Способ выявления скрытой инсулинорезистентности

Изобретение относится к медицине, в частности к эндокринологии и кардиологии, и может быть использовано для выявления ранних, латентно протекающих форм нарушений углеводного обмена, приводящих к развитию сахарного диабета. Исследуют сыворотку крови натощак. Определяют уровень глюкозы (Г), триглицеридов (ТГ) и концентрацию аполипопротеинов AI (апо AI) и АII (апо АII). Вычисляют молярное отношение апо АII/апо AI. Скрытую инсулинорезистентность выявляют по величине молярного отношения апо АII/апо АI>=0,35 при нормальном уровне Г и ТГ. Изобретение позволяет выявить скрытую инсулинорезистентность даже при нормальных уровнях Г и ТГ натощак. 3 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к медицине - эндокринологии и кардиологии - и может быть использовано для выявления ранних, латентно протекающих форм нарушений углеводного обмена, приводящих к развитию сахарного диабета типа 2 (Т2СД).

По современным представлениям сниженная чувствительность тканей к инсулину - инсулинорезистентность (ИР) и дисфункция бета-клеток поджелудочной железы являются главными факторами развития Т2СД. ИР может предшествовать развитию Т2СД в течение многих лет. В этом случае нормальный уровень глюкозы крови поддерживается за счет компенсаторной гиперинсулинемии. На более поздних стадиях Т2СД функция бета-клеток поджелудочной железы ослабляется, что приводит к нарушению толерантности к глюкозе, и в конечном итоге, формированию Т2СД.

У больных Т2СД основной причиной смертности являются сердечно-сосудистые заболевания. Результаты проспективных исследований показывают, что механизмы, ответственные за повышенный риск развития сердечно-сосудистых осложнений при Т2СД, могут включаться еще до развития клинически манифестированной гипергликемии.

Раннее выявление ИР, до клинических признаков нарушений углеводного и липидного обменов, важно для своевременной профилактики Т2СД и ИБС, поскольку позволяет проводить адекватные профилактические мероприятия уже на доклинических стадиях заболеваний.

Для диагностики синдрома инсулинорезистентности еще в 1966 г. Андресом и ДеФронзо был предложен эугликемический гиперинсулинемический клямп-тест, являющийся в настоящее время «золотым стандартом» в измерении чувствительности тканей к инсулину. Этот метод основан на прерывании физиологической взаимосвязи между уровнем глюкозы и инсулина в организме путем контролируемого поддержания уровня глюкозы в крови на заданном уровне, многократно определяя содержание глюкозы в крови. После достижения стабильного состояния, когда скорость введения глюкозы равна скорости ее потребления периферическими тканями, оценивают выраженность инсулинорезистентности (Раков А.Л. Роль различных нарушений углеводного обмена и тканевой инсулино-резистентности в формировании сердечно-сосудистой патологии. Дис. докт., 1993). Однако из-за инвазивности, сложности и дороговизны метода его широкое применение в клинических исследованиях ограничено.

Известен способ выявления инсулинорезистентности по определению жирно-кислотного состава лимфоцитов: содержания в них насыщенных и ненасыщенных жирных кислот (патент РФ №2153170, Способ диагностики синдрома инсулинорезистентности. Кивва В.Н. и др., 20.07.2000). Однако этот метод достаточно трудоемок и позволяет выявить наличие уже сформировавшегося метаболического синдрома (синдрома X или синдрома инсулинорезистентности).

Известен также метод выявления инсулинорезистентности с помощью генетических маркеров (патент WO 02098355, Fairman J. et al., 16.12.2002). Недостатком метода является его сложность и дороговизна.

Для выявления нарушений толерантности к глюкозе или потенциального нарушения толерантности применяются также специальные сложные и трудоемкие лабораторные методики - функциональные тесты с углеводной или двойной углеводной нагрузкой (Внутренние болезни. Под ред. Комарова Ф.И., М., Медицина, 1991, с.603).

Недостатком таких способов является их трудоемкость и неиндифферентность для больного (исследование может продолжаться более двух-трех часов, в ряде случаев может вызвать аллергическую реакцию или спровоцировать резкое увеличение уровня глюкозы).

Изучение относительного вклада ИР и функции бета-клеток в развитие Т2СД требует надежных методов оценки. Имеющиеся методы (клямповый метод и тест внутривенной толерантности к глюкозе) сложны, инвазивны и дорогостоящи. Поэтому для оценки ИР используют суррогатные индексы, которые рассчитываются на основе концентрации глюкозы и инсулина натощак.

НОМА (homeostasis model assesment) - часто используемый метод для оценки ИР и функции бета-клеток по двум показателям - уровням глюкозы и инсулина в крови натощак. Эта модель впервые была предложена Matthews D.R. et al. в 1985 г. Взаимосвязь между уровнем глюкозы и инсулина в состоянии натощак отражает баланс между продукцией глюкозы печенью и секрецией инсулина, который поддерживается петлей обратной связи между печенью и бета-клетками. Модель (НОМА1 или HOMA-formula) позволяет рассчитывать индекс ИР (ИИР) и оценивать функциональную способность бета-клеток (ФС) по простым уравнениям:

ИИР=(FPI×FPG)/22,5;

ФС=(20×FPI)/(FPG-3,5),

где FPI - концентрация инсулина в плазме натощак в мкЕд/мл;

FPG - концентрация глюкозы в плазме в ммоль/л.

Компьютерная модель (НОМА2, или HOMA-model) представляет собой усовершенствованную версию линейной модели НОМА1 и имеет нелинейные решения [Wallace. N.M.; Levy, J.C.; Matthews, D.R. (2004). Use and abuse of HOMA modeling. Diabetes Care, 27, 1487-95]. Эта модель может быть использована для определения ИИР, инсулиночувствительности (HOMA-%S, в норме 100%, величина, обратная ИИР), функции бета-клеток (НОМА-%В, в норме 100%). Однако эта модель требует измерения концентрации инсулина, которое может быть проведено радиоиммунологическим, иммуноферментным или другими методами, требующими специального оборудования и квалификации медицинского персонала.

Известна широкая распространенность ИР и ее ассоциация с высокой смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний, связанных с атеросклеротическими поражениями сосудов, в том числе от ишемической болезни сердца (ИБС). По данным эпидемиологических исследований риск развития ИБС связан обратной зависимостью с уровнем в плазме крови частиц липопротеидов высокой плотности (ЛВП), участвующих в процессе удаления избытка холестерина (ХС) из периферических тканей и транспортировке его в печень, так называемом, обратном транспорте ХС. Функции ЛВП - ХС-акцепторная и ХС-транспортная - зависят от количества этих частиц в плазме крови, их размера и белково-липидного состава. Главными белковыми компонентами ЛВП являются аполипопротеины AI (апо AI) и АII (апо AII).

В зависимости от присутствия апо AI и апо АII в частице различают ЛВП, содержащие апо AI-ЛП AI, и ЛВП, содержащие апо AI и апо АII-ЛП АI:АII. Показано, что ЛП AI и ЛП АI:АII различаются по функциональным и метаболическим свойствам. Показателем соотношения двух типов ЛВП-ЛП AI и ЛП АI:АII - может служить молярное отношение апо АII/апо AI [M.C.Cheung М.С.; Albers, J.J. (1984). Characterization of lipoprotein particles isolated by immunoaffinity chromatography. J Biol Chem, 259, 12201-12209].

Доказана роль апо AI в детерминации ХС-акцепторных свойств ЛВП и эстерификации ХС при участии лецитин-холестерин-ацилтрансферазы. В отличие от апо AI функция апо АII окончательно не установлена. Показана связь этого белка с метаболизмом триглицеридов (ТГ) и глюкозы [Kalopissis, A-D.; Paster, D.; Chambaz, J. (2003). Apolipoprotein A-II: beyond genetic associations with lipid disordes and insulin resistance. Curr Opin Lipidol, 14, 165-172. Castellani, L.W.; Nguyen, C.N.; Charugundla, S; et al. (2008). Apolipoprotein A-II is regulator of very low density lipoprotein metabolism and insulin resistance. J Biol Chem, 283(17), 11633-11644. Dugue-Pujol, S; Rousset X.; Pastier, D.; et al. (2006). Human apolipoprotein A-II induces hypertriglyceridemia in transgenic mice by associating with triglyceride-rich lipoproteins in plasma and impairing their catabolism. J lipid Res, 47(12), 2631-2639]. В экспериментах с генетически модифицированными мышами показано, что одной из функций апо AII является регуляция метаболизма ТГ-богатых липопротеидов, когда спонтанный переход апо АII с ЛВП на липопротеиды очень низкой плотности (ЛОНП) сопровождается торможением гидролиза ТГ в ЛОНП и развитием гипертриглицеридемии.

Изучение взаимосвязи ИР и показателей липид-транспортной системы у лиц с нормогликемией натощак позволило выявить скрытые нарушения углеводного обмена, ассоциированные с изменениями липид-транспортной системы, в том числе с более высоким концентрационным отношением апо AII/апо AI [О.В.Александрович, И.Н.Озерова, Н.В.Перова и др. (2007). Взаимосвязь инсулинорезистентности и показателей липид-транспортной системы при нормогликемии натощак. Кардиоваск тер профил, 6(5), 64-69].

Целью настоящего изобретения является разработка методики, позволяющей выявить скрытую инсулинорезистентность при нормальных уровнях глюкозы и триглицеридов в сыворотке крови натощак с помощью достаточно простого и надежного метода. Эту методику можно использовать в качестве скрининг-теста.

Для изучения взаимосвязи молярного отношения апо AII/апо AI и скрытой ИР, не связанной с гипертриглицеридемией, был проведен анализ белково-липидных и углеводных показателей сыворотки крови у лиц с нормогликемией натощак и нормальным уровнем ТГ. В исследование были включены 67 человек (39 мужчин и 28 женщин) в возрасте 20-80 лет с нормальным уровнем глюкозы (меньше 6,1 ммоль/л) и ТГ (меньше 1,7 ммоль/л) натощак. Концентрацию апо AI и апо АII определяли иммунотурбидиметрически с использованием реактивов фирмы Behring. Молекулярные массы апо AI и апо АII принимали равными 28000 и 17000 дальтон, соответственно. ИР оценивали по ИИР (НОМА2) [Wallace. N.M.; Levy, J.C.; Matthews, D.R. (2004). Use and abuse of HOMA modeling. Diabetes Care, 27, 1487-95]. В используемой модели расчета индекса значение «нормы» принято за единицу. Статистическую обработку данных проводили методами непараметрической статистики с использованием пакета программ Statistica 6.0.

В таблице 1 представлены метаболические показатели обследованных лиц: при нормальном уровне глюкозы и ТГ в крови: уровень инсулина, ИИР, ХС ЛНП, ХС ЛВП и молярное отношение апо AII/апо AI значительно различаются. Ранговые коэффициенты корреляции Спирмена (таблица 2) указывают на однонаправленность изменений показателя апо AII/апо AI и уровня ТГ, инсулина, ХС ЛНП, ИИР, тогда как уровень ХС ЛВП отрицательно коррелирует с отношением апо AII/апо AI.

Для изучения возможности прогнозирования ИР по показателю апо AII/апо AI были использованы таблицы сопряженности. Путем варьирования величины молярного отношения апо AII/апо AI и величины ИИР было установлено, что оптимальное соотношение чувствительности и специфичности теста соблюдается для молярного отношения апо AII/апо АI=0,35 при ИИР=1,5: при молярном отношении апо AII/апо AI>=0,35 ИИР>=1,5, т.е. превышает нормальное значение на 50% и более (таблица 3). Было показано, что при повышенном значении молярного отношения апо AII/апо AI (>=0,35) в 80% случаев выявляется ИР (ИИР>=1,5). Если нет повышенного отношения апо AII/апо AI (т.е. AII/апо AI<0,35), то в 58% случаев нет и ИР (т.е. ИИР<1,5).

На чертеже показана графическая интерпретация полученных результатов: изображена диагональ квадрата и кривая, построенная по экспериментальным точкам молярного отношения апо AII/апо AI (0,44; 0,40; 0,37; 0,35; 0,34; 0,32) для ИИР=1,5. Координаты точки кривой, максимально удаленной от диагонали, определяют максимальную сумму SN и SP (чувствительности и специфичности), то есть оптимальное соотношение чувствительности и специфичности теста.

Клинические примеры.

1. Мужчина А., 20 лет. Обследование натощак: глюкоза - 5,3 ммоль/л, ТГ - 0,6 ммоль/л, ХС ЛНП - 2,2 ммоль/л, ХС ЛВП - 1,1 ммоль/л, апо А1 - 91,0 мг/дл, апо АII - 30,9 мг/дл. Молярное отношение апо AII/апо AI: (30,9:100:17000)/(91:100:28000)=0,56. При дополнительном обследовании: концентрация инсулина в сыворотке крови натощак - 20 мкЕД/мл. Расчет индекса ИР по показателям глюкозы и инсулина: ИИР - 2,6. Обнаружена скрытая ИР при нормальном уровне глюкозы и триглицеридов натощак.

2. Женщина В., 20 лет. Обследование натощак: глюкоза - 4,7 ммоль/л, ТГ - 1,3 ммоль/л, ХС ЛНП - 3,6 ммоль/л, ХС ЛВП - 0,9 ммоль/л, апо А1 - 130,0 мг/дл, апо АII - 30,0 мг/дл. Молярное отношение апо AII/апо AI: (30,0:100:17000)/(130:100:28000)=0,38. При дополнительном обследовании: концентрация инсулина в сыворотке крови натощак - 13,5 мкЕД/мл; ИИР - 1,7. Обнаружена скрытая ИР при нормальном уровне глюкозы и триглицеридов натощак.

3. Мужчина С, 60 лет. Обследование натощак: глюкоза - 5,2 ммоль/л, ТГ - 0,5 ммоль/л, ХС ЛНП - 2,4 ммоль/л, ХС ЛВП - 1,7 ммоль/л, апо А1 - 157,0 мг/дл, апо АII - 29,8 мг/дл. Молярное отношение апо AII/апо AI: (29,8:100:17000)/(157:100:28000)=0,31. При дополнительном обследовании: концентрация инсулина в сыворотке крови натощак - 5,1 мкЕД/мл; ИИР - 0,7. Скрытой ИР не обнаружено.

4. Женщина Д., 37 лет. Обследование натощак: глюкоза - 5,0 ммоль/л, ТГ - 0,8 ммоль/л, ХС ЛНП - 2,9 ммоль/л, ХС ЛВП - 1,5 ммоль/л, апо А1 - 182,0 мг/дл, апо АII - 33,6 мг/дл. Молярное отношение апо AII/апо AI: (33,6:100:17000)/(182:100:28000)=0,30. При дополнительном обследовании: концентрация инсулина в сыворотке крови натощак - 3,4 мкЕД/мл; ИИР - 0,4. Скрытой ИР не обнаружено.

Таким образом, при нормальном уровне глюкозы и ТГ в сыворотке крови натощак скрытую ИР можно выявить по величине молярного отношения апо AII/апо AI(>=0,35) с чувствительностью 80% и специфичностью 58%.

Предлагаемая методика позволяет выявить ранние нарушения углеводного обмена даже при нормальном уровне глюкозы и ТГ в сыворотке крови натощак и назначить рациональную терапию до развития явных клинических проявлений сахарного диабета типа 2 и ишемической болезни сердца.

Для выполнения этой методики требуется оборудование, используемое в обычной клинико-диагностической лаборатории. Определение концентрации аполипопротеинов A-I и А-II проводится достаточно простым и надежным методом с помощью доступных коммерческих наборов.

Способ выявления скрытой ИР при нормальном уровне глюкозы и триглицеридов в сыворотке крови натощак, включающий определение концентрации аполипопротеина AI (апо AI) и аполипопротеина АII (апо АII), вычисление молярного отношения апо АII/апо AI и выявление скрытой ИР при величине молярного отношения апо АII/апо AI большей или равной 0,35.