Preview

Биология теломер и метаболические нарушения: роль инсулинорезистентности и сахарного диабета 2 типа

https://doi.org/10.14341/probl12510

Полный текст:

Аннотация

ОБОСНОВАНИЕ. Инсулинорезистентность способствует ускорению процессов старения, но ее скорость зависит от индивидуальных особенностей метаболизма. Одной из причин разной скорости старения у лиц с инсулинорезистентностью является изначально различная «генетическая защищенность» клеток, которую многие ученые связывают с репликативным клеточным старением.

ЦЕЛЬ. Изучение взаимосвязи состояния углеводного обмена и маркеров репликативного клеточного старения у лиц с различной чувствительностью к инсулину.

МЕТОДЫ. В одномоментное исследование были включены 305 пациентов. Проведено изучение параметров углеводного обмена и биологии теломер (длина теломер лейкоцитов и активность теломеразы).

РЕЗУЛЬТАТЫ. Средний возраст пациентов составил 51,5±13,3 года. Пациенты были разделены на три группы в зависимости от степени инсулинорезистентности: здоровые, с инсулинорезистентностью и с сахарным диабетом (СД) 2 типа. Средний возраст здоровых пациентов составил 48,82±13,87 года, лиц с инсулинорезистентностью 53,04±12,8, с СД 2 типа — 58,4±7,90. Медиана длины теломер составила 9,76 усл. ед. При длине теломер ниже медианы говорили о коротких теломерах (n=153), при значении выше медианы — о длинных теломерах (n=145). Медиана активности теломеразы составила 0,48 усл. ед. При активности теломеразы ниже медианы говорили о низкой активности теломеразы (n=92), при значении выше медианы — о высокой активности теломеразы (n=96). И длина теломер, и активность теломеразы прогрессивно снижаются по мере усиления инсулинорезистентности. У пациентов с диабетом преобладали короткая длина теломер и низкая активность теломеразы. Наибольшее влияние на риск выявления «коротких» теломер оказывает индекс инсулинорезистентности. У пациентов с инсулинорезистентностью повышение уровня гликированного гемоглобина увеличивает вероятность выявления «коротких» теломер в 2,4 раза, а при СД — в 4,26 раза, повышение глюкозы плазмы натощак — на 90%, увеличение HOMA-IR — на 35%. Нарастание инсулинорезистентности повышает риск выявления «низкой» активности теломеразы на 53% и риск выявления «очень низкой» активности теломеразы на 92%. Снижение инсулинорезистентности повышает шанс повышения активности теломеразы до «очень высокой» на 51%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Более короткие теломеры ассоциированы с более выраженными нарушениями углеводного обмена и более высокой степенью инсулинорезистентности. Дальнейшие исследования метаболического статуса необходимы для персонализации их образа жизни и целей лечения.

Об авторах

Екатерина Наильевна Дудинская
Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Российский геронтологический научно-клинический центр
Россия

к.м.н.; ORCID: 0000-0001-7891-6850; eLibrary SPIN: 4985-6315

129226, г. Москва, ул. 1-я Леонова, д. 16



Ольга Николаевна Ткачева
Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Российский геронтологический научно-клинический центр
Россия

д.м.н., профессор; ORCID: 0000-0002-4193-688X; eLibrary SPIN: 677476

Москва



Наталия Васильевна Браилова
Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Российский геронтологический научно-клинический центр
Россия

к.м.н.; ORCID: 0000-0002-1216-0787; eLibrary SPIN: 2900-8384

Москва



Ирина Дмитриевна Стражеско
Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Российский геронтологический научно-клинический центр
Россия

д.м.н.; ORCID: 0000-0002-3657-0676; eLibrary SPIN: 9049-7884

Москва



Марина Владимировна Шестакова
Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии
Россия

д.м.н., профессор, академик РАН; ORCID: 0000-0002-5057-127X; eLibrary SPIN: 7584-7015

Москва



Список литературы

1. Стражеско И.Д. Возраст-ассоциированные изменения артериальной стенки: взаимосвязь с гормонально- метаболическим статусом и биологией теломер: Автореф. дис. ... докт. мед. наук. — М., 2019. — 42 с. Доступно по: http://rsmu.ru/fileadmin/templates/DOC/Disser/2019/strazhesko_id/a_strazhesko_id.pdf. Ссылка активна на 24.06.2020.

2. Fyhrquist F, Saijonmaa O. Telomere length and cardiovascular aging. Ann Med. 2012;44(Suppl 1):138–142. doi: 10.3109/07853890.2012.660497.

3. Bodnar AG, Ouellette M, Frolkis M, et al. Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells. Science. 1998;279(5349):349−352. doi: 10.1126/science.279.5349.349.

4. Aviv A, Valdes A, Gardner JP, et al. Menopause modifies the association of leukocyte telomere length with insulin resistance and inflammation. J Clin Endocrinol Metab. 2006;91(2):635–640. doi: 10.1210/jc.2005-1814.

5. Satoh M, Ishikawa Y, Takahashi Y, et al. Association between oxidative DNA damage and telomere shortening in circulating endothelial progenitor cells obtained from metabolic syndrome patients with coronary artery disease. Atherosclerosis. 2008;198(2):347−353. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2007.09.040.

6. Madeira IR, Carvalho CN, Gazolla FM, et al. [Cut-off point for Homeostatic Model Assessment for Insulin Resistance (HOMA-IR) index established from Receiver Operating Characteristic (ROC) curve in the detection of metabolic syndrome in overweight pre- pubertal children. (In Portuguese)]. Arq Bras Endocrinol Metabol. 2008;52(9):1466−1473. doi: 10.1590/s0004-27302008000900010.

7. Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю., и др. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 9-й выпуск // Сахарный диабет. — 2019. — Т.22. — NoS1-1. — С. 1–144. doi: 10.14341/DM221S1.

8. Cawthon RM. Telomere measurement by quantitative PCR. Nucleic Acids Res. 2002;30(10):47. doi: 10.1093/nar/30.10.e47.

9. Браилова Н.В. Взаимосвязь состояния сосудистой стенки, углеводного обмена и биологии теломер: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 2017. — 25 с. Доступно по: https://search.rsl.ru/ru/record/01008709891. Ссылка активна на 24.06.2020.

10. Дудинская Е.Н., Ткачева О.Н., Шестакова М.В., и др. Длина теломер и состояние сосудистой стенки у пациентов с сахарным диабетом 2 типа // Сахарный диабет. — 2014. — No3. — С. 31−38.

11. Fasching CL. Telomere length measurement as a clinical biomarker of aging and disease. Crit Rev Clin Lab Sci. 2018;55(7):443−465. doi: 10.1080/10408363.2018.1504274.

12. Rizvi S, Raza ST, Mahdi F. Telomere length variations in aging and age-related diseases. Curr Aging Sci. 2014;7(3):161−167. doi: 10.2174/1874609808666150122153151.

13. Стражеско И.Д., Ткачева О.Н., Акашева Д.У., и др. Взаимосвязь между факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний и длиной теломер лейкоцитов // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. — 2016. — Т.15. — No3. — С. 52−57. doi: 10.15829/1728-8800-2016-3-52-57.

14. Mundstock E, Sarria EE, Zatti H, et al. Effect of obesity on telomere length: Systematic review and meta-analysis. Obesity (Silver Spring). 2015;23(11):2165−2174. doi: 10.1002/oby.21183.

15. Welendorf C, Nicoletti CF, Pinhel MA, et al. Obesity, weight loss, and influence on telomere length: New insights for personalized nutrition. Nutrition. 2019;66:115−121. doi: 10.1016/j.nut.2019.05.002.

16. Aviv A. Genetics of leukocyte telomere length and its role in atherosclerosis. Mutat Res. 2012;730(1-2):68−74. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2011.05.001.

17. Avogaro A, de Kreutzenberg SV, Fadini GP. Insulin signaling and life span. Pflugers Arch. 2010;459(2):301–314. doi: 10.1007/s00424-009-0721-8.

18. Hajjar DP, Gotto AM. Biological relevance of inflammation and oxidative stress in the pathogenesis of arterial diseases. Am J Pathol. 2013;182(5):1474−1481. doi: 10.1016/j.ajpath.2013.01.010.

19. Von Zglinicki T. Oxidative stress shortens telomeres. Trends Biochem Sci. 2002;27(7):339−344. doi: 10.1016/s0968-0004(02)02110-2.

20. Verhulst S, Dalgаrd C, Labat C, et al. A short leucocyte telomere length is associated with development of insulin resistance. Diabetologia. 2016;59(6):1258−1265. doi: 10.1007/s00125-016-3915-6.

21. Бойцов С.А., Стражеско И.Д., Акашева Д.У., и др. Инсулинорезистентность: благо или зло? Механизмы развития и связь с возраст-ассоциированными изменениями сосудов // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. — 2013. — Т.12. — No4. — С. 91−97. doi: 10.15829/1728-8800-2013-4-91-97.

22. Olivieri F, Albertini MC, Orciani M, et al. DNA damage response (DDR) and senescence: shuttled inflamma-miRNAs on the stage of inflammaging. Oncotarget. 2015;6(34):35509−35521. doi: 10.18632/oncotarget.5899.

23. Demissie S, Levy D, Benjamin EJ, et al. Insulin resistance, oxidative stress, hypertension, and leukocyte telomere length in men from the Framingham Heart Study. Aging Cell. 2006;5(4):325−330. doi: 10.1111/j.1474-9726.2006.00224.x.

24. Rosa EC, Santos RR, Fernandes LF, et al. Leukocyte telomere length correlates with glucose control in adults with recently diagnosed type 2 diabetes. Diabetes Res Clin Pract. 2018;135:30–36. doi: 10.1016/j.diabres.2017.10.020.

25. Ahmad S, Heraclides A, Sun Q, et al. Telomere length in blood and skeletal muscle in relation to measures of glycaemia and insulinaemia. Diabet Med. 2012;29(10):e377–e381. doi: 10.1111/j.1464-5491.2012.03737.x.

26. Grunnet LG, Pilgaard K, Alibegovic A, et al. Leukocyte telomere length is associated with elevated plasma glucose and HbA1c in young healthy men independent of birth weight. Sci Rep. 2019;9(1):7639. doi: 10.1038/s41598-019-43387-0.

27. Hink U, Li H, Mollnau H, et al. Mechanisms underlying endothelial dysfunction in diabetes mellitus. Circ Res. 2001;88(2):14–22. doi: 10.1161/01.res.88.2.e14.

28. Baynes JW. Role of oxidative stress in development of complications in diabetes. Diabetes. 1991;40(4):405–412. doi: 10.2337/diab.40.4.405.

29. Salpea KD, Humphries SE. Тelomere length in atherosclerosis and diabetes. Atherosclerosis. 2010;209(1):35−38. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2009.12.021.

30. Adaikalakoteswari A, Balasubramanyam M, Mohan V. Telomere shortening occurs in Asian Indian Type 2 diabetic patients. Diabet Med. 2005;22(9):1151-1156. doi:10.1111/j.1464-5491.2005.01574.x

31. Kuhlow D, Florian S, von Figura G, et al. Telomerase deficiency impairs glucose metabolism and insulin secretion. Aging (Albany NY). 2010;2(10):650−658. doi: 10.18632/aging.100200.

32. Guo N, Parry EM, Luo-Sheng L, et al. Short telomeres compromise B-cell signaling and survival. PloS ONE. 2011;6(3):e17858. doi: 10.1371/journal.pone.0017858.

33. Olivieri F, Lorenzi M, Antonicelli R, et al. Leukocyte telomere shortening in elderly type 2DM patients with previous myocardial infarction. Atherosclerosis. 2009;206(2):588–593. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2009.03.034.

34. Salpea KD, Talmud PJ, Cooper JA, et al. Association of telomere length with type 2 diabetes, oxidative stress and UCP2 gene variation. Atherosclerosis. 2010;209(1):42–50. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2009.09.070.

35. Zee RY, Castonguay AJ, Barton NS, et al. Mean leukocyte telomere length shortening and type 2 diabetes mellitus: a case-control study. Transl Res. 2010;155(4):166–169. doi: 10.1016/j.trsl.2009.09.012.

36. Epel ES, Lin J, Dhabhar FS, et al. Dynamics of telomerase activity in response to acute psychological stress. Brain Behav Immun. 2010;24(4):531–539. doi: 10.1016/j.bbi.2009.11.018.

37. Valdes AM, Andrew T, Gardner JP, et al. Obesity, cigarette smoking, and telomere length in women. Lancet. 2005;366(9486):662–664. doi: 10.1016/S0140-6736(05)66630-5.

38. Daubenmier J, Lin J, Blackburn E, et al. Changes in stress, eating, and metabolic factors are related to changes in telomerase activity in a randomized mindfulness intervention pilot study. Psychoneuroendocrinology. 2012;37(7):917−928. doi: 10.1016/j.psyneuen.2011.10.008.


Дополнительные файлы

Для цитирования:


Дудинская Е.Н., Ткачева О.Н., Браилова Н.В., Стражеско И.Д., Шестакова М.В. Биология теломер и метаболические нарушения: роль инсулинорезистентности и сахарного диабета 2 типа. Проблемы Эндокринологии. 2020;66(4):35-44. https://doi.org/10.14341/probl12510

For citation:


Dudinskaya E.N., Tkacheva O.N., Brailova N.V., Strazhesko I.D., Shestakova M.V. Telomere biology and metabolic disorders: the role of insulin resistance and type 2 diabetes. Problems of Endocrinology. 2020;66(4):35-44. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl12510

Просмотров: 1007


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution License (CC BY-NC-ND 4.0).


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)