Тканевая инсулинорезистентность: степень выражения и взаимосвязь с факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний
СтатьиОпубликовано в журнале:
"Российский кардиологический журнал"
»» № 1 '2000
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Мамедов М.Н., Олферьев А.М., Бритов А.Н., Киселева Н.В., Оганов Р.Г.
Государственный научно-исследовательский центр профилактической медицины МЗ РФ
Введение
В литературных обзорах последних 5 лет все чаще обсуждается тканевая инсулинорезистеитность и гиперинсулинемия, как один из возможных факторов, соединяющих вокруг себя наиболее часто встречающиеся факторы риска атеросклероза такие, как артериальная гипертония, нарушения липидного обмена (повышенные уровни триглицеридов и ХС ЛНП, снижение уровня ХС ЛВП), нарущение углеводного обмена (нарушение толерантности к глюкозе (НТГ) или инсулиннезависимый сахарный диабет (ИНСД)); гиперурекемия и гипофибринолиз [1]. Впервые в 1923 году шведский врач Kylin описал синдром, получивший название "гипертензия-гипергликемия-гиперурикемия" [2]. А в 1960 году Sinith в своей монографии "Инсулин и атерома" выдвинул гипотезу о роли инсулина в развитии атеросклероза и связанных с ним заболеваний. Однако, эти концепции не нашли признание, пока не подтвердились результатами широкомасштабных эпидемиологических исследований. К концу 80-х годов завершились наиболее крупные эпидемиологические работы, проводимые с целью определения факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений: Фрамингеймское исследование и Парижское проспективное исследование [3, 4]. Результаты этих исследований показали, что повышенная концентрация инсулина (гиперинсулинемня) прогнозировала развитие артериальной гипертонии (АГ), ИНСД и ИБС, являясь независимым фактором атеросклероза. Показано, что наряду с курением, артериальной гипертонией и гиперхолестеринемией, ИНСД, гиперинсулинемия, ожирение, повышенный уровень фибриногена в крови также являются основными факторами риска развития ИБС. Обобщая эти данные, американский ученый G. Reaven в 1988 году, в своей Бантинской лекции выдвинул гипотезу о так называемом метаболическом синдроме или синдроме X, в основе которого лежит сочетание артериальной гипертонии, гипертриглицеридемии, сопровождающейся сниженным уровнем ХС ЛВП, гиперинсулинемии, НТГ или диагностированной ИНСД [5]. Гипотеза вызвала бурную дискуссию, однако дальнейшие исследования (Финское исследование по метаболическому синдрому, популяционное исследование в Японии по инсулинорезистентности) подтвердили эту концепцию, более того, были выявлены новые составляющие комопоненты метаболического синдрома (ожирение, в частности - абдоминальное) [1, 6]. Таким образом, к концу века метаболический синдром вошел в первый ряд сердечно-сосудистых заболеваний, приводящих к высокой летальности.
В эпидемиологических исследованиях проведенных в 80-90-х годах в России, частично анализировались сочетания артериальной гипертонии с гиперхолестеринемией, ожирением и инсулиннезависимым сахарным диабетом. В работе группы профессора Жуковского Г.С. показано, что зависимость распространенности ИБС от уровня базальной инсулинемии наблюдается только при сочетании ее с дислипопротеидемией [7]. Однако, нет комплексного анализа взаимосвязи инсулинорезистентности и гиперинсулинемии с компонентами метаболического синдрома.
Целью настоящего исследования является определение взаимосвязи тканевой инсулинорезистентности и других факторов сердечнососудистых заболеваний, входящих в состав метаболического синдрома.
Материалы и методы
Обследованы 114 мужчин в возрасте 35-55 лет московской популяции, у которых 4-6 лет назад выявлена АГ. Больным дважды измеряли АД - в покое и сидячем положении - и ЧСС, индекс массы тела (ИМТ), соотношение окружности талии к окружности бедер (ОТ/ОБ); проведено стандартное анкетирование (семейный анамнез, статус курения, потребления алкоголя, диетологический опрос, опросник Роуза, неврологический и диабетический статусы, опрос по течению АГ и сопутствующим заболеваниям). Содержание общего ХС и тригдицеридов (ТГ) в сыворотке определяли с помощью ферментных наборов фирмы "Randox" на автоанализаторе "Centrifichem-600". ХС ЛВП определяли тем же методом после осаждения из сыворотки липопротеинов низкой плотности (ЛНП) и липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП) фосфорновольфраматом магния. ХС ЛНП вычисляли по формуле Fnedwald et аl. ХС ЛНП (мг/дл) = ХС - (ТГ:5 + ХС ЛВП). Количественное содержание Апо АI и В определяли методом иммунонофелометрии на автоанализаторе фирмы "Behring" с применением антисывороток и контрольно-калибровочного материала той же фирмы. Содержание глюкозы в капиллярной крови определяли глюкозооксидазным методом на глюкометре "Эксан-Г" натощак и через 120 минут после приема 75 г глюкозы. Содержание иммунореактивного инсулина в плазме крови определяли натощак и через 120 минут после приема 75 г глюкозы с использованием стандартных радиоиммунных наборов "Рио-Инс-ПГ-125". Уровень фибриногена определяли методом Clauss по времени образования сгустка. Активность VII фактора также определяли по времени образования сгустка. Фибринолитическую активность эуглобулиновой фракции цитратной плазмы определяли путем измерения времени спонтанного лизиса сгустка.
Результаты обработаны с помощью пакета прикладных программ "Statistica". Данные представлены в виде средних арифметических значений и ошибки среднего (М+/-т). Достоверность различий оценивали по t-критерию Стыодента для независимых выборок.
Результаты
С целью определения тканевой инсулинорезистентности и ее взаимосвязи с другими компонентами метаболического синдрома больные были распределены на квартили по величине уровня инсулина натощак.
Таблица 1 Антропометрические параметры, показатели липидного обмена и системы гемостаза у больных с артериальной гипертонией, распределенных на квартили по уровню инсулина натощак
| I квартиль инсулина натощак, мкед/мл (0,3-4,4) | II квартиль инсулина натощак, мкед/мл (4,6-8,5) | III квартиль инсулина натощак, мкед/мл (8,8-16,2) | IV квартиль инсулина натощак, мкед/мл (16,4-55,7) | |
| Возраст, годы | 55,2+/-1,4 | 54,9+/-1,6 | 55,3+/-1,7 | 52,3+/-1,7 |
| ИМТ,кг/м2 | 24,8+/-0,6 | 28,2+/-0,7** | 29,4+/-0,6** | 32,1+/-0,7** |
| ОТ/ОБ | 0,9+/-0,01 | 0,92+/-0,01 | 0,96+/-0,01** | 0,99+/-0,01** |
| САД, мм рт. ст. | 151+/-4,8 | 155,1+/-4,2 | 157,2+/-3,8 | 154,9+/-3,9 |
| ДАД, мм рт. ст. | 89,7+/-2,1 | 91,3+/-1,9 | 93,2+/-1,5 | 95,1+/-1,9T |
| ЧСС, в 30 секунд | 36,5+/-0,8 | 36,7+/-0,8 | 37,6+/-0,8 | 39,3+/-1,0* |
| XC общий, мг/дл | 198,4+/-5,6 | 218,2+/-7,0* | 222,9+/-7,4* | 254,5+/-11,3** |
| ТГ, мг/дл | 99,6+/-11,1 | 120,7+/-13,7 | 148,4+/-12,7** | 286,2+/-31,2** |
| ХС ЛНП, мг/дл | 127,4+/-7,4 | 148+/-6,5 | 149,1+/-8 | 155,1+/-9,1** |
| ХС ЛВП, мг/дл | 46,1+/-1,3 | 46,3+/-1,4 | 44,8+/-1,3 | 39,4+/-1,4** |
| Апо В/A1 | 0,78+/-0,04 | 0,86+/-0,04 | 0,98+/-0,04** | 1,23+/-0,06** |
| Фибриноген, г/л | 2,7+/-0,1 | 2,9+/-0,1 | 3,1+/-0,2 | 2,9+/-0,2 |
| Активность VII фактора, в % | 97,0+/-12,1 | 112,3+/-8,0 | 142,5+/-12,1** | 156,9+/-16,4** |
| Фибринолитичсская активность крови, в мин | 247,8+/-11,4 | 265,3+/-9,2 | 262,4+/-8,4 | 284,3+/-9,3* |
Как видно из таблицы 1, больные четырех групп не различались по возрасту, по уровню САД, ДАД и ЧСС. Отмечалась тенденция к высокому уровню ДАД у больных IV квартиля по сравнению с I квартилем. ИМТ был достоверно высок у больных II, III и IV квартилей, тогда как показатель ОТ/ОБ (признак абдоминального типа ожирения) более выражен у последних двух групп. Анализ липидного спектра показал тенденцию к высокому уровню общего XC и ТГ со II квартиля и максимальные значения - у больных III и IV квартилей, тогда как наиболее достоверно низкий уровень XC ЛВП имели больные последней группы. Аполипопротеиновый индекс атерогенности (при величине более 1) оказался высоким у больных как III, так и IV квартилей, при этом наиболее выраженная атерогенность выявлена у больных IV квартиля. Из показателей свертывающей системы, фибриноген не различался в анализируемых группах, тогда как активность VII фактора была высокой у больных III и IV групп. Фибринолитическая активность крови оказалась наиболее низкой у больных IV квартиля. Анализ показателей углеводного обмена показал, что концентрация глюкозы натощак и через 2 часа после нагрузки 75 г глюкозы оказалась достоверно высокой у больных IV квартиля. Концентрация инсулина через 2 часа ни в одной группе не возвращалась исходному уровню. Однако, начиная со II квартиля, отмечался достоверно высокий уровень иммунореактивного инсулина, достигая максимального значения больных IV квартиля . В литературе описан ряд способов определения тканевой инсулинорезистентности: эугликемический клямп метод, по уровню базального инсулина, соотношение глюкозы к инсулину натощак и через 2 часа после нагрузки глюкозой в значении меньше 6 [8]. Анализ соотношения глюкозы к инсулину натощак показал, что достоверно низкие уровни имеют последние 3 группы, хотя значения меньше 6 определены в группе IV квартиля; тогда как через 2 часа в последних трех группах это соотношение имело значение меньше 6, имея тенденцию к более низкому уровню в группе IV квартиля.
Таблица 2 Показатели углеводного обмена у больных с артериальной гипертонией распределенных на квартили по уровню инсулина натощак
| I квартиль инсулина натощак, мкед/мл (0,3-4,4) | II квартиль инсулина натощак, мкед/мл (4,6-8,5) | III квартиль инсулина натощак, мкед/мл (8,8-16,2) | IV квартиль инсулина натощак, мкед/мл (16,4-55,7) | |
| Глюкоза натощак, мг/дл | 83,2+/-3,8 | 82,3+/-1,9 | 89,2+/-5,3 | 99,6+/-4,8** |
| Глюкоза через 2 часа, мг/дл | 92,8+/-5,2 | 98,9+/-4,9 | 109,5+/-8,1 | 122,5+/-7,3** |
| Инсулин натощак, мкед/мл | 2,7+/-0,2 | 6,2+/-0,2** | 12+/-0,5** | 27,2+/-2,2** |
| Инсулин через 2 часа, мкед/мл | 15,4+/-2,1 | 29+/-4,8* | 40+/-5,4** | 76,4+/-7,4** |
| Соотношение глюкозы к инсулину натощак | 35,7+/-3,6 | 13,5+/-0,4** | 7,6+/-0,5** | 4,2+/-0,3** |
| Соотношение глюкозы к инсулину через 2 часа | 10,6+/-1,8 | 5,8+/-0,8* | 4,2+/-0,6** | 1,9+/-0,2** |
Обсуждение
Наша работа носит одномоментный характер, поэтому о первичности гиперинсулинемии и инсулинорезистентности в развитии сердечно-сосудистых заболеваний рассуждать невозможно. В проведенном нами исследовании обсуждаются ассоциации различной степени инсулинорезистентнсти с теми или иными сочетаниями факторов риска атеросклероза. В проспективных исследованиях, в частности, вышеназванном Фрамингеймском исследовании, базальная гиперинсулинемия упомянута как независимый предиктор развития осложнений ИБС [4]. Однако, в дальнейшем, францу зкий исследователь J. Caro показал, что инсулинорезистентность может быть обусловлена наличием центрального типа ожирения, поскольку ожирение является важным компонентом метаболического синдрома [9]. О первичности ожирения или инсулинорезистентности в развитии высокоатерогенного синдрома до сих пор идет дискуссия. Известно, что больные с ожирением имеют высокий риск развития артериальной гипертонии, ИНСД и гиперлипидемии. С другой стороны, показано, что метаболический синдром у европейцев протекает и без избыточного веса тела. В нашем исследовании только у 4 больных метаболический синдром проявляется без ожирения. В остальных случаях усиление тканевой инсулинорезистентности ассоциируется и с увеличением показателей ИМТ и ОТ/ОБ. Несомненно, при наличии абдоминального ожирения инсулинорезистентность может быть ведущим патогенетическим (связывающим) дефектом в развитии гиперлипидемии, нарушении углеводного обмена, нарушении системы гемостаза и, наконец, артериальной гипертонии.
Известно, что лидером нарушений липид-транспортной системы при атеросклерозе является гиперхолестеринемия, за счет холестерина липопротеидов низкой плотности. Однако, инсулинорезистентность ассоциируется, в основном, с гипертриглицеридемией, сопряженной со снижением уровня ХС ЛВП, что вторично повышает уровень наиболее атерогенных мелких и плотных частиц ХС ЛНП [5]. В нашем исследовании усиление инсулинорезистентности сопряжено с повышением как уровня триглицеридов, так и общего холестерина и ХС ЛНП. Атерогенность дислипидемии усиливается и за счет увеличения индекса атерогенности, определяемого по соотношению основных апо-липопротеинов - Апо В (транспортный белок ХС ЛНП) / Апо А1 (транспортный белок ХС ЛВП) - и снижению уровня ХС ЛВП.
Известно, что АГ в 40-60% случаев сопряжена с инсулинорезистентностью. Инсулинорезистентность может повлиять на развитие и формирование АГ, как напрямую (ускорение реабсорбции катионов, нарушение внутриклеточного транспорта катионов, активация симпатоадреналовой системы), так и через другие компоненты увеличение концентрации свободных жирных кислот) метаболического синдрома [10]. В данном исследовании показано, что во всех четырех группах САД одинаково повышено (поскольку для исследования отобраны больные с артериальной гипертонией), тогда как ДАД имеет тенденцию к высокому значению при выраженной инсулинорезистентности.
Известно, что нарушение системы гемостаза усиливает атерогенный потенциал заболеваний сердечно-сосудистой системы. В данном исследовании выраженная инсулинорезистентность сопряжена с повышением активности VII фактора и снижением фибринолитической активности крови. При этом уровень фибриногена - независимого фактора риска атеросклероза - лабируется в пределах нормальных значений. В литературе показано, что гиперинсулинемия имеет высокую корреляцию с ингибитором тканевого активатора плазминогена (РАI-1), что и снижает фибринолитическую способность плазмы крови [11].
В клинической практике индикаторами тканевой инсулинорезистентости являются показатели нарушения углеводного обмена, в частности, базальный (натощак) и постпрандиальный уровень глюкозы, поскольку инсулин является основным утилизатором и проводником экзогенной и эндогенной глюкозы [12]. При этом, нарушение постпрандиального обмена глюкозы служит ранним маркером инсулинорезистентности. В обсуждаемой работе показано, что уже во II квартиле нарушена постпрандиальная инсулинопосредованная утилизация глюкозы. Это нарушение прогрессирует по мере формирования метаболического синдрома и уже при выраженной инсулинорезистентности приводит к нарушению базального уровня глюкозы.
Таким образом, показано, что инсулинорезистеность играя роль связывающего звена между определенными факторами риска атеросклероза, в комплексе усиливает их атерогенный потенциал. Анализ данных мужчин - гипертоников московской популяции показал, что к числу факторов риска, объединяемых вокруг инсулинорезистентности, относятся абдоминальный тип ожирения, повышенный уровень ТГ, общего ХС, ХС ЛНП, сопряженной со снижением ХС ЛВП, артериальная гипертония, повышение активности VII фактора, сопряженной со сниженеим фибринолитической активности крови, нарушение толерантности к глюкозе.
На сегодняшний день не разработана так называемая панацея, влияющая на инсулинорезистеность и связанные с ней метаболические нарушения. Гипогликемические препараты (метформин), наряду со снижением инсулинорезистентности, влияют и на уровень глюкозы, а это может привести к гипогликемическому состоянию, что нежелательно у больнььх с нарушением толерантности к глюкозе без ИНСД. С другой стороны, не доказано достоверное снижение уровня АГ и гиперлипидемии на фоне терапии метформином. Поэтому, целесообразно проведение комплексной коррекции инсулинорезистентности и связанных с ней нарушений. К этим мерам относится немедикаментозная (строгая диета и увеличение физической активности) и медикаментозная (одновременное назначение гипотензивных и гиполипидемических препаратов) терапия. В будущем, возможно, появятся новые препараты, снижающие артериальное давление и одновременно корректирующие метаболические сдвиги, связанные с резистентностью к инсулину.
ЛИТЕРАТУРА
1. Pyorola К, Savolainen S. Insulin as a coronary heart disease risk factor: relationship to other risk factors and predective value during nine and half years follow up of the Helsinki policemen study population. //Acta Med Scand. 1985; 701: 38-52.
2. Kylin E. Studien uber das Hypertonie, Hyperglikamie, Hyperurika-miessyndrom. // Zentralbl Innere Med. 1923; 7:105-112.
3. Fontbonne A, Charles MA, Thibault N, et a. Hyperinsulinemia as a predictor of coronary heart disease mortality in a healthy population. The Paris Prospective Study, 15-year follow up. // Diabetologia. 1991:34:356-361.
4. Kannel WB, Castelli WP, McNamara MP. The coronary profile: 12-year follow-up in Framingam Study. //J Occup Med, 1987; 9:611-19.
5. Reaven GM. Role of insulin resistance in human disease. // Diabetes. 1988:37:1595-1607.
6. Kario К, Nafo N, Kayaba K, Saegusa T, Matsuo H, Goto T. Characteristics of the insulin resistance syndrome in a Japanese population. The Jichi Medical School Cohort Study. // Atherosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology. 1996: 16:270-274.
7. Жуковский Г.С., Сунцов Ю.И., Мазовецкий А.Г. и др. Значение уровня инсулинемии в распространенности дислипопротеидемии и ишемической болезни сердца у мужчин 20-69 лет. // Кардиология, том 24:1984: стр.З6-39.
8. Metciskaya V, Serdyuk A, Mamedov M, Perova N, Oganov R. Insulin resistance markers for coronary heart discase risk subjects selection. Proceeding of the 9th International Dresden Lipid Symposium. 1997: P.192-195.
9. Саго J. Insulin resistance in obese and non obese man. J. Clin. Endocrinol. and metabol. 1991:73:691-695.
10. Моисеев B.C. Метаболические аспекты гипертонической болезни. //Тер. архив. Том 69: 1997: с. 16-18.
11. Juhan-Vague I. Haemostatic parameters and vasclriar risk. // Atherosclerosis. 124:1996:49-55.
12. Hafiner SM, Mykkanen L, Stem MP, et al. Relationship of proinsulin and insulin to cardiovascular risk factors in nondiabetic subjects. //Diabetologia. 1990, 33:532-537.
