Уважаемые пользователи!

Данный сайт содержит информацию для людей с медицинским образованием и специалистов здравоохранения.
Входя на сайт, Вы подтверждаете свое согласие с Условиями использования и Политикой конфиденциальности.



Dear visitor!
This site contains medical information for healthcare professionals.
You can go further, if you agree with Terms and Conditions and Privacy Policy on this site.

Genetic markers of insulin resistance in gestational diabetes

Cover Page

Abstract


Aim.
To search for genetic markers of insulin resistance and impaired insulin secretion in pregnant women with gestational diabetes mellitus (GDM).
Materials and methods.
A total of 100 healthy pregnant women and 185 patients with GDM were available for examination. 80 patients developedGDM during current pregnancy, in 105 it was diagnosed 4-19 years ago. 25 of the 105 GDM patients had a history of type 2 DM. The following parameterswere measured: beta-cell secretory activity (proinsulin, ITI, C-peptide), total cholesterol (CH), HDL and LDL CH, triglycerides, HbA1c,fasting glycemia. Molecular-genetic DNA testing using PCR included studies of KCNJ 11, TCF7L2, PPARG2, ADIPOQ, ADIPOR1, ADIPOR2gene polymorphism. These genes were chosen based on the published data associating them with disturbed insulin secretion and sensitivity in DM2patient.
Results.
Pregnant women with GDM and obesity showed elevated IRI and leptin levels compared with controls. This rise was accompanied bymarked insulin resistance in 75% of these patients. In 50% of the healthy women proinsulin and insulin secretion decreased. Obesity in pregnantpatients was associated with significant elevation of proinsulin, IRI, and C-peptyide levels and GDM with Lys/Lys genotype of polymorphous markerGlu23k of KCNJ11 gene, pro and ala allele of polymorphous marker A219T of ADIPOR2 gene. These associations suggest specific genetic featuresof GDM related to impaired insulin secretion and sensitivity.
Conclusion.
Studies of common genetic nature of GDM and DM2 permit to identify risk groups at the preclinical stage, plan prevention and treatmentof these disorders.

Актуальность исследования

В последние годы акушерская ситуация у беременных с манифестным сахарным диабетом (СД) значительно улучшилась. Планирование беременности, применение современных методов контроля за течением болезни, интенсифицированная инсулинотерапия улучшили течение беременности и исход при сахарном диабете 1 типа (СД1).
Что же касается гестационного сахарного диабета (ГСД), то акушерские осложнения при этом сочетании с беременностью не уменьшаются [1]. Обращает на себя внимание высокая частота прерывания беременности, формирование диабетической фетопатии и оперативного родоразрешения этих беременных [2, 3, 6, 7]. Неблагоприятное влияние ГСД на здоровье матери и плода проявляется развитием в последующие годы у матерей ожирения и сахарного диабета 2 типа (СД2), а у потомства – ожирения, нарушения толерантности к глюкозе, ГСД, а также СД2 [5, 8]. Все эти осложнения обусловлены запоздалой диагностикой ГСД и, следовательно, запоздалым лечением, что объясняется неоднородностью беременных с ГСД, отсутствием у половины из них факторов риска развития ГСД и клинического проявления в ранних сроках беременности, а также сложностью патогенеза ГСД, при котором взаимодействуют нарушения чувствительности к инсулину и снижение его секреции.
Для улучшения прогнозирования и ранней диагностики ГСД, а также учитывая высокий риск трансформации ГСД в СД2, целью работы был поиск генетических маркеров инсулинорезистентности и сниженной секреции инсулина у беременных с ГСД.

Задачи исследования

1. Определение гормонально-метаболических показателей крови, связанных со снижением чувствительности к инсулину и снижением его секреции.
2. Анализ полиморфизма генов, связанных со снижением чувствительности к инсулину и уменьшением его секреции.

Материалы и методы

Под нашим наблюдением находились 100 здоровых беременных и 185 пациенток с ГСД, из них у 80 ГСД был диагностирован в настоящую беременность; у 105 ГСД был диагностирован 4-19 лет назад (14,6±3,8 лет). Из 105 пациенток с ГСД в анамнезе 25 болели СД2 (23,8%). Средний возраст у беременных с ГСД был 29,6±4,6 лет, у пациенток с СД2 – 32,6±4,2 лет. Ожирение (индекс массы тела (ИМТ) более 30 кг/см2) выявлено у 52,5% беременных с ГСД и у 40% пациенток с СД2. Среди беременных с ГСД первородящих было 40%, повторнородящих – 55%, соответствующие данные у пациенток с СД2 – 36% и 64%. При постановке диагноза ГСД учитывали критерии диагностики СД и других категорий гипергликемии (ВОЗ, 1999 г.). У большинства беременных диагноз ГСД был поставлен при сроке 24-26 недель с помощью ОТТГ с 75 г глюкозы. Изучались секреторная активность β-клеток поджелудочной железы (проинсулин, ИРИ, С-пептид), уровни общего холестерина (ХЛ), холестерина ЛПВП, холестерина ЛПНП, триглицеридов (ТГ), гликированного гемоглобина (HbA1c), гликемии натощак в плазме венозной крови. Данные параметры определялись на автоанализаторах иммуноферментными методами.
Молекулярно-генетическое тестирование ДНК выполнялось методом ПЦР в крови и включало исследования полиморфизма генов KCNJ11, TCF7L2, PPARG2, ADIPOQ, ADIPOR1, ADIPOR2. Данные гены выбраны с учетом данных литературы об их ассоциации с нарушением секреции и чувствительности к инсулину при СД2.

Полученные результаты

Как показали результаты работы, все изученные параметры, как у беременных с ГСД, так и у здоровых, характеризуются значительной вариабельностью. Так, показатели, характеризующие активность инсулярного аппарата у здоровых беременных, колебались в значительных пределах: проинсулин – 1,3-17,2 пмоль/л, ИРИ – 2,2-43,0 мкЕд/мл, С-пептид – 0,22-2,01 пмоль/мл, что затрудняло оценку каждого показателя в группе.
Нами выявлено, что активность β-клеток у беременных с ГСД в общей группе достоверно не отличается от здоровых: проинсулин – 3,4±1,2 пмоль/л, ИРИ – 10,73±3,6 мкЕд/мл, С-пептид – 0,9±0,32 пмоль/мл (соответствующие показатели у здоровых: 3,3±0,7 пмоль/л, 6,8±1,8 мкЕд/мл, 0,86±0,2 пмоль/мл). Показатели углеводного обмена у беременных с ГСД также достоверно не отличаются от здоровых: уровень гликемии натощак в плазме венозной крови – 4,8±0,9 ммоль/л, HbA1c – 5,26±1,2% (у здоровых – 4,65±1,2 ммоль/л и 4,82±0,86% соответственно).
Что касается показателей липидного спектра крови и активности жировой ткани, то уровни ХЛ, фракций холестерина – ЛПНП, ЛПОНП, лептина – то они приближаются к показателям верхней границы нормы у здоровых (уровень ХЛ – 6,14±0,15 ммоль/л, ЛПНП – 3,2±0,07 ммоль/л, ЛПОНП – 1,17±0,06 ммоль/л, лептин – 22,2±8,4 нг/мл), а фракция холестерина ЛПВП – на нижней границе нормы – 1,5±0,08 ммоль/л (соответствующие параметры у здоровых – <5,2 ммоль/л, <3,5 ммоль/л, <1,4 ммоль/л, <27,6 нг/мл, >1,42 ммоль/л).
Нами выявлено, что концентрация ТГ в крови беременных с ГСД достоверно выше, чем у здоровых (при ГСД – 2,4±0,28, у здоровых – 1,54±0,11 ммоль/л, ρ<0,01), наряду с тенденцией к увеличению атерогенного фактора (при ГСД – 3,2±0,6 у здоровых – 2,2±0,2, t=1,7). Вариабельность полученных данных и отсутствие различий между большинством метаболических параметров у беременных здоровых и с ГСД, по-видимому, обус­ловлены неоднородностью беременных с ГСД и начальными нарушениями углеводного обмена, определяемыми у них только как нарушение толерантности к глюкозе. В связи с этим мы провели анализ полученных показателей в группе беременных с ГСД в зависимости от ожирения, что указывает на наличие инсулинорезистентности. Как показали наши результаты (табл. 1), у беременных с ГСД и ожирением отмечается достоверное (ρ<0,05) увеличение проинсулина (почти в три раза), ИРИ (в 2,7 раза), С-пептида (в 1,6 раз) по сравнению с показателями у беременных с ГСД без ожирения. Глюкоза плазмы венозной крови натощак достоверно выше у беременных с ожирением, хотя и находится в пределах нормальных значений. Что касается показателей липидного спектра крови (табл. 2), то в этих группах между ними нет различий (ρ>0,05). Обращает внимание достоверное увеличение лептина в крови беременных при ожирении (35,5±4,3 нг/мл, без ожирения – 10,3±2,6 нг/мл, ρ<0,01). Сравнительный анализ этих групп по сравнению со здоровыми показал достоверное увеличение в крови ИРИ (14,7±3,1 мкЕд/мл против 6,8±1,8 мкЕд/мл, ρ<0,05) и лептина (35,5±4,3 нг/мл против 20,6±3,8 нг/мл) у беременных с ГСД и ожирением. Что же касается беременных с ГСД без ожирения, то у них по сравнению со здоровыми выявлено достоверное снижение проинсулина – 1,6±0,6 пкмоль/л (в норме – 3,3±0,7, ρ<0,05) при отсутствии достоверных различий в уровнях ИРИ и С-пептида.
Индивидуальный анализ метаболических показателей у беременных с ГСД и ожирением показал, что у них по сравнению со здоровыми отмечается снижение уровня проинсулина – у 50% беременных, значительное повышение уровня ИРИ и лептина – у 37,5 и 75%, повышение общего холестерина, триглицеридов, атерогенного показателя у 75%, у 100%, у 87,5% соответственно.
В группах беременных с ГСД без ожирения по сравнению со здоровыми у 87,5% отмечается снижение концентрации проинсулина, у 50% – снижение уровня С-пептида, у 87,5% – повышение уровней общего ХЛ, ТГ, атерогенного фактора, у 50% – повышение фракции холестерина ЛПНП.
Исходя из полученных данных, индивидуальный анализ клинико-лабораторных показателей выявил признаки выраженной инсулинорезистентности со значительным повышением ИРИ, С-пептида и лептина у 75% беременных с ГСД и ожирением, а также уменьшение инсулиносекреции со сниженной концентрацией проинсулина и С-пептида у 50% беременных с ГСД без ожирения.
Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера Glu23Lys-гена KCNJ11 (табл. 3) показал достоверное увеличение частоты генотипа Lys/Lys у беременных с ГСД по сравнению со здоровыми (x2 – 11,76, уровень значимости – 0,003). Относительный риск для пациенток с генотипом этого гена заболеть ГСД достаточно высокий – 7,46.
Анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера Glu23Lys-гена KCNJ11 в зависимости от ожирения и отягощенной наследственности по СД2 не выявил различий в группах пациенток с ГСД.
При анализе распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера G98690ЕT гена TCF7L2 не выявлена достоверная ассоциация их с ГСД.
Анализ полиморфного маркера divro12ala гена PPARG2 показал достоверную ассоциацию аллелей divro и ala у беременных с ГСД по сравнению со здоровыми (х2 – 6,59, уровень значимости – 0,01).
Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного маркера T45G гена ADIPOQ, полиморфного маркера Т-106С гена ADIPOR1 не выявило достоверной ассоциации их с ГСД.
Обращает на себя внимание достоверная ассоциация аллелей А и Т полиморфного маркера А219Т (х2 – 6,53, уровень значимости – 0,01) и генотипов А/А, А/Т и Т/Т (х2 – 7,75, уровень значимости – 0,02) гена ADIPOR2 у беременных с ГСД по сравнению со здоровыми (табл. 4).
В то же время мы не выявили ассоциаций полиморфного маркера G795A гена ADIPOR2 у пациенток с ГСД по сравнению со здоровыми.
Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера divro12ala гена PPRARG2, полиморфного маркера Т45G гена ADIPOQ, полиморфного маркера Т-106С гена ADIPOR1, полиморфных маркеров А219Т и G795А гена ADIPOR2 не выявил ассоциации с ожирением у беременных с ГСД.
Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров divro12ala гена PRARG2 и G795А гена ADIPOQR2 в зависимости от отягощенной СД2 наследственности у пациенток с ГСД в анамнезе показал достоверную ассоциацию аллелей и генотипов PPARG2 (х2 – 5,36, уровень значимости – 0,02; х2 – 5,09, уровень значимости – 0,07) и генотипов ADIPOR2 (х2 – 8,91, уровень значимости – 0,01) этих маркеров с отягощенной наследственностью.
Относительный риск иметь наследственность, отягощенную СД2, при наличии генотипов полиморфного маркера G795А гена ADIPOQR2 составляет 8,42.
При анализе других полиморфных маркеров генов достоверной ассоциации с отягощенной СД2 наследственностью у беременных с ГСД мы не нашли.
Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного маркера divro12ala гена PPARG2, полиморфного маркера T45G гена ADIPOQ, полиморфного маркера Т-106С гена ADIPOR1 и полиморфных маркеров G795А и А219Т гена ADIPOR2 не выявил ассоциаций этих маркеров с СД2 у пациенток с ГСД в анамнезе, что, возможно, объясняется недостаточным числом наблюдений.
Учитывая особенности трансформации ГСД в СД2 и, возможно, генетические особенности этого СД, мы провели сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфных маркеров Glu23Lys гена KCNJ11, divro12ala гена PRARG2, Т45С гена ADIPOQ, Т-106С гена ADIPOR1, С795А и А219Т гена ADIPOR2 у пациенток с СД2 после трансформации ГСД и здоровых.
Как показали наши результаты, у беременных с ГСД достоверная ассоциация с СД2 имеется только для аллелей и генотипов полиморфного маркера А219Т гена ADIPOR2 (х2 – 8,59, уровень значимости – 0,03; х2 – 10,78, уровень значимости – 0,003), наряду с тенденцией к повышению генотипа Lys/Lys полиморфного маркера Glu23Lys гена KCNJ11 (х2 – 5,87; уровень значимости – 0,06) – таблица 5.

Обсуждение полученных результатов

У беременных с ожирением имеются более выраженные признаки нарушения чувствительности к инсулину, что подтверждается увеличением секреторной активности β-клеток поджелудочной железы, гиперлептинемией, дислипидемией по атерогенному типу, увеличением гликемии. Состояние гиперлептинемии с высоким уровнем ИРИ позволяет предположить, что и гиперлептинемия, и гиперинсулинемия обусловлены инсулинорезистентностью. Гиперлептинемия на фоне ожирения у беременных с ГСД, отражая периферическую инсулинорезистентность, указывает на нарушение регуляции энергетического баланса у этих беременных. Не исключено, что и гипертриглицеридемия, характерная для беременных с ожирением, участвует в формировании инсулинорезистентности.
У беременных с ГСД без ожирения отмечается некоторое снижение активности β-клеток, но с сохранением остаточной секреции С-пептида. Содержание лептина и показатели липидного спектра крови у этих беременных в пределах нормы. По-видимому, в генезе ГСД у этих беременных главенствующее место принадлежит не инсулинорезистентности, а снижению секреторной активности β-клеток.
У беременных с ГСД имеется достоверная ассоциация генотипа Lys/Lys полиморфного маркера Glu23K гена KCNJ11, аллеля divro и ala полиморфного маркера divro12ala гена PPARG2, а также аллелей полиморфного маркера A219T гена ADIPOR2 с ГСД. Следовательно, у беременных с ГСД имеются генетические особенности, ассоциированные как с нарушением чувствительности к инсулину, так и с нарушением его секреции.
Отягощенная наследственность СД2 у беременных с ГСД обусловлена достоверной ассоциацией аллелей и генотипов полиморфного маркера divro12ala гена PPARG2 и генотипов полиморфного маркера с795 гена ADIPOR2.
Полученные данные подтверждают генетическую детерминированность наследственности, ассоциированной с СД2. Определение общей генетической природы при ГСД и СД2 позволяет на доклиническом этапе выявлять группу риска по этим заболеваниям, проводить профилактику их возникновения, при необходимости уточнять их диагностику с помощью определения полиморфных маркеров генов-кандидатов, ассоциированных с ГСД и СД2, и осуществлять своевременное лечение. Возможно это позволит в будущем предотвращать развитие этих заболеваний и их осложнений. Планирование беременности, своевременная диагностика и терапия ГСД, уменьшение факторов риска развития СД2 после родоразрешения будут способствовать снижению заболеваемости СД2 у пациенток с ГСД, что позволит улучшить качество жизни у этого контингента женщин.

Tatiana Vasil'evna Sebko

Russian State Medical University, Moscow

Email: 100249@rambler.ru

Yulia Eduardovna Dobrokhotova

Russian State Medical University, Moscow

Tatiana Alekseevna Ivanova

Russian State Medical University, Moscow

Valery Vyacheslavovich Nosikov

State Research Institute of Genetics, Moscow

Tatiana Alekseevna Osipova

EFIS,Ltd, Moscow

Victor Andreevich Potapov

State Research Institute of Genetics, Moscow

  1. American Diabetes Association: Gestational diabetes mellitus // Diabetes Care. - 1996. - 19 (Supp 1). - Р. 829.
  2. Conway D.L., Langer O. «Elective delivery of infants with macrosomia in diabetes woman, reduced shoulder distocia versis increased delivery» //Am. J. Obstet. - 1998. - 78. - Р. 922-925.
  3. Hod J. et all. Anterpartum management protocol timming and mode of delivery of gestational disordes // Diabetes Care. - 1998. - 21, Supp. 2. - Р. 8113- 9117.
  4. Naylor C.D. ed all. «Cesarean delivery in relation to both weigt and gestational glycose tolerance: pathophisiology or practice style» // Jama. - 1996. - 275. - Р.1105-70.
  5. Owen J. Gestational diabetes survey //Am. J. Obstet et Gynecol. - 1995. - 172. - Р. 615-620.
  6. Moss R.G. et all. The recurrence of gestational diabetes: could dietary defferenses in Fat intake be an explanation // Diabetes Care. - 1997. - 20. - Р. 1647-50.
  7. Silverman B.H. et all «Long term effects of the infraunterine environment» // Diabetes Care. - 1998. - 28: Supple 2. - Р. 13141- 13149.
  8. Gestational diabetes mellitus // Diabetes Care. - 2000. - v22, supp. 1.

Views

Abstract - 968

PDF (Russian) - 868

PlumX


Copyright (c) 2009 Sebko T.V., Dobrokhotova Y.E., Ivanova T.A., Nosikov V.V., Osipova T.A., Potapov V.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.