации, без выявленных осложнений. На момент обследования пациенты соблюдали диету с ограничением углеводов, без приема сахароснижающих препаратов. Ожирение (индекс массы тела (ИМТ) 30 кг/м² и выше) имело место у 67 (43%) человек, среди них ожирение II и III степени — у 20 (30%) и 4 (6%) пациентов соответственно. В исследование не включали лиц, принимающих липидснижающие лекарства, а также больных с холестазом и гиперфункцией щитовидной железы.

ИМТ рассчитывали по формуле: ИМТ = масса тела (кг)/рост² (м²). Уровни глюкозы и показатели липидного спектра (кроме НЭЖК) определяли в сыворотке венозной крови, взятой утром натощак после 12-часового голодания. Затем сыворотки заморозили и хранили при -20°С для дальнейшего определения содержания адипонектина, лептина, инсулина и НЭЖК.

Показатели липидного спектра крови — общий холестерин (ОХС) и ТГ определяли наборами реактивов "Биокон" (Германия) на анализаторе ChemWell (США) [5, 8]. Концентрацию холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП) определяли прямым методом с использованием антител к ЛПВП набором реактивов "Биокон" (Германия) на анализаторе ChemWell (США). Содержание холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП) рассчитывали по формуле Фрид- вальда: ХС ЛПНП = ОХС - (ТГ/2,2 + ХС ЛПВП) [12]. Интегральный показатель коэффициента ате- рогенности (КА) рассчитывали по формуле: КА = (ОХС - ХС ЛПВП)/ХС ЛПВП [1]. Концентрацию НЭЖК определяли колориметрическим методом с помощью ферментных наборов фирмы "Randox" на спектрофотометре СФ-26 "ЛОМО” (Россия) [14].

Концентрацию глюкозы определяли на биохимическом анализаторе EOS-BRAVO ("Hospitex", Швеция) глюкозооксидазным методом. Содержание инсулина и лептина определяли при помощи "сэндвич"-варианта иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием наборов фирмы "DRG" (Германия) на микропланшетном ридере "Е1х800" фирмы "ФинБио" (Финляндия). Для более точной оценки степени ИР использовали индекс НОМА (Homeostatis model assessment), определенный по формуле: НОМА = инсулин (в мкЕД/мл) • глюкоза (в ммоль/л)/22,5 [6].

Концентрацию адипонектина определяли при помощи конкурентного варианта ИФА на наборах фирмы "BioVendor" (Чехия) на микропланшетном ридере "Е1х800" фирмы "ФинБио" (Финляндия).

Статистическая обработка полученных данных проведена на компьютере с использованием пакета программ "Statistica 6.0". Данные представлены в виде средних арифметических значений и стандартных отклонений (Л/ ± SD). В статистическом анализе все параметры, за исключением возраста и показателей антропометрии, для увеличения нормальности их распределения трансформировали в

Таблица 1. Клинико-метаболические параметры у пациентов с различными значениями индекса НОМА (М ± SD)

Тертили индекса НОМА

Примечание. ♦ — значения достоверности различий среди групп, определенные согласно однофакторному дисперсионному анализу. Различия достоверны по сравнению с 1-й группой при: * — р < 0,05, ** — р < 0,01, ***—/>< 0,001 и по сравнению со 2-й группой при: * — р < 0,001. Н. д. — различия не достоверны (р > 0,05).

Таблица 2. Корреляционный анализ: связь индекса НОМА с клинико-метаболическими показателями до и после выравнивания по полу, возрасту и ИМТ

Примечание. * — корреляции достоверны прир < 0,05. логарифмированную форму. Анализ отличий антропометрических и метаболических показателей в группе с различными тертилями индекса НОМА, а также при анализе в группах с разными ИМТ и индексом НОМА оценивали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (one-way ANOVA test). Для попарных сравнений использовали апостериорный критерий Bonferroni (Post hoc Bonfer- roni test). Для относительных величин (частота СД 2-го типа, соотношение полов) применяли критерий х². Для выявления связей индекса НОМА с различными показателями также проводили корреляционный анализ по Пирсону и множественный регрессионный анализ. Уровень значимости при этом считали достоверным при р < 0,05.

Результаты и их обсуждение

Как представлено в табл. 1, пациенты со сниженной чувствительностью к инсулину (II и III тертили индекса НОМА) имеют более высокий ИМТ и более выраженное абдоминальное распре

деление жировой ткани. Кроме того, у этих больных наблюдается увеличение содержания ТГ и ОХС и уменьшение ХС ЛПВП. Корреляционный анализ (табл. 2) подтверждает эти взаимосвязи и указывает на независимую от ИМТ связь индекса НОМА с абдоминальным фенотипом ожирения и атерогенными изменениями липопротеинового спектра. Эти изменения согласуются с известными представлениями о тесной взаимосвязи между абдоминальным ожирением и ИР, а также о важной роли ИР в развитии атерогенной дислипопротеи- немии при ожирении [2, 18]. Однако механизмы развития ИР при ожирении остаются малоизученными. Одним из подходов к изучению данной проблемы является исследование роли веществ, продуцируемых жировой тканью, таких, как НЭЖК и адипокины. По данным табл. 1 видно, что снижение чувствительности тканей к инсулину сопровождается увеличением в крови содержания НЭЖК и лептина и снижением концентрации адипонектина. Согласно корреляционному анализу (см. табл. 2), каждый из этих факторов имеет независимые от ИМТ связи с ИР. В литературе также представлены сведения о независимой от ИМТ связи ИР с концентрациями НЭЖК [13], лептина [9] и адипонектина [3]. Иными словами, можно говорить о том, что изменение уровней НЭЖК и адипокинов является отражением не только ожирения, но и ИР, а следовательно, можно предполагать участие этих веществ в развитии ИР. Однако малоизученным остается вопрос, могут ли эти вещества участвовать в патогенезе ИР у лиц с нормальной массой тела, или изменение их концентрации в развитии ИР имеет большее значение при ожирении. В табл. 3 приведены данные по содержанию НЭЖК, лептина и адипонектина у пациентов с различной массой тела и индексом НОМА. Как показано, при ИР уровни НЭЖК и лептина изменяются только у лиц с ожирением (ИМТ > 28 кг/м²), в то время как концентрация адипонектина — у обследуемых без выраженного ожирения (ИМТ < 28 кг/м²). Поданным корреляционного анализа (табл. 4), уровень НЭЖК все же связан с ИР у пациентов с ИМТ < 28 кг/м², хотя данная корреляция имеет меньшую выраженность по сравнению с группой пациентов, страдающих ожирением. Таким образом, можно предполагать, что у пациентов без выраженного ожирения НЭЖК и адипонектин участвуют в развитии ИР, но адипонектин, в отличие от НЭЖК и лептина, не связан с развитием ИР у пациентов с ожирением. Причина выявленных различий связей содержания НЭЖК и адипокинов с ИР при различной степени избытка массы тела остается неизвестной. Однако можно предположить, что в основе данных отличий могут лежать различия в выработке жировой тканью других веществ (например, других адипокинов), которые, также оказывая воздействие на чувствительность к инсулину, могут снизить эффекты лептина и адипонектина на ИР. Вместе с тем, согласно другому исследованию [3], уровень адипонектина уменьшался при ИР как у лиц с нормальной массой тела, так и у пациентов с ожирением. В цитируемой работе, по-видимому, это объяснялось тем, что концентрация адипонектина у пациентов с ожирением и без ИР, была такой же высокой, как у пациентов с нормальной массой тела без ИР. По нашим данным (см. табл. 3), уровень адипонектина у пациентов с нормальной чувствительностью к инсулину и ожирением был в значительной степени снижен. Таким образом, по-видимому, важной причиной отсутствия влияния адипонектина на ИР у пациентов с ожирением в нашем исследовании является низкий разброс его концентрации в этой группе и, соответственно, низкая степень его воздействия.

Таблица 3. Содержание в крови НЭЖК, лептина и адипонектина у пациентов в группах с различными значениями ИМТ и индекса НОМА (М± SD)

Примечание. ♦ — значения достоверности различий среди групп, определенные согласно однофакторному дисперсионному анализу. Различия достоверны по сравнению с лицами без ожирения в каждой из категорий НОМА при: ’ — р < 0,05, " — р < 0,01, — р < 0,001. Различия достоверны по сравнению с инсулинчувствительными лицами в каждой из категорий ИМТ при: * — р < 0,05, ** — р < 0,01, **♦ — р < 0,001. Н. д. — различия не достоверны (р > 0,05).

Таблица 4. Связь индекса НОМА с содержанием НЭЖК, лептина и адипонектина у пациентов с различным ИМТ¹

Примечание. ¹ — приведены значения частных корреляций Пирсона с контролями по полу, возрасту и ИМТ; * — корреляции достоверны при р < 0,05.

Для оценки вклада НЭЖК и адипокинов в развитие ИР был проведен регрессионный анализ. Выяснилось, что после постановки в модель ИМТ, возраста, концентраций адипонектина, лептина, НЭЖК, ТГ, ОХС и его липопротеиновых подфракций, на индекс НОМА оказывали влияние уровни адипонектина (р = -0,27, р < 0,001), лептина (р = 0,19, р < 0,03) и НЭЖК (р = 0,24, р < 0,01). Индекс НОМА определялся этими показателями на 38% (г² = 0,38, р < 0,0001). Исследований, в которых одновременно изучали влияние НЭЖК и различных адипокинов на развитие ИР, мы не встречали. Однако нам известна работа, в которой также было показано, что адипонектин и лептин являются независимыми предикторами ИР [15]. О том, что НЭЖК и адипокины могут быть патогенетическими факторами развития ИР, свидетельствуют проспективные исследования [11, 16]. Данные о влиянии НЭЖК и лептина на чувствительность тканей к инсулину хорошо известны и отражены в многочисленных обзорах [9, 13]. Вместе с тем в вопросе о влиянии адипонектина на инсулин- чувствительность остается много не ясного. Предполагается, что адипонектин оказывает данный эффект путем стимулирующего воздействия на окисление НЭЖК и захват глюкозы в скелетных миоцитах [7], а также посредством уменьшения продукции глюкозы гепатоцитами [20]. Эти эффекты, в свою очередь, не связаны с воздействием адипокина на трансдукцию инсулинового сигнала. Сигнальные пути воздействия адипонектина и его биологическая роль остаются невыясненными. Однако выявленная в настоящей работе связь адипонектина с ИР, которая вносит дополнительный вклад к известному влиянию НЭЖК и лептина на этот показатель, заставляет предположить, что уменьшение уровня адипонектина играет важную роль в развитии ИР.

Выводы

1. Содержание НЭЖК, лептина и адипонектина в крови изменяется не только при ожирении, но и при наличии ИР.
2. На основании результатов регрессионного анализа можно говорить о независимой роли жирных кислот, лептина и адипонектина в развитии ИР.
3. У лиц с ожирением в развитии ИР может играть роль повышение концентраций жирных кислот и лептина, в то время как у пациентов без выраженного ожирения — повышение уровня жирных кислот и снижение адипонектина.

Благодарности

Авторы выражают благодарность ст. науч. сотр. отдела биохимии НИИЭМ РАМН, доктору мед. наук Н. Г. Никульчевой за ценные критические замечания, высказанные по данной работе.