Длина теломер, активность теломеразы и механизмы их изменения у пациентом с сахарным диабетом 2-го типа

Цель исследования — изучение взаимосвязи хронического воспаления, окислительного стресса и биологии теломер у лиц с сахарным диабетом 2-го типа (СД2).

Материал и методы.

В исследование включены 50 пациентов с СД2 без клинических проявлений сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и 139 человек контрольной группы. Оценивали состояние углеводного обмена, степень окислительного стресса (малоновый диальдегид — МДА) и хронического воспаления (фибриноген, С-реактивный белок — СРБ, интерлейкин-6 — ИЛ-6), измеряли длину лимфоцитарных теломер и активность теломеразы.

Результаты.

У пациентов с СД2 длина теломер оказалась короче (р=0,031), активность теломеразы ниже (р=0,039), а степень воспаления (уровни СРБ и фибриногена) выше, чем в группе контроля. Все пациенты были разделены по длине теломер. Среди пациентов с СД2 уровни СРБ и фибриногена были выше у лиц с «короткими» теломерами (р=0,02). При сравнении групп с «длинными» теломерами не выявлено различий в уровне СРБ (р=0,93). У пациентов с СД2 и «низкой» активностью теломеразы выраженность хронического воспаления была наибольшей. У пациентов с СД2 выявлена зависимость между длиной теломер и уровнем СРБ (r=–0,40; р=0,004).

Заключение.

Хроническое воспаление и старение клеток у пациентов с СД2 выражены значительнее, чем в контроле. Однако у пациентов с «длинными» теломерами признаки хронического воспаления мало отличались от таковых у здоровых людей. Возможно, «длинные» теломеры защищают пациентов с СД2 от повреждающего действия хронического воспаления.

1. Rajendran P, Rengarajan T, Thangavel J, et al. The vascular endothelium and human diseases. Int J Biol Sci. 2013;9(10):1057-1069. doi: 10.7150/ijbs.7502.

2. Rodier F, Campisi J. Four faces of cellular senescence. J Cell Biol. 2011;192(4):547-556. doi: 10.1083/jcb.201009094.

3. Inoguchi T, Li P, Umeda F, et al. High glucose level and free fatty acid stimulate reactive oxygen species production through protein kinase C-dependent activation of NAD(P)H oxidase in cultured vascular cells. Diabetes. 2000;49(11):1939-1945. doi: 10.2337/diabetes.49.11.1939.

4. Benetos A, Gardner JP, Zureik M, et al. Short Telomeres Are Associated With Increased Carotid Atherosclerosis in Hypertensive Subjects. Hypertension. 2004;43(2):182-185. doi: 10.1161/01.HYP.0000113081.42868.f4.

5. Murillo-Ortiz B, Albarrán-Tamayo F, Arenas-Aranda D, et al. Telomere length and type 2 diabetes in males, a premature aging syndrome. The Aging Male. 2015;15(1):54-58. doi: 10.3109/13685538.2011.593658.

6. Shah AS, Dolan LM, Kimball TR, et al. Influence of Duration of Diabetes, Glycemic Control, and Traditional Cardiovascular Risk Factors on Early Atherosclerotic Vascular Changes in Adolescents and Young Adults with Type 2 Diabetes Mellitus. J Clin Endocr Metab. 2009;94(10):3740-3745. doi: 10.1210/jc.2008-2039.

7. Зверева М.Э., Щербакова Д.М., Донцова О.А. Теломераза: структура, функции и пути регуляции активности. // Успехи биологической химии. - 2010. — Т. 50. - С. 155–202. [Zvereva ME, Shcherbakova DM, Dontsova OA. Telomeraza: struktura, funktsii i puti regulyatsii aktivnosti. Uspekhi biologicheskoi khimii. 2010;50:155-202. (In Russ.)].

8. Morgan G. Telomerase regulation and the intimate relationship with aging. Research and Reports in Biochemistry. 2013;3:71-78. doi: 10.2147/rrbc.s28603.

9. Effros RB. Telomere/telomerase dynamics within the human immune system: Effect of chronic infection and stress. Exp Gerontol. 2011;46(2-3):135-140. doi: 10.1016/j.exger.2010.08.027.

10. Ludlow AT, Ludlow LW, Roth SM. Do Telomeres Adapt to Physiological Stress? Exploring the Effect of Exercise on Telomere Length and Telomere-Related Proteins. BioMed Research International. 2013;2013:1-15. doi: 10.1155/2013/601368.

11. Ghosh A, Saginc G, Leow SC, et al. Telomerase directly regulates NF-κB-dependent transcription. Nat Cell Biol. 2012;14(12):1270-1281. doi: 10.1038/ncb2621.

12. Qi Nan W, Ling Z, Bing C. The influence of the telomere-telomerase system on diabetes mellitus and its vascular complications. Expert Opin Ther Targets. 2015;19(6):849-864. doi: 10.1517/14728222.2015.1016500.

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

14. Kim N, Piatyszek M, Prowse K, et al. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science. 1994;266(5193):2011-2015. doi: 10.1126/science.7605428.

15. Huang Q, Zhao J, Miao K, et al. Association between Telomere Length and Type 2 Diabetes Mellitus: A Meta-Analysis. PLoS One. 2013;8(11):e79993. doi: 10.1371/journal.pone.0079993.

16. Sampson MJ, Winterbone MS, Hughes JC, et al. Monocyte Telomere Shortening and Oxidative DNA Damage in Type 2 Diabetes. Diabetes Care. 2006;29(2):283-289. doi: 10.2337/diacare.29.02.06.dc05-1715..

17. 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.

18. Pal M, Febbraio MA, Whitham M. From cytokine to myokine: the emerging role of interleukin-6 in metabolic regulation. Immunol Cell Biol. 2014;92(4):331-339. doi: 10.1038/icb.2014.16.

19. Lichterfeld M, O’Donovan A, Pantell MS, et al. Cumulative Inflammatory Load Is Associated with Short Leukocyte Telomere Length in the Health, Aging and Body Composition Study. PLoS One. 2011;6(5):e19687. doi: 10.1371/journal.pone.0019687.

20. Federici M, Rentoukas E, Tsarouhas K, et al. Connection between Telomerase Activity in PBMC and Markers of Inflammation and Endothelial Dysfunction in Patients with Metabolic Syndrome. PLoS One. 2012;7(4):e35739. doi: 10.1371/journal.pone.0035739.