Две формы диабета и два индикатора нарушения обмена глюкозы

Две формы диабета второго типа связаны по-разному с двумя стандартными индикаторам нарушения обмена глюкозы: содержанием гликированного гемоглобина в эритроцитах и уровнем глюкозы в плазме крови натощак. 

Ранняя диагностика диабета становится всё более актуальней с ростом числа больных в мире, тяжести осложнений и количества смертей от этого заболевания. Для диагностики диабета второго (инсулинонезависимого) типа врачи полагаются на наличие симптомов, присущих гипергликемии (т.е. увеличению содержания глюкозы в плазме крови). Дополнительно, врачи проводят лабораторные исследования, в ходе которых определяют уровень глюкозы в крови пациентов. Однако, две (стабильные и реактивные) группы показателей обмена глюкозы, на которые чаще всего полагаются врачи, между собой слабо коррелируют. 

В настоящее время, врачи чаще всего ставят диагноз, опираясь на количество гликированного гемоглобина (относительно стабильный показатель) или уровень глюкозы в крови, измеренной натощак (реактивный показатель). Имеющиеся в научной литературе данные не объясняют удовлетворительно низкую корреляции между этими двумя показателями. К тому же увлечение полногеномными исследованиями (GWAS) в области биомедицины в ущерб методу генов-кандидатов вносит дополнительную путаницу в выяснение причины несоответствия между двумя показателями нарушения обмена глюкозы. 

Не смотря на это, в некоторых рекомендациях по диабету предпочтения стали отдавать либо одному, либо другому показателю, потому что, с одной стороны, стоимость анализов для их измерения различается, а с другой надежность того или иного показателя в ранней диагностике диабета второго типа также различна по данным популяционных исследований. Измерение уровня глюкозы натощак – дешевый метод, а оценка уровня гликированного гемоглобина – более дорогой. Последний считается более качественным и повсеместно используется в богатых странах, например, в Европе и США. В развивающихся странах, к примеру, в странах Африки, чаще используют показатель глюкозы натощак.

Однако, ситуация со слабой взаимосвязью между этими двумя биохимическими индикаторами диабета второго типа наводила на мысль, что существуют два абсолютно разных патогенетических механизма, которые лежат в основе этого типа диабета. Недавнее исследование подтвердило эту мысль, показав, что возникновение патологической регуляции обмена глюкозы в организме людей, больных диабетом второго типа, может быть связано с неэффективным использованием такими людьми врождённой или приобретённой предрасположенности либо к усиленной мыслительной деятельности, либо к интенсивному физическому труду (Davydov & Nurbekov, 2016). 

Это различие и проявлялось либо в высоком показателе гликированного гемоглобина, либо в высоком уровня глюкозы в крови натощак, соответственно. Таким образом лечение и профилактика таких подтипов диабета должны различаться, исходя из генетической или эпигенетической предрасположенности конкретного человека к интенсивной мозговой или физической активности. 

Поэтому  у людей, предрасположенных к интенсивной умственной деятельности, диагностировать диабет 2 типа следует через измерение гликированного гемоглобина (т.е. через оценку «среднего» уровня глюкозы в крови), а тем, кто предрасположен к интенсивной физической деятельности, - через уровень глюкозы в крови, взятой натощак (т.е. через оценку «реактивного» колебания уровня глюкозы в крови). Следовательно, исходя из новых данных, выбирая между двумя индикаторами диабета только по экономическим соображениям или из мнимой прогностической конкурентности, обе группы стран лишают себя возможности объективно выявлять и оценивать риск развития заболевания. 

Тем не менее, следует отметить, что начальные стадии диабета, как заболевания, нельзя с высокой точностью выявить только по количеству глюкозы в крови. Это более поздние, вторичные биохимические нарушения – конечный результат нарушений в физиологических и молекулярных процессах. Для раннего выявления диабета правильнее фиксировать нарушения в системной регуляции этих процессов, которые позже приводят к нарушению метаболизма глюкозы в организме, но таких анализов в практической медицине пока еще нет. Пока только имеются положительные результаты научных биомедицинских исследований (Davydov, Czabak-Garbacz, & Stasiuk, 2012).

Нормальные физиологические процессы, как и патологические, могут повышать или понижать уровень глюкозы в организме. К примеру, у абсолютно здоровых людей он может меняться в зависимости от интенсивности физических нагрузок, например, повышаться, благодаря компенсаторной реакции в печени, что может несколько не соответствовать скорости и величине потребления глюкозы мышцами в это самое время. Как показали пилотные исследования, определение нарушений в системной регуляции некоторых физиологических функций позволит выявить на ранних этапах тех людей, у которых процесс развития диабета уже начался, хотя уровень глюкозы в крови ещё не повышен.

В отличие от диабета первого типа заболевание второго типа несложно профилактировать, и можно излечить при соблюдении диеты, при изменении образа жизни, при отказе от некоторых вредных привычек и при следовании другим, иногда очень простым, рекомендациям врача. Однако, исходя из данного исследования (Davydov & Nurbekov, 2016), к ним должны относиться не только физические, которые сейчас в основном рекомендуются, но и умственные тренировки в зависимости от того, к каким нагрузкам человек больше предрасположен как на генетическом, так и на эпигенетическом (изменение экспрессии генов, не связанное с изменением последовательностей ДНК) уровне. 

Сейчас известно, что есть гены, полиморфизм которых определяет предрасположенность к более или менее интенсивной мозговой активности в реакциях на внешние и внутренние стимулы. Это не обязательно связано с интеллектом. Вариации в таких генах создают условия для различия среди людей в мозговой (мышление, эмоциональные, мотивационные и волевые реакции) и вместе с этим, в сопряжённой с ней, обменной (потребность в глюкозе) активности. 

Поэтому разным людям требуется разное количество энергии для регуляции взаимоотношения центральных возбудимых и тормозных процессов для эффективной мыслительной деятельности. Если, предрасположенный к интенсивной мозговой активности, человек в процессе своей жизнь в силу обстоятельств меняет её стиль,  и перестаёт использовать в полной мере эту возможность, т.е. использует её метаболически неэффективно, то у него в большей мере, чем у других,  возникает риск к развитию диабета второго  типа по этому, условно говоря, «мозговому» механизму. 

Поскольку мозг – основной потребитель глюкозы, то в таких случаях из-за того, что большое количество свободной глюкозы в крови становится постоянно невостребованным из-за низкой мозговой активности, поднимается её средний уровень, определяемый в форме гликированного гемоглобина. И даже, если такой человек попытается сделать упор на физические нагрузки, рекомендуемые по всему миру для профилактики и лечения диабета второго типа, и будет наращивать у себя мышечную массу, то это не принесет ему значительной пользы, а, в некоторых случаях, может наоборот ухудшить его состояние, так как ему, исходя из его (эпи)генотипа необходима интенсивная мозговая активность.

Таким образом, получается, если мозг, генетически «приспособленный» к более интенсивной мозговой работе, остается без дела («idled» brain), это относительно «бездействующее» состояние приводит к выраженному снижению утилизации (потребления) им глюкозы и увеличению количества гликированного гемоглобина в крови. В то же время, если у людей, предрасположенных к интенсивным физическим нагрузкам, мышечный корсет не используется в достаточной мере («lazy» muscles), то это приводит к заметному уменьшению потребления глюкозы мышцами и более высокому её реактивному повышению в крови в ответ на различные виды физической активности. Это становится заметно при измерении уровня глюкозы в крови натощак – процедуре, проводимой для того, чтобы увидеть, как организм справляется с регуляцией энергетическим обменом при подобных реактивных (экстремальных) состояниях. 

В  то время, как регуляция активности мышц зависит от реактивных колебаний в энергетическом обмене, которую можно оценить по уровню свободной глюкозы в крови натощак, мозгу нужен постоянный, стабильный уровень глюкозы в крови, ведь он не прекращает работать даже когда мы спим. И этот уровень можно измерить при помощи уровня гликированного гемоглобина.

К диабету второго типа может привести даже неправильный выбор профессии, переезд из села в город (снижение стимуляции физической активности) или из города в сельскую местность (снижение стимуляции мозговой активности). Более того, различие в нарушении обмена глюкозы у двух подтипов этого диабета приводит на ранних этапах к разным последствиям. В случае недостатка мозговой активности следствием диабета второго типа могут стать нарушения в поведении (гиперактивность, импульсивные и компульсивные действия), нарушения в аффективной сфере (например, шизоаффективные и депрессивные расстройства), нарушения в мыслительной сфере (например, снижение внимания и памяти), а также проявляться в нарушениях сна и головных болях. 

При недостатке физической активности – в повышенной усталости и увеличении жировой массы тела. Более длительные последствия у обоих подтипов сходные и выражаются в расстройствах сердечно-сосудистой системы (повышенном артериальном давлении, стенокардии, инсульте, атеросклерозе), в нейро- и нефропатиях и т.д.

Зная генетический и эпигенетический профили каждого человека, профилактикой диабета второго типа может стать смена среды или профессии, либо компенсация недостающей деятельности эпигенетическими способами, например, с помощью метилирования или деметилирования ДНК (регуляция присоединения метильной группы к определённым нуклеотидам), то есть, через создание таких молекулярных связей, которые, управляя активностью генов, уменьшат зависимость от их вариаций в ту или иную сторону.  В итоге это приведёт к «перепрограммированию» физиологических и биохимических процессов, регулирующих энергетических метаболизм. 

В последнее время большое количество новых исследований в этой области доказывают недостаточность для контроля и обеспечения здоровья определения только генетического профиля человека. Определённая модификация гена не создаёт у человека 100% риск развития определённого заболевания, т.к. на 75% она зависит от того, как активно будут работать гены. Экспрессия генов может протекать активно, но может не в полную силу или вообще отсутствовать всю жизнь у конкретного человека, не обеспечивая в полной мере цепочку превращений для продукции определённых белков. 

Данное исследование было опубликовано в журнале Endocrine Connections - официальном издании Европейского эндокринологического общества. В нем приняли участие 103 больных диабетом второго типа и 60 здоровых добровольцев. Среди них оказались и те, у которых вариации генов предрасполагали их к одинаково интенсивной мозговой и физической активности. 

В исследовании использовался метод полимеразной цепной реакции. Он заключается в избирательном ферментативном размножении участков «точковых» однонуклеотидных вариаций в анализируемых генах, или вариаций в виде «вставок и выпадений» в последовательности ДНК. В первом случае для выявления вариаций использовали меченные флуоресцирующими красителями синтетические зонды ДНК, специфичные к вариантам генов в анализируемых участках. Во втором случае, размноженные и различающиеся по длине фрагменты соответствующих участков генов разделяли в электрическом поле методом электрофореза. Сейчас процедуру оценки предрасположенности к разным формам диабета 2 типа внедряются в московской клинике GLMED, которая финансирует дальнейшие исследования в этой области.

Список цитируемой литературы

Davydov, D. M., Czabak-Garbacz, R., & Stasiuk, W. (2012). Сardiovascular regulation under orthostatic stress in assessing glucose tolerance. Psychophysiology, 49(Suppl), 99–99.

Davydov, D. M., & Nurbekov, M. K. (2016). Central and peripheral pathogenetic forms of type 2 diabetes: a proof-of-concept study. Endocrine Connections, 5(2), 55–64. doi:10.1530/EC-16-0009

Дмитрий Давыдов,ведущий научный сотрудник, НИИ общей патологии и патофизиологии РАН,ведущий специалист отдела медицинского развития GL Med Residence Beauty & Longevity.

Российское информационное агентство «Национальный альянс»

Еще на эту тему:Часть I.Мобильные индикаторы здоровья: будущее за ними?
 Продолжение: Часть II. Мобильные индикаторы здоровья: будущее за ними?