РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК
ФГБУ «НИИ ПИТАНИЯ»
На правах рукописи
Юдочкин Алексей Владимирович
КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И ДИЕТОТЕРАПИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СИНДРОМА У ЖЕНЩИН РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА
Специальность 14.01.04 – Внутренние болезни
Диссертация
на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Научные руководители:
доктор медицинских наук, ШарафетдиновХ.Х.
кандидат биологических наук, Воронько О.Е.
Москва – 2013
Оглавление
| Оглавление …………………………………………………………………… | 2 |
| Список сокращений …………………………………………………………. | 4 |
| Введение ………………………………………………………………………. | 6 |
| Глава 1. Обзор литературы | 10 |
| 10 |
| 20 |
| 30 |
| Глава 2. Материалы и методы исследования 2.1. Дизайн исследования ………………………………………………. 2.2. Клиническая характеристика пациентов …………………………. 2.3. Описание методов исследования …………………………………. 2.3.1. Исследование пищевого статуса …………………………. 2.3.1.1. Клиническое обследование ………………………... 2.3.1.2. Оценка фактического питания ……………………. 2.3.1.3. Определение состава тела …………………………. 2.3.2. Лабораторные методы исследования …………………….. 2.3.3. Ультразвуковое исследование сонных артерий …………. 2.3.4. Молекулярно-генетические методы …………………….... 2.4. Характеристика используемых диетических рационов …………. 2.5. Статистические методы обработки данных ………………………. | 36 36 37 39 39 39 41 41 41 43 43 46 49 |
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение ……………………
| 50 50 54 58 59 69 |
| Глава 4. Заключение ………………………………………………………… | 75 |
| Выводы ……………………………………………………………………….. | 81 |
| Практические рекомендации …………………………………………........ | 83 |
| Список литературы …………………………………………………………. | 84 |
Список сокращений
АГ – артериальная гипертензия
АД – артериальное давление
ВСА – внутренняя сонная артерия
ГСПГ – глобулин, связывающий половые гормоны
ДАД – диастолическое артериальное давление
ИМТ – индекс массы тела
ИР – инсулинорезистентность
МТ – масса тела
МС – метаболический синдром
НЖК – насыщенные жирные кислоты
НТГ – нарушение толерантности к глюкозе
ОБ – окружность бедер
ОСА – общая сонная артерия
ОТ – окружность талии
ОТ/ОБ – соотношение окружности талии к окружности бедер
ПВ – пищевые волокна
ПГТТ – пероральный глюкозотолерантный тест
ПНЖК – полиненасыщенные жирные кислоты
ПЦР – полимеразная цепная реакция
САД – систолическое артериальное давление
СД – сахарный диабет
СЖК – свободные жирные кислоты
ССЗ – сердечно-сосудистые заболевания
СРБ – С-реактивный белок
ТГ – триглицериды
ТИМ – толщина комплекса интима-медиа
УЗИ – ультразвуковое исследование
ХС – холестерин
ХС ЛПВП – холестерин липопротеинов высокой плотности
ХС ЛПНП – холестерин липопротеинов низкой плотности
CI – доверительный интервал
HOMA-IR – индекс инсулинорезистентности HOMA
OR – отношение шансов
Введение
Актуальность темы
Метаболический синдром (МС) является актуальной проблемой современной медицины в связи с высокой распространенностью, постоянным ростом числа больных и высокой частотой сердечно-сосудистых осложнений [12, 19, 28, 52].
По современным представлениям, ключевыми факторами, приводящими к развитию нарушений обмена веществ при МС, являются увеличение массы висцерального жира и снижение чувствительности периферических тканей к инсулину с развитием компенсаторной гиперинсулинемии, которые ассоциируются с нарушениями углеводного, липидного, пуринового обмена и артериальной гипертонией (АГ) [12].
По данным ряда авторов, распространенность МС в России достигает 20% [24, 34], а среди женщин репродуктивного возраста – 18% [35]. При этом наличие МС в 3-6 раз повышает риск развития сахарного диабета (СД) 2 типа и АГ, а также общую и сердечно-сосудистую смертность [12].
Не вызывает сомнения роль наследственной предрасположенности в формировании МС, в связи с чем актуален поиск информативных молекулярно-генетических маркеров развития МС и анализа ассоциации их полиморфизмов с различными компонентами синдрома. Разработка технологий прогнозирования рисков развития МС на основе данных молекулярно-генетических исследований с применением протеомного и нутриметаболомного анализа позволит не только своевременно выявлять пациентов, относящихся к группе высокого риска развития МС, но и проводить превентивные мероприятия на доклинической стадии и разработать персонализированные подходы к лечению и профилактики МС.
В лечении МС первостепенными являются мероприятия, направленные на модификацию образа жизни, включая нормализацию массы тела, отказ от курения и злоупотребления алкоголем, увеличение степени физической активности. В литературе широко обсуждается вопрос о роли отдельных пищевых веществ и диетического рациона в целом в развитии инсулинорезистентности (ИР) и возможном улучшении чувствительности к инсулину при целенаправленном изменении структуры питания. Среди компонентов диеты, обеспечивающих коррекцию основных проявлений МС, наиболее важными являются энергетическая ценность диеты, количество и качественный состав жира, белка, углеводов, пищевых волокон, витаминов, макро- и микроэлементов, минорных компонентов пищи. Одним из наиболее эффективных путей оптимизации пищевого статуса пациентов является использование в комплексе лечебных мероприятий специализированных пищевых продуктов для диетического (лечебного и профилактического) питания.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБУ «НИИ питания» РАМН в рамках тем №081 «Клинико-патогенетическое обоснование методов алиментарной коррекции метаболического синдрома на основе нутриметаболомного анализа» и №103 «Изучение распространенности, исследование патогенетических механизмов и разработка критериев диагностики и стандартов комплексной терапии ожирения».
Цель исследования:
Изучение клинико-генетических особенностей МС и оценка эффективности оптимизированной диетотерапии у женщин репродуктивного возраста с МС.
Задачи исследования:
- Провести оценку пищевого статуса у женщин репродуктивного возраста с МС.
- Определить клинико-лабораторные особенности МС у женщин репродуктивного возраста.
- Определить морфометрические изменения общих и внутренних сонных артерий и изучить их взаимосвязь с основными клинико-лабораторными показателями у женщин репродуктивного возраста с МС.
- Изучить распределение генотипов и частоту встречаемости аллелей генов FABP2 Ala54Thr, PPARG2 Pro12Ala, LEP G-2548A, LEPR Arg223Gln, APOC3 S1/S2 (SstI) и PTPN1B Pro387Leu и изучить их взаимосвязь с основными компонентами МС у женщин репродуктивного возраста
- Оценить эффективность оптимизированной диеты с включением специализированного пищевого продукта для энтерального питания у женщин репродуктивного возраста с МС.
Научная новизна.
Впервые проведена комплексная оценка пищевого статуса женщин репродуктивного возраста с МС с использованием современных методов нутриметаболомики.
Впервые получены данные о распределении частот аллелей и генотипов полиморфных маркёров генов FABP2, PPARG2, LEP, LEPR, APOC3 и PTPN1B у женщин репродуктивного возраста в Российской Федерации с МС и без него, а также выявлена взаимосвязь полиморфизма гена FABP2 c развитием МС в исследуемой группе пациентов.
Впервые определены клинико-лабораторные и молекулярно-генетические показатели, оказывающие наибольшее влияние на величину толщины комплекса интима-медиа общей сонной артерии (ТИМ ОСА) у женщин с МС в репродуктивном периоде.
Впервые показано, что использование в диетотерапии у женщин репродуктивного возраста с МС специализированного пищевого продукта для энтерального питания, модифицированного по белковому, жировому, витаминному и микроэлементному составу, сопровождается улучшением показателей компонентного состава тела и клинико-биохимических параметров.
Практическая значимость.
Показано, что при диагностировании МС у женщин репродуктивного возраста, необходимо проводить более детальное обследование углеводного, липидного и гормонального обмена, ультразвуковое исследование ТИМ ОСА и молекулярно-генетическое тестирование.
Установлено, что применение в комплексе лечебных мероприятий при МС специализированного продукта для энтерального питания, содержащего повышенное количество белка, имеющего оптимальное соотношение полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейства омега-6 и омега-3, обогащенного рядом витаминов и микроэлементов, позволяет повысить эффективность оптимизированной диетотерапии в коррекции жировой массы тела на фоне сохранении активной клеточной и тощей массы, а также способствует улучшению показателей липидного обмена у этого контингента пациентов.
Внедрение результатов в практику
Результаты исследования внедрены в клиническую практику и используются в учебном процессе для ординаторов, аспирантов и врачей в клинике ФГБУ «НИИ питания» РАМН.
Апробация работы
Основные положения работы доложены и обсуждены на XI, XII Всероссийских конгрессах диетологов и нутрициологов (Москва, 2009, 2010), 2-й ежегодной научно-практической конференции молодых ученых ФГБУ «НИИ питания» РАМН (Москва, 2009).
Глава 1. Обзор литературы.
1.1. Современные представления о метаболическом синдроме.
МС характеризуется увеличением массы висцерального жира, снижением чувствительности периферических тканей к инсулину с развитием компенсаторной гиперинсулинемии (ГИ), которые приводят к развитию нарушений углеводного, липидного, пуринового обмена и артериальной гипертонии (АГ) [12].
В настоящее время нет единого мнения экспертов о причинах метаболических нарушений и критериях диагностики МС. С начала ХХ века ученые обращали внимание на частое сочетание ожирения, АГ и нарушений углеводного, липидного и пуринового обмена. J. Moranson в 1922 году и S. Major в 1929 году описали взаимосвязь между АГ и нарушением толерантности к глюкозе, назвав АГ преддиабетическим состоянием, Е. Kylin в 1923 году описал синдром «гипертония-гипергликемия-гиперурикемия», Г.Ф. Ланг (1922 г.) и Е.М. Тареев (1948 г.) высказали предположение о наличии взаимосвязи между гипертонической болезнью, ожирением, подагрой, нарушениями углеводного и липидного обмена [18, 19, 32]. Широкое внимание ученых МС привлек в 1988 году после публикации G. Reaven, в которой он описал «синдром Х», включающий в себя инсулинорезистентность (ИР), нарушение толерантности к глюкозе (НТГ), ГИ, повышение липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и триглицеридов (ТГ), снижение липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) и АГ и предположил, что подобное сочетание играет центральную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и сахарного диабета (СД) 2 типа, преимущественно за счет формирования тканевой резистентности к действию инсулина [179].
Термин «метаболический синдром» был предложен для использования в клинической практике Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) в 1998 году [42]. Согласно критериям ВОЗ, для установки диагноза МС обязательным критерием являлось наличие ИР (СД 2 типа, нарушение гликемии натощак или НТГ) и двух из следующих признаков: абдоминального ожирения, дислипидемии (гипертриглицеридемии и/или снижения ЛПВП), АГ и микроальбуминурии, при этом подчеркивалось, что каждый из компонентов МС повышает риск развития ССЗ, а их комбинация имеет гораздо большее значение в отношении развития неблагоприятных исходов [42].
Предложено множество классификаций МС [113], наиболее широко используемыми на сегодняшний день являются критерии Экспертной группы по лечению взрослых Национальной образовательной программы США по холестерину (NCEP ATP) и критерии Международной Федерации Диабета (IDF). Согласно критериям NCEP АТР III 2001 года (модифицированных в 2005 г.), для диагностики МС необходимо наличие как минимум трёх из пяти факторов риска развития ССЗ: абдоминальное ожирение (определяемое как увеличение окружности талии (ОТ) более 102 см у мужчин и 88 см у женщин), гипертриглицеридемия (ТГ>1,7 ммоль/л), снижение уровня ЛПВП менее 1,0 ммоль/л у мужчин и 1,3 ммоль/л у женщин, АГ (АД>130/85 мм рт.ст.) и гипергликемия натощак (глюкоза сыворотки крови более 5,6 ммоль/л) [93]. Классификация IDF (2005 г.) устанавливает в качестве обязательного критерия диагностики абдоминальное ожирение (ОТ>94 см у мужчин и >80 см у женщин в европейской популяции), а также минимум два из следующих критериев: уровень триглицеридов более 1,7 ммоль/л или проводимая гиполипидемическая терапия, холестерин ЛПВП <1,03 ммоль/л у мужчин или <1,29 ммоль/л у женщин, АД>130/85 мм рт. ст. или лечение ранее диагностированной АГ, глюкоза плазмы крови натощак >5,6 ммоль/л или ранее диагностированный СД 2 типа [41, 212]. Экспертами IDF также предложено определение дополнительных параметров, связанных с МС, таких как нарушение распределения жировой ткани (в т.ч. определение биомаркеров жировой ткани: лептина и адипонектина), атерогенная дислипидемия, дисгликемия, ИР, сосудистые изменения, провоспалительное и протромботическое состояние и гормональные факторы. Исследование этих параметров может применяться для дифференциальной диагностики МС, в том числе в различных этнических группах [20, 212]
В 2009 году Всероссийское научное общество кардиологов (ВНОК) опубликовало рекомендации по диагностике и лечению метаболического синдрома (второй пересмотр) [12], согласно которым диагноз МС устанавливается при наличии абдоминального ожирения (ОТ более 80 см у женщин и более 94 см у мужчин), и двух или более из следующих признаков:
- артериальная гипертония (АД 130/85 мм рт. ст.)
- повышение уровня триглицеридов ( 1,7 ммоль/л)
- снижение уровня ХС ЛПВП (<1,0 ммоль/л у мужчин; <1,2 ммоль/л у женщин)
- повышение уровня ХС ЛПНП > 3,0 ммоль/л
- гипергликемия натощак (глюкоза в плазме крови натощак 6,1 ммоль/л)
- НТГ (глюкоза в плазме крови через 2 часа после нагрузки глюкозой в пределах 7,8 и 11,1 ммоль/л)
Распространенность МС составляет 10-40% [12, 38, 82] и зависит от пола, возраста, этнической принадлежности и используемых критериев диагностики, причем его наибольшая встречаемость отмечается в экономически развитых странах. В исследовании NHANES III, проведенном в США, согласно критериям NCEP ATP III, МС выявлен у 23,7% населения (47 млн. человек), при этом в возрасте 20-29 лет он встречался лишь у 6,7% лиц, 60-69 лет – у 43,5%, а старше 70 лет – у 42% обследованных [82].
В исследованиях, проведенных в РФ, получены различные данные о частоте встречаемости МС [38], что во многом зависело от применяемых критериев диагностики. Так, по критериям NCEP-ATP III, у жителей г. Новосибирска в возрасте 45—69 лет распространенность МС составила 25% (33% у женщин и 18% у мужчин) [29], а у мужчин, проживающих в городе Мирный, в соответствии с критериями IDF (2005) частота МС составила 30,5% [8]. Частота выявления МС при обследовании 1564 работников банковских офисов Санкт-Петербурга составила 21,5% (17,9% у женщин и 34,6% у мужчин) по критериям IDF (2005) [39]. В работе Беляевой О.Д. (2011) при обследовании служащих-жителей Санкт-Петербурга в возрасте 30-55 лет, МС диагностировался более, чем у половины пациентов с абдоминальным ожирением, примерно с одинаковой частотой как у женщин, так и у мужчин, с максимальной встречаемостью (74,2%) в возрастной группе от 50 до 55 лет, причем у больных ожирением 3 степени МС выявлялся в 81,8% случаев [4]. Среди женщин репродуктивного возраста (21-45 лет) североевропейской этнической группы, симптомокомплекс МС встречался в 17% случаев [35].
При обследовании пациентов с артериальной гипертензией, проведенном в 1995-2001 годах, МС выявлен у 64% обследованных, при этом было показано, что наличие МС в 5 раз повышало риск сердечно-сосудистых осложнений [21, 27]. Наиболее часто встречалось сочетание АГ с абдоминальным ожирением, гипертриглицеридемией и низким уровнем ХС ЛПВП (47%). По данным других российских исследователей, АГ и дислипидемия также являются наиболее часто встречающимися компонентами МС [4, 8, 29]. В работе Шляхто Е.В. с соавт. (2009) было выдвинуто предположение, что ведущими компонентами MC являются абдоминальное ожирение и артериальная гипертензия [39].
Клиническая значимость нарушений, составляющих симптомокомплекс МС, состоит в том, что их сочетание значительно повышает риск развития CCЗ и СД 2 типа. В исследовании ARIC показано, что при увеличении количества компонентов МС отмечается возрастание риска развития ИБС [144], а в исследовании Kuopio Ischaemic Heart Disease Risk Factor Study выявлено повышение уровня как общей, так и сердечно-сосудистой смертности у больных с МС [126]. Также, при наличии МС повышается вероятность развития инсульта [194], а риск развития СД 2 типа повышается в 5-9 раз [9], чем у пациентов без МС.
В настоящее время нет единого мнения о первопричинах и патофизиологических механизмах формирования МС. Одни авторы рассматривают ИР, другие – ожирение как основное патогенетическое звено, приводящее к дальнейшему развитию метаболических нарушений. Ряд исследователей подтверждает возможность развития ИР и сочетания факторов риска развития сердечно-сосудистой патологии без наличия ожирения [178], считая, что ожирение лишь усугубляет течение ИР.
Снижение чувствительности тканей к инсулину приводит к компенсаторной гиперинсулинемии и постепенному истощению -клеток поджелудочной железы, что в итоге ведет к повышению тощаковой и постпрандиальной гликемии и развитию СД 2-го типа. Одним из эффектов инсулина является подавление активности гормон-чувствительной липазы, которая гидролизует ТГ, хранимые в жировой ткани, на глицерин и жирные кислоты, и стимуляция фермента липопротеиновой липазы, ответственной за гидролиз ТГ в составе липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) и хиломикронов. В норме, после приема пищи, при поступлении в кровь хиломикронов, богатых экзогенными ТГ, инсулин подавляет высвобождение свободных жирных кислот (СЖК) из жировой ткани и ЛПОНП из печени. При ИР происходит нарушение постпрандиальной регуляции липидов. Высвобождение СЖК из жировой ткани и секреция ЛПОНП печенью увеличены, а гидролиз липопротеиновой липазой липопротеинов богатых ТГ снижен, что приводит к гипертриглицеридемии, которая, в свою очередь, приводит к обогащению триглицеридами ЛПВП и ЛПНП, кроме того происходит увеличение концентрации мелких плотных частиц ЛПНП и снижение уровня ХС ЛПВП в плазме крови из-за повышенного переноса эфиров ХС из ЛПВП в ЛПОНП и хиломикроны в обмен на ТГ под воздействием белка-переносчика эфиров ХС. Интенсивный липолиз в висцеральных адипоцитах приводит к выделению большого количества СЖК в систему воротной вены и в печень, что ведет к активации глюконеогенеза в печени и тормозит утилизацию глюкозы печенью и ее накопление в виде гликогена, а также способствует усилению синтеза триглицеридов и секреции липопротеинов очень низкой плотности и аполипопротеина В. Кроме того, СЖК обладают липотоксичным эффектом на -клетки поджелудочной железы. Гиперинсулинемия, наряду с нарушением утилизации глюкозы в периферических тканях и усиленным глюконеогенезом, приводит к прогрессированию ИР с последующим развитием СД 2-го типа [86, 123, 160].
В исследовании Quebec Cardiovascular Study показано наличие т.н. «атерогенной метаболической триады» у больных абдоминальным ожирения и гипертриглицеридемией, включающей в себя сочетание гиперинсулинемии, повышенного уровня аполипопротеина В и мелких плотных частиц ЛПНП, и рекомендовано определять уровень триглицеридов у всех больных абдоминальным ожирением для выявления пациентов с повышенным риском развития ССЗ [132].
На формирование ИР и дислипидемии могут влиять различные генетические и средовые факторы, такие как перинатальное развитие, вредные привычки, низкая физическая активность и характер питания, в частности, избыточное потребление животных жиров [19, 28, 205].
Одна из концепций развития МС предполагает, что ключевой причиной, приводящей к снижению чувствительности тканей к инсулину, является абдоминальное ожирение.
В исследовании NHANES III МС был диагностирован у 59,6% лиц с ожирением, у 22,4% лиц с избыточным весом и лишь у 4,6% лиц с нормальной массой тела (МТ) [82]. В работе Anderson J.W. и соавт. (2001) показано, что повышение индекса массы тела (ИМТ) на 1 кг/м2 приводит к возрастанию риска развития CCЗ на 3,3% у женщин и на 3,6% у мужчин, а увеличение МТ на 1 кг повышает риск CCЗ на 5,7% у женщин и на 3,1% у мужчин [44]. В работе Беляевой О.Д. (2011) обнаружено, что при наличии абдоминального ожирения, частота встречаемости МС среди пациентов трудоспособного возраста составила 66,7% по критериям IDF (2005), причем при проспективном наблюдении у 20,8% больных абдоминальным ожирением, ранее не имевших метаболических нарушений, сформировался метаболический синдром, наиболее частым компонентом которого, была АГ. Это позволило выдвинуть предположение о том, что помимо абдоминального ожирения, к главным компонентам метаболического синдрома можно отнести АГ [4]. В пользу этого говорят результаты исследования, проведенного Амбросовой Т.Н. с соавт. (2000), по данным которого среди больных АГ встречаемость абдоминального ожирения составила 62% [1].
В клинической практике наиболее распространенным является классификация ожирения, предложенная ВОЗ (1998), согласно которой степень ожирения определяют по ИМТ [228]. Выделяют 3 степени ожирения: ИМТ 30,0-34,9 кг/м2 соответствует ожирению 1 степени, ИМТ 35,0-39,9 кг/м2 – ожирению 2 степени и ИМТ40,0 кг/м2 – ожирению 3 степени (таблица 1).
Таблица 1.
Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ, 1998).
| Тип массы тела | ИМТ (кг/м2) | Риск сопутствующих заболеваний |
| Дефицит массы тела | <18,5 | Низкий (повышен риск других заболеваний) |
| Нормальная масса тела | 18,5–24,9 | Обычный |
| Избыточная масса тела (предожирение) | 25,0–29,9 | Повышенный |
| Ожирение I степени | 30,0–34,9 | Высокий |
| Ожирение II степени | 35,0–39,9 | Очень высокий |
| Ожирение III степени | 40 | Чрезвычайно высокий |
Однако многими учеными наиболее информативной считается диагностика абдоминального ожирения, основанная на определении величины окружности талии (ОТ). Так, в исследовании, в котором приняли участие 5149 женщин в возрасте 18-74 лет, было показано, что показатель ОТ является более информативным для выявления повышенного риска развития ССЗ у женщин, чем ИМТ [83].
Одной из возможных причин развития МС у больных абдоминальным ожирением может являться нарушение гормонального обмена.
Так, в работе Hajamor S. с соавт. (2003) показано, что уровень глобулина, связывающего половые гормоны (ГСПГ), может являться предиктором количества компонентов МС у женщин репродуктивного возраста [95]. Более высокий уровень ГСПГ ассоциируется с более низким риском развития СД 2 типа [70, 169], а снижение уровня ГСПГ, напротив, было взаимосвязано с развитием ожирения, повышенным уровнем ТГ и сниженным уровнем ХС ЛПВП, а также с гиперинсулинемией и ИР [196, 211].
В последние годы большое внимание исследователей уделяется роли адипокинов – гормонов, секретируемым жировой тканью, дисбаланс которых может приводить к метаболическим нарушениям. В различных работах показано, что клетки висцеральной жировой ткани вырабатывает фактор некроза опухолей- (ФНО-), интерлейкин-1, интерлейкин-6, интерферон-, лептин, адипонектин, резистин и многие другие вещества, принимающие участие в развитии воспаления, ИР, атеросклероза и АГ [88, 105. 234].
Резистин, или «гормон инсулинорезистентности», является одним из адипокинов, роль которого в развитии ожирения и ИР не вполне ясна. С одной стороны, в экспериментах на мышах было выявлено, что резистин угнетает инсулин-опосредованный захват глюкозы тканями, а его уровень повышен у мышей с ожирением и СД 2 типа [197]. Введение животным резистина приводило к увеличению МТ, а под влиянием тиазолидиндионов, – препаратов, повышающих чувствительность тканей к инсулину, происходило снижение уровня резистина [226]. При изучении его роли у человека, ряд авторов не выявил влияния резистина на развитие ИР [4] и ожирения [128, 109]. Однако в некоторых работах показана взаимосвязь повышенного уровня резистина с нарушением углеводного обмена [168] и развитием ИБС [57].
Одним из наиболее изученных адипокинов является адипонектин, продукция которого в жировой ткани существенно превышает секрецию других адипокинов [36]. Адипонектин улучшает чувствительность тканей к инсулину, снижает содержание липидов в клетках и обладает противовоспалительным и антиатерогенным действием [36]. В экспериментах на мышах продемонстрировано, что адипонектин приводил к повышению секреции инсулина -клетками поджелудочной железы, уменьшению тканевой ИР и стимуляции окисления ЖК в клетках [164, 232], однако у людей прямого влияния адипонектина на секрецию инсулина выявить не удалось [203].
Уровень адипонектина в крови зависит от многих факторов. Обнаружено, что у женщин его количество значительно выше, чем у мужчин, что можно объяснить влиянием тестостерона, угнетающего секрецию адипонектина как in vivo, так и in vitro [4, 165]. В ряде работ показано, что содержащиеся в пищевых продуктах белок сои, ПНЖК омега-3, линоленовая кислота, а также умеренное употребление алкоголя способны повышать секрецию адипонектина [81, 151, 152, 172], а диета с высокой гликемической нагрузкой, напротив, приводит к снижению его концентрации в крови [172].
В ряде работ показана взаимосвязь высокого уровня адипонектина со снижением риска развития инфаркта миокарда у мужчин [171] и уменьшением риска ИБС у больных СД 2 типа [195], а при обследовании женщин было выявлено снижение его уровня при наличии ожирения и СД 2 типа [4], а гипоадипонектинемия ассоциировалась с более высоким базальным уровнем инсулина, лептина и повышенным индексом инсулинорезистентности HOMA-IR [4, 75]. В 2005 году предложена «адипонектиновая гипотеза» развития МС, согласно которой понижение концентрации или эффектов адипонектина, а также уменьшение количества рецепторов к нему, вызванное как наследственными факторами, так и факторами окружающей среды, играет ведущую роль в развитии ИР, атеросклероза и МС [112].
Еще одним адипокином, участвующим в развитии ожирения и МС является лептин. Показано, что лептин участвует в центральной регуляции энергетического гомеостаза и ингибирует продукцию нейропептида Y в гипоталамусе, что приводит к снижению аппетита [131]. Количество лептина у женщин выше, чем у мужчин и напрямую зависит от МТ, содержания жировой ткани, а также от приема пищи – после еды его уровень повышается, а при голодании, наоборот, снижается [2, 4, 7, 63]. Однако при ожирении часто наблюдается сохраненный аппетит, несмотря на наличие гиперлептинемии, что позволило выдвинуть гипотезу о наличии лептинорезистентности, как одного из механизмов развития ожирения [63], причинами которой могут быть нарушение структуры и функции рецепторов лептина, а также нарушение пострецепторных механизмов передачи сигнала [177]. В большинстве исследований обнаружена прямая взаимосвязь повышения уровня лептина со снижением концентрации инсулина в плазме крови и увеличением индекса инсулинорезистентности HOMA-IR [4, 7, 213], а работе Pallett A.L. с соавт. (1997) выявлено, что длительная гиперлептинемия приводит к снижению экспрессии мРНК инсулина [166].
В последние годы обсуждается роль субклинического воспаления в развитии ожирения, атеросклероза и СД 2 типа [4, 94, 193, 234]. При ожирении повышается продукция адипоцитами провоспалительных адипокинов ФНО-, ИЛ-1, ИЛ-6 и выявляется повышенный уровень фибриногена и С-реактивного белка (СРБ) в крови [36]. Во многих исследованиях обнаружено повышение уровня СРБ у больных ожирением [4, 193]. В работе Беляевой О.Д. (2011) показано, что уровень СРБ был повышен у пациентов с МС по сравнению с больными абдоминальным ожирением без МС, а кроме того, наиболее высокий уровень СРБ выявлялся у пациентов с бльшим количеством компонентов МС [4]. Некоторые исследователи предлагают использовать уровень СРБ как дополнительный компонент МС, однако единого мнения, является ли СРБ маркером или непосредственным участником патологических процессов, на данный момент нет [184].
Многочисленные клинические исследования показали, что одним из ранних признаков атеросклероза является утолщение стенки сонных артерий. Факторами, которые приводят к увеличению толщины комплекса интима-медиа (ТИМ) общих сонных артерий (ОСА), являются возраст, курение, нарушения липидного обмена, повышение уровня СРБ, гиперинсулинемия и ИР [4, 58]. В настоящее время увеличение ТИМ ОСА рассматривается как независимый фактор риска развития инфаркта миокарда, инсульта и внезапной смерти [111, 134, 214, 216], в том числе у здоровых людей [58]. Многими авторами выявлено увеличение ТИМ ОСА у пациентов с ожирением [4, 5, 31, 114] и МС [202], а в работе Bonora E. с соавт. (2003) показано, что у пациентов с МС имелись более выраженные атеросклеротические изменения сонных артерий, а при длительном наблюдении отмечалась более высокая частота развития ИБС [54].
1.2. Роль генетических факторов в развитии МС
В последнее время пристальное внимание исследователей уделено изучению молекулярно-генетических факторов развития МС, поиску генов предрасположенности и анализу взаимосвязи их полиморфизмов с различными компонентами синдрома. Однако мутации генов неодинаково проявляются в различных популяциях и их встречаемость часто зависит от пола, возраста и этнической принадлежности носителей.
Известно, что гены могут влиять на развитие МС различными способами. Каждый из ключевых компонентов МС – ожирение, дислипидемия, гипергликемия и повышенное артериальное давление – имеет генетическую предрасположенность, для которой выявлены основные гены-кандидаты. Подобная предрасположенность может приводить к или ускорять развитие МС. Так, выявлена взаимосвязь висцерального ожирения и вариабельности гена ADIPOQ, кодирующего адипонектин [207]. Повышенное артериальное давление связано с вариабельностью гена AGT, кодирующего ангиотензиноген [110], а содержание липидов плазмы с вариабельностью APOE и APOC3 генов, кодирующих аполипопротеины E и CIII, соответственно [201, 225]. Таким образом, изменчивость генов, отвечающих за развитие отдельных компонентов МС, может приводить в развитию симптомокомплекса МС в целом.
Кроме того, выявлены некоторые гены, продукты которых могут влиять одновременно на несколько компонентов МС. Показана взаимосвязь между вариабельностью гена NR3C1, кодирующего глюкокортикоидные рецепторы, с ожирением, АГ и ИР [189]. Вариабельность гена ADIPOQ ассоциирована с развитием СД 2 типа, АГ и дислипидемии [120, 163]. GNB3, кодирующий 3-субъединицу G-белка, ассоциирован с АГ и ожирением [200]. Вариабельность генов, кодирующих определенные факторы транскрипции, такие как FOXC2 and SREBP1, связаны с изменением чувствительности тканей к инсулину и концентрацией триглицеридов плазмы крови [121, 183].
Данные о существовании генов, влияющих на предрасположенность к развитию МС, побудило исследователей к изучению как редких моногенных форм заболевания, так и к поиску взаимосвязей между его компонентами, с использованием различных методов, в том числе методов анализа всего генома. Изучение моногенных форм МС, встречающихся у небольшого числа пациентов с мутациями одного гена, может помочь понять развитие МС в целом. К примеру, у людей с семейной частичной липодистрофией, вызванной мутациями в гене LMNA, кодирующего ламин А/С, возникает симптомокомплекс МС, включающий в себя тяжелую ИР, дислипидемию и артериальную гипертонию [99]. Кроме того, у этой группы людей, особенно у женщин, выявлен повышенный риск развития ССЗ [98].
Тщательный анализ пациентов с подобными заболеваниями позволяет выявить стадии развития метаболических нарушений. Так, в случае семейной частичной липодистрофии, первичным нарушением является ИР, с дальнейшим развитием дислипидемии, и СД и АГ, развивающимися на последних стадиях развития заболевания [99]. Таким образом, изучение моногенных форм заболеваний является важным для понимания механизмов развития не только самого заболевания, но и МС в целом.
Количество генов-кандидатов, которые потенциально могут влиять на различные компоненты МС, очень велико. Все гены, участвующие в сигнальной цепочке действия инсулина, в процессах захвата и метаболизма глюкозы, являются потенциальными генами-кандидатами для ИР. Проводится множество исследований с целью поиска генов предрасположенности и анализу ассоциации их полиморфизмов с различными компонентами синдрома.
В частности, в исследовании, включившем в себя 1195 французских мужчин и женщин, было показано наличие взаимосвязи двух SNP (p.G16R и p.D27E) в кодонах 16 и 17 гена, кодирующего 2-адренорецептор (ADRB2) с развитием МС у мужчин, с отсутствием подобной взаимосвязи у женщин, что говорит о влиянии половых различий на генетическую предрасположенность [65]. Ген, кодирующий трансмембранный гликопротеин класса II PC-1 является потенциальным кандидатом развития ИР и СД, так как его продукт ингибирует активность тирозинкиназы инсулинового рецептора [125]. Полиморфизм K121Q в 4 экзоне гена PC-1 был ассоциирован с инсулинорезистентностью и гипергликемией, однако его роль в развитии дислипидемии изучена недостаточно [125].
В последние годы интенсивно изучается участие мутации генов PPAR (рецепторов, активируемых пролифераторами пероксисом, peroxisome proliferator-activated receptors) в развитии МС. Белки PPAR относятся к суперсемейству ядерных гормональных рецепторов и являются факторами, регулирующими транскрипцию ряда генов при активации их лигандами. Выделяют три изоформы PPAR-белков: PPAR (PPARA), PPAR (PPARG) и PPAR (PPARD). Белки PPAR способны связываться с различными лигандами, включая жирные кислоты (ЖК), лекарственные средства (фибраты, тиазолидиндионы) и даже экстракт зеленого чая [48, 49, 129, 158, 236]. При активации лигандом, происходит связывание белков PPAR с внутриядерным белком (ретиноидным рецептором Х) с формированием гетеродимера, который, в свою очередь, связывается со специфическими нуклеотидными последовательностями ДНК (элементами PPAR-ответа), расположенными в регуляторных участках генов, что приводит активации или угнетению их транскрипции [158, 175, 236].
Ген PPARA регулирует гомеостаз энергии [130] и экспрессируется в большом количестве в органах со значительным катаболизмом жирных кислот – жировой ткани, печени, сердце, почках и кишечнике. В печени PPARА активируют катаболизм жиров, стимулируют глюконеогенез и синтез кетоновых тел, а также контролируют сборку липопротеинов. При усилении под действием PPARА катаболизма ЖК снижается уровень ТГ, а также массы жировой ткани, что повышает чувствительность тканей к инсулину [3].
PPARВ, также известный как ядерный гормональный рецептор 1 (nuclear hormone receptor 1, NUC 1), преимущественно экспрессируется в головном мозге, жировой ткани и коже [55]. PPARВ участвует в окислении ЖК в адипоцитах и скелетных мышцах, играя роль в развитии ожирения [142, 170, 210].
Ген PPARG расположен на хромосоме 3р25 и состоит из 9 экзонов (А1, А2, В и 1-6) и 8 интронов. Существуют 2 изоформы белка PPARG: PPARG1 и PPARG2, различающиеся наличием 28-аминокислотного участка на N-конце PPARG2 [149]. PPARG1 экспрессируется практически во всех тканях организма, а PPARG2 преимущественно в жировой ткани [221]. Активация PPARG приводит к ускорению адипогенеза и дифференцировки адипоцитов [6, 222]. В макрофагах PPARG участвует в подавлении продукции провоспалительных цитокинов [182, 218] и улучшении чувствительности тканей к инсулину [101, 161], а в печени и скелетных мышцах – в метаболизме глюкозы и липидов [87, 159]. Также, описано участие PPARG в метаболизме костной ткани [223], развитии гипертрофии миокарда [71, 74] и АГ, связанной с повышенным потреблением жира [155].
Самым распространенной мутацией гена PPARG является однонуклеотидная замена цитозина на гуанин в 12 кодоне (экзоне В) (rs1801282), в результате чего происходит замена пролина на аланин (Pro12Ala) в белке PPARG2 [147], что приводит к снижению транскрипционной активности некоторых генов-мишеней [150], в том числе генов фактора некроза опухолей (TNF-), лептина, резистина, адипонектина и ингибитора активации плазминогена 1 (plasminogen activator inhibitor-1, PAI-1).
Данные литературы относительно взаимосвязи полиморфизма Pro12Ala гена PPARG с развитием МС, ССЗ и СД 2 типа противоречивы. Так, в ряде работ показан пониженный риск развития МС у гомозигот по аллелю Ala [84], а при изучении русской популяции [6] выявлена ассоциация аллеля Pro и генотипа Pro/Pro данного гена с повышенным риском развития МС, однако, при исследовании французской популяции взаимосвязи носительства полиморфного маркера Pro12Ala с развитием МС обнаружено не было [146].
В ряде исследований показана зависимость носительства аллеля Ala с более низким уровнем ТГ [73], общего ХС [108] и более высоким уровнем ХС ЛПВП [56, 209], а также более низкими цифрами АД [84, 188], тогда как в других работах, напротив, аллель Ala был ассоциирован с повышенным уровнем ХС ЛПНП [96, 146], пониженным – ХС ЛПВП [187] и более высокими цифрами ДАД у пациентов с ожирением с СД 2 типа [204]. В отдельных работах показан более низкий риск развития инфаркта миокарда [173, 184] при носительстве Ala аллеля, однако мета-анализ 22 исследований выявил повышенный риск развития ИБС у Ala/Ala гомозигот [231].
В большинстве исследований показано, что носительство Pro12Pro генотипа PPARG связано с риском развития СД 2 типа [125, 133]. У пациентов с пониженной массой тела при рождении генотип Pro12Pro ассоциирован с повышенной резистентностью к инсулину и высоким уровнем инсулина [125], а аллель Ala связан со снижением риска развития диабетической нефропатии [59] и ретинопатии [135] у пациентов с СД 2 типа. Также показано, что при наличии Ala аллеля, применение пиоглитазона, синтетического агониста рецепторов PPARG, значительно снижает риск развития СД 2 типа, а пациенты с СД 2 типа с генотипом Pro/Ala лучше реагируют на терапию этим препаратом по сравнению с носителями Pro/Pro генотипа [153].
Во многих работах показана взаимосвязь между уровнем лептина и развитием инсулинорезистентности [4, 213]. Одной из причин гиперлептинемии и лептинорезистентности могут являться мутации в генах лептина и его рецептора. Ген лептина (LEP, Ob-gene) человека расположен на 7q31.3 хромосоме, состоит из 3 экзонов и 2 интронов и преимущественно экспрессируется в белой жировой ткани, желудке, плаценте и, возможно, в тканях молочной железы. Одной из наиболее частых мутаций в гене LEP является замена аденина на гуанин в 2548 положении (G-2548A) в его промоутерной области (rs7799039). Распространенность аллеля G в различных популяциях составляет 51-64 % [102, 137].
В ряде работ выявлена предрасположенность к развитию ожирения [102, 191], СД 2 типа [118], а также более высокий уровень сывороточного лептина [64, 102, 118] у носителей GG генотипа. Однако, в мета-анализе 9 исследований не было получено достоверной ассоциации между ИМТ и ОТ и различных полиморфизмов гена лептина [67], а в исследовании EPIC-Heidelberg, напротив, была обнаружена корреляция между полиморфными вариантами G-2548A и уровнем сывороточного лептина и лептиновой мРНК, а также выявлен повышенный риск развития ожирения у носителей гомозиготного аллеля А [156].
Лептин взаимодействует с 6 типами рецепторов (Ob-Ra–Ob-Rf, или LepRa–LepRf), которые кодируются одним геном – LEPR [136]. Ген рецептора лептина LEPR локализуется на коротком плече 1 хромосомы (1p31) и принадлежит к семейству цитокиновых рецепторов, имея очень высокую гомологию с рецептором интерлейкина-6 [92]. Описано более 5 мутаций этого гена, из которых наиболее изучаемой является замена аденина на гуанин в 668 положении (A668G, rs1137101), что приводит к замене глутамина на аргинин в 223 позиции в белке (Gln223Arg, Q223R). По данным разных авторов распространенность аллеля Arg в европейских популяциях составляет 32-58% [167, 177, 176]. При изучении распространенности данного полиморфизма среди жителей Санкт-Петербурга, Беляевой О.Д. (2011) выявлено носительство аллеля Arg у 44% больных ожирением и у 40% в общей популяции [4].
Результаты исследований, посвященных изучению полиморфизма Gln223Arg гена рецептора лептина с различными компонентами МС противоречивы. Так, была показана взаимосвязь между носительством аллеля Arg и абдоминальным ожирением [176, 217], гипергликемией [64] и гиперинсулинемией [4], дислипилемией [64, 217], повышением уровня АД [64, 217], повышением уровня лептина [64, 176]. Ряд работ не выявило взаимосвязи исследуемого полиморфизма с ожирением [47, 64, 148, 174, 191]. Также, по результатам проведенного мета-анализа не было обнаружено взаимосвязи полиморфизма Gln223Arg с ИМТ, ОТ и риском развитием СД 2 типа [100]. Однако, в работе Gottlieb M.G. с соавт. (2009) был выявлен более высокий риск развития МС у носителей Gln223Gln и Gln223Arg генотипов [89], а при изучении полиморфизма данного гена у жителей Тихоокеанских островов показан «протективный» эффект аллеля Arg относительно риска развития ожирения [85].
Еще одним геном, мутации которого могут играть роль в развитии ожирения и МС является ген протеина-2, связывающий жирные кислоты (fatty acid-binding protein 2, FABP2). Белки, связывающие жирные кислоты (FABPs) относятся к семейству небольших (14-15 кДа) цитоплазматических липид-связывающих белков, принимающих участие в внутриклеточном транспорте и метаболизме липидов [80]. У млекопитающих идентифицировано 9 белков, связывающих жирные кислоты, из которых кишечная форма (I-FABP, или FABP2) экспрессируется в клетках эпителия тонкого кишечника и принимает участие в транспорте и внутриклеточном метаболизме длинноцепочечных жирных кислот [61, 97]. Ген FABP2 расположен в хромосомной области 4q28-4q31, состоит из 4 экзонов и 3 интронов и кодирует белок, содержащий 131 аминокислоту. Замена гуанина на аланин в кодоне 54 гена FABP2 приводит замене аланина на треонин (Ala54Thr) в экзоне 2 (rs1799883). Треонин-содержащий белок обладает в 2 раза большей аффинностью к длинноцепочечным жирным кислотам, чем аланин-содержащий вариант [40]. Распространенность аллеля Thr в европейкой популяции составляет 28% [208].
Во многих исследованиях описывается взаимосвязь носительства аллеля Thr с дислипидемией и нарушениями углеводного обмена. В мета-анализе, проведенном Zhao T. с соавт. (2010), была выявлена зависимость между носительством аллеля Thr и повышенным уровня ТГ, ХС ЛПНП, а также сниженным уровня ХС ЛПВП [235]. В исследованиях, проведенных в Испании и Хорватии, не было выявлено зависимости между полиморфизмом Ala54Thr гена FABP2 и развитием МС, однако в популяции Хорватии обнаружен более низкий уровень ТГ и более высокий – ХС ЛПВП у носителей Thr аллеля гена у пациентов с МС [68, 80]. В работе De Luis D.A. с соавт. (2010) выявлены более высокие уровни С-реактивного белка, инсулина и индекса HOMA-IR у носителей Ala54Thr и Thr54Thr генотипов [68]. В исследовании, проведенном в Японии, у носителей Thr54 аллеля был выше риск развития инфаркта миокарда, однако отмечались более низкие показатели уровня глюкоза и общего ХС сыворотки крови, чем у носителей Ala54 [162].
Вероятно, влияние полиморфизма FABP2 Ala54Thr на показатели липидного обмена зависит от состава рациона питания. Так, при обследовании женщин в постменопаузе, показано снижение уровня ТГ плазмы крови у носителей Thr аллеля на фоне высокожировой диеты [62]. В исследовании Marin C. с соавт. (2005) выявлено снижение чувствительности к инсулину у носителей Thr аллеля при замене НЖК в рационе питания на мононенасыщенные ЖК и углеводы [140]. Таким образом, необходимы дальнейшие исследования влияния полиморфизма гена на показатели углеводного и липидного обмена в зависимости от характера рационов питания.
С развитием отдельных компонентом МС также ассоциируются мутации гена APOC3, кодирующего аполипопротеин СIII (apoCIII), который является белковым компонентом хиломикронов и липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). АроСIII являеся гликопротеином, состоящим их 79 аминокислотных остатков, и преимущественно синтезируется в печени и в небольших количествах в кишечнике [190]. Показано, что ApoCIII играет роль в регуляции обмена богатых триглицеридами липопротеинов за счет ингибирования липопротеиновой липазы [224]. Ген APOC3 расположен на длинном плече хромосомы 11 (11q23). Однонуклеотидная замена цитозина на гуанин в 3238 позиции 3'-нетранслируемой области гена (-3238 C>G, rs5128) приводит к образованию двух аллельных вариантов гена: S1 и S2 (SstI-полиморфизм). Распространенность аллеля S2 в европейкой популяции составляет 8-10%, такие же данные получены при изучении российской популяции детей и подростков [30].
При анализе SstI полиморфизма гена APOC3 у более, чем 5000 участников Фремингемского исследования, Russo G.T. с соавт. (2001) обнаружили, что у мужчин-носителей S2 аллеля были достоверно более низкие уровни ХС ЛПВП и более высокий уровень базального инсулина, а у женщин – более высокий уровень общего ХС, ХС ЛПНП и ароВ плазмы крови [190]. Во многих исследованиях сообщается о взаимосвязи носительства минорного аллеля S2 с гипертриглицеридемией [30, 60, 60]. Так, Shoulders с соавт. (1991) обнаружили взаимосвязь носительства S2 аллеля с повышенным уровнем ТГ как у мужчин, так и у женщин, причем у мужчин также отмечался достоверно более высокий уровень АроВ плазмы крови [198]. В работе Salas с соавт. (1998) выявлен более высокий уровень инсулина в плазме крови после проведения ПГТТ у носителей S2 аллеля гена APOC3 [193], однако в исследовании Kozlitina J. С соавт. (2011) взаимосвязи между изучаемым полиморфизмом и наличием инсулинорезистентности у мужчин и женщин североамериканской популяции обнаружено не было [122].
Одним из генов-кандидатов развития ИР и СД 2 типа является ген PTPN-1B (PTP1-B, PTPN1), кодирующий протеиновую тирозинфосфатазу 1, которая ингибирует тирозиновое фосфорилирование инсулинового рецептора и субстрата инсулинового рецептора-1 (IRS-1), что приводит к нарушению сигнального каскада инсулина [77]. Ген расположен на длинном плече хромосомы 20 в хромосомной области 20q13.1-13.2 [77]. В экспериментах показано, что у мышей с нарушенной функцией гена PTPN-1B выявляется повышенная чувствительность тканей к инсулину, а также устойчивость к набору веса на фоне высокожировой диеты [K116]. Однонуклеотидная замена цитозина на тимин в гене PTPN-1B приводит к замене пролина на лейцин в 387 позиции белка PTP-B (Pro387Leu, rs16995309). Распространенность мутантного аллеля в европейской популяции составляет 0,5-1% [77, 90]. В клинических исследованиях, ряд исследователей выявил повышенный риск развития СД 2 типа у носителей Leu аллеля [77], однако в других работах подобной взаимосвязи не получено, что в ряде случаев было связано с низкой распространенностью данной мутации [53, 90].
Не вызывает сомнения роль наследственной предрасположенности в формировании МС, в связи с чем актуален поиск информативных генетических маркеров, позволяющих не только своевременно выявить пациентов, относящихся к группе высокого риска развития МС, и соответственно проводить превентивные мероприятия на доклинической стадии синдрома, но и выявлять соответствующие нарушения обмена веществ, приводящие к его развитию. Вместе с тем, роль генетических факторов в развитии компонентов МС неоднозначна, что говорит о существенном вкладе факторов внешней среды, таких как перинатальное развитие, структура питания, степень физической активности, вредные привычки, стрессовые воздействия в развитии симптомокомплекса МС. Необходимы исследования как отдельных групп (этнических, возрастных), так и общей популяции для поиска взаимосвязи между генетическими и средовыми факторами с развитием МС.
1.3. Современные подходы к диетотерапии метаболического синдрома
Многочисленные исследования показывают, что фактор питания наряду с генетической предрасположенностью, возрастом, низкой физической активностью, курением, стрессом вносит существенный вклад в развитии ИР [115, 143, 229]. В литературе широко обсуждается вопрос о роли отдельных пищевых веществ и диетического рациона в целом в развитии ИР и возможном улучшении чувствительности к инсулину при целенаправленном изменении структуры питания.
Как известно, длительное высококалорийное питание сопровождается гиперинсулинемией и ИР вследствие стимуляции секреции инсулина, синтеза триглицеридов и аккумуляции преимущественно висцерального жира с нарушением рецепторных и пострецепторных механизмов действия инсулина [229]. О роли висцерального жира в развитии ИР свидетельствуют данные S.Klein и соавт., которые не отметили улучшение инсулиновой чувствительности при уменьшении одной только подкожной жировой ткани после проведения липосакции [117]. По данным ряда авторов, голодание также ухудшает чувствительность к инсулину и снижает толерантность к глюкозе у больных СД 2 типа и ожирением [76].
Результаты многих исследований свидетельствуют, что калорическая редукция диеты и коррекция массы тела являются эффективным методом воздействия на периферическую ИР и гиперинсулинемию [115, 180, 215]. Снижение массы тела сопровождается улучшением чувствительности к инсулину, как при резком ограничении калорийности диеты (800 ккал/день и менее) [13, 14, 104], так и при умеренной калорической редукции [15, 139], что связано преимущественно с уменьшением массы висцерального жира, снижением содержания лептина и резистина, индуцирующего печеночную ИР [15, 139]. Azabdakht et al. [45] сравнили 2 группы пациентов, одна из которых получала гипокалорийную диету с добавлением молочных продуктов с пониженным содержанием жира, овощей, фруктов, цельнозерновых и бобовых продуктов, а вторая – гипокалорийную диету без учета макронутриентного состава (калорическая редукция в обеих группах составила 500 ккал по сравнению с контрольной группой). Через 6 месяцев наблюдения в обоих группах наблюдалось схожее снижение показателей массы тела, окружности талии и уровня триглицеридов плазмы крови по сравнению с контрольной группой, однако в первой группе также было выявлено значительное повышение уровня липопротеидов высокой плотности, снижение систолического и диастолического артериального давления и уменьшения гликемии натощак. Эти данные говорят о том, что само по себе снижение массы тела положительно влияет на разные компоненты МС, однако при коррекции макронутриентного состава рациона можно добиться более значимых результатов.
В настоящее время получены достаточно убедительные доказательства, что избыточное потребление жира, особенно насыщенных жиров и транс-изомеров жирных кислот, ассоциируется с развитием ИР [51, 115, 181] и субклинического воспаления (повышение уровня IL-6, IL-18, TNF-a) как у здоровых лиц, так и у пациентов с СД типа 2 [78]. Ухудшение действия инсулина под влиянием избыточного потребления жира может быть связано с накоплением в скелетных мышцах триглицеридов, снижением активности тирозинкиназы, уменьшением числа транспортеров глюкозы GLUT4, нарушением активности гликогенсинтетазы [138, 229]. Однако данные о взаимосвязи различных типов жирных кислот с развитием ИР и других компонентов МС неоднозначны и требуют дальнейшего изучения.
Показано, что полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) омега-3 обладают профилактическим действием в условиях развития ИР, обусловленной высокожировой диетой, за счет воздействия на сниженную активность фосфотидил-инозитол-3-киназы, уменьшенный уровень GLUT-4 в мышечной ткани и сниженную экспрессию GLUT-4 в жировой ткани [69]. Также, обогащение рациона ПНЖК омега-3 приводит к значительному повышению уровня эйкозопентаеновой (ЭПК) и докозогексаеновой (ДГК) кислот и снижению арахидоновой кислоты в клеточных мембанах, особенно тромбоцитов, эритроцитов, нейтрофилов, моноцитов и гепатоцитов, и напротив, диеты, обогащенные омега-6 ПНЖК, ингибируют встраивание ЭПК в в клеточные мембраны [106]. Повышенный уровень ПНЖК омега-3 в скелетных мышцах ассоциировано с улучшением чувствительности к инсулину [141], а высокое соотношение омега-6/омега-3 ПНЖК в мембранах миоцитов – с повышенным уровня инсулина натощак [206]. Несмотря на имеющиеся экспериментальные данные об улучшении действия инсулина под влиянием омега-3 ПНЖК, а также их положительном влиянии на липидный спектр крови и артериальное давление [106, 141], результаты клинических наблюдений, касающиеся эффектов ПНЖК омега-3 на чувствительность тканей к инсулину, неоднозначны. Многими авторами показана прямая зависимость между потреблением насыщенных жирных кислот (НЖК) и уровнем инсулина натощак и после еды [168]. Vessby B. c соавт. изучили эффекты двух изокалорийных диет, обогащенных НЖК и ПНЖК соответственно, у здоровых добровольцев [219]. Выявлено ухудшение чувствительности к инсулину в группе, получавшей диету богатую НЖК. Изокалорийная замена НЖК на ПНЖК приводит к улучшению чувствительности к инсулину, снижению абдоминального жира без изменения соотношений ОТ-ОБ и процентного содержания жировой массы. Также показано улучшение чувствительности к инсулину у здоровых лиц, находящихся на диете, обогащенной мононенасыщенными жирными кислотами (МНЖК), по сравнению с диетой с высоким содержанием НЖК [14].
Широко обсуждается роль углеводного состава рациона в развитии и прогрессировании ИР [46, 66, 143, 229]. В экспериментах продемонстрировано развитие ИР при избыточном потреблении сахарозы и фруктозы (более 60% и 35% от энергетической ценности рациона соответственно) [46, 66]. Возможными механизмами развития ИР при избыточном потреблении фруктозы являются изменение активности траспортеров фруктозы GLUT-5, уменьшение числа инсулиновых рецепторов в скелетной мускулатуре и печени, снижение инсулинстимулированного аутофосфорилирования, повышенная секреция триглицеридов [14]. При проведении гиперликемического клемпа инфузия фруктозы в количестве 16,7 мкмоль/кгмин вызывала печеночную и внепеченочную ИР у здоровых лиц [72]. При исследовании, включившем в себя 2500 добровольцев, Yoshida с соавт. [233] показали положительную корреляцию между употреблением сладких безалкогольных напитков (с высоким содержанием фруктозы и глюкозы), уровнем инсулина натощак и индексом инсулинорезистентности HOMA-IR. Однако, в более ранних исследованиях [119] был обнаружен положительный эффект диеты с высоким содержанием сахарозы и фруктозы на чувствительность к инсулину. C.Lau и соавт. [127] при обследовании 5675 лиц в возрасте 30-60 лет показали, что потребление лактозы положительно ассоциируется с ИР, тогда как потребление глюкозы, фруктозы и общего количества углеводов отрицательно взаимосвязано с ИР. Необходимы дальнейшее исследование роли моно- и дисахаридов в развитии ИР.
В ряде исследований показано, что потребление различных видов пищевых волокон (ПВ) и резистентного крахмала оказывает положительное действие на чувствительность к инсулину [186, 227]. Влияние ПВ на секрецию и действие инсулина обусловлено их действием на моторно-эвакуаторную функцию толстой кишки, активность ферментов поджелудочной железы, секрецию гастроинтестинальных гормонов, образование короткоцепочечных жирных кислот, подавляющих глюконеогенез в печени [14, 229]. В большинстве исследований подтверждается влияние растворимых ПВ на улучшение чувствительности тканей к инсулину [115]. Однако, M.O.Weickert и соавт. [227] показали, что потребление хлеба с повышенным содержанием нерастворимых ПВ сопровождается улучшением действия инсулина по сравнению с потреблением пшеничного хлеба, при этом изменений в уровне липидов, магния, грелина и адипонектина в плазме и сыворотке крови отмечено не было. M.D.Robertson и соавт. [186] сообщили об улучшении чувствительности к инсулину при 4-х недельном потреблении резистентного крахмала, который, как известно, не подвергается воздействию гидролитических ферментов, не переваривается в тонкой кишке и является субстратом для образования короткоцепочечных жирных кислот в толстом кишечнике [14].
При изучении влияния диеты с повышенным содержанием белка у пациентов с ожирением и гиперинсулинемией, было выявлено, что применение высокобелковой гипокалорийной диеты приводит к более значимому снижению уровня глюкозы, ТГ и жировой массы тела при меньшем снижении тощей МТ по сравнению со стандартными гипокалорийными диетами [7, 79] и диетой с высоким содержанием углеводов [157]. Однако, диеты с повышенным содержанием белка не рекомендуется использовать при выявленном нарушении функции почек. Так, при наличии микроальбуминурии содержание белка в рационе пациентов с развившимся СД 2 типа не должно превышать 12-15% от калорийности рациона (не более 1 г белка на 1 кг МТ) [10]. Особый интерес представляют работы, посвященные роли белка растительного происхождения в рационах питания. Показано, что замена животных белков на белок сои приводит к снижению уровня ЛПНП у пациентов с ССЗ [33], а у больных СД 2 типа к достоверному снижению уровня глюкозы и ТГ плазмы крови [23].
Применение гипокалорийных рационов сопровождается ограничением поступления не только макронутриентов (белков, жиров, углеводов), но и может приводить к снижению обеспеченности организма рядом незаменимых пищевых веществ, в том числе ПНЖК, витаминов, макро- и микроэлементов, недостаточное потребление которых относится к числу наиболее распространенных отклонений от рекомендуемых норм питания для взрослого населения [11]. Одним из наиболее эффективных путей оптимизации микронутриентного статуса пациентов является использование в комплексе лечебных мероприятий продуктов диетического питания, сбалансированных по макро- и микронутриентному составу, с целью восполнения дефицита нутриентов в редуцированных по калорийности диетических рационах [7, 37]
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Дизайн исследования
Работа проводилась на базе клиники ФГБУ «НИИ питания» РАМН (директор – акад. РАМН, проф. Тутельян В.А.): отделении болезней обмена веществ (зав. отд. – д.м.н. Шарафетдинов Х.Х.), отделении сердечно-сосудистой патологии (зав. отд. – к.м.н., Богданов А.Р.), отделении профилактической и реабилитационной диетологии (зав. отд. – к.м.н., Гаппарова К.М.), отделении гастроэнтерологии и гепатологии (зав. отд. – д.м.н., проф. Исаков В.А.). Лабораторные исследования выполнены в лаборатории клинической биохимии, иммунологии и аллергологии ФГБУ НИИ питания РАМН (зав. лабораторией – д.м.н., профессор Сенцова Т.Б.) и лаборатории медицинской геномики ФГБУ "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" РАМН (зав. лабораторией – к.б.н. Воронько О.Е.).
В исследование включено 211 женщин репродуктивного возраста (средний возраст 31,4±0,6 лет). Все пациенты, включенные в исследование, подписывали информированное согласие на участие в исследовании.
Критериями не включения в исследование являлись: сахарный диабет 1 или 2 типа, прием препаратов для снижения веса, гипогликемических или липидснижающих препаратов, глюкокортикоидов, наличие острого или хронического заболевания в период обострения, отказ от участия в исследовании.
Для диагностики МС использовались критерии Всероссийского научного общества кардиологов (ВНОК) второго пересмотра [4], согласно которым диагноз МС у женщин устанавливается при наличии абдоминального ожирения (ОТ более 80 см), и двух или более из следующих признаков: повышение уровня ТГ в крови более 1,7 ммоль/л, снижение уровня ХС ЛПВП менее 1,2 ммоль/л, повышение уровня ХС ЛПНП более 3,0 ммоль/л, САД более 130 мм рт. ст. или ДАД более 85 мм рт. ст., гипергликемия натощак (глюкоза в плазме крови натощак более 6,1 ммоль/л) или нарушение толерантности к глюкозе (глюкоза в плазме крови через 2 часа после нагрузки глюкозой в пределах от 7,8 до 11,1 ммоль/л).
В зависимости от наличия МС все пациентки были разделены на две сопоставимые по возрасту (p=0,23) группы: основную группу – женщины репродуктивного возраста с МС (n=109, средний возраст по группе 32,2±0,9 лет) и группу сравнения – женщины репродуктивного возраста без МС (n=102, средний возраст по группе 30,5±0,8 лет).
Обследование включало в себя изучение пищевого статуса, ультразвуковое исследование сонных артерий, молекулярно-генетическое исследование полиморфизмов генов FABP2, PPARG2, LEP, LEPR, APOC3 и PTPN1B.
С целью изучения эффективности оптимизированной диетотерапии у больных МС, из основной группы методом случайной выборки были выделены 2 подгруппы: подгруппа 1 получала гипокалорийную диету с включением специализированного пищевого продукта для энтерального питания, подгруппа 2 получала гипокалорийную диету.
2.2. Клиническая характеристика пациентов
В исследование включено 211 женщин в возрасте от 18 до 52 лет. Клиническая характеристика пациентов представлена в таблице 2.
Таблица 2.
Антропометрические показатели обследованных женщин (M±m).
| Показатель | В целом | Основная группа | Группа сравнения |
| Масса тела, кг | 93,2±1,7 | 103,8±1,9 | 80,2±2,4* |
| ИМТ, кг/м2 | 33,0±0,6 | 37,4±0,6 | 28,3±0,8* |
| ОТ, см | 96,8±1,2 | 105,2±1,2 | 86,2±1,8* |
| ОБ, см | 109,4±0,9 | 114,0±1,1 | 103,6±1,3* |
| Отношение ОТ/ОБ | 0,88±0,01 | 0,93±0,01 | 0,82±0,01* |
Примечание: * p<0,001 – достоверность различий относительно основной группы
В основной группе преобладали пациенты с избыточной МТ и ожирением: нормальная МТ была у 2% обследованных, избыточная МТ – у 6%, ожирение первой степени – у 31%, ожирение второй степени - у 26% и ожирение третьей степени – у 35% обследованных. В группе сравнения нормальная МТ была у 40%, избыточная МТ – у 20%, ожирение первой степени - у 22%, ожирение второй степени – у 9% и ожирение третьей степени – у 9% обследованных (рис. 1).
 |  |
Рисунок 1. Распределение пациентов в зависимости от степени ожирения.
При исследовании компонентов МС, в основной группе наиболее часто встречалось повышение уровня ХС ЛПНП (78%) и снижение уровня ХС ЛПВП (57%), гипертриглицеридемия отмечалась у 44% пациентов, артериальная гипертония – у 53%, нарушение углеводного обмена (гипергликемия натощак или НТГ) у 45% обследованных (рис. 2).
По структуре сопутствующей патологии не было обнаружено существенных отличий в основной группе и группе сравнения. Наиболее часто при МС выявлялись хронический гастрит (35,2%), язвенная болезнь желудка или 12-перстной кишки (22,8%), хронический пиелонефрит (23,1%), реже – хронический некалькулезный холецистит (21,7%), неалкогольная жировая болезнь печени (18,5%), ИБС (11,1%), желчекаменная болезнь (10,2%), хронический бронхит или бронхиальная астма (9%), мочекаменная болезнь (6,7%) и синдром раздраженного кишечника (6,2%). Все хронические заболевания были в стадии ремиссии.
Рисунок 2. Частота выявления основных компонентов МС у пациентов основной группы.
Пациенты получали адекватную своему клиническому состоянию медикаментозную терапию – гипотензивные препараты (ингибиторы АПФ, блокаторы рецепторов ангиотензина, -адреноблокаторы, диуретики, блокаторы кальциевых каналов), антиагреганты.
2.3. Описание методов исследования
2.3.1. Исследование пищевого статуса
Оценку пищевого статуса производили с использованием методики «Нутритест ИП-3», разработанной в ФГБУ «НИИ питания» РАМН (2008).
2.3.1.1. Клиническое обследование
Клиническое обследование включало в себя возраст пациентов, сбор анамнеза и физикальный осмотр.
В антропометрические параметры исследования включались МТ, рост, ОТ, ОБ, расчёт ИМТ и соотношения ОТ/ОБ. ОТ измеряли на середине расстояния между нижним краем реберной дуги и гребнем подвздошной кости по среднеподмышечной линии, ОБ – на уровне подвздошного гребня. Для диагностики ожирения использовался ИМТ, определяемый как отношение МТ в килограммах к квадрату роста в метрах: ИМТ = вес (кг)/рост (м)2. ИМТ в диапазоне от 25,0 до 29,9 соответствовал категории избыточного веса; от 30,0 до 34,9 – ожирению первой степени; от 35,0 до 39,9 – ожирению второй степени; ИМТ более 40 – ожирению третьей степени.
Уровень АД определялся ручным методом стандартным сфигмо-манометром на правой и левой руках пациента в положении сидя после пяти минут покоя. Учитывали средний результат троекратных измерений с интервалом 3-5 минут на руке с более высоким уровнем АД.
После проведения клинического обследования в группу по исследованию эффективности оптимизированной диетотерапии с включением специализированного пищевого продукта для энтерального питания из основной группы было отобрано 60 пациентов. По принципу случайной выборки пациенты разделены на 2 сопоставимые по возрасту подгруппы: подгруппу 1 (30 чел.) и подгруппу 2 (30 чел.). Все пациенты в течение трех недель получали низкокалорийный вариант стандартной диеты (1500 ккал/сут). У пациентов подгруппы 1 рацион модифицировался за счет замены ужина на готовый к употреблению специализированный продукт для энтерального питания Нутридринк в количестве 200 мл. Суточная энергоценность рациона при этом не изменялась и составила 1500 ккал. Применение специализированного продукта для энтерального питания позволило модифицировать микронутриентный состав гипокалорийной диеты за счет обогащения рациона витаминами (С, В1, В2, В6, А, Е, ниацин, пантотеновая и фолиевая кислоты) и микроэлементами (селен, хром, цинк, медь, марганец). У всех больных в процессе диетотерапии проводилась ежедневная оценка общего состояния, определялись показатели гемодинамики (уровень САД и ДАД, частота сердечных сокращений), при поступлении и выписке проводилось измерение антропометрических показателей (измерение роста, МТ, определение ОТ и ОБ, расчет ИМТ, соотношения ОТ/ОБ), исследование состава тела методом биоимпедансометрии (содержание жировой массы, тощей массы, активной клеточной массы, общей жидкости) и биохимических показателей в сыворотке крови (глюкозы, общего ХС, ХС ЛПВП, ХС ЛПНН, ТГ, мочевой кислоты, общего белка, общего билирубина, щелочной фосфатазы, аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ).
2.3.1.2. Оценка фактического питания
Оценка фактического питания проводилась методом анализа частоты потребления пищи с использованием программного обеспечения «Анализ состояния питания человека» (версия 1.2 ГУ НИИ питания РАМН, 2003-2005 гг.).
2.3.1.3. Определение состава тела
Показатели состава тела оценивались с использованием метода биоимпедансометрии, позволяющего по измеренному импедансу (электрическому сопротивлению) оценить количественно различные компоненты состава тела [22, 25]. Оценка показателей состава тела (жировая масса, процент жировой массы, масса скелетной мускулатуры, тощая масса, общее количество воды в организме) проводилась с помощью биоимпедансных анализаторов «Inbody 520» и «Inbody 720» фирмы Biospace Technology (Корея).
2.3.2. Лабораторные методы исследования
Забор крови осуществляли из локтевой вены натощак в стандартные одноразовые пробирки Vacuette для биохимических исследований.
Исследование биохимических показателей крови, включавшее определение содержания в сыворотке крови глюкозы (норма 3,89-6,38 ммоль/л), общего ХС (норма 3,3-5,2 ммоль/л), ХС ЛПВП (норма от 1,20 ммоль/л), ХС ЛПНП (норма до 3,0 ммоль/л), ТГ (норма до 1,70 ммоль/л), общего белка (норма 64-83 г/л), мочевой кислоты (норма 240-320 ммоль/л), общего билирубина (норма 0-20 мкмоль/л), АЛТ (норма 0-40 Ед/л), АСТ (норма 0-40 Ед/л), щелочной фосфатазы (норма 42-98 Ед/л) проводилось на биохимическом анализаторе «Konelab 30i» (Финляндия). Исследование высокочувствительного С-реактивного белка (СРБ, норма 0,1-8,2 мг/л) проводилось с использованием стандартных наборов фирмы «Monobind Inc.» (США) на иммуноферментном анализаторе «MultiScan+» (Финляндия).
Пероральный глюкозотолерантный тест (ПГТТ) проводился натощак, после периода 10-12-часового голодания по стандартной методике. Дозу глюкозы для проведения теста рассчитывали по формуле: 1,75 г глюкозы 1 кг массы тела, но не более чем 75 г глюкозы. Измерение глюкозы сыворотки крови до и через 120 мин после приема раствора глюкозы осуществляли на биохимическом анализаторе «Konelab 30i» (Финляндия). Результаты теста оценивались по критериям Экспертного комитета по диагностике и классификации сахарного диабета ВОЗ (1999 г.) [230]. Показатели гликемии расценивались как нормальные, если уровень глюкозы плазмы натощак составлял менее 6,1 ммоль/л, через 2 часа после нагрузки глюкозой – менее 7,8 ммоль/л. При уровне глюкозы плазмы натощак от 6,1 ммоль/л до 6,9 ммоль/л диагностировалась нарушенная гликемия натощак. Если уровень гликемии через 2 часа после проведения ПГТТ находился в пределах от 7,8 до 11,0 ммоль/л, это состояние классифицировалось как нарушенная толерантность к глюкозе.
Исследование показателей гормонального статуса: содержание инсулина (норма 0,7-9,0 мкМЕ/мл), С-пептида (норма 0,7-1,9 нг/мл) определяли с использованием стандартных наборов фирмы «Monobind Inc.» (США), лептина (норма 3,7-11,1 нг/мл) и ГСПГ (норма 15-120 нмоль/л) – наборов «DBC» (Канада) проводилось на иммуноферментном анализаторе «MultiScan+» (Финляндия).
Индекс инсулинорезистентности (НОМА-IR) определялся по формуле:
| Индекс НОМА-IR | = | гликемия натощак (ммоль/л) уровень инсулина (мкЕД/мл) |
| 22,5 |
