Болезнь Иценко—Кушинга (БИК) и акромегалия характеризуются частым развитием нарушений углеводного обмена (при акромегалии до 56%, а при эндогенном гиперкортицизме до 50%) [1]. Эти нарушения обусловлены воздействием кортизола и ИРФ-1/СТГ на гомеостаз глюкозы. Однако непосредственные механизмы развития предиабета и сахарного диабета (СД) при этих заболеваниях требуют уточнения.
В патогенезе СД 2-го типа существенную роль играет нарушение оси инсулин-глюкагон, а также снижение секреции и действия гормонов инкретинового ряда — глюкагоноподобного пептида 1-го типа (ГПП-1) и глюкозозависимого инсулинотропного полипептида (ГИП) [2, 3]. Участие данных гормонов в развитии других типов диабета неясно. Мы предположили, что дисфункция инкретиновой системы может усугублять нарушения углеводного обмена у больных с БИК и акромегалией. Однако ранее проведенное нами исследование не выявило существенных отклонений от нормы в секреции ГПП-1 и ГИП у больных с БИК и акромегалией, имеющих предиабет и СД [4]. В то же время основной находкой этого исследования было обнаружение гиперсекреции глюкагона у больных с БИК и акромегалией.
Имеются данные о том, что секреция глюкагона стимулируется глюкагоноподобным пептидом 2-го типа (ГПП-2) [2]. ГПП-2 — производное проглюкагона; он синтезируется субпопуляцией энтероэндокринных L-клеток в эпителии тонкой кишки из проглюкагона, расщепление которого приводит к образованию, помимо ГПП-2, еще и ГПП-1, оксинтомодулина и глицентина [5, 7]. ГПП-2 также синтезируется отдельной популяцией нейронов в стволе головного мозга, которая контролируется гипоталамусом, играющим ключевую роль в регуляции пищевого поведения [6]. Рецептор ГПП-2 имеется в центральной нервной системе, особенно в ключевых зонах регуляции энергетического баланса, включая гипоталамус, гиппокамп и ствол мозга [8, 9]. Являясь нейротрансмиттером, ГПП-2 может опосредовать проглюкагонергическую синаптическую трансмиссию, связывающую гипоталамус и ствол мозга, и играть роль сигнала насыщения в контроле пищевого поведения [10].
Возросший в последнее время интерес к ГПП-1 отвлек внимание от изучения других производных проглюкагона. Изначально ГПП-2 не был оценен как гормон, способный влиять на секрецию инсулина и углеводный обмен; однако результаты последних исследований свидетельствуют о возможном положительном влиянии ГПП-2 на метаболизм глюкозы [11, 12].
К настоящему времени отсутствует полное понимание механизмов действия ГПП-2 у лиц с СД 2-го типа другими типами диабета. В ряде исследований утверждалось, что дефицит рецепторов ГПП-2 не связан с изменениями уровня гликемии натощак, толерантности к глюкозе или концентрации глюкагона [13]. В других экспериментах было обнаружено, что внутривенное введение данного пептида приводит к повышению концентрации глюкагона в плазме [14, 15].
Редкие исследования инкретиновой системы при нейроэндокринных заболеваниях также дают мало информации о роли ГПП-2 в развитии нарушений углеводного обмена. В одном из исследований [16] было продемонстрировано, что кортизол стимулирует секрецию ГПП-2 посредством влияния на эндокринные клетки кишечника. У животных ГПП-2 повышает эндогенную экспрессию факторов роста, в том числе ИРФ-1 [17]; это обусловливает эффективность препарата ГПП-2 в отношении регенерации эпителия тонкой кишки при синдроме короткой кишки. Возможность активации факторов роста под действием ГПП-2 при акромегалии остается неизвестной.
Цель исследования — изучение секреторного ответа ГПП-2 и глюкагона на углеводную нагрузку у пациентов с БИК и акромегалией.
Материал и методы
Дизайн исследования
Проведено экспериментальное контролируемое нерандомизированное одномоментное исследование с участием пациентов с активной стадией БИК и акромегалии, не получавших лечения по поводу основного заболевания.
Критерии соответствия
Критериями включения в исследование являлись возраст старше 18 лет, впервые установленный диагноз акромегалии или БИК, отсутствие медикаментозной терапии основного заболевания, оказывающей влияние на углеводный обмен (аналоги соматостатина), отсутствие нарушений углеводного обмена и терапии пероральными сахароснижающими препаратами (ПССП) в анамнезе.
Критериями исключения были беременность или период лактации, подтвержденный АКТГ-эктопический синдром, острый панкреатит или хронический панкреатит в анамнезе, воспалительные заболевания кишечника (болезнь Крона, язвенный колит).
Диагноз БИК был установлен в стационаре с использованием как минимум трех тестов, подтверждающих эндогенный гиперкортицизм [повышение уровня свободного кортизола в моче (референсное значение 413 нмоль/сут), кортизола в слюне, собранной в 23:00 (0,5—9,4 нмоль/л) [5], кортизола в крови вечером (46—270 нмоль/л) и отсутствие падения уровня кортизола ниже 50 нмоль/л в ходе малой пробы с дексаметазоном]. АКТГ-зависимый гиперкортицизм диагностировался при уровне АКТГ выше 10 пг/мл; дифференциальная диагностика АКТГ-зависимого гиперкортицизма проводилась согласно Российским клиническим рекомендациям по БИК [6], а именно применялись большая проба с дексаметазоном (БПД) (снижение уровня кортизола утром на 60% от исходного при приеме 8 мг дексаметазона накануне в 23:00), двусторонний селективный забор крови из нижних каменистых синусов на фоне стимуляции кортиколиберином, МРТ головного мозга.
Диагноз акромегалии был установлен при отсутствии подавления уровня СТГ до менее 1 нг/мл в ходе орального глюкозотолерантного теста (ОГТТ) и повышение уровня ИРФ-1 выше возрастных значений.
Виды нарушений углеводного обмена устанавливались на основании критериев ВОЗ от 2013 г. [18]:
— нарушенная толерантность к глюкозе: уровень глюкозы в плазме натощак менее 7,0 ммоль/л, через 2 ч после OГТТ ≥7,8 — <11,1 ммоль/л;
— нарушенная гликемия натощак: уровень глюкозы в плазме натощак от 6,1 до 7,0 ммоль/л, через 2 ч после ОГТТ <7,8 ммоль/л;
— СД: уровень глюкозы в плазме натощак 7,0 ммоль/л и более, через 2 ч после ОГТТ ≥11,1 ммоль/л.
При дальнейшем изложении нарушенная толерантность к глюкозе и нарушенная гликемия натощак будут объединены общим термином «предиабет».
Условия проведения
Исследование проводилось на базе ФГБУ ЭНЦ. Пациенты, принимавшие участие в исследовании, проходили стационарное лечение в отделении нейроэндокринологии и остеопатий.
Продолжительность исследования
Набор пациентов проводился в период с 11.2014 по 11.2015 г.
Описание медицинского вмешательства
Всем пациентам был проведен оральный глюкозотолерантный тест (ОГТТ) с 82,5 г моногидрата глюкозы (данное количество моногидрата глюкозы эквивалентно 75 г чистой глюкозы. Использование моногидрата глюкозы объясняется его большей доступностью на момент проведения исследования). Забор крови производился на 0, 30-й и 120-й минуте. Для определения концентрации ГПП-2 периферическая венозная кровь бралась в пробирки с апротинином объемом 3 мл. На 0, 3 и 120-й минуте теста производилось определение концентрации глюкозы, глюкагона и ГПП-2 в плазме.
Основной исход исследования
Основными показателями, оценивавшимися в ходе исследования, были концентрации глюкагона и ГПП-2 в ходе ОГТТ у пациентов с БИК и акромегалией.
Дополнительные исходы исследования
Дополнительно оценивалась взаимосвязь между концентрацией кортизола и уровнем глюкагона у пациентов с БИК для уточнения влияния избытка глюкокортикоидов на углеводный обмен.
Анализ в подгруппах
Все пациенты, участвовавшие в исследовании, были разделены на три группы: группа пациентов с БИК, группа пациентов с акромегалией и контрольная группа.
Контрольную группу составили лица без нарушений углеводного обмена, без БИК и акромегалии, сопоставимые по ИМТ и возрасту с исследуемыми больными. Рандомизации пациентов не проводилось.
Методы регистрации исходов
Биохимические исследования проводили на биохимическом анализаторе Architect c4000 («Abbott Diagnostics, Abbot park, IL», США) стандартными наборами фирмы.
Гликированный гемоглобин (HbA1c) определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на анализаторе D10 («BioRad», США).
Гормональные исследования: уровень суммарного ГПП-1 (диапазон измеряемых значений 0,206—50 нг/мл) и панкреатического глюкагона (диапазон измеряемых значений 0,05—10 нг/мл) определялись методом ИФА (ELISA) наборами BioVendor (США). Содержание суммарного ГИП определялось методом ИФА наборами компании USCN, США (диапазон измеряемых значений 0,0617—5 нг/мл), уровень суммарного грелина определялся методом ИФА (диапазон измеряемых значений 0,1—1000 нг/мл) наборами компании «RayBiotech», США.
Этическая экспертиза
Исследование было одобрено локальным этическим комитетом ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава России, протокол № 12 от 22.10.14. Пациенты при госпитализации подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании.
Статистический анализ
Принципы расчета размера выборки: размер выборки предварительно не рассчитывался.
Методы статистического анализа данных: расчет производился с помощью программы Statistica 12 («StatSoft Inc.», США). В ходе анализа количественных данных рассчитывали средние значения и стандартные отклонения (M±SD). В случае отличия распределения количественных данных от нормального, рассчитывали медиану и квартили (Me [Q1; Q3]). Сравнение количественных данных в трех группах проводили с помощью дисперсионного анализа (ANOVA) с последующими попарными сравнениями (post-hoc анализ — тест Шеффе) в случае выявления значимых различий. Статистически значимым считалось различие при р<0,05. При отличии распределения данных от нормального, для сравнения количественных данных использовали критерий Крускала—Уоллиса и post-hoc анализ с тестом Данна. Корреляционный анализ проводили с применением критерия корреляции Спирмена.
В ходе анализа качественных данных рассчитывали абсолютные и относительные (%) значения. Сравнение проводили с использованием критерия χ2.
Результаты
Объекты (участники) исследования
В исследование были включены 62 пациента: 20 — с впервые выявленной БИК (в активной фазе заболевания), 21 — с впервые выявленной акромегалией (в активной фазе заболевания), 21 — контрольная группа. Мужчин 20 (32,26%), женщин 42 (67,74%), средний возраст пациентов 41,8 года. Общая характеристика пациентов представлена в табл. 1.
Основные результаты исследования
Частота встречаемости ранних нарушений углеводного обмена (предиабет) была значимо выше у пациентов с БИК и составила 40%. В группе пациентов с акромегалией распространенность предиабета составила 24% (табл. 2).
В обеих исследуемых группах по результатам ОГТТ манифестный СД выявлялся с одинаковой частотой (около 15%).
При разделении пациентов на подгруппы в зависимости от состояния углеводного обмена было отмечено, что индекс HOMA, как и ожидалось, был значимо выше у пациентов с предиабетом и манифестным СД; у пациентов с БИК данное различие проявлялось более отчетливо (табл. 3).
Секреция глюкагона у пациентов с акромегалией и БИК (рис. 1).
В контрольной группе при ОГТТ отмечалось выраженное подавление секреции глюкагона через 30 мин после нагрузки глюкозой. Это соответствует закономерной реакции на повышение секреции инсулина и подтверждено данными ранее проведенных исследований [2, 3, 10].
Среди пациентов с нейроэндокринными заболеваниями наиболее высокий уровень глюкагона во всех точках наблюдался у пациентов с БИК (р=0,001); при этом на 30-й минуте подавления его секреции не происходило. Известно, что одним из основных механизмов действия глюкокортикоидов (ГК) на углеводный обмен является стимуляция глюконеогенеза [16]. Взаимодействие Г.К. с рецепторами глюкагона на альфа-клетках поджелудочной железы приводит к гиперсекреции глюкагона, что и нашло отражение в нашем исследовании. Необходимо отметить, что повышение концентрации глюкагона в группе пациентов с БИК не зависело от степени выраженности нарушений углеводного обмена.
У пациентов с акромегалией секреция глюкагона в ходе теста значимо не отличалась от таковой в контрольной группе. Вероятно, избыток ИФР-1 не оказывает прямого стимулирующего влияния на синтез глюкагона.
Секреция ГПП-2 у пациентов с акромегалией и БИК
Анализ секреции ГПП-2 у здоровых лиц и пациентов с БИК и акромегалией в ответ на прием глюкозы в ходе ОГТТ представлен на рис. 2.
В контрольной группе секреция ГПП-2 в ответ на ОГТТ соответствовала паттерну, описанному ранее: пик секреции приходился на 30-ю минуту с постепенным снижением к концу теста [2].
При анализе секреции ГПП-2 в группе пациентов с акромегалией статистически значимых отличий от контроля обнаружено не было, однако отмечался измененный ритм секреции ГПП-2 с отсутствием пика на 30-й минуте и снижения концентрации гормона на 120-й минуте теста.
У пациентов с БИК уровень ГПП-2 был выше, чем в контрольной группе, и эти различия были статистически значимыми (р<0,001). Ритм секреции был сохранен. При корреляционном анализе между уровнем кортизола и ГПП-2 была выявлена прямая связь (r=0,41), которая не достигала статистической значимости (р=0,076). Ранее в экспериментах Guan [11] было показано, что рецепторы ГПП-2 в гипоталамических ПОМК-нейронах необходимы для улучшения чувствительности к инсулину и поддержания стабильного уровня глюкозы, а повышение уровня кортизола связано с увеличением концентрации ГПП-2.
Отсутствие достоверной ассоциации уровня кортизола и ГПП-2 в нашем исследовании может быть связано с небольшим объемом выборки.
Взаимосвязь показателей секреции ГПП-2 и глюкагона
При сопоставлении графиков секреции глюкагона и ГПП-2 прослеживается очевидное совпадение профиля их секреции при БИК: концентрация и глюкагона, и ГПП-2 во всех точках ОГТТ у пациентов с БИК была существенно выше, чем у пациентов с акромегалией и здоровых лиц. Это может свидетельствовать о непосредственном влиянии ГК на выработку глюкагона и ГПП-2.
При корреляционном анализе в группе пациентов с БИК (табл. 4) была установлена достоверная прямая связь концентрации ГПП-2 с концентрацией глюкагона в нулевой точке и ее приростом к 30-й минуте ОГТТ. В группе пациентов с акромегалией также наблюдалась корреляция между ГПП-2 и глюкагоном в нулевой точке. Интересно отметить, что в контрольной группе (табл. 5) подобной ассоциации обнаружено не было.
В исследованиях, посвященных изучению секреции ГПП-2 у лиц без нейроэндокринных заболеваний [6, 23] было описано глюкагонотропное действие ГПП-2. Данный эффект подтверждался путем внутривенного введения ГПП-2 в низких концентрациях и оценке последующего увеличения секреции глюкагона. При дальнейшем изучении секреции ГПП-2 в группах пациентов с различными нарушениями углеводного обмена данное наблюдение получило подтверждение [24]. В нашем исследовании у пациентов с БИК также была подтверждена эта закономерность.
При выделении пациентов с нарушениями углеводного обмена (предиабет, манифестный СД) профиль секреции глюкагона и ГПП-2 при обоих нейроэндокринных заболеваниях оставался схожим: у пациентов с БИК имелась тенденция к гиперглюкагонемии [25, 26] и более высокой секреции ГПП-2 (табл. 6, 7).
Нежелательные явления
Нежелательных явлений в ходе проведения исследования не возникло.
Ограничение исследования
Небольшое число пациентов в группах не может считаться достаточной репрезентативной выборкой (пилотное исследование), в связи с чем выявленные различия при исследовании больших выборок могут проявляться иначе.
Набор пациентов был ограничен возможностями одного крупного федерального центра, специализирующегося на лечении данных патологий, что могло привести к смещению выборки участников исследования.
Выбор временных интервалов для анализа характера секреции глюкагона и ГПП-2 в ходе углеводной нагрузки был обусловлен данными предыдущих исследований у пациентов без нейроэндокринных заболеваний. В связи с тем, что исследования, подобные нашему, ранее не проводились, вполне вероятно, что предполагаемый пик секреции глюкагона и ГПП-2 у пациентов с БИК и акромегалией мог быть смещен относительно 30-й минуты.
Заключение
Для пациентов с БИК и акромегалией характерен различный профиль секреции глюкагона и ГПП-2 в ответ на стимуляцию глюкозой: высокий уровень глюкагона и ГПП-2 у пациентов с БИК и неизмененный уровень у пациентов с акромегалией. Можно предположить непосредственное стимулирующее влияние глюкокортикоидов на синтез глюкагона и отсутствие такового со стороны ИРФ-1. Для пациентов с БИК установлена прямая зависимость между изменениями уровня ГПП-2 и глюкагона в ответ на нагрузку глюкозой, что может говорить о глюкагонотропном действии ГПП-2. Полученные данные о взаимовлиянии ГПП-2 и глюкагона способствуют уточнению роли ГПП-2 в регуляции углеводного обмена. Характер взаимодействия кортизола и ИРФ-1 с ГПП-2 и глюкагоном важен для понимания патогенеза вторичных гипергликемий.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Источник финансирования. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда: исследование глюкагона, ГПП-2 выполнено в рамках реализации научной программы по соглашению № 14−35−00026; исследование гормонального профиля для диагностики БИК и акромегалии выполнено в рамках реализации научной программы по соглашению МД-3204.2017.7.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Участие авторов: сбор материала, статистический анализ данных, написание текста рукописи — Мачехина Л.В.; написание текста рукописи — Шестакова Е.А.; редактирование текста рукописи — Белая Ж.Е.; Астафьева Л.И. Никанкина Л. В, Шестакова М.В.; лабораторное определение исследуемых биохимических и гормональных показателей, редактирование текста рукописи — Никанкина Л.В.; разработка дизайна исследования — Шестакова М.В..