Развитие нарушений углеводного обмена с позиций хронобиологии

Информация только для специалистов в сфере медицины, фармации и здравоохранения!
 6702

Развитие нарушений углеводного обмена с позиций хронобиологии

Журнал "Медицинский совет" №4 2018



А.Е. ЮжаковаТюменский государственный медицинский университет Россия, А.А. Нелаева, Доктор медицинских наук, профессор, Консультативно-диагностический центр «Эндос» Россия, Ю.В. Хасанова, Кандидат медицинских наук, Тюменский государственный медицинский университет Россия 

В течение последних десятилетий исследователи активно обсуждают тему о биоритмах эндокринной системы, а именно их изменения при развитии нарушений углеводного обмена (НУО). Особый интерес с позиций хронобиологии представляет гормон шишковидного тела мелатонин. Циркулирующий в крови мелатонин может действовать как типичный гормон, достигая далеко расположенных клеток-мишеней, и играть ключевую роль в качестве паракринной сигнальной молекулы для регионарной координации клеточных функций [1]. Данный гормон синхронизирует гормональные стимулы и метаболические процессы с учетом меняющегося времени суток [2]. Мелатонин участвует в регуляции секреции инсулина и вносит вклад в патофизиологию нарушений углеводного обмена. Поэтому среди ученых идет активное обсуждение о перспективах применения мелатонина для лечения СД. Такие состояния, как нарушение гликемии натощак (НГН), нарушение толерантности к глюкозе (НТГ), ожирение, дислипидемия, на сегодняшний день уже являются самостоятельными патологическими процессами, требующими внимания врачей. Целью нашей работы было изучение циркадианных ритмов физиологических функций (температура тела, гликемия натощак, частота сердечных сокращений) и роли лептина в формировании нарушений углеводного обмена (НГН, НТГ, СД2). В ходе исследования было подтверждено, что в формировании НУО играет важную роль преобладание жировой ткани над мышечной, которое формирует абдоминальное ожирение на фоне внешних факторов среды и поведенческих особенностей человека, а также развитие лептинои инсулинорезистентности, которое по мере прогрессирования нарушений метаболизма глюкозы приводит к инсулинои лептинодефициту. В данной работе отражены изменения биологических ритмов, происходящие до манифестации СД2. Так, на фоне ожирения происходит изменение суточных колебаний БТ, гликемии натощак, ЧСС, а при развитии РНУО и СД2 усугубление метаболических нарушений приводит к изменению структуры циркадианных ритмов в организме, что, в свою очередь, может быть как следствием, так и причиной НУО. Нарушение показателей терморегуляции тесно связано с уровнем лептина в организме и указывает на вовлеченность в данный процесс гормона мелатонина, который после дополнительных исследований, возможно, может быть использован в качестве препарата терапии и профилактики нарушений углеводного обмена.

Development of carbohydrate metabolism disorder from the perspective of chronobiology 

A.E. Yuzhakova1, A.A. Nelaeva2, MD, Prof., Yu.V. Khasanova

1 Tyumen State Medical University
2 Endos Diagnostic Center, Tyumen

In recent decades, the biorhythms of the endocrine system sparked a new generation of research and debates among researchers on the changes of biorhythms in the development of carbohydrate metabolism disorder (CMD). The hormone melatonin produced by the pineal gland is of particular interest from the perspective of chronobiology. Melatonin circulating in blood can act as a typical hormone, reaching far-located target cells, and play a key role as a paracrine signal molecule for regional coordination of cellular functions [1]. This hormone synchronizes hormonal stimuli and metabolic processes subject to the changing time of day [2]. Melatonin is involved in the regulation of insulin secretion and contributes to the pathophysiology of carbohydrate metabolism disorders. Therefore, there is an active discussion among researchers about the prospects of using melatonin for the treatment of diabetes mellitus (DM). Such conditions as impaired fasting glycemia (IFG), impaired glucose tolerance (IGT), obesity, dyslipidemia have been recognized as independent pathological processes that require attention of doctors. Our work was aimed at studying circadian rhythms of physiological functions (body temperature, fasting glycaemia, heart rate) and the role of leptin in the development of carbohydrate metabolism disorders (IFG, IGT, type 2 DM). The study showed that the predominance of adipose tissue over the muscular plays an important role in the development of CMD, which forms abdominal obesity against the background of environmental external factors and human behavioural features, as well as the development of leptin and insulin resistance, which, as glucose metabolism disorder progresses, leads to insulin and leptin deficiency. This work reflects the changes in biological rhythms that occur prior to the manifestation of type 2 DM. Changes in diurnal fluctuations of basal temperature (BT), fasting glycemia, and heart rate occur against the background of obesity and during the development of early carbohydrate metabolism disorder (ECMD) and type 2 DM, the aggravation of metabolic disturbances leads to a change in the circadian rhythms pattern, which in turn can be both a consequence and a cause of CMD. The thermoregulation disorder is closely related to the leptin level and indicates an involvement of melatonin hormone in the process, which, after additional studies, may be used as a drug of therapy and prevention of carbohydrate metabolism disorders.

Развитие нарушений углеводного обмена с позиций хронобиологии

Загрузить файл





Список литературы

1. Мелатонин: перспективы применения в практике. Под ред. проф. С.И. Рапопорта. Монография. М.: ИМА-ПРЕСС, 2012. 176 с.

2. Мисникова И.В., Древаль А.В., Ковалева Ю.А., Губкина В.А., Лакеева Т.С. Оптимизация скрининга для раннего выявления нарушений углеводного обмена. Сахарный диабет, 2014, 1: 8-14. doi: 10.14341/DM201418-14.doi: 10.14341

3. Арушанян Э.Б., Попов А.В. Современные представления о роли супрахиазматических ядер гипоталамуса в организации суточного периодизма физиологически функций. Успехи физиологических наук, 2011, 42(4): 39-58.

4. Бородин Ю.И., Труфакин В.А., Мичурина С.В., Шурлыгина А.В. Структурно-временная организация печени, лимфатической, иммунной, эндокринной систем при нарушении светового режима и введении мелатонина. Новосибирск: Издательский дом «Манускрипт», 2012, 208 с.

5. Agil A, Reiter RJ, Jiménez-Aranda A, Ibán-Arias R, Navarro-Alarcón M, Marchal JA, Adem A, Fernández-Vázquez G.Melatonin ameliorates low-grade inflammation and oxidative stress in young Zucker diabetic fatty rats. J Pineal Res, 2012. In press. doi: 10.1111/jpi.12012.

6. Nduhirabandi F, du Toit EF, Lochner A. Melatonin and the metabolic syndrome: a tool for effective therapy in obesityassociated abnormalities? Acta Physiol (Oxf), 2012 Jun, 205(2): 209-223. doi: http:dx.doi.org/10.1111/j.1748-1716.2012.02410.x.

7. Anisimov VN, Popovich IG, Zabezhinski MA et al. Melatonin as antioxidant, geroprotector and anticarcinogen. Biochim. Biophys. Acta, 2006, 1757: 573-599.

8. Барабаш Л.В., Хон В.Б. Гендерные особенности цирканнуального ритма гормональной регуляции в условиях Западной Сибири. Вестник Российского университета дружбы народов, 2012, 7: 35.

9. Мистрюгов К.А., Пугачёв Е.И. и Инюшкин А.Н. Инсулин как времязадатель циркадианного ритма произвольной локомоторной активности крыс. Вестник Российского университета дружбы народов, 2012, 7: 160.

10. Крылова О.С., Халберг Ф., Сюткина Е.В., Митиш М.Д., Нароган М.В., Масалов А.В., Корнелиссен Ж., Шварцкопф О. Инфрадианные ритмы суточных изменений массы тела и скорости элиминации глюкозы из крови у взрослого человека и новорожденного ребенка - связь с геомагнитными возмущениями. Вестник Российского университета дружбы народов, 2012, 7: 140

11. Амирбеков Б.Г., Гордиенко Е.О., Орехова Ю.Н., Пономарева А.И., Соколова Н.В. Роль временных характеристик трудовой деятельности в развитии нарушений углеводного обмена. Вестник Российского университета дружбы народов, 2012, 7: 27.

12. Джериева И.С., Волкова Н.И., Рапопорт С.И., Асрумян Э.Г., Соколова Н.В. Сравнительный анализ влияния графика работы на развитие абдоминального ожирения у мужчин. Вестник Российского университета дружбы народов, 2012, 7: 91.

13. Arendt J. Biological rhythms during residence in polar regions. Chronobiol. Int., 2012, 29(4): 379-394.

14. International Diabetes Federation. Diabetes atlas. 6-th edition 2013, Available from: http://www.idf.org/diabetesatlas.

15. Ouellet V, Routhier-Labadie A, Bellemare W, Lakhal-Chaieb L, Turcotte E, Carpentier AC, et al. Outdoor Temperature, Age, Sex, Body Mass Index, and Diabetic Status Determine the Prevalence, Mass, and Glucose-Uptake Activity of 18 F-FDG-Detected BAT in Humans. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2011, 96(1): 192-199. doi: 10.1210/jc.2010-0989.

16. Древаль А.В., Триголосова И.В., Мисникова И.В. Секреция лептина у женщин с избыточным весом в зависимости от степени нарушения углеводного обмена. Сахарный диабет, 2013, 2: 67-72.

17. Крючкова О.Н., Шахбазиди Д., Шахбазиди Г. Лептин - ключевое звено в патогенезе ожирения. Крымский терапевтический журнал, 2012: 33-35.

18. Kieffer TJ, Habener JF. The adipoinsular axis: effects of leptin on pancreatic β-cells. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab.,2000, 278(1): 1-14.

19. Аметов А.С., Демидова Т.Ю., Целиковская А.Л. Влияние лептина на регуляцию массы тела. Consilium medicum, 2001, 2(3): 309-316.

20. Скудаева Е.С., Пашенцева А.В., Вербовой А.Ф. Уровни резистина, адипонектина и инсулинорезистентности у пациентов с разной степенью выраженности углеводного обмена. Ожирение и метаболизм, 2011, 3: 57-60.

21. Leproult R, Holmbäck U, and Van Cauter E. Circadian Misalignment Augments Markers of Insulin Resistance and Inflammation, Independently of Sleep Loss. Diabetes, 2014, 63(6): 1860-1869.

22. Peschke E, Frese T, Chankiewitz E, Peschke D, Preiss U, Schneyer U, Spessert R, Mühlbauer E. Diabetic Goto Kakizaki rats as well as type 2 diabetic patients show a decreased diurnal serum melatonin level and an increased pancreatic melatonin-receptor status. J Pineal Res, 2006, 40(2): 35-43.

23. Рапопорт С.И., Фролова В.А., Хетагурова Л.Г. Хронобиология и хрономедицина: Руководство. М.: МИА, 2012. 480 с.

24. Mäntele S, Otway DT, Middleton B, Bretschneider S, Wright J, Robertson MD, Skene DJ, Johnston JD. Daily rhythms of plasma melatonin, but not plasma leptin or leptin mRNA, vary between lean, obese and type 2 diabetic men. PLoS One, 2012, 7(5): 37-123.

25. Jiang L, Wang Q, Yu Y, Zhao F, Huang P, Zeng R, et al. Leptin contributes to the adaptive responses of mice to high-fat diet intake through suppressing the lipogenic pathway. PLoS One, 2009, 4: e6884.

26. Myers MG, Jr., Leibel RL, Seeley RJ, Schwartz MW. Obesity and leptin resistance: distinguishing cause from effect. Trends Endocrinol Metab, 2010, 21: 643-51.






Последние статьи