Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Мобильная версия

Регистрация Забыли пароль?

Журнал "Гастроэнтерология" Том 54, №2, 2020

Вернуться к номеру

Вплив застосування метформіну та зниження маси тіла на концентрацію церамідів C16:0, C18:0, C24:1 в плазмі крові в пацієнтів із неалкогольною жировою хворобою печінки в поєднанні з інсулінорезистентністю та цукровим діабетом 2 типу

Вплив застосування метформіну та зниження маси тіла на концентрацію церамідів C16:0, C18:0, C24:1 в плазмі крові в пацієнтів із неалкогольною жировою хворобою печінки в поєднанні з інсулінорезистентністю та цукровим діабетом 2 типу

Авторы: Павловський Л.Л.
Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна

Рубрики: Гастроэнтерология

Разделы: Клинические исследования

Версия для печати


Резюме

Актуальність. Цераміди — це жири сімейства сфінголіпідів, які беруть участь у розвитку інсулінорезистентності (ІР), неалкогольної жирової хвороби печінки (НАЖХП) та цукрового діабету 2 типу (ЦД). Попри стандарти лікування цих захворювань на сьогодні недостатньо інформації щодо їх впливу на концентрацію церамідів у плазмі крові. У зв’язку з цим ми дослідили, як прийом метформіну та зниження маси тіла впливають на концентрацію церамідів C16:0, C18:0, C24:1 у цих пацієнтів. Мета дослідження: вивчити та порівняти концентрацію церамідів С16:0, С18:0, С24:1 у плазмі крові в пацієнтів із НАЖХП до та після проведення лікування. Матеріали та методи. У дослідженні брали участь 50 пацієнтів із НАЖХП, які були розподілені на дві групи: 24 осіб з ІР та 26 осіб з ЦД 2 типу. Як лікування пацієнтам з ІР рекомендовано було зниження маси тіла. Пацієнти з ЦД 2 типу приймали метформін у дозі 500 мг 2 рази на добу. Конт­рольну групу становили 10 здорових осіб. Цераміди визначалися за допомогою рідинної хроматографії з мас-спектрометрією (Shimadzu Nexera X2 UHPLC, Shimadzu LCMS-8045 mass-spectrometer). Результати. При порівнянні концентрації церамідів С16:0, С18:0, С24:1 в обох групах виявлено їх вірогідне підвищення порівняно з контрольною групою (р < 0,001). Після проведеного лікування в пацієнтів обох груп спостерігалося вірогідне зменшення концентрації церамідів (р < 0,001). Окрім того, було виявлено, що фракції церамідів С16:0, С18:0, С24:1 в обох групах корелювали з основними лабораторними й інструментальними показниками. Висновки. У пацієнтів із НАЖХП, ІР та ЦД 2 типу концентрація церамідів С16:0, С18:0, С24:1 була підвищеною. На фоні відповідного лікування концентрація церамідів зменшилася.

Актуальность. Церамиды — это жиры семейства сфинголипидов, которые принимают участие в развитии инсулинорезистентности (ИР), неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) и сахарного диабета 2 типа (СД). Несмотря на стандарты лечения этих заболеваний, на сегодняшний день недостаточно информации относительно их влияния на концентрацию церамидов в плазме крови. В связи с этим мы исследовали, как прием метформина и снижение массы тела влияют на концентрацию церамидов C16:0, C18:0, C24:1 у данных больных. Цель исследования: изучить и сравнить концентрацию церамидов С16:0, С18:0, С24:1 в плазме крови у пациентов с НАЖБП до и после проведения лечения. Материалы и методы. В исследовании приняли участие 50 пациентов с НАЖБП, которые были разделены на две группы: 24 человека с IP и 26 человек с СД 2 типа. В качестве лечения пациентам с ИP рекомендовано было снижение массы тела. Пациенты с СД 2 типа принимали метформин в дозе 500 мг 2 раза в сутки. Контрольную группу составили 10 здоровых лиц. Церамиды определялись с помощью жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией (Shimadzu Nexera X2 UHPLC, Shimadzu LCMS-8045 mass-spectrometer). Результаты. При сравнении концентрации церамидов С16:0, С18:0, С24:1 в обеих группах выявлено их достоверное повышение по сравнению с конт­рольной группой (р < 0,001). После проведенного лечения у пациентов обеих групп наблюдалось достоверное уменьшение концентрации церамидов (р < 0,001). Кроме того, было обнаружено, что фракции церамидов С16:0, С18:0, С24:1 в обеих группах коррелировали с основными лабораторными и инструментальными показателями. Выводы. У пациентов с НАЖБП, IP и СД 2 типа концентрация церамидов С16:0, С18:0, С24:1 была повышенной. На фоне соответствующего лечения концентрация церамидов уменьшилась.

Background. Ceramides are the fats of the sphingolipid family that are involved in the development of insulin resistance, non-alcoholic fatty liver disease, and type 2 diabetes. Despite the standards of treatment for these diseases, there is currently a lack of information regarding their effect on the concentration of ceramides in blood plasma. In this regard, we investigated how metformin administration and weight loss affect the concentrations of ceramides C16:0, C18:0, C24:1 in these patients. The purpose was to study and compare the plasma concentrations of ceramides C16:0, C18:0, C24:1 in patients with non-alcoholic fatty liver disease before and after treatment. Materials and methods. The study involved 50 patients with non-alcoholic fatty liver disease, who were divided into two groups: 24 people with insulin resistance and 27 with type 2 diabetes. As a treatment for patients with insulin resistance, it was recommended to lose weight. Patients with type 2 diabetes received metformin at a dose of 500 mg 2 times a day. The control group consisted of 10 healthy individuals. Ceramides were determined by liquid chromatography with mass spectrometry (Shimadzu Nexera X2 UHPLC, Shimadzu LCMS-8045 mass spectrometer). Results. When evaluating the concentrations of ceramides C16:0, C18:0, C24: 1 in both groups, a significant increase was found compared to the control group (p < 0.001). After treatment, patients in both groups showed a significant decrease in ceramide concentration (p < 0.001). In addition, it was found that C16:0, C18:0, C24:1 ceramide fractions correlated with the main laboratory and instrumental parameters in both groups. Conclusions. In patients with non-alcoholic fatty liver disease, insulin resistance, and type 2 diabetes, the concentration of C16:0, C18:0, C24:1 ceramides was increased. Against the background of appropriate treatment, ceramide level has decreased.


Ключевые слова

неалкогольна жирова хвороба печінки; інсулінорезистентність; цукровий діабет 2 типу; цераміди

неалкогольная жировая болезнь печени; инсулинорезистентность; сахарный диабет 2 типа; церамиды

non-alcoholic fatty liver disease; insulin resistance; type 2 diabetes; ceramides

doi: http://dx.doi.org/10.22141/2308-2097.54.2.2020.206227

Вступ

Неалкогольна жирова хвороба печінки (НАЖХП) є однією з найбільш актуальних проблем у медицині. Поширеність захворювання сьогодні, за даними різних досліджень, становить близько 25 %, залежно від статі, віку й етнічної приналежності [1].
НАЖХП — це мультидисциплінарна проблема, оскільки виступає головною ланкою в розвитку порушень із боку різних органів та систем, до яких насамперед відносять цукровий діабет (ЦД), ожиріння, інсулінорезистентність (ІР), дисліпідемію, тісно пов’язаних із НАЖХП [2]. Результати багатьох досліджень демонструють, що ризик розвитку ЦД 2 типу в пацієнтів із НАЖХП у 5–9 разів вищий, ніж у загальній популяції [3]. Більше того, систематичний огляд досліджень, в яких брали участь близько 90 тисяч пацієнтів, показав, що поширеність НАЖХП серед пацієнтів із ЦД 2 типу становила 58 % [2]. З урахуванням кількості хворих в Україні та світі, які страждають від ЦД 2 типу (понад 1,2 млн хворих, за даними МОЗ України, 2016), актуальність ранньої діагностики НАЖХП та ЦД 2 типу та запобігання їм не викликають жодних сумнівів. У зв’язку з цим створюються передумови для пошуку нових маркерів, визначення яких дозволить діагностувати, прогнозувати та контролювати ефективність лікування НАЖХП та ЦД 2 типу. Одним із таких маркерів вважаються цераміди.
Цераміди — це специфічний вид жирів, що входять до складу родини сфінголіпідів. Вони складаються з насичених, мононасичених та ненасичених ланцюгів жирних кислот, зв’язаних між собою аміногрупою — сфінгозином. Серед основних функцій церамідів є бар’єрна, що вони виконують у складі сфінгомієліну. Проте вони також беруть участь у процесах проліферації, диференціації та підтримання клітинного гомеостазу [4].
Існують дані щодо ролі церамідів у розвитку ІР та ЦД 2 типу. Зокрема, завдяки їх впливу на протеїнкіназу В (PI3K/Akt) відбуваються порушення її транслокації до цитозолю і зниження експресії рецепторів, які захоплюють глюкозу з плазми крові (GLUT-4) [5–7].
Також цераміди беруть участь у прогресуванні перебігу НАЖХП. Шляхом блокування мітохондріального транспорту іонів вони сприяють порушенню β-окиснення жирів і накопиченню тригліцеридів у гепатоцитах [8]. Крім того, цераміди відіграють роль у розвитку оксидативного стресу, мітохондріальної дисфункції та апоптозу, що є важливими факторами прогресії НАЖХП [8, 9].
На сьогодні лікування НАЖХП, ІР або ЦД 2 типу загальноприйняте. Воно включає модифікацію способу життя (зниження маси тіла, дозовані фізичні навантаження, зміна раціону харчування) та фармакологічну корекцію, що полягає в застосуванні препаратів для покращання інсуліночутливості, до яких насамперед відносять метформін. Однак існує недостатньо інформації щодо впливу цих стратегій лікування на концентрацію церамідів. У зв’язку з цим метою нашої роботи були визначення та порівняння концентрації церамідів C16:0, C18:0, C24:1 до та після проведення лікування в пацієнтів із НАЖХП в поєднанні з ІР та ЦД 2 типу. Ми припускаємо, що досягнення цієї мети дозволить розглядати цераміди як маркери тяжкості ІР і ЦД 2 типу та контролю за ефективністю лікування.
Мета дослідження — визначення концентрації церамідів C16:0, C18:0, C24:1 у пацієнтів із НАЖХП в поєднанні з ІР та ЦД 2 типу та порівняння результатів після лікування.

Матеріали та методи

Дослідження проведене на базі кафедри внутрішньої медицини № 1 НМУ ім. О.О. Богомольця в співпраці з польською лабораторією PORT (Polish Centre for Technology Development, Вроцлав) протягом 2019–2020 рр. Проведені комплексне динамічне клінічне та лабораторно-інструментальне обстеження 50 хворих із НАЖХП до та після проведення лікування, які були розподілені на дві групи: пацієнти з ІР (n = 24) та з ЦД 2 типу (n = 26).
Критеріями включення до групи пацієнтів із НАЖХП і ІР були: наявність НАЖХП, індекс HOMA 3,0–5,0, рівень глюкози ≤ 5,6 ммоль/л. У дослідженні до групи пацієнтів із НАЖХП та ЦД 2 типу увійшли: хворі на НАЖХП та ЦД 2 типу з рівнем глюкози до 11,1 ммоль/л.
Критеріями виключення з дослідження були: вірусні, паразитарні, бактеріальні, токсичні (алкогольні), медикаментозні гепатити, вроджені метаболічні захворювання печінки, пацієнти, які страждали від цукрового діабету 1 типу, мали індивідуальну чутливість до метформіну, пацієнти з декомпенсованим ЦД 2 типу, інсулінозалежні пацієнти та хворі, які мали протипоказання до фізичних навантажень. До контрольної групи включені 10 здорових добровольців.
Діагноз НАЖХП, ІР та ЦД 2 типу встановлювався за даними анамнезу захворювання, скарг, фізикального обстеження, у тому числі після визначення індексу маси тіла (ІМТ) за формулою Кетле та за допомогою лабораторних методів з оцінкою активності АЛТ, АСТ, рівня глюкози крові, індексу НОМА, рівня глікованого гемоглобіну (HbA1c).
Для діагностики НАЖХП був використаний метод ультразвукової діагностики зі стеатометрією. Дослідження виконувалось у горизонтальному положенні пацієнта натще на апараті Ultrasign soneus P7 із конвексним датчиком 1–6 МГц, що включав: В-режим, еластографію, стеатометрію. 
Ступінь стеатозу був оцінений за коефіцієнтом затухання (КЗ): ступінь S1 — легкий стеатоз (КЗ 2,20–2,29 дБ/см); S2 — помірний (КЗ 2,30–2,90 дБ/см); S3 — тяжкий (КЗ > 2,90 дБ/см).
Для визначення рівня фракції церамідів C16:0, C18:0, C24:1 був використаний метод рідинної хроматографії з масс-спектрометрією (Shimadzu Nexera X2 UHPLC, Shimadzu LCMS-8045 mass-spectrometer). Визначення проводилось згідно з методикою Kasumov [10].
Як лікування пацієнтам із НАЖХП і ІР було рекомендовано зниження маси тіла шляхом зміни раціону харчування за рахунок гіпокалорійної дієти та фізичних навантажень (дозовані аеробні фізичні вправи 150–200 хв/тижд). Зі свого боку, пацієнти із ЦД 2 типу приймали метформін у дозі 500 мг 2 рази на добу. Оцінка біохімічних показників та концентрації церамідів здійснювалася через 12 тижнів після лікування.
Статистичну обробку результатів було виконано за допомогою комп’ютерної програми MedStat, версія 5.2 (НМУ імені О.О. Богомольця, м. Київ). Кількісні змінні описували середнім арифметичним значенням (Х) зі стандартною похибкою середнього (m). Для визначення характеру розподілу отриманих даних використовували критерій Шапіро — Уїлка. Для показників, які не виявили відмінностей розподілу значень від нормального, ми використали t-критерій Стьюдента для незалежних вибірок. Для визначення залежності між змінними проводили кореляційний аналіз із розрахунком коефіцієнта рангової кореляції Спірмена (r). 

Результати 

Основні характеристики пацієнтів обох груп наведені в табл. 1. Дві групи були порівнянні за статтю та віком. ІМТ у пацієнтів з ІР становив (29,0 ± 1,5), що відповідав надлишку ваги тіла й ожирінню 1 ступеня. Пацієнти з ЦД 2 типу мали ІМТ (33,0 ± 3,0), що відповідав ожирінню 1 та 2 ступенів. За результатами стеатометрії, в пацієнтів обох груп КЗ відповідав стеатозу S2.
При порівнянні основних характеристик у пацієнтів обох груп виявлено вірогідну відмінність у показниках ІМТ, HbA1c, індексу НОМА, глюкози крові, результатах стеатометрії (р < 0,001). Показники «вік пацієнтів», «активність АЛТ» та «активність АСТ» були статистично незначимі в обох групах (р = 0,22, р = 0,09).
Кількісні характеристики різних фракцій церамідів в обох групах до лікування наведені в табл. 2.
При порівнянні концентрації церамідів в обох групах виявлено, що концентрація церамідів С16:0, С18:0, С24:1 була вірогідно підвищена в пацієнтів із НАЖХП та ЦД 2 типу порівняно з пацієнтами з ІР (р < 0,001).
На фоні проведеного лікування нами було відмічене покращання біохімічних показників в обох групах (табл. 3). Так, активність АЛТ та АСТ зменшилась і становила в групі з НАЖХП і ІР (38,3 ± 4,8) і (32,0 ± 2,7) проти (41,2 ± 5,4) та (35,0 ± 3,2) у групі пацієнтів з НАЖХП і ЦД 2 типу (р = 0,005, р < 0,001).
Порівнюючи зміни вуглеводного обміну в обох групах, виявили, що рівень глюкози крові та HbA1c вірогідно зменшився в групі пацієнтів із НАЖХП і ЦД 2 типу та становив (6,3 ± 0,3) (р < 0,001). Після проведеного 3-місячного лікування вірогідне зниження продемонстрував індекс НОМА: (2,7 ± 0,3) у пацієнтів із НАЖХП і ІР та (3,2 ± 0,3) у пацієнтів із НАЖХП і ЦД 2 типу (р < 0,001).
Порівняльна характеристика результатів концентрації церамідів С16:0, С18:0, С24:1 у трьох групах через 3 місяці після лікування наведена в табл. 4.
При порівнянні ефективності проведеного лікування спостерігалося вірогідне зниження концентрації церамідів С16:0, С18:0 С24:1 в обох групах (р < 0,01).
При оцінці отриманих результатів був виявлений кореляційний зв’язок церамідів С16:0 із ІМТ (r = 0,474) (р < 0,05). Фракція С18:0 мала зв’язок із ІМТ (r = 0,286), HbA1c (r = 0,295), стеатометрією (r = 0,334) (р < 0,05). Прямий зв’язок спостерігався між церамідами С24:1 та індексом НОМА (r = 0,337), показниками активності АЛТ (r = 0,336), HbA1c (r = 0,592) та стеатометрії (r = 0,615) (р < 0,05).

Обговорення

Однією з основних причин розвитку НАЖХП та ЦД 2-го типу є ІР. Зниження інсуліночутливості сприяє депонуванню тригліцеридів у клітинах печінки та зниженню утилізації глюкози клітинами. До потенційних факторів розвитку ІР відносять специфічні види жирів — цераміди.
Значення церамідів у розвитку НАЖХП та ІР було підтверджено в дослідженні Maria Apostolopoulou (2017), в якому було виявлено, що загальна концентрація церамідів у пацієнтів із НАЖХП та неалкогольним стеатогепатитом була збільшена на 50 та 33 % відповідно порівняно з пацієнтами, у яких не було НАЖХП [11]. Окрім того, в дослідженні Haus (2009) було з’ясовано, що пацієнти з ожирінням та ЦД 2 типу мали підвищений загальний рівень церамідів та фракцій C18:0, C20:0, C24:1, які обернено пропорційно корелювали з інсуліночутливістю (р < 0,01) [12].
Існують дані щодо впливу різних стратегій лікування на цераміди в пацієнтів з ІР та НАЖХП. Так, результати досліджень продемонстрували позитивний вплив зниження маси тіла на концентрацію церамідів у пацієнтів із НАЖХП та ЦД 2 типу. Вплив метформіну на концентрацію церамідів також був підтверджений в кількох дослідженнях [13–15].
Під час нашої роботи ми продемонстрували, що концентрація церамідів C16:0, C18:0, C24:1 у пацієнтів із НАЖХП була вищою, ніж у контрольній групі. На фоні проведеного лікування ми спостерігали зменшення церамідів C16:0, C18:0, C24:1 в обох групах, які асоціювалися з покращанням основних біохімічних показників. Окрім того, при проведені кореляційного аналізу були виявлені кореляційні зв’язки між фракціями церамідів C16:0, C18:0, C24:1 та лабораторними показниками (ІМТ, HbA1c, АЛТ, НОМА) і результатами стеатометрії (р < 0,05).
З огляду на результати інших досліджень щодо ролі церамідів у розвитку ІР, НАЖХП та ЦД 2 типу можна дійти висновку, що саме фракції церамідів C16:0, C18:0, C24:1 можуть розглядатися як маркери діагностики ІР та ЦД 2 типу та критерії оцінки ефективності проведеного лікування.

Висновки

За результатами нашого дослідження можна зробити висновок, що концентрація церамідів C16:0, C18:0, C24:1 у пацієнтів із НАЖХ у поєднанні з ІР та ЦД 2 типу підвищена. На фоні зниження маси тіла та прийому метформіну протягом 3 місяців концентрація церамідів у даних пацієнтів знижується.
Конфлікт інтересів. Автор заявляє про відсутність конфлікту інтересів та власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.

Список литературы

  1. Younossi Z. еt al. Global epidemiology of nonalcoholic fatty liver disease-meta-analytic assessment of prevalence, incidence, and outcomes. Hepatology. 2016. 64. Р. 73-84. doi: 10.1002/hep.28431.
  2. Younossi Z. et al. The global epidemiology of NAFLD and NASH in patients with type 2 diabetes: A systematic review and meta-analysis. Journal Hepatology. 2019. 71(4). Р. 793-801. doi: 10.1016/j.jhep.2019.06.021.
  3. Anstee Q.M., Targher G., Day C.P. Progression of NAFLD to diabetes mellitus, cardiovascular disease or cirrhosis. Gastroenterology Hepatology. 2013. 10(6). Р. 330-44. doi: 10.1038/nrgastro.2013.41.
  4. Musso G., Cassader М., Gambino R. Non-alcoholic steatohepatitis: emerging molecular targets and therapeutic strategies. Nature Reviews Drug Discovery. 2016. 15(4). Р. 249-74. doi: 10.1038/nrd.2015.3.
  5. Chaurasia B., Summers S.A. Ceramides — Lipotoxic Inducers of Metabolic Disorders. Trends in Endocrinology & Metabolism. 2015. 26(10). Р. 538-550. doi: 10.1016/j.tem.2015.07.006.
  6. Chavez J.A., Summers S.A. A ceramide-centric view of insulin resistance. Cell. Metabolism. 2012. 15(5). Р. 585-94. doi: 10.1016/j.cmet.2012.04.002.
  7. Galadari S. et al. Role of ceramide in diabetes mellitus: Evidence and mechanisms. Lipids in Health and Disease. 2013. 12. Р. 98. doi: 10.1186/1476-511X-12-98.
  8. Pagadala M., Kasumov T., McCullough A.J., Zein N.N., Kirwan J.P. Role of ceramides in nonalcoholic fatty liver disease. Trends in Endocrinology and Metabolism. 2012. 23(8). Р. 365-371. doi: 10.1016/j.tem.2012.04.005.
  9. Colombini M. Ceramide channels and their role in mitochondria-mediated apoptosis. Biochimica et Biophysica Acta. 2010. 1797(6–7). Р. 1239-1244. doi: https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2010.01.021.
  10. Kasumov T. et al. Quantification of ceramide species in biological samples by liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry. Analytical Biochemistry. 2010. 401. Р. 154-161. doi: 10.1016/j.ab.2010.02.023. 
  11. Apostolopoulou M. et al. Specific Hepatic Sphingolipids Relate to Insulin Resistance, Oxidative Stress and Inflammation in Nonalcoholic Steatohepatitis. Diabetes Care. 2018. 41(6). Р. 1235-1243. doi: 10.2337/dc17-1318.
  12. Haus J.M. et al. Plasma Ceramides Are Elevated in Obese Subjects With Type 2 Diabetes and Correlate With the Severity of Insulin Resistance. Diabetes. 2009. 58(2). Р. 337-343. doi: 10.2337/db08-1228.
  13. Kasumov T. et al. Improved Insulin Sensitivity after Exercise Training is linked to Reduced Plasma C14:0 Ceramide in Obesity and Type 2 Diabetes. Obesity. 2015. 23(7). Р. 1414-1421. doi: 10.1002/oby.21117.
  14. Zabielski P. et al. The effect of high fat diet and metformin treatment on liver lipids accumulation and their impact on insulin action. Scientific Reports. 2018. 8. Р. 7249. doi: 10.1038/s41598-018-25397-6.
  15.  Zabielski P. et al. Effect of metformin on bioactive lipid metabolism in insulin-resistant muscle. Journal of Endocrinology. 2017. 233. Р. 329-340. doi: 10.1530/JOE-16-0381.

Вернуться к номеру