Повышение нейрегулина-4 в крови связано с СД 2-го типа и гипертонической болезнью у больных ожирением

Полный текст

Введение

Люди, страдающие ожирением, подвержены высокому риску развития сахарного диабета (СД 2-го типа), сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) и др. Наличие данных патологий значительно снижает качество и продолжительность жизни.

Нейрегулины представляют собой группу факторов роста, осуществляющих передачу сигналов через рецепторные тирозин-протеинкиназы / рецепторы человеческого эпидермального фактора роста (ErB/HER) – ErbB3 и ErbB4 и регулируют разнообразные биологические процессы (регенерацию, воспаление, аутофагию, апоптоз и др.) [1]. Нейрегулин-4 (NRG4) экспрессируется в ткани печени, легких, поджелудочной железы и, наиболее активно, в жировой ткани [6]. Установлено, что чрезмерная активация сигнального пути ErbB запускает процессы, имеющие непосредственное отношение к патогенезу заболеваний, связанных с нарушением метаболизма (ожирение, СД 2-го типа, НАЖБП), способствуя дизрегуляции углеводного и липидного обменов [6]. Однако данные, представленные в мировой литературе относительно содержания NRG4 в крови при различных заболеваниях, весьма противоречивы. Так, значительное снижение уровня NRG4 в крови обнаружено у детей и взрослых с ожирением, у пациентов с впервые диагностированным СД 2 типа [2, 12, 13]. Напротив, другие авторы не выявили изменений NRG4 в крови у больных НАЖБП [5]. В связи с вышесказанным, целью исследования явилась оценка содержания NRG4 в крови больных ожирением с СД 2-го типа и без него, с последующей оценкой взаимосвязей NRG4 с показателями углеводного и липидного обменов и наличием сопутствующих заболеваний.

Материалы и методы

В исследовании приняли участие 89 человек. Из них: 34 пациента с ожирением без СД 2-го типа (ИМТ = 41,5±6,5 кг/м² 26 женщин, 8 мужчин, возраст 39±2 лет); 34 пациента с ожирением с СД 2-го типа (ИМТ = 47,1±8,7 кг/м² 25 женщин, 9 мужчин, возраст 46±8 лет) и 21 условно здоровый донор (ИМТ = 22,5±2,6 кг/м², 8 женщин, 13 мужчин, возраст 36±9 лет). Взятие образцов крови осуществлялось утром натощак.

Наличие ожирения, СД 2-го типа и гипертонической болезни устанавливали на основании детального клинико-инструментального обследования в специализированном стационаре, руководствуясь критериями Всемирной организации здравоохранения (1999-2013). Пациенты с СД 2-го типа принимали метформин в дозе 500-1500 мг в сутки и не получали инсулинотерапию. Информированное согласие было подписано всеми пациентами. Верификацию диагноза и набор пациентов в группы исследования проводили в Областной клинической больнице г. Калининграда. Исследование проводилось в соответствии с рекомендациями Хельсинкской декларации. Протокол исследования был утвержден Локальным этическим комитетом Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта (протокол № 1 БФУ им. И. Канта от 28 февраля 2019 г.). Анализ показателей углеводного и липидного обменов в сыворотке крови проводили на автоматическом биохимическом анализаторе Furuno CA-180 (Furuno Electric Company, Япония) с использованием тест-систем DiaSys (DiaSys Diagnostic Systems, Holzheim, Germany). Содержание NRG 4 в плазме крови определяли на автоматическом иммуноферментном анализаторе Lasurit (Dynex Technologies, Шантильи, Вирджиния, США) с использованием набора ИФА (Cloud-Clone Corp., Китай). Расчет коэффициента атерогенности (КА) проводили по формуле: КА = (общий холестерин-ЛПВП) / ЛПВП, референтные значения 2-3 усл. ед.

Статистическую обработка результатов осуществляли в программе GraphPad Prism 9.4.1. (GraphPad Software, США). Идентификацию выбросов проводили с использованием метода ROUT (Q = 1%). Нормальность распределения количественных показателей определяли с помощью тестов Шапиро–Уилка и Колмогорова–Смирнова. Гипотеза о равенстве средних значений выборки была проверена с помощью t-критериев Стьюдента. Очищенные от выбросов данные анализировали на наличие достоверных различий с использованием непараметрического теста Краскела–Уоллиса. Для выявления статистически значимых различий между группами был проведен попарный анализ с применением непараметрического теста Манна–Уитни для независимых групп. Корреляционные связи между изучаемыми показателями определяли с помощью корреляционного анализа Спирмена. Достоверными считали различия при уровне р < 0,05. Линейная регрессия была рассчитана методом наименьших квадратов. Для визуализации данных использовали программу GraphPad Prism 9.4.

Результаты и обсуждение

Уровень глюкозы и ГГТ в сыворотке крови у пациентов с ожирением и СД 2-го типа был повышен по сравнению с аналогичными показателями условно здоровых доноров и пациентов с ожирением без СД 2-го типа (табл. 1).

 

ТАБЛИЦА 1. КЛИНИЧЕСКИЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИССЛЕДУЕМЫХ ГРУПП

TABLE 1. CLINICAL AND LABORATORY CHARACTERISTICS OF THE STUDY GROUPS

Показатели Indicators		Условно здоровые доноры (1) Healthy donors (1) n = 21	Больные ожирением без СД 2-го типа (2) Obese patients without type 2 diabetes (2) n = 34	Больные ожирением с СД 2-го типа (3) Obese patients with type 2 diabetes (3) n = 34
ИМТ, кг/м2 BMI, kg/m2		22,5±2,6	41,5±6,5	47,1±8,7
Возраст, лет Age, years		36±9	39±2	46±8
Пол Sex	мужчины men	13	8	9
	женщины women	8	26	25
Наличие СД 2-го типа Type 2 diabetes		0	0	34
Наличие ГБ Hypertension		0	10	24
Обхват талии, см Waist, cm		71,0±9,1	114,7±14,9 p1-2 = 0,001	130,00±15,35 р1-3 < 0,001 р2-3 = 0,013
Обхват бедер, см Hips, cm		93,0±9,2	127,00±10,71 p1-2 = 0,001	138,00±16,09 р1-3 = 0,001
ЛПВП, ммоль/л HDL, mmol/L		2,38±0,16	1,39±0,50	1,30±0,79 р1-3 = 0,046
ЛПНП, ммоль/л LDL, mmol/L		1,55±0,10	3,43±0,76 p1-2 = 0,002	3,02±0,77 р1-3 = 0,044
КА, усл. ед. IA, units		1,89±0,62	3,40±1,13 p1-2 = 0,001	3,70±1,55 р1-3 < 0,001
АроВ, мг/дл АроВ, mg/dL		79,36±4,70	112,8±27,4 p1-2 = 0,019	118,00±19,29 р1-3 < 0,001
СЖК, ммоль/л FFA, mmol/L		0,56±0,22	0,66±0,25	0,83±0,47
Глюкоза, ммоль/л Glucose, mmol/L		4,57±0,32	4,7±0,7	5,41±0,95 р1-3 < 0,001 р2-3 < 0,001
Прямой билирубин, мкмоль/л Direct bilirubin, µmol/l		4,06±0,80	2,90±1,10	2,75±1,30
ГГТ, ед/л GGT, units/L		22,3±4,2	42,63±20,80	44,69±26,80 р1-3 < 0,018
NRG4, пг/мл NRG 4, pg/mL		91,26 (77,22-115,80)	91,26 (75,47-121,10)	119,30 (98,28-152,70) р1-3 < 0,02 р2-3 < 0,007

 

Значения АпоВ, ЛПНП, КА у всех пациентов с ожирением были выше относительно показателей группы условно здоровых доноров. Напротив, уровень ЛПВП у больных ожирением с СД 2-го типа был ниже аналогичных значений больных ожирением без СД 2-го типа и здоровых доноров. Сывороточное содержание свободных жирных кислот (СЖК) и прямого билирубина значимо не отличались у пациентов исследуемых групп.

У больных ожирением с СД 2-го типа концентрация NRG4 в крови была достоверно выше в сравнении с пациентами без СД 2-го типа и параметрами здоровых лиц.

Корреляционный анализ позволил выявить многочисленные взаимосвязи NRG4 с показателя углеводного и липидного обменов, антропометрическими данными, а также с наличием патологий, ассоциированных с ожирением – ГБ, CД 2-го типа (рис. 1).

 

Рисунок 1. Корреляционные взаимосвязи NRG4 с антропометрическими и биохимическими показателями у пациентов исследуемых групп

Примечание. А – все исследуемые группы; Б – пациенты с ожирением независимо от состояния углеводного обмена; B – больные ожирением с СД 2-го типа. Представленные данные имеют значимость p < 0,05.

Figure 1. Correlations of NRG4 with anthropometric and biochemical parameters in patients of the studied groups

Note. (A) all study groups. (B) patients with obesity, regardless of the state of carbohydrate metabolism. (C) obese patients with type 2 diabetes. The data presented have a p < 0.05 significance.

 

В результате регрессионного анализа было обнаружено, что у больных ожирением без СД 2-го типа прямой билирубин, ApoB и СЖК были взаимосвязаны с NRG4 (R = 0,31, p = 0,037; R = 0,40, p = 0,014; R = 0,40, p = 0,015).

У больных СД 2-го типа КА и наличие ГБ были ассоциированы с уровнем NRG4 в плазме крови (R = 0,24, p = 0,023; R = 0,22, p = 0,007 соответственно). Следует отметить, что у всех больных ожирением уровень глюкозы, наличие СД 2-го типа, ГБ были взаимосвязаны с содержанием NRG4 в плазме крови (R = 0,14, p = 0,003; R = 0,14, p = 0,003; R = 0,11, p = 0,003 соответственно).

Ожирение является результатом дисбаланса между потреблением энергии и ее расходом, что приводит к избыточному накоплению жировой ткани [11]. Увеличение жировых отложений связано с развитием СД 2-го типа, гипертонией, дислипидемией и НАЖБП, которые способствуют развитию сердечно-сосудистых патологий. В последние годы доказано, что жировая ткань – центральный эндокринный орган, играющий ключевую роль в регуляции энергетического гомеостаза [9].

Нарушение углеводного и липидного обменов было характерно, в большей степени, для больных ожирением с СД 2-го типа. В то же время увеличение ИМТ у всех больных ожирением имело положительную ассоциацию с уровнем глюкозы (r = 0,67, p < 0,05), КА (r = 0,60, p < 0,05) и отрицательную – c ЛПВП (r = -0,45, p < 0,05). Согласно результатам корреляционного и регрессионного анализов, повышение уровня NRG4 в крови у больных ожирением связано с наличием СД 2-го типа и ГБ.

На азиатской популяции было показано, что уровень NRG4 значительно снижен у больных метаболическим синдромом с СД 2-го типа относительно лиц без СД 2-го типа [13]. Выявлено, что содержание NRG4 у больных ожирением и НАЖБП ниже, чем у лиц без НАЖБП [4]. Известно, что СД 2-го типа и НАЖБП – взаимосвязанные патологии, до 75% лиц с СД 2-го типа имеют НАЖБП [10]. В другой работе, напротив, у пациентов с СД 2-го типа обнаружено повышение содержания NRG4 в циркуляции, которое положительно коррелировало с уровнем глюкозы, триглицеридов и индексом HOMA-IR [7], что частично согласуется с результатами нашей работы.

Исследования на мышах с делецией гена NRG4 в жировой ткани продемонстрировали, что недостаточная экспрессия NRG4 может быть вовлечена в патогенез НАЖБП. Также экспериментально доказано, что NRG4 способен снижать липогенез de novo в печени [8], активировать â-окисление жирных кислот в митохондриях и кетогенез [3]. NRG4 передает свои сигналы через активацию рецепторов ErbB4 и ErbB3; по этой причине печень может являться ключевым органом-мишенью для NRG4. Отмечено, что жировая ткань экспрессирует низкие уровни рецепторов ErbB3 и ErbB4.

У больных ожирением с СД 2-го типа наличие положительных корреляционных взаимосвязей NRG4 с ЛПНП (r = 0,44, p < 0,05) и КА (r = 0,50, p < 0,05) может свидетельствовать о его вкладе в развитие гиперлипидемии/дислипидемии. Более того, регрессионный анализ выявил зависимость КА от уровня NRG4 (R = 0,24, p = 0,023) у данной категории пациентов. В работе Yan P. (2018) у больных СД 2-го типа были обнаружены положительные корреляции NRG4 с ЛПВП и апоА, отрицательные с ТГ [13]. Наше исследование, напротив, выявило негативные взаимосвязи NRG4 с ЛПВП (r = -0,31, p < 0,05) и КA (r = -0,37, p < 0,05) у всех больных ожирением. Учитывая экспериментальные данные, полученные другими группами, мы предполагаем, что повышение NRG4 в плазме крови у больных ожирением с СД 2-го типа можно рассматривать в качестве компенсаторной реакции в ответ на усиление липогенеза, опосредованного действием инсулина.

Выводы

Таким образом, NRG4 способен регулировать метаболизм глюкозы и липидов у больных ожирением. NRG4 следует рассматривать как маркер СД 2-го типа и гипертонической болезни. В будущих исследованиях планируется расширить выборку лиц, включенных в исследование, выявить особенности тканеспецифической экспрессии гена рецептора ERBB4 и NRG4, его сплайсинговые изоформы.

Работа выполнена при финансовой поддержке Совета по грантам президента РФ № МК-2072.2022.3, Государственного задания № FZWM2020-0010 и Программы стратегического академического лидерства Балтийского федерального университета им. И. Канта (ПРИОРИТЕТ 2030).

Об авторах

М. А. Вульф

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Email: larisalitvinova@yandex.ru

к.б.н., старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий

Россия, Калининград

Л. А. Сафиуллина

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Email: larisalitvinova@yandex.ru

аспирант

Россия, Калининград

Н. Д. Газатова

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Email: larisalitvinova@yandex.ru

к.б.н., заведующая лабораторией экспериментальных исследований препаратов крови

Россия, Калининград

Г. Л. Кузнецов

ГБУЗ КО «Областная клиническая больница»

Email: larisalitvinova@yandex.ru

к.м.н., заведующий вторым хирургическим отделением

Россия, Калининград

А. А. Комар

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Email: larisalitvinova@yandex.ru

инженер Центра иммунологии и клеточных биотехнологий

Россия, Калининград

Е. В. Кириенкова

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Email: larisalitvinova@yandex.ru

д.м.н., научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий

Россия, Калининград

Л. С. Литвинова

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»

Автор, ответственный за переписку.
Email: larisalitvinova@yandex.ru

д.м.н., директор Центра иммунологии и клеточных биотехнологий

Россия, Калининград

Список литературы

Дополнительные файлы