Развитие нарушений углеводного обмена с позиций хронобиологии

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.

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: http://dx.doi.org/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.