На этой странице находиться только текст статьи. Полная статья с картинками и таблицами находится здесь
Для просмотра требуется программа Adobe Reader.

Нарушения углеводного обмена и инсулинорезистентность при ожирении у детей

Т.Е. Таранушенко, д.м.н. профессор, зав. кафедрой педиатрии ИПО ФГБОУ ВО «КрасГМУ им.проф. В.Ф. Войно­Ясенецкого» Минздрава РФ
У.С. Ооржак, к.м.н., зам. главного врача по КЭК ГБУЗ Республики Тыва «Республиканская детская больница»
А.Б. Салмина, д.м.н., профессор, проректор по инновационному развитию и международной деятельности, зав.кафедрой биологической химии с курсом медицинской, фармацевтической и токсикологической химии ФГБОУ ВО «КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно­Ясенецкого» Минздрава РФ
Н.Г. Киселева, к.м.н., доцент кафедры педиатрии ИПО ФГБОУ ВО «КрасГМУ
им. проф. В.Ф. Войно­Ясенецкого» Минздрава РФ

Актуальность: исследования последних лет доказывают роль инсулинорезистентности (ИР) в патогенезе ожирения, однако возможность сочетания этих состояний и оценка углеводного обмена у детей с ожирением изучены недостаточно. Цель исследования: оценить состояние углеводного обмена и вероятность формирования ИР при прогрессирующих формах ожирения II и III степени у детей. Пациенты и методы: обследовано 53 пациента (12,6±2,1 лет) с прогрессирующими формами ожирения II и III степени.
Результаты: при проведении внутривенного глюкозотолерантного теста (ВВГТТ) не обнаружено статистически значимых различий уровня гликемии в сравниваемых группах. Показано увеличение продукции иммунореактивного инсулина (ИРИ) при нарастании степени тяжести ожирения. Гиперинсулинемия обнаружена у 65­75% пациентов. Выявляемость ИР у детей с ожирением II степени составила 10%, среди больных с III степенью – 43,5–47,8%. Анализ основных показателей ИР выявил существенные различия в первой и второй группах: по индексу Caro – 5,65±7,2 и 1,30±4,4, по индексу HOMA – 1,59±2,9 и 3,60±3,1 соответственно. Сравнительный корреляционный анализ продемонстрировал высокую зависимость между ИРИ, индексами Caro и HOMA­IR
на 0 и 90 минутах теста при слабой зависимости ИРИ и индекса HOMA­IR на 10 минуте.
Выводы: установлено отсутствие статистически значимых различий в уровнях гликемии при ожирении II и III степени, показана средняя выявляемость нарушений углеводного обмена при ожирением (10%), которая характеризовалась равной частотой встречаемости нарушенной гликемии натощак и снижением уровня глюкозы ниже нижней границы нормы; доказано увеличение продукции базального и стимулированного ИРИ при нарастании степени ожирения; выявлена тенденция к нарастанию доли пациентов с повышенными значениями ИРИ на 0 и 90 минутах при прогрессировании тяжести ожирения; установлена доля обследованных пациентов с гиперинсулинемией – 65–75%; показано статистически значимое увеличение выявляемости ИР при нарастании ИМТ.
Ключевые слова: дети и подростки, ожирение, углеводный обмен, инсулинорезистентность.

Disorders of carbohydrate metabolism and insulin resistance in obesity in children
Taranushenko T.E., Oorzhak U.S., Salminа A.B., Kiseleva N.G., Panfilova V.N.
Krasnoyarsk state medical University of name prof. V.F.Vojno­Jasenetskogo Ministries of Health of the RF Republican Children’s Hospital Republic of Tuva
Actuality: studies in recent years show the role of insulin resistance (IR ) in the pathogenesis of obesity , but the possibility of combining these states and evaluation of carbohydrate metabolism in obese children have been insufficiently studied. Purpose: To evaluate the status of carbohydrate metabolism and the probability of formation of IR in progressive forms of obesity II and III in children. Patients and methods: 53 patients (12,6±2,1 years) with progressive forms of obesity II and III. Results: during the intravenous glucose tolerance test (VVGTT) no statistically significant differences in the level of glucose in the two groups. Shown to increase the production of immunoreactive insulin ( IRI), with an increase in the severity of obesity. Hyperinsulinemia is detected in 65–75 % of patients. Detectability of IR in obese children II degree was 10% among patients with grade III – 43,5–47,8 %. IR analysis of key indicators showed significant differences in the first and second groups: index Caro – 5,65±7,2 and 1,30±4,4, index HOMA – 1,59±2,9 and 3,60±3,1, respectively. Comparative analysis showed a high correlation relationship between the IRI indices Caro and HOMA­IR at 0 and 90 minutes test with a weak dependence of IRI and HOMA­IR index by 10 minutes. Conclusions: The absence of statistically significant differences in the levels of glucose in obese II and III, shows the average detection rate of carbohydrate metabolism in obese (10%), which was characterized by equal frequency of occurrence of impaired fasting glucose and decrease below the lower limit of normal; proven to increase production basal and stimulated IRI with an increase in the degree of obesity, a tendency to an increase in the proportion of patients with elevated values ??of IRI on 0 and 90 minutes in the progression of the severity of obesity, set of surveyed patients with hyperinsulinemia – 65–75 %, a statistically significant increase in the detection of IR with an increase in BMI.
Key words: children and adolescents, obesity, carbohydrate metabolism, insulin resistance.

Введение
Рост частоты ожирения среди детского населения, увеличение числа детей раннего возраста с избыточной массой тела (на первом году жизни от 4 до 20%) положены в основу ожирения у взрослых. Установлено, что из 1/5 всего населения земного шара, страдающего этим заболеванием, не менее 1/3 взрослых были излишне полными в детстве. Ожирение является фактором риска развития последующих нарушений углеводного обмена, а для выделения лиц с высоким риском сахарного диабета важен не только факт отягощенной наследственности, но и раннее выявление основных метаболических нарушений [1, 2, 6, 7, 8, 9]. Вместе с тем поиск информативных маркеров и понимание патогенетических механизмов прогрессирования ожирения и сопутствующей гиперинсулинемии остаются предметом научных дискуссий [3, 4, 5].
Инсулин – белковый (полярный, гидрофильный) гормон. Рецептор инсулина (РИ) – тирозиновая протеинкиназа (протеинкиназа), фосфорилирующий белки по ОН­группе остатков тирозина. При присоединении инсулина к центру связывания на ?­субъединице происходит аутофосфорилирование (активирование) протеинкиназы и фосфорилизуются ?­субъединицы РИ по нескольким тирозиновым остаткам. В отсутствие инсулина РИ не проявляет тирозинкиназной активности. Биологические эффекты инсулина реализуются после его взаимодействия с рецепторами, которые находятся в клетках­мишенях. При связывании инсулина с рецептором запускается каскад химического сигнала внутри клетки, который вызывает специфическую ответную реакцию со стороны клетки­мишени. В норме при воздействии инсулина на адипоциты происходит усиление липогенеза (индукция синтеза жирных кислот, ацетил­КоА­карбоксилазы, липопротеинлипазы); угнетение липолиза вследствие снижения активности гормоночувствительной липазы (ГЧЛ, т.к. инсулин активирует фосфатазу, которая дефосфорилирует субстрат ГЧЛ). В печени и жировой ткани инсулин стимулирует синтез жиров de novo. В миоцитах и гепатоцитах активируется гликогенез и тормозится гликолиз в следствие активации инсулином фосфатаз, дефосфорилирующих гликогенсинтазу. В печени ингибируется глюконеогенез вследствие репрессии синтеза ключевого фермента глюконеогенеза – фосфоенолпируваткарбоксилазы. Кроме того, инсулин стимулирует окисление глюкозы по пентозофосфатному пути.
Важно, что все эти эффекты инсулина нарушаются при инсулинорезистентности (ИР).
Инсулинорезистентность характеризуется снижением биологических эффектов экзогенного или эндогенного инсулина, что может сопровождаться изменениями метаболических (патология углеводного, липидного или белкового обмена) и митогенных процессов (нарушения роста, дифференцировки клеток, синтеза ДНК, регуляции транскрипции генов). Механизмы инсулинорезистентности активно обсуждаются [10, 11, 12, 13, 14]. Современное понимание ИР заключается в изменении углеводного, белкового, жирового обмена, а также функции эндотелиоцитов, экспрессии факторов транскрипции, играющих основную роль в регуляции энергетического и жирового обмена. Биологические реакции in vivo на инсулин варьируют в зависимости от концентрации инсулина, времени воздействия, распределения в тканях и циркадного ритма.
Выделяют 3 уровня развития инсулинорезистентности:
1. пререцепторный;
2. рецепторный;
3. пострецепторный.
1. Пререцепторный уровень. Основные причины «поломки» данного уровня:
1.1. генетически детерминированная продукция измененной малоактивной молекулы инсулина (24­В или Чикагский инсулин);
1.2. неполная конверсия проинсулина в инсулин, что ведет к избытку малоактивного проинсулина.
2. Рецепторный уровень. Ведущие причины инсулинорезистентности на данном уровне:
2.1. мутации гена инсулинового рецептора. По мнению S. I. Taylor и D. E. Moller мутации инсулинового рецептора следует подразделять на 5 классов:
мутации, приводящие к снижению скорости биосинтеза рецептора; бессмысленные мутации кодона 897, кодона 672 гена РИ со значительным снижением экспрессии мРНК белка РИ.
мутации, ухудшающие внутриклеточный транспорт и посттрансляционный процессинг; некоторые из них характеризуются дефектами посттрансляционной модификации белка РИ, при этом мутация может сопровождаться дефектом транспорта рецептора к поверхности клетки, снижением афинности рецептора или никак не отражается на функциональной активности РИ.
мутации, приводящие к дефектам связывания инсулина и обусловленные в основном сниженным взаимодействием рецептора с инсулином (снижение афинности); наряду с этим установлены мутации, приводящие к повышению афинности РИ.
мутации, сопровождающиеся нарушением тирозинкиназной активности РИ, характеризуются мутацией ?­субъединицы РИ, что приводит к снижению инсулинстимулированной активности тирозинкиназы (делеция 17–22, мутации кодона 1109, мутации юкстамедуллярного домена, мутации при которых резко снижается фосфорилирование субстрата инсулинового рецептора­1 или IRS­1 и др.); мутации внеклеточного домена также сопровождаются ингибированием тирозинкиназной активности; киназодефицитные мутации, которые проявляются недостаточным эндоцитозом комплекса инсулин­рецептор и нарушением обратной регуляции «нисходящей регуляции»; киназодефицитные мутации, приводящие к ИР.
мутации, ускоряющие деградацию инсулинового рецептора в результате мутации глютамина 460 (GLU 460).
2.2. снижение афинности рецепторов к инсулину вследствие серин/треонинового фосфорилирования ?­субъединицы РИ.
2.3. недостаточное количество инсулиновых рецепторов; может быть как генетически обусловленным, так и приобретенным вследствие утраты части рецепторов путем интернализации.
Генетические механизмы описаны выше.
Приобретённые механизмы представляются следующим образом: в условиях гиперинсулинемии одновременно активируются практически все РИ инсулинзависимых клеток. После связывания инсулина с рецептором сформировавшийся комплекс инсулин­РИ смещается в область окаймлённой ямки мембраны, выстланной специфическим белком­клатрином. Затем комплекс инсулин­РИ проникает в клетку путем эндоцитоза с помощью покрытых клатрином эндосом – претерпевает интернализацию. Внутри клетки эндосомы сливаются с лизосомами и в результате воздействия гидролитических лизосомальных ферментов инсулин деградирует. Однако в подобной ситуации внутри клетки с лизосомами сливаются не все эндосомы и, следовательно, не происходит разрушение комплекса инсулин­РИ и освобождение рецептора для дальнейшей работы. Соответственно, в мембрану повторно встраивается только небольшая часть интернализованных рецепторов. Таким образом, гиперинсулинемия опосредует «нисходящую регуляцию» клеточных рецепторов инсулина и как следствие уменьшения их количества.
3. Пострецепторный уровень. Изученные причины инсулинорезистентности указанного уровня:
3.1. снижение тирозинкиназной активности РИ (вследствие серин/треонинового фосфорилирования ?­субъединицы РИ);
3.2. снижение активности субстрата инсулиновых рецепторов­1 или IRS и уменьшение числа GLUT­4 или внутриклеточных глюкозных транспортеров (вследствие активации изоформы протеинкиназы­С, приводящей к сериновому фосфорилированию IRS­1 со снижением его активности с последующим ингибированием транслокации GLUT­4 к плазматической мембране клеток­мишеней);
3.3. снижение активности двух ключевых ферментов утилизации глюкозы – пируватдегидрогеназы (использование глюкозы в цикле Кребса) и гликогенсинтазы (использование глюкозы для синтеза гликогена), что приводит к гипергликемии с развитием ИР.
Кроме того, изучены нарушения экспрессии ряда генов, участвующих в развитии ИР: гормоночувствительной липазы, липопротеидлипазы, ?­адренорецепторов, разобщающего протеина (UCP­1), ФНО­?, лептина и его рецептора, белка, связывающего СЖК (FABP2) и т.д.
В настоящее время считается, что основной причиной инсулинорезистентности являются пострецепторные нарушения передачи сигнала инсулина. Наиболее изученными являются: повышение уровня ФНО­?, повышение уровня свободных жирных кислот, абдоминальный тип ожирения, гиперинсулинемия, избыточное потребления жира, снижение физической активности, возраст, курение, лечение кортикостероидами, никотиновой кислотой, блокаторами ?­адренорецепторов, диуретиками тиазидового ряда. Мутации генов инсулинового рецептора и инсулина встречаются крайне редко.
В литературе имеются данные о том, что СЖК, гипергликемия и гиперинсулинемия способствуют развитию инсулинорезистентности. В силу снижения чувствительности висцеральных адипоцитов к антилиполитическому действию инсулина (гипертрофированные адипоциты характеризуются уменьшением количества и плотности инсулиновых рецепторов и изменением конформации их молекулы, что нарушает процесс его связывания с инсулином) и повышенной чувствительности к липолитическому действию катехоламинов (высокая плотность рецепторов липолитических гормонов, особенно ?­адренорецепторов, на плазматической мембране адипоцитов висцерального жира) происходит активация липолиза с высвобождением большого количества свободных жирных кислот (СЖК), которые попадают в печень через систему воротной вены. Это способствует нарушению связывания инсулина гепатоцитами развивая ИР на уровне печени и гиперинсулинемии (следствие нарушения метаболического клиренса инсулина в печени) и усилению глюконеогенеза, снижению гликогенеза и угнетению окисления глюкозы по пентозофосфатному пути. Развивается гипергликемия сопровождающаяся системной гиперинсулинемией. В то же время в скелетных мышцах, согласно гипотезе Randle, СЖК, конкурируя с субстратом в цикле глюкоза – жирные кислоты, препятствуют потреблению глюкозы миоцитами, что сопровождается развитием гипергликемии с усилением периферической ИР. Кроме того, экспериментально доказано, что при использовании диеты содержащей большое количество жира липиды депонируются в клетках, где в норме не должно быть триглицеридов (ТГ). При этом ТГ накапливаются между волокнами мышечной ткани и в самих миоцитах с последующим нарушением всасывания глюкозы. К аналогичным последствиям приводит высокая концентрация СЖК в крови при чрезмерном распределении жировой ткани в интраабдоминальной области при абдоминально­висцеральном типе ожирения. Подобная аккумуляция жира в кардиомиоцитах, гепатоцитах и ?­клетках поджелудочной железы может привести не только к гипергликемии и ИР, но и к глюкозотоксичности и липотоксичности со всеми протекающими последствиями этих феноменов. Гипергликемия может также активировать изоформы протеинкиназы­С и приводить к усилению серинового фосфорилирования IRS­1 со снижением его активности с последующим ингибированием транслокации GLUT­4 к плазматической мембране клеток­мишеней, особенно миоцитов. Гиперинсулинемия, в свою очередь, через нарушение ауторегуляции инсулиновых рецепторов в периферических тканях усиливает ИР. Кроме того, гиперинсулинемия способствует десенситизации клеток­мишеней к инсулину, опосредованной двумя механизмами. 1) изменение количества рецепторов по механизму понижающей регуляции; после связывания инсулина с рецептором, комплекс гомон­рецептор путем эндоцитоза проникает в клетку (интернализуется), где часть комплекса гормон­рецептор подвергается протеолитическому расщеплению под действием ферментов лизосом (разрушается инсулин, рецептор освобождается и опять встраивается в плазматическую мембрану, чтобы дальше взаимодействовать с инсулином), а часть инактивируется, отделяясь от других мембранных компонентов. Это приводит к уменьшению количества рецепторов на плазматической мембране. 2) ковалентная модификация РИ в результате фосфорилирования по остаткам серина и треонина и снижение его афинности к инсулину. Таким образом, избыточное высвобождение СЖК и продукция глюкозы печенью, нарушения окисления глюкозы в цикле Рэндла, нарушение всасывания глюкозы миоцитами и адипоцитами вследствие ингибирования транслокации GLUT­4 к мембране указанных клеток, а также десенситизация клеток к инсулину приводят к ИР и компенсаторной гиперинсулинемии.
Гормональные нарушения
Роль гормонов в развитии ИР связана с нарушением нейроэндокринной регуляции, в частности функционирования гипоталамо­гипофизарно­надпочечниковой системы. По мнению P. Björntorp и Kamal E.Habib в условиях воздействия неблагоприятных внешних и, возможно, внутренних факторов (биологические, физические и психологические стрессоры, курение, алкоголизм и т.д.) происходит катехоламинергическая и серотонинергическая дисрегуляция ЦНС. Стресс воспринимается головным мозгом как состояние, при котором имеется чрезмерное количество или качество угрожающих стимулов, и отвечает на них генерализованным способом. При хроническом стрессе происходит гиперсенсибилизация гипоталамо­гипофизарно­надпочениковой оси (ГГНО) и гиперактивация симпатической нервной системы. Известно, что ГГНО и симпатоадреналовая система (САС) служат периферическими ветвями, через которые мозг воздействует на каждую клетку в организме во время стресса. Итак, гипоталамус начинает секретировать фактор (кортиколиберин­рилизинг­гормон­КРГ), стимулирующий секрецию АКТГ передней долей гипофиза, который, в свою очередь, стимулирует усиленную выработку кортизола и андрогенов корковым веществом надпочечников. Кортизол через рецепторы, расположенные внутри клеток­мишеней, активно реализует свои эффекты (тормозит потребность глюкозы в периферических тканях, усиливает липогенез в адипоцитах верхней части туловища, а также обладает умеренно стимулирующим эффектом на липолиз) приводя к центральному ожирению и ИР, наряду с этим уменьшается масса костной и мышечной ткани и подавляется активность остеобластов. Андрогены усиливают ИР в мышечных тканях. Кроме того, в регуляции секреции кортизола участвуют цитокины, которые секретируются в большом количестве адипоцитами и играют не последнюю роль в развитии ИР. Наряду с центральным механизмом повышения выработки кортизола усиливается и периферический метаболизм данного гормона. Так, в адипоцитах сальника вследствие повышения активности 11?­гидро­ксистероиддегидрогеназы ускоряется превращение неактивного кортизона в кортизол, который оказывает местное стимулирующее действие на адипогенез. На формирование топографии жировой ткани оказывает влияние нарушение метаболизма кортизола в печени за счет обратного перехода кортизона в кортизол и повышения его уровня с усилением ИР. Длительная активация ГГНО ведёт к подавлению секреции соматолиберина передней долей гипофиза, в результате чего снижается секреция соматотропного гормона (СТГ) и инсулиноподобного фактора роста­1 (ИФР­1). Подавление секреции СТГ приводит к угнетению липолиза в подкожной жировой ткани и активации липогенеза, а также потенцированию синтеза жиров в печени de novo с последующим нарастанием ИР. Снижение синтеза и секреции СТГ при ожирении связано также с ингибирующим действием повышенного уровня СЖК, кортизола и ИФР­1, а гиперинсулинемия, которая имеет место у больных с ожирением, стимулирует выработку ИФР­1. Роль ключевых гормонов САС – адреналина и норадреналина в развитии ИР зависит от разных стимулов. Так, усиленная выработка этих гормонов связана с активацией симпатической нервной системы и ГГНО, при этом метаболические изменения включают повышенную секрецию адреналина и норадреналина мозговым веществом надпочечников и симпатическими нервными окончаниями соответственно. Кроме того, гиперинсулинемия, оказывая возбуждающее действие на периферические отделы САС через стойкую активацию центральных отделов САС, вызывает нарушение микроциркуляции в мышечной ткани (следствие повышения АД) с последующим снижением количества адекватно кровоснабжающихся миоцитов и уменьшением утилизация глюкозы. Это приводит к гипергликемии и порочный круг закрывается гиперинсулинемией. Повышенные концентрации кортизола и ?­эндорфинов, имеющие место при длительной активации ГГНО, также способствуют активацию САС и гиперсекреции гормонов. Это все приводит к активации глюконеогенеза, усилении гликогенолиза в печени и усилению липолиза в адипоцитах висцерального жира, конечным результатом которого является ИР и компенсаторная гипергликемия.
Особая роль в возникновении ИР принадлежит цитокинам, продуцируемым адипоцитами – ФНО­?, ИЛ­6, лептин.
1. ФНО­? регулирует чувствительность к инсулину. При ожирении и ИР отмечена сверхэкспрессия мРНК ФНО­? и белка в жировой ткани и печени. ФНО­? подавляет экспрессию белка, регулирующего захват жирных кислот и липогенез, тем самым вызывает повышение уровня СЖК. ФНО­? снижает синтез белков, опосредующих эффекты инсулина: белок, связывающий жирные кислоты (FABP2) адипоцитов, адипсин, белок переносящий глюкозу в клетку – GLUT 4, а также ингибирует тирозинкиназу рецептора инсулина и увеличивает фосфорилирование серина в субстрате инсулинового рецептора 1. ФНО­? также является промотором снижения экспрессии ядерных белков рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом гамма (PPAR), обеспечивающих нормальную чувствительность к инсулину. Кроме того, ФНО­? обладает угнетающим эффектом на липопротеинлипазу, замедляет гидролиз ТГ, усиливает мобилизацию липидов из жировых депо, осуществляет проатерогенные изменения профиля ЛП крови, а также является непосредственным активатором синтеза ХС и увеличивает продукцию ЛПОНП в печени. Концентрация сывороточного ФНО­? коррелирует со степенью ожирения и гиперинсулинемией.
2. Другим цитокином, играющим роль в ИР, является ИЛ­6, который продуцируется адипоцитом. Установлено, что ИЛ­6 усиливает стимулированную глюкозой секрецию инсулина, ослабляет инициированный инсулином синтез гликогена в печени, а введение рекомбинантного ИЛ­6 вызывает дозозависимую гипергликемию. Действие ИЛ­6 основано на способности активировать гипоталамо­гипофизарно­надпочечниковую ось с увеличением секреции АКТГ и кортизола, что приводит к формированию абдоминального ожирения, развитию и прогрессированию ИР, гипертензии, гипертриглицеридемии, снижению ЛПВП. Было показано, что концентрация ИЛ­6 в жировой ткани прямо пропорциональна массе тела, нарушению толерантности к глюкозе и ИР. Это указывает на важную роль этого цитокина в механизмах развития метаболических нарушений при ожирении.
3. Лептин – продукт ob­гена, секретируется адипоцитами. У большинства больных ожирением имеется гиперлептинемия. Предполагается, что лептин в печени может подавлять действие инсулина, снижать скорость глюконеогенеза, а также оказывать в жировых клетках аутокринное действие и тормозить стимулированный инсулином транспорт глюкозы. На моделях мышей линии ob/ob было показано влияние лептина на ИР. Так, содержание инсулина в крови мышей ob/ob было увеличено примерно в 100 раз по сравнению с нормой, а сахар крови повышен в 6 раз. Минимальная ежедневная доза лептина (0,1 мг/кг), вводившаяся в течение нескольких недель, приводила к падению содержания глюкозы в крови почти до нормы, вызывая лишь частичное уменьшение уровня инсулина в крови. Таким образом, после введения минимальной дозы лептина у мышей ob/ob снижается инсулинорезистентность, и эндогенный инсулин приобретает способность осуществлять свое действие и стимулировать обмен глюкозы в организме. Доза лептина 1,0 мг/кг вызывает дальнейшее уменьшение содержания циркулирующего инсулина, которое падает почти до нормы после ежедневного введения лептина в течение нескольких недель в максимальной дозе 10,0 мг/кг веса тела. Полученные результаты показывают, что эндогенный инсулин полностью восстанавливает свою биологическую функцию в организме животного после введения мышам ob/ob максимальной дозы лептина. Такое действие лептина не проявляется при введении мышам db/db из­за отсутствия у них рецептора лептина и неспособности лептина выполнять у них свою биологическую функцию. Однако главной функцией лептина является предотвращение реализации феномена липотоксичности в тканях, где в норме не аккумулируются ТГ (?­клетки поджелудочной железы, кардиомиоциты, гепатоциты).
Значительное количество исследований свидетельствуют о том, что ИР при ожирении связана с повышенным уровнем цитокинов, которые способны индуцировать белки супрессоры сигнальных цитокинов (SOCS – Suppressors of cytokine signaling) в инсулинорезистентных тканях, и развитием хронического воспаления в жировой ткани [10, 11, 12, 13, 14]. В печени db/db мышей с диабетом и ожирением уровень мРНК белков SOCS­1 и 3 повышен в 2–3 раза по сравнению с контролем. Сходные повышения экспрессии SOCS наблюдались при исследовании другой модели ИР мышей ob/ob с мутацией в гене лептина и у мышей, находящихся на высококалорийной диете. Провоспалительные цитокины стимулируют продукцию SOCS­1­7 и SOCS­1 и 3. SOCS белки представлены в качестве связующего звена между метаболическим синдромом и провоспалительными цитокинами. Сверхэкспрессия SOCS­1 и 3 в печени приводит к развитию ИР и повышению ключевых регуляторов синтеза жирных кислот в печени, в том числе SREBP­1c (белок, связывающийся с элементом, регулируемым стеролом). Наоборот, ингибирование SOCS­1 и 3 у мышей с ожирением и диабетом улучшает чувствительность к инсулину, нормализует повышенную экспрессию SREBP­1c, в значительной степени снижает стеатоз печени и уменьшает гипертриглицеридемию. Таким образом, SOCS белок играет важную роль в патогенезе метаболического синдрома, конкордантно модулирует инсулиновый и цитокиновый сигналы.
Диагностика инсулинорезистентности
Основой нарушений углеводного обмена при ожирении являются изменение толерантности к углеводам (проведение стандартного теста на толерантность к углеводам) и доказанная гиперинсулинемия. С увеличением давности и степени ожирения эти нарушения нарастают.
Наиболее часто диагностируемым вариантом патологии углеводного обмена при ожирении у детей и подростков является нарушенная гликемия натощак и нарушенная толерантность к глюкозе.
Распространенность нарушенной толерантности к углеводам (НТГ) среди детей и подростков с ожирением в возрасте 4–10 лет составляет 25%, среди детей 11–18 лет – 21 % и 4 % подростков с избыточной массой имеют сахарный диабет (С.А. Бутрова, 2005).
Наряду с этим, разработано множество методик для оценки инсулинорезистентности. Среди них «золотым стандартом» признан эугликемический гипергликемический клэмп (ЭГК), а также внутривенный глюкозотолерантный тест с частыми заборами крови, оцениваемый с помощью минимальной модели Бергмана. Применение этих тестов в повседневной клинической практике затруднено. Тесты являются достаточно дорогостоящими, инвазивными и продолжительными, помимо этого для их проведения и статистической обработки полученных данных требуется специалист, который должен иметь опыт работы с данными методиками.
Для индивидуальной диагностики ИР у детей и подростков предлагается 2–3 кратный забор крови с определением иммунореактивного инсулина (ИРИ) и глюкозы натощак и вычислением индексов ИР по их средним значениям. В настоящее время существуют три расчетных индекса ИР, вычисляемых по концентрации ИРИ и глюкозы натощак.
HOMA­IR – индекс ИР, вычисляемый по методу HOMA (Homeostatic model assessment – оценка гомеостатической модели), рассчитываемый по формуле:
ИРИ натощак · глюкоза натощак
       22,5 норма – менее 2,5 (3,7).
Индекс Caro рассчитывается по формуле: глюкоза натощак/ИРИ натощак; норма – выше 0,33.
Индекс QUIKI (Quantitative insulin sensitivity check index) – индекс количественной оценки инсулиновой чувствительности), рассчитываемый как сумма логарифмов концентраций глюкозы и ИРИ натощак в минус первой степени; норма – выше 0,300.
Проведение орального глюкозотолерантного теста с определением ИРИ и глюкозы на ­5, 0, 30, 60, 90, 120 минутах с оценкой пика ИРИ (<150мкМЕ/мл) и расчетом индекса Matsuda (>2,5).
Индекс Matsuda = 10000/√ИРИ·Г· ИРИ·Г; норма – выше 2,5
Таким образом, исследования последних лет доказывают роль инсулинорезистентности в патогенезе ожирения, однако возможность сочетания (ассоциативность) этих состояний и оценка углеводного обмена у детей с избыточной массой тела изучены недостаточно.

Цель исследования – оценить состояние углеводного обмена и вероятность формирования инсулинорезистентности при прогрессирующих формах ожирения II и III степени у детей.
Материалы и методы
Объектом наблюдения были 53 ребенка и подростка (средний возраст – 12,6±2,1 лет) с прогрессирующими формами ожирения II степени (1 группа) и III степени (2 группа).
Критерии включения в целевую группу:
возраст детей от 8 до 16 лет включительно;
индекс массы тела (ИМТ) более 95 процентиля;
подписание информативного согласия на проводимые обследования.
Критерии исключения:
вторичное ожирение и генетические синдромы с избыточной массой;
хронические заболевания в стадии декомпенсации;
острые интеркуррентные заболевания в течение последнего месяца;
отказ ребёнка и/или родителей от обследования.
Клиническое обследование пациентов проводилось в соответствии со стандартами оказания медицинской помощи пациентам с данной патологией. Оценка степени тяжести ожирения осуществлялась по ИМТ (отношение массы тела в килограммах к росту в квадратных метрах) с учетом отечественной классификации ожирения у детей (Ю.А. Князев, 1988) и вычислением процента избыточной массы
= 100 · (ИМТ фактический – ИМТ долженствующий)
ИМТ долженствующий
при этом превышение массы тела на 25–49 % от возрастно­половой нормы соответствовало II степени и на 50–99% – III степени ожирения.
Внутривенный глюкозотолерантный тест (ВВГТТ) предусматривал оценку состояния углеводного обмена. Определение концентрации глюкозы в сыворотке крови осуществлялось с помощью набора реагентов «Фотоглюкоза» ООО «ИМПАКТ» для определения глюкозы глюкозооксидазным методом. Данный тест выполнялся согласно протоколу проведения ВВГТТ
(И.И. Дедов, 2002): исключались тяжелая физическая нагрузка за 1 день до проведения теста и прием пищи за 10 часов, но не более чем на 16 часов до начала теста. Время начала теста – от 08:30 до 10:00 часов. Количество глюкозы – 0,5 г/кг, но не более 35 г. Внутривенные инъекции 25 % глюкозы осуществлялись в течение 3 мин 15 сек. с последующим забором крови в нулевой точке (время окончания введения глюкозы) и на 1, 3, 5, 10 и 90 минутах.
Определение уровней иммунореактивного инсулина (ИРИ) с оценкой инсулинорезистентности проводилось параллельно с ВВГТТ по выше указанному протоколу. Забор крови осуществлялся в нулевой точке и на 10, 90 минутах с последующим расчетом индексов инсулинорезистентности (Caro, HOMA­IR). Определение уровня ИРИ в сыворотке крови выполнялось при помощи стандартного набора иммуноферментного анализа (ИФА) для количественного измерения инсулина методом ИФА фирмы DSL (Diagnostic System Laboratories).
Результаты и обсуждение
1. Характеристика углеводного обмена по уровню гликемии
Для характеристики углеводного обмена наиболее информативным является оценка уровня гликемии с применением углеводной нагрузки. Учитывая зависимость абсорбции глюкозы от функционирования кишечной стенки, как это имеет место при применении орального глюкозотолерантного теста, в настоящем исследовании применен укороченный внутривенный глюкозотолерантный тест (ВВГТТ) с оценкой гликемии и уровня инсулина на 0, 1, 3, 5, 10 и 90 минутах.
По данным ВВГТТ уровень глюкозы натощак составил 4,5±0,7 ммоль/л в 1 группе и 4,6±0,7 ммоль/л во 2 группе; на 90 минуте – 4,4±0,9 ммоль/ и 4,9±0,9 ммоль/л соответственно.
Распределение детей с учетом значений глюкозы натощак в пределах заданных интервалов показало, что в 1 и 2 группах показатели гликемии натощак более 6,1 ммоль/л регистрировались с одинаковой частотой 5% и 4,3% (по одному случаю в каждой группе); полученные данные позволяют диагностировать у указанных пациентов нарушенную гликемию натощак. Значения гликемии ниже 3,3 ммоль/л не установлены среди обследованных. Гликемия в пределах допустимых значений – 3,3–6,1 ммоль/л выявлялась в обеих целевых группах с одинаковой частотой.
Распределение детей c учетом значений гликемии к окончанию пробы (90 минута теста) не выявило случаев нарушенной толерантности к углеводам и сахарного диабета. Однако у двух детей с ожирением II степени отмечено снижение гликемии на 90 минуте ниже 3,3 ммоль/л, что может быть косвенным проявлением гиперинсулинемии. Соотношение детей с нормогликемией также не имело существенных различий в рассматриваемых группах.
Таким образом, при проведении укороченного ВВГТТ выявлено 2 случая нарушенной гликемии натощак и 2 случая снижения уровня глюкозы ниже нижней границы нормы к окончанию пробы (подозрение на гиперинсулинизм); при этом не обнаружено статистически значимых различий уровня гликемии в сравниваемых группах.
2. Особенности секреции инсулина при ожирении у детей
Следующим этапом исследования стало изучение секреции и эффектов инсулина с выявлением гиперинсулинемии (ГИ) и инсулинорезистентности (ИР), которые характеризуют углеводный обмен на рецепторном и пострецепторном уровнях.
Согласно данным многочисленных исследований при ожирении имеет место компенсаторная гиперинсулинемия, которая обеспечивает нормальную толерантность к глюкозе. При этом сведения о секреции инсулина у детей в зависимости от степени ожирения очень малочисленны. В этой связи нами рассмотрены особенности секреции иммунореактивного инсулина (ИРИ) при прогрессирующих формах ожирения II и III степени у детей и подростков.
Установлено увеличение среднего значения ИРИ на фоне проводимого теста при нарастании степени тяжести ожирения (таблица 1).
На 0 минуте средний показатель ИРИ составил в 1 группе 7,1±10,9 мкМЕ/мл, против 17,1±12,8 во 2 группе (р=0,009) На 10 минуте средние значения ИРИ в рассматриваемых группах не имели статистически значимых различий. К окончанию теста на 90 минуте вновь регистрировался более высокий показатель ИРИ во 2 группе обследованных до 25,4±17,6 мкМЕ/мл, против 10,1±10,3 мкМЕ/мл в 1 группе (р<0,002).
Кроме средних значений ИРИ проанализировано распределение пациентов с учетом интервальных показателей ИРИ: нормальные – от 2,1 до 30,8 мкМЕ/мл; повышенные – > 30,9 мкМЕ/мл; пониженные –
< 2,0 мкМЕ/мл.
Установлено, что на 0 минуте теста нормативные значения ИРИ имели 14 детей (70%) в 1 группе и 19 человек (82,6%) во 2 группе (таблица 2); сравнение распределения обследованных показало преобладание детей 1 группы с пониженными значениями ИРИ на 0 минуте – 5 (25%) детей, против 1 (4,3%) пациента 2 группы (p=0,002); повышенные значения ИРИ регистрировались чаще во 2 группе пациентов – 3 детей (13%), против 1 ребенка (5%). На 10 минуте теста в обеих группах доли дети с повышенными значениями ИРИ были примерно равными и составили 18 человек (90%) в 1 группе и 23 (100%) во 2 группе; нормальные показатели ИРИ имели только 2 ребенка (10%) в 1 группе. На 90 минуте теста уровень ИРИ в пределах нормативных значений имели 13 больных 1 группы (65%), против 12 детей (52%) 2 группы; повышенный ИРИ имели 9 человек (39,1%) 2 группы при отсутствии высоких значений в 1 группе; снижение ИРИ (менее 2,0 мкМЕ/мл) отмечено у 7 детей (35%) 1 группы, против 2 детей (9%) во 2 группе (р=0,003).

В оценке продукции инсулина особое место отводится показателю пиковой секреции инсулина на 10 минуте ВВГТТ. В настоящее время не существует общепринятого мнения по указанному параметру, однако по данным А.В. Витебской и О.В. Васюковой (2005 г.) пиковое значение ИРИ выше 150 мкМЕ/мл расценивается как гиперинсулинемия.
При анализе данного показателя превышение пикового значения отмечено у 15 детей (75%) в 1 группе и 15 человек (65,2%) во 2 группе без статистически значимых различий (рисунки 1 и 2), т.е. указанные пациенты имеют доказанную гиперинсулинемию. Представленные данные свидетельствуют о примерно одинаковой частоте выявляемости гиперинсулинемии при ожирении II и III степени. Распределение пациентов с учетом значений ИРИ ниже пиковых (< 150 мкМЕ/мл) также не выявило значимых различий в сравниваемых группах – 5 (25%) детей в 1 группе и 8 (35%) во 2 группе.

Таким образом, определение концентрации ИРИ в сыворотке крови иммуноферментным анализом на фоне ВВГТТ установило следующее:
при нарастании степени тяжести ожирения имеется значительное увеличение продукции базального (р=0,009) и стимулированного (р=0,002) ИРИ;
к особенностям секреции инсулина у детей и подростков с избыточной массой тела можно отнести тенденцию к нарастанию доли детей с повышенными значениями ИРИ на 0 и 90 минутах по мере прогрессирования тяжести ожирения;
среди пациентов, страдающих ожирением, доля детей с гиперинсулинемией составила 65–75%.
3. Инсулинорезистентность на фоне избыточной массы тела.
Известно, что гипергликемия при ожирении вызвана повышенной продукцией глюкозы печенью и нарушением инсулинопосредованного захвата глюкозы клетками­мишенями вследствие дефекта биологических эффектов инсулина. Вместе с тем, в последнее время предметом специального изучения является ИР у пациентов с избыточной массой тела, тогда как частота встречаемости данного дефекта и особенности секреции инсулина у детей с ИР на фоне ожирения различной степени изучены недостаточно.

В нашем исследовании критериями ИР были индекс Caro – менее 0,33 и HOMA­IR – более 2,5. С учетом значений указанных индексов все обследованные дети были разделены на две подгруппы – с инсулинорезистентностью и без инсулинорезистентности.
Проанализированные средние значения индексов в зависимости от степени тяжести ожирения показали статистически значимые различия (р=0,001) между сравниваемыми группами и составили в первой и второй группах по индексу Caro – 5,65±7,2 и 1,30±4,4 и по индексу HOMA – 1,59±2,9 и 3,60±3,1 соответственно (таблица 2). В последующем с учетом индивидуальных значений расчетных индексов из числа обследованных были выделены подгруппы детей указанные выше подгруппы.
В рассматриваемых подгруппах: среди детей с ИР индекс Caro составил 0,16±0,03 в 1 группе и 0,17±0,06 во 2 группе, а индекс HOMA­IR 8,93±6,2 в группе детей с ожирением II степени и 5,89±3,04 – при Ш степени соответственно. Установлено, что выявляемость ИР среди детей с ожирением II степени составила – 10%, а среди больных с III степенью – 43,5–47,8%. Сравнительный анализ частоты встречаемости ИР показал значительное увеличение доли детей с ИР при более выраженной степени ожирения как с учетом индекса Caro (р=0,007), так и результатам индекса HOMA­IR (р=0,003). Анализ средних значений указанных индексов ИР в подгруппе детей без инсулинорезистентности показал статистически значимые различия (р=0,01) между обследованными в зависимости от степени тяжести ожирения: по Caro – 8,11±5,17 в подгруппе детей с ожирением II степени и 2,16±5,8 – с ожирением III степени, а по HOMA­IR – 0,76±0,8 и 1,49±0,7 соответственно. Наряду с этим установлена статистически не значимая, но все же более высокая частота выявляемости детей с нормальными значениями индексов ИР в подгруппе пациентов с ожирением II степени по сравнению с больными более тяжелой III степени изучаемой патологии: по Caro – 90% (18 пациентов) и 56% (13 детей), а по HOMA­IR – 90% (18 больных) и 52% (12 тучных) соответственно.
Данные результаты подтверждают факт увеличения выявляемости ИР среди полных детей с нарастанием степени тяжести ожирения.
Сравнительный корреляционный анализ продемонстрировал высокую зависимость между ИРИ и расчетными индексами Caro (р=0,001) и HOMA­IR (р=0) на 0 и 90 минутах теста (r=­0,47; r=­0,49 и r=0,97; r=0,53 соответственно) при слабой зависимости ИРИ и индекса HOMA – IR на 10 минуте (r=0,34 с достоверностью р=0,002), что свидетельствует о более высокой информативности индекса HOMA – IR в диагностике инсулинорезистентности.
Таким образом, анализ основных показателей ИР выявил существенные различия в значениях индексов Caro и HOMA у детей с разной степенью тяжести ожирения и позволил установить частоту встречаемости инсулинорезистентности, а также показать статистически значимое увеличение выявляемости ИР при нарастании ИМТ при более высокой информативности индекса HOMA­IR. Важно, что доля детей с гиперинсулинемией существенно преобладала на долей пациентов с ИР.
Выводы
В целом выполненное исследование установило отсутствие статистически значимых различий в уровнях гликемии при ожирении II и III степени, а также показало среднюю выявляемость нарушений углеводного обмена среди детей с ожирением, которая составила около 10% и характеризовалась равной частотой встречаемости нарушенной гликемии натощак и снижением уровня глюкозы ниже нижней границы нормы к окончанию внутривенного глюкозотолерантного теста (подозрение на гиперинсулинизм); вместе с тем доказано увеличение продукции базального и стимулированного ИРИ при нарастании степени тяжести ожирения. К особенностям секреции инсулина у детей и подростков с ожиреием отнесена тенденция к нарастанию доли детей с повышенными значениями ИРИ на 0 и 90 минутах по мере прогрессирования тяжести ожирения; важным результатом исследования следует считать установленную долю детей с гиперинсулинемией, которая составила 65–75% от числа обследованных пациентов с ожирением. Анализ основных маркеров ИР позволил установить частоту встречаемости ИР, а также показать статистически значимое увеличение выявляемости ИР при нарастании ИМТ.


журнал «Поликлиника» 1(2) 2017 стр. 37