Sérová hladina retinol-binding proteinu 4 u obéznych s inzulínovou rezistenciou a jedincov s diabetom 2. typu liečených metformínom

Overview

Cieľ:
Je rozdiel v sérovej hladine retinol-binding proteinu 4 (RBP4) medzi obéznymi s inzulínovou rezistenciou (IR) bez diabetu voči obéznym s diabetom 2. typu (DM2) liečených metformínom a neobéznymi zdravými?

Metodika:
28 obéznym s inzulínovou rezistenciou, 11 diabetikom 2. typu liečených metformínom a 17 kontrolám sa metódou RIA vyšetrila sérová hladina retinol-binding proteinu 4. Výsledky sa porovnali v rámci skupín a RBP4 sa v skupine s IR a v kontrolnej skupine koreloval s inzulínom.

Výsledky:
Najvyššiu hladinu RBP4 (561,6 ± 209 ng/ml) mali obézni s IR (IR HOMA 3,9) a najnižšiu obézni diabetici typu 2 liečení metformínom (391,1 ± 133,5 ng/ml) (P < 0,01). Kontrolná skupina mala signifikantne nižšiu hladinu RBP4 voči obéznym s IR (452,8 ± 104,6 ng/ml) (P < 0,05), ale nesignifikantne vyššiu voči obéznym jedincom s DM2 liečených metformínom (391,1 ± 133,5 ng/ml). RBP4 v sledovanej skupine koreloval s inzulínom r = 0,46 (p < 0,03).

Záver:
Zvýšenie RBP4 u obéznych cestou spätnej regulácie GLUT4 v adipocytoch prispieva k rozvoju a k zhoršeniu systémovej IR metformín vplyvom na expresiu RBP4 v adipocytoch môže u obéznych aj s MS zlepšovať celkovú inzulínovú senzitivitu a spomaliť nástup manifestného DM. RBP4 by mohol slúžiť aj ako marker zhoršujúcej sa tolerancie glukózy u obéznych.

Kľúčové slova:
obezita - diabetes mellitus 2. typu - metformin - retinol-binding protein 4

Úvod

Obezita je najčastejšie sa vyskytujúca metabolická choroba často spojená s inzulínovou rezistenciou (IR) a zvýšeným rizikom rozvoja diabetu 2. typu (DM2).

Tukové tkanivo je tkanivo aktívne. Secernuje biogenné peptidy (adipokíny), ktoré účinkujú lokálne i vzdialene cestou autokrinného, parakrinného a endokrinného pôsobenia [3,21]. Produkcia adipokínov závisí od množstva a rozloženia tukového tkaniva. Zmnoženie hlavne viscerálneho tuku má za následok zvýšené uvoľnenie a následné ukladanie voľných mastných kyselín (VMK) a zníženie inzulínového vplyvu v inzulín-senzitívnych tkanivách a to hlavne v pečeni, kostrovom svalstve a v B-bunkách pankreasu [10]. Tuková infiltrácia kostrového svalstva a pečene u obéznych priamo súvisí s IR a rozvojom DM2. Priamy efekt VMK na B-bunky pankreasu je lipotoxický. Lipotoxicita je zodpovedná za aktiváciu intracelulárnych signálov, ktoré vedú k apoptóze B-buniek pankreasu a v konečnom dôsledku k ich redukcii. Oba procesy, IR a poškodenie B-buniek, sú v tesnom vzťahu k obezite a k DM2 u obéznych [6].

Zmnoženie hlavne viscerálneho tuku má za následok aj dysreguláciu v produkcii adipokínov [11]. Stúpa produkcia tých adipokínov, ktoré negatívne ovplyvňujú mnohé funkcie, a to hlavne chuť do jedla, energetickú bilanciu, imunitu, inzulínovú senzitivitu, angiogenézu, krvný tlak, metabolizmus tukov a homeostázu [21]. Cestou adipokínov je sprostredkovaný vzdialený vplyv obezity na metabolizmus [1,6].

Dysregulácia v sekrécii adipokínov je spojená s inzulínovou rezistenciou. Inzulínová rezistencia navodzuje ťažké metabolické zmeny zahrňujúce hyperglykémiu, dyslipidémiu a hypertenziu a je spojená s metabolickými chorobami a kardiovaskulárnym rizikom [1,3,6,9]. Okrem leptínu, IL-6, TNF-α, rezistínu a adiponektínu sa v poslednej dobe vo vzťahu k IR a DM2 venuje pozornosť aj retinol-binding proteinu 4 (RBP4), ako jednému z nových faktorov ovplyvňujúcich inzulínovú senzitivitu [4,8,11,12,25].

Cieľom predkladanej práce bolo:

• zistiť či je rozdiel v sérovej hladine RBP4 medzi obéznymi s IR bez diabetu a neobéznym zdravým a či RBP4 v tejto skupine koreluje s inzulínom
• porovnať sérovú hladinu RBP4 u obéznych s IR bez diabetu so sérovou hladinou RBP4 u obéznych diabetikov typu 2, liečených viac ako l rok metformínom.

Súbor vyšetrených a metodika

Súbor, ktorý tvorilo 56 približne rovnako starých jedincov (M 24 - vek 50,6 ± 10,2; Ž 32 - vek 50,9 ± 10,1) sa rozdelil na 39 obéznych (M 15; Ž 24) s BMI (váha v kg/výška v m²) > 30, WHR ženy 0,90 ± 0,09; muži 0,99 ± 0,04 a 17 neobéznych s BMI 24,3 ± 2,9 s WHR ženy 0,79 ± 0,07; muži 0,90 ± 0,03 (M 9; Ž 8), zatiaľ zdravých jedincov (IR HOMA 1,1) tvoriacich kontrolnú skupinu (KON). Skupina 39 obéznych sa rozdelila na 28 jedincov s IR (IR HOMA 3,9) zatiaľ bez diabetu a 11 obéznych s DM2 (BMI 35,9 ± 9,0, WHR ženy 0,85 ± 0,1; muži 0,96 ± 0,2), ktorí boli v evidencii diabetológa v priemere 5 rokov. Podmienkou pre zaradenie bola liečba iba metformínom (500-800 mg/deň), ktorá trvala viac ako l rok a kompenzácia diabetu s opakovanou hladinou HbA_1c pod 7 %.

Za účelom vypočítania indexu IR HOMA - G₀ × I₀/22 [20] sa skupine s IR a KON vyšetrila štandartne biochemicky ráno na lačno medzi 7.-9. hodinou glykémia a metódou RIA inzulín. Celej skupine sa ortuťovým tlakomerom zmeral krvný tlak, štandartne biochemicky sa vyšetrila aj sérová hladina triacylglycerolov a metódou RIA [RBP4 (Human) RIA] sérová hladina RBP4. V rámci jednotlivých skupín (IR, KON, DM2) sa porovnal vek, BMI a RBP4, krvný tlak a triacylglyceroly. V skupine IR a KON aj glykémia a inzulín. RBP4 sa v tejto skupine koreloval s inzulínom.

Pri štatistickom spracovaní sa použili základné popisné štatistiky. Hypotéza rovnosti stredných hodnôt v jednotlivých skupinách sa testovala analýzou rozptylu jednoduchého triedenia. Na porovnanie medzi jednotlivými skupinami sa použila Tukey-Kramerová metóda. V prípade testovania hypotézy rovnosti dvoch stredných hodnôt sa použil T-test nepárový a v prípade štatisticky významného rozdielu medzi rozptylmi sa použil neparametricky Mann-Whitneov test. Štatistickú významnosť medzi rozptylmi automaticky testuje nami použitý program StatsDirect. Lineárna závislosť medzi RBP4 a inzulínom v skupine IR a KON sa overovala regresnou a korelačnou analýzou.

Výsledky

Vek v rokoch nevykazoval v rámci skupín štatisticky významný rozdiel (IR 49,3 ± 10, KON 51,0 ± 8,7, DM2 55,1 ± 12,1). Medzi obéznymi jedincami s IR a kontrolnou skupinou bol štatisticky významy rozdiel v BMI, glykémii na lačno, inzulíne na lačno, v systolickom aj diastolickom krvnom tlaku, ale aj v sérovej hladine RBP4 (tab. l). RBP4 v tejto skupine pozitívne koreloval s inzulínom (r = 0,46, P < 0,03). V rámci celej skupiny signifikantne najnižšie hodnoty tlaku krvi mali jedinci s KON skupiny. Priemerné sérové hladina triacylglycerolov vo všetkých troch skupinách boli v norme. V skupine s IR 2 (7,l %) a v skupine s DM2 4 (36,4 %) mali ale sérovu hladinu triacylglycerolov > 2,3 mmol/l, napriek tomu, že všetci so skupiny DM2 boli liečení hypolipidemikami. V celej skupine najvyššiu sérovú hladinu RBP4 mali obézni s IR. Napriek tomu, že medzi jedincami s IR a DM2 liečených metformínom nebol štatisticky významný rozdiel v BMI (34,3 ± 4,6/35,9 ± 6), v sérových hladinách RBP4 bol signifikantný rozdiel (561,6 ± 209/391,9 ± 133) (P < 0,01). Kontrolná skupina mala signifikantne nižšiu sérovú hladinu RBP4 voči obéznym i IR (452,8 ± 104,6/561,6 ± 209) (P < 0,05), ale nesignifikantne vyššiu ako jedinci s DM2 liečení metformínom (452,8 ± 104/391,9 ± 133) (tab. 1).

Až 11/28 obéznych jedincov s IR (39,3 %) malo sérovú hladinu RBP > 600 ng/ml.

V KON skupine, ale ani v skupine diabetikov typu 2 liečených metformínom, sa takáto sérová hladina RBP4 nenamerala.

Diskusia

Adipocyty slúžia ako glukózový senzor v regulácii metabolizmu glukózy [12]. Glukóza je esenciálny substrát metabolizmu mnohých buniek. K transportu glukózy cez biologickú membránu je potrebný špecifický transportný protein. V tukovom tkanive a v kostrovom svalstve je to GLUT4 transportér. U zdravých jedincov väzba inzulínu na receptor v membráne tukovej a svalovej bunky je signálom pre GLUT4 sprostredkovaný transport glukózy z plazmy intracelulárne. Súčastne je potlačená produkcia glukózy pečeňou, čím sa udržuje normálna hladina krvného cukru [2,7,14,25]. Dostatočná expresia GLUT4 transportéra v tukovej a svalovej bunke zvyšuje inzulínovú senzitivitu. Pokles GLUT4 naopak inzulínovú senzitivitu znižuje a je spojený s IR [3,25].

Disrupcia GLUT4 transportéra pri IR oslabuje inzulínom stimulovaný transmembránový transport glukózy a jej metabolizmus v tukovom tkaniva i v kostrovom svalstve. Keď je potlačený vstup glukózy do tukovej a svalovej bunky, stúpa utilizácia a využívanie tukov miesto cukrov [14]. U obéznych jedincov v dôsledku pomnoženia tukových buniek a zvýšeného skladovania tuku v tkanivách dochádza k zvýšenej produkcii proteinov produkovaných práve tukovými bunkami. Jedným z týchto proteinov je aj RBP4. Jeho produkcia sa u obéznych zvyšuje, a to ešte pred manifestáciou DM2 [8,25]. Vyššia produkcia RBP4 u obéznych spätnou negatívnou reguláciou GLUT4 v adipocytoch modifikuje expresiu GLUT4, čo vedie k zníženej citlivosti na inzulín v tuku, v svaloch i v pečeni. Výsledkom je systémová IR a zvýšená hladina krvného cukru [8,25]. Vyššia produkcia RBP4 spôsobuje aj zvýšenú produkciu glukoneogenetických enzýmov v pečeni, čo tiež zvyšuje hladinu krvného cukru [4,25]. Tieto dva účinky RBP4 (oslabenie inzulínového signálu a zvýšená produkcia glukózy pečeňou) môžu predstavovať ďalší, od adipocytov odvodený signál dôležitý v patogenéze DM2 [8].

Podobne ako uvádza Graham et al [8], i my sme zistili, že u obéznych jedincov s IR zatiaľ bez diabetu bola nielen vyššia hladina glykémie a inzulínu na lačno, ale aj sérová hladina RBP4, čo ale nepotvrdili u ľudí Janke et al [12].

Mnohí autori zistili že obezita, IR a DM2 sa spájali so zníženou sérovou hladinou adiponektínu [4,9,24]. Zvýšenie sérovej hladiny adiponektínu pri liečbe tiazolidíndiónmi viedlo k zlepšeniu inzulínovej senzitivity [15,21]. Liečba metformínom neovplyvnila sérovú hladinu adiponectínu [23]. Dorosa et al [5] a Steals [22] udávajú výraznejší pozitívny vplyv na všetky rizikové faktory spojené s obezitou a DM2 v prípade ak sa použila v liečbe kombinácia metformín a tiazolidíndióny. Adiponectin a RBP4 sa v týchto prácach nesledoval. Yang et al [25] v experimente potvrdili po rosiglitazone aj dramatický pokles RBP4 a zlepšenie IR.

Vplyv metformínu na RBP nebol zatiaľ publikovaný. Metformín predstavuje zlatý štandard v liečbe DM2 práve priaznivým vplyvom na inzulínovú senzitivitu [16,22].

V našom malom súbore obéznych diabetikov typu 2, ktorí boli liečení aspoň 1 rok iba metformínom, sme zistili signifikantne nižšiu sérovú hladinu RBP4 voči rovnako obéznym, zatiaľ neliečeným jedincom s IR.

Metformín, podobne ako tiazolidíndióny, patrí medzi inzulínové senzitizéry, možno práve aj vplyvom na sérovú hladinu RBP4, čo sa ale bude musieť potvrdiť ďalšími pozorovaniami.

RBP4 bol doteraz považovaný iba za nosič pre vitamín A k tkanivám [13,17]. Podľa posledných literárnych údajov [8,19,25] nadbytok RBP4, s ktorým sa môžeme stretnúť u obéznych s IR a DM2, môže mať aj inú funkciu nielen zásah do metabolizmu vitamínu A. Vplyvom na expresiu GLUT4 sa nadbytok RBP4 u obéznych môže uplatniť aj v patogenéze IR a DM2 ako nepriamy faktor ovplyvňujúci inzulínovú akciu predovšetkým v kostrovom svalstve, ktoré predstavuje najväčšie glukózu utilizujúce tkanivo [8,26].

Záver

Zvýšenie RBP4 u obéznych cestou spätnej regulácie GLUT4 v adipocytoch môže prispievať k rozvoju a k zhoršeniu systémovej IR. Metformín možno práve vplyvom na expresiu RBP4 v adipocytoch môže u obéznych aj s metabolickým syndrómom zlepšovať inzulínovú senzitivitu a spomaliť nástup manifestného DM. Retinol-binding protein 4 by preto mohol slúžiť ako marker zhoršujúcej sa tolerancie glukózy u obéznych.

Práca vznikla vďaka podpore Vedeckej grantovej agentúry MŠ SR pri riešení projektu 1/9308/02.

prof. MUDr. Mária Tajtáková, Ph.D.

www.medic.upjs.sk

e-mail: tajtakov@central.medic.upjs.sk

Doručeno do redakce: 21. 9. 2006

Přijato po recenzi: 26. 3. 2007