Применение питьевых минеральных вод при прогрессирующей резистентности к инсулину

В основе патологической цепочки абдоминальное ожирение — метаболический синдром — сахарный диабет 2 типа лежит последовательное формирование и нарастание относительной инсулиновой недостаточности, которая количественно верифицируется индексом инсулинорезистентности HOMA [1]. Установлено, что резистентность к инсулину неспецифически связана с очень многими патологическими состояниями, и в первую очередь с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, в том числе летального характера [2—7]. Есть некоторые основания полагать, что одной из причин снижения чувствительности к инсулину является снижение продукции этого гормона в ранней фазе пищеварительного цикла [8, 9]. В то же время известно, что ранняя фаза секреции инсулина при пероральных нагрузках контролируется гастроинтестинальными гормонами, которые в большинстве своем оказывают инсулинотропное действие [10—12].

Таким образом, поиск методов воздействия на гастроинтестинальные и панкреатические гормоны, которые в той или иной степени могут реабилитировать секрецию инсулина в ранней фазе пищеварительного цикла, становится весьма актуальной проблемой, тем более что лекарственная медицина в силу ярко выраженного специфического действия фармпрепаратов не в состоянии «смоделировать» раннюю фазу секреции инсулина при пероральных нагрузках. Вместе с тем предложены принципиально иные методологические подходы к решению этой проблемы, которые основаны на стимуляции естественных физиологических реакций в пищеварительной системе природными факторами, в частности питьевыми минеральными водами [13].

Исследования убедительно подтверждают факт стимуляции минеральными водами ранней фазы секреции инсулина при пероральных нагрузках, однако выраженность этой реакции определяется физико-химическими особенностями воды и ее минерализацией, при этом несомненными лидерами в этом плане являются минеральные воды Северного Кавказа, особенно углекислые гидрокарбонатно-хлоридные воды средней минерализации [14—16].

В связи с этим представляет огромный научный и практический интерес изучение возможности применения питьевых минеральных вод не только для лечения заболеваний, ассоциированных с относительной инсулиновой недостаточностью, но и для их профилактики. Поскольку дебит минеральных вод, оказывающих мощное инсулинсулинотропное действие (Ессентуки №4 и №17), не позволяет их использовать в профилактических целях в рамках всей страны, целесообразно провести исследования с минеральными водами такового же типа, пусть и малоизученными, но более доступными (в том числе по цене) для широких слоев населения. Одной из таких вод может стать минеральная вода Нагутского месторождения №26 с минерализацией 4,0—7,0 г/л, в составе которой преобладают ионы натрия, калия, хлориды при наличии высокой концентрации углекислого газа и кремниевой кислоты. Ее дебит составляет 270 м³/сут, что гипотетически может позволить проводить курсовое воздействие в течение 3 нед 1 раз в год примерно 4—4,5 млн человек. Однако научные исследования этой минеральной воды в плане ее возможного инсулиностимулирующего действия до настоящего времени не проводились.

Цель исследования — изучить активность ранней фазы секреции инсулина у здоровых лиц, пациентов с абдоминальным ожирением, метаболическим синдромом и сахарным диабетом 2 типа и исследовать у них инсулинотропный эффект минеральной воды Нагутская-26 для оценки ее возможного профилактического потенциала в замедлении формирования инсулинорезистентности.

В исследовании приняли участие 80 человек (по 20 в каждой группе): здоровые лица с индексом массы тела (ИМТ) до 25,0 кг/м², здоровые лица без соматической патологии, но с абдоминальным ожирением (ИМТ от 25,0 до 30,0 кг/м²), пациенты с верифицированными диагнозами «метаболический синдром» и «сахарный диабет 2 типа». Возраст всех испытуемых варьировал от 21 года до 45 лет и в среднем составил 34,7±0,31 года.

Всем пациентам дважды с интервалом 3—4 дня проводили пероральный глюкозотолерантный тест: 40 г глюкозы растворяли в 200 мл питьевой и минеральной воды. Кровь из вены отбирали до и через 10, 20, 30, 60, 90 и 120 мин после нагрузки и в ней определяли концентрацию инсулина иммуноферментным методом и глюкозы глюкозооксидазным методом. Расчетным способом вычисляли HOMA по общеизвестной методике [1], ИМТ и площадь под гликемической и инсулинемической кривой над исходным уровнем в ранней (0—20 мин) и поздней (30—120 мин) фазах глюкозотолерантного теста.

Статистический анализ включал описательную статистику в виде X±m, критерия различия Стьюдента (t), коэффициента корреляции Пирсона (r) и корреляционного отношения (η²).

На первом этапе исследования проанализирована величина HOMA у пациентов с широким диапазоном метаболических нарушений: от здорового человека до больных инсулиннезависимым сахарным диабетом (2-го типа). Установлено, что если у здоровых лиц его величина составила 2,08±0,14, то при наличии абдоминального ожирения — 3,92±0,21, метаболического синдрома — 6,88±0,40 и у пациентов с сахарным диабетом 2 типа — 9,44±0,57. Поскольку косвенным показателем нарушения обмена углеводов и липидов является ИМТ, то интересно проанализировать возможную корреляцию между ИМТ и HOMA. Так, у здоровых лиц с нормальной массой тела r=+0,39 (p>0,05), при алиментарном ожирении r=+0,48 (p<0,05), при метаболическом синдроме r=+0,60 (p<0,01) и при сахареном диабете 2 типа r=+0,71 (p<0,001).

Отметим еще один важный факт. Естественно, что у здоровых лиц не было каких-либо сопутствующих заболеваний, тогда как у пациентов с абдоминальным ожирением выявлена артериальная гипертензия (у 5 из 20), при метаболическом синдроме коморбидные патологические состояния характеризовались артериальной гипертензией (у 13 из 20), ишемической болезнью сердца (у 4 из 20), атеросклерозом (у 3 из 20). У пациентов с инсулиннезависимым сахарным диабетом обнаружена гипертоническая болезнь (у 18 из 20), диабетическая нейропатия (у 8 из 20), ишемическая болезнь сердца (у 5 из 20) а также эпизодически встречались нарушения функции пищеварительных органов, почек и т.п.

Несмотря на то что этот факт как будто бы не нуждается в статистическом подтверждении, тем не менее анализ связи между степенью повышения HOMA и выраженностью коморбидности у всех 80 испытуемых в настоящем исследовании выявил очень высокое значение корреляционного отношения (η²=0,92; p<0,00001).

Ранее в работах В.К. Фролкова и соавт. [9, 13, 15] установлена важная роль ранней фазы секреции инсулина в оптимизации гомеостаза гликемии при пероральных нагрузках, поэтому мы повторили исследования такого рода у наших пациентов, которым проведен пероральный глюкозотолерантный тест. При этом особое внимание уделялось разным фазам секреции инсулина и гликемической кривой. Установлено, что по мере нарастания метаболических нарушений имеет место прогрессирующее снижение поступления инсулина в кровь в первые минуты теста, при этом алиментарная гипергликемия, особенно во второй фазе теста, также последовательно увеличивалась (табл. 1, рис. 1). Так, по сравнению со здоровыми лицами при наличии абдоминального ожирения гиперинсулинемия в ранней фазе глюкозотолерантного теста снижалась на 24,6%, у пациентов с метаболическим синдромом — на 33,9%, а при сахарном диабете 2 типа — на 37,0%.

Таблица 1. Секреция инсулина и гомеостаз гликемии при проведении перорального глюкозотолерантного теста у пациентов в зависимости от степени относительной инсулиновой недостаточности

Примечание. Надстрочными цифрами отмечены статистически значимые различия (при p<0,05) от показателей соответствующей группы пациентов.

Рис. 1. Интегральные характеристики гипергликемии и гиперинсулинемии в ранней и поздней фазах перорального глюкозотолерантного теста (глюкозу растворяли в питьевой воде).

На этом фоне отчетливо наблюдается увеличение гипергликемии в более поздней фазе теста у пациентов групп 2—4 соответственно на 38,9, 110,2 и 230,6%, что свидетельствует о значительном затруднении элиминации глюкозы из крови. Кстати, между скоростью поступления инсулина в кровь в ранней фазе перорального глюкозотолерантного теста и гипергликемической реакцией в поздней фазе теста выявлялась четкая отрицательная корреляция, показатели которой нарастали при увеличении степени метаболических нарушений. Если у здоровых лиц r=–0,46 (p<0,05), то при наличии абдоминального ожирения r=–0,59 (p<0,01), метаболического синдрома r=–0,64 (p<0,01) и сахарного диабета 2 типа r=–0,78 (p<0,001).

Полагаем, что эти факты убедительно подтверждают особую роль ранней фазы секреции инсулина в пищеварительном периоде в оптимизации метаболических реакций, в первую очередь углеводного обмена, а также подчеркивают предикторную значимость системных нарушений инсулиновой регуляции метаболизма в формировании коморбидных заболеваний.

Известно, что питьевые минеральные воды могут активировать раннюю фазу секреции инсулина за счет стимуляции секреции гастроинтестинальных инсулинотропных гормонов, однако в отношении минеральной воды Нагутская-26 такие исследования ранее не проводились. Поэтому на втором этапе нашего исследования изучена способность этой минеральной воды модифицировать секрецию инсулина в динамике перорального глюкозотолерантного теста (глюкозу растворяли в минеральной воде), проведено сравнение с ответной реакцией организма на глюкозу, растворенную в питьевой воде (табл. 2, рис. 2).

Таблица 2. Влияние минеральной воды на секрецию инсулина и гомеостаз гликемии при проведении перорального глюкозотолерантного теста у пациентов в зависимости от степени относительной инсулиновой недостаточности

Примечание. Надстрочными цифрами отмечены статистически значимые различия (при p<0,05) от показателей соответствующей группы пациентов.

Рис. 2. Влияние минеральной воды на интегральные характеристики гипергликемии и гиперинсулинемии в ранней и поздней фазах перорального глюкозотолерантного теста.

Цветные столбики — глюкозу растворяли в питьевой воде; белые столбики — глюкозу растворяли в минеральной воде.

Установлено, что инсулиностимулирующий эффект в ранней фазе пищеварительного цикла характерен и для исследуемой минеральной воды, однако выявлены и некоторые особенности в зависимости от степени нарушения обмена углеводов.

Во-первых, установлено, что минеральная вода оказывает некоторое гипергликемизирующее действие в ранней фазе глюкозотолерантного теста, которое по мере увеличения HOMA (у пациентов с абдоминальным ожирением, метаболическим синдромом и сахарным диабетом 2 типа) постепенно ослабевает.

Во-вторых, прием минеральной воды внутрь ускоряет элиминацию глюкозы из крови у всех пациентов, независимо от выраженности метаболических нарушений.

В-третьих, этот феномен однозначно обусловлен стимулирующим влиянием минеральной воды на раннюю фазу секреции инсулина, что подтверждается высокими и статистически значимыми величинами коэффициента корреляции между площадью инсулинемической кривой в ранней фазе теста и площадью гипергликемии на конечных этапах глюкозотолерантного теста: коэффициент корреляции варьировал от –0,51 до –0,64 (p<0,01).

В-четвертых, по мере нарастания величины HOMA стимулирующее действие минеральной воды на раннюю фазу секреции инсулина уменьшается.

В-пятых, на фоне приема минеральной воды в поздней фазе теста секретируется меньше инсулина, что свидетельствует о повышении чувствительности организма к этому гормону.

Есть некоторые основания полагать, что минеральная вода Нагутская-26 обладает значимым инсулиностимулирующим потенциалом, который можно использовать как с терапевтическими целями для коррекции нарушений обмена углеводов при инсулинорезистентности разной степени, так и для профилактики регресса чувствительности тканей к инсулину, предотвращения риска развития коморбидных заболеваний жизнеугрожающего характера. При этом биологическая активность этой минеральной воды по мере увеличения индекса инсулинорезистентности постепенно ослабевает, что свидетельствует о целесообразности ее применения в целях профилактики метаболических нарушений. Это предположение основано также на том, что ранее установлен выраженный неспецифический первично-профилактический эффект минеральных вод при их применении внутрь, подтвержденный как в экспериментальных, так и в клинических условиях [16], при этом основная роль в реализации этого эффекта принадлежит гормональной регуляции метаболических реакций [17].

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Фролков В.К.

Сбор и обработка материала — Исрафилов Р.Я.

Статистический анализ данных — Исрафилов Р.Я.

Написание текста — Исрафилов Р.Я.

Редактирование — Нагорнев С.Н.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.