The importance of adipokines in clinical practice


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2019.14.40-46

A.F. Verbovoy, I.A. Tsanava

Samara State Medical University, Samara, Russia
The prevalence of obesity around the world keep growing and reaches the size of a pandemic. Currently, it is known that adipose tissue is not just an inert energy depot, but an active endocrine organ, producing a number of biologically active substances. This review article discusses the functions of certain hormones of adipose tissue (adipokines) and the possibilities of their therapeutic use. The search for ways of therapeutic correction of adipokine secretion disorders and their effect on the metabolism and functioning of systems is considered an urgent task of modern medicine. It seems promising to create synthetic adiponectin preparations, leptin receptor activators, and drugs affecting leptin resistance.
Keywords: obesity, adipokines, adiponectin, leptin, resistin, visfatin

Введение

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2016 г. избыточная масса тела отмечалась более чем у 1,9 млрд взрослого населения планеты. Около 650 млн из них страдали ожирением. За последние 40 лет число лиц с ожирением увеличилось более чем втрое [1].

Ожирение уже давно перестало быть только косметической проблемой и в настоящее время рассматривается как хроническое обменное заболевание, ведущее к появлению ассоциированных с ним патологических состояний и увеличению смертности. На данный момент известно, что жировая ткань (ЖТ) – не просто инертное депо энергии, а представляет собой активный эндокринный орган, в котором вырабатывается масса биологически активных веществ. Среди них гормоны ЖТ или адипокины (лептин, адипонектин, резистин, висфатин), цитокины (интерлейкин-6 [ИЛ-6], фактор некроза опухоли-α [ФНО-α]), комплементарные факторы (адипсин, фактор В) и многие другие. Они участвуют в ауто- и паракринной регуляции в пределах ЖТ и могут затрагивать функции отдаленных органов (мышц, поджелудочной железы, печени, центральной нервной системы) [2].

Лептин

Одним из наиболее изученных гормонов ЖТ является лептин, который называют гормоном голода. Лептин участвует в регуляции аппетита, стимуляции термогенеза, усиливает окисление жирных кислот, способствует снижению концентрации глюкозы и массы тела [3]. Также этот адипокин оказывает воздействие на сердечно-сосудистую систему. Доказано, что лептин влияет на функцию эндотелия сосудов, способствует процессам ангиогенеза и кальцификации сосудистой стенки, потенцирует агрегацию тромбоцитов и стабилизирует образование тромба. Кроме того, лептин оказывает влияние на фертильность, формирование костной ткани, регулирует функцию иммунитета [4–7].

Известно, что при избытке ЖТ содержание лептина в сыворотке крови увеличивается пропорционально степени ожирения. Так, в работе Ю.М. Яринич (2018) показано, что у лиц с ожирением III степени содержание лептина было выше, чем при ожирении I и II степеней. Несмотря на гиперлептинемию, на больных ожирением данный адипокин не оказывает свойственных ему эффектов [9]. Этот парадокс получил название «лептинорезистентность», возможно, он связан с нарушением прохождения лептина через гематоэнцефалический барьер [10]. По данным Е.Н. Смирновой и С.Г. Шулькиной (2017), снижение уровня растворимых рецепторов лептина, зависимое от степени абдоминального ожирения, может служить причиной прогрессирования лептинорезистентности у больных метаболическим синдромом. Установлено, что этот феномен нередко сочетается с инсулинорезистентностью (ИР) [12]. Длительная гиперлептинемия ингибирует экспрессию матричной РНК инсулина. Лептин является связующим звеном между адипоцитами и β-клетками поджелудочной железы, стимулирует секрецию инсулина при снижении чувствительности к нему [13]. В исследовании I. Osegbe et al. (2016) обнаружена прямая корреляция содержания лептина с выраженностью ИР у женщин при различных значениях индекса массы тела, хотя в данном случае этот адипокин не был прогностическим фактором снижения чувствительности к инсулину.

Лептин стимулирует активность симпатической нервной системы и способствует развитию артериальной гипертензии [15]. В работе G. Fruhbeck et al. (1998) показано, что он может оказывать двойное действие на уровень артериального давления: прессорное – через активацию симпатической нервной системы и депрессорное – через увеличение продукции оксида азота.

В проведенном Е.А. Поляковой и соавт. (2017) исследовании установлено, что уровень лептина сыворотки крови у мужчин с ишемической болезнью сердца (ИБС) выше, чем у обследованных без ИБС. Более того, при многососудистом атеросклеротическом поражении коронарных артерий концентрация этого адипокина была выше, чем при поражении одной или двух коронарных артерий. Значение экспрессии гена лептина в эпикардиальной ЖТ (ЭЖТ), непосредственно прилегающей к миокарду и коронарным артериям, было выше у больных ИБС по сравнению с обследованными без атеросклеротического поражения коронарных артерий. Авторы делают вывод, согласно которому изменение экспрессии гена лептина в ЭЖТ играет определенную роль в развитии коронарного атеросклероза у мужчин с ИБС. Не только уровень лептина, циркулирующего в крови, но и значение экспрессии гена лептина в ЭЖТ может играть роль в развитии распространенного, клинически значимого атеросклероза коронарных артерий [17]. У больных ИБС в адипоцитах ЭЖТ выявляется более высокая концентрация лептина, провоспалительных факторов (ФНО-α, ИЛ-1) и низкое содержание защитных регуляторных молекул (адипонектина, ИЛ-10) по сравнению с адипоцитами подкожной ЖТ [18].

Ранее другими авторами также было показано, что гиперлептинемия является значимым фактором риска атеросклероза и ИБС. S.G. Wannamethee et al. (2007) установили, что высокий уровень лептина сыворотки крови служит независимым предиктором инфаркта миокарда у больных артериальной гипертензией. По мнению авторов, ориентируясь на концентрацию лептина, можно прогнозировать риск инфаркта миокарда независимо от традиционных факторов риска [19]. Это можно объяснить тем, что лептин усиливает окислительный стресс, вызывая нарушение функции эндотелия, хроническое воспаление и пролиферацию гладкой мускулатуры. Кроме того, при гиперлептинемии ускорено формирование пенистых клеток [20]. В исследовании П.А. Лебедева и соавт. (2016) у больных в остром периоде инфаркта миокарда повышенный уровень лептина коррелировал с размерами некроза и системной воспалительной реакцией. Через месяц наблюдалось его снижение с 26,5±1,27 до 6,85±0,3 нг/мл [21].

Адипонектин

В отличие от лептина плазменная концентрация другого гормона ЖТ – адипонектина – снижается при ожирении, ИР, а также при повышении уровня глюкозы или инсулина [22–24]. При потере массы тела уровень этого адипокина в плазме крови, напротив, увеличивается [25]. Некоторые исследователи объясняют этот парадокс наличием ингибиторов экспрессии и/или секреции адипонектина, продуцируемых ЖТ. Доказано, что таким ингибитором являются ФНО-α, а также ИТ-6, глюкокортикостероиды и катехоламины, повышение активности которых наблюдается при метаболическом синдроме [26].

Снижение концентрации адипонектина – прогностически неблагоприятный признак, т.к. его дефицит приводит не только к развитию ИР, но и к нарушению толерантности к глюкозе, гиперлипидемии, увеличивает риск возникновения сахарного диабета 2 типа (СД2), сосудистых поражений и атеросклероза [22, 27, 28]. N. Wolfson et al. (2012) и A. Banerjee, V.K. Khemka (2017) показали взаимосвязь низкого уровня адипонектина с СД2 и нарушением толерантности к глюкозе. Этот факт позволяет предположить, что одной из функций адипонектина является препятствие развитию ИР. Наблюдаемое под влиянием адипонектина уменьшение экспрессии адгезивных молекул эндотелиальными клетками сосудов и скорости образования цитокинов макрофагами и адипоцитами позволяет относить его к антиатеротогенным эндогенным соединениям [31].

По данным С.А. Бутровой и соавт. (2006), гипоадипонектинемия у мужчин с абдоминальным ожирением ассоциируется с метаболическими нарушениями: у 42% больных выявлена гипертриглицеридемия, у 58% – гиперхолестеринемия, у 41% – низкий уровень холестерина липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) и у 52% – ИР. Кроме того, установлено, что концентрация адипонектина достоверно снижена у пациентов с СД2 по сравнению со здоровыми людьми [33].

У пациентов с сочетанием СД2 и ИБС концентрация адипонектина отрицательно коррелирует с уровнем общего холестерина, триглицеридов, липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), коэффициентом атерогенности и положительно – с ЛПВП [34].

Исследование Т. Kacso et al. (2012), включившее 86 пациентов с СД2 и скоростью клубочковой фильтрации >30 мл/мин, выявило более значимое прогрессирование нарушений функции почек у пациентов с гипоадипонектинемией по сравнению с группой контроля. Данные исследования С. Zoccali et al. (2003) демонстрируют положительную линейную зависимость между уровнями протеинурии и адипонектина у лиц с нефротическим синдромом. Причем эта взаимосвязь появляется на более ранних стадиях хронической болезни почек у пациентов с менее значимым уровнем протеинурии [36].

В исследовании Е.А. Кочетковой и соавт. (2018) у пациентов с идиопатической легочной гипертензией III–IV функциональных классов выявлены обратные связи между минеральной плотностью костной ткани и уровнем циркулирующих адипонектина, висфатина и эндотелина-1. При этом установлены положительные корреляции между концентрацией адипонектина, висфатина и уровнем эндотелина-1 в сыворотке крови.

Висфатин

Висфатин синтезируется преимущественно в висцеральной ЖТ (в меньшей степени – в скелетных мышцах, печени и костном мозге), и в отличие от адипонектина его уровень возрастает пропорционально степени ожирения. Есть данные, будто этот адипокин участвует в ускорении атерогенеза, эндотелиальной дисфункции путем повышения продукции оксида азота, адгезии моноцитов к эндотелиальным клеткам и дестабилизации атеросклеротической бляшки. Уровень висфатина в перикардиальной ЖТ положительно коррелирует с развитием коронарного атеросклероза [38]. По данным П.Г. Кравчун и Т.Н. Габисония (2013), уровень висфатина в сыворотке крови статистически значимо выше у больных стабильной стенокардией с ожирением, чем без него, и коррелирует с показателями липидного обмена: прямо – с коэффициентом атерогенности, уровнями холестерина ЛПНП, триглицеридов и обратно – с содержанием холестерина ЛПВП.

В исследовании Z. Wang и T. Nakayama (2010) выявлено повышение продукции висфатина у лиц с нестабильными каротидными и коронарными атеросклеротическими бляшками, а также отрицательная связь между уровнем висфатина плазмы и эндотелиальной функцией.

Резистин

Резистин – «гормон ИР» – продуцируется адипоцитами, моноцитами и макрофагами. Его уровень возрастает при увеличении массы ЖТ. В литературе имеются указания на вовлеченность резистина в такие процессы, как воспаление, дисфункция эндотелия, тромбоз и ангиогенез [41, 42].

M. Degawa-Yamauchi et al. (2003) одними из первых получили данные о влиянии резистина на липидный обмен и сердечно-сосудистые заболевания в целом. Затем аналогичные результаты были опубликованы M. Melone et al. (2012). Так, авторы утверждают, что резистин играет роль в повышении уровня ЛПНП в сыворотке крови, таким образом участвуя в прогрессировании атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний [44]. В работе О.В. Гриценко и соавт. (2011) выявлена положительная взаимосвязь концентрации резистина с уровнями общего холестерина (r=0,24, р=0,004), триглицеридов (r=0,26, р=0,006) и липопротеина А (r=0,29, р=0,002).

Гиперрезистинемия ассоциируется с высокими уровнями аполипопротеинов А1 и В, ФНО-α, ИЛ-6 и липопротеинфосфолипазы А2, а также со степенью кальцификации коронарных артерий [46, 47]. В исследовании C. Menzaghi et al. (2017) также были получены данные, свидетельствующие о прямом воздействии резистина на экспрессию ИЛ-1α, -6, -8 и ФНО-α, что ассоциируется с развитием ИР, неспецифического воспаления и неблагоприятными кардиоваскулярными событиями. В исследованиях H. Wang (2009) и S. Chu (2008) были обнаружены высокие уровни резистина в сыворотке крови при сердечно-сосудистых заболеваниях, в частности при остром коронарном синдроме, в связи с чем было предположено, что резистин высвобождается при отрыве атеросклеротического тромба. Аналогичные данные приводятся в другом исследовании, где обнаружено значительное увеличение концентрации резистина в плазме крови у пациентов с нестабильной стенокардией по сравнению с больными стабильной стенокардией [51]. По данным R. Ohmori et al. (2005), у больных ИБС показатели резистина были более высокими по сравнению с пациентами без нее. Кроме того, уровень данного адипокина коррелировал со степенью тяжести поражения коронарного русла. В исследовании M.S. Burnett et al. (2006) пациенты с ранним развитием ИБС имели более высокий уровень резистина в плазме по сравнению с лицами с интактными коронарными артериями по данным ангиографии. Этот факт свидетельствует в пользу того, что участие резистина в стимуляции механизмов воспаления, активации эндотелия и пролиферации клеток гладкой мускулатуры сосудов дает возможность рассматривать его в качестве маркера или даже этиологического фактора развития сосудистых заболеваний [53].

Гиперрезистинемия является независимым фактором риска развития артериальной гипертензии у больных СД2. В работе Y. Takata et al. (2008) выявлена положительная корреляция уровня резистина и артериального давления у больных СД2. При нарушении толерантности к глюкозе также отмечается повышение концентрации резистина, а достоверная положительная корреляция этого адипокина с эндотелином может свидетельствовать о его роли в развитии эндотелиальной дисфункции [55].

Возможности терапевтического применения адипокинов и их коррекции

Поскольку роль адипокинов в развитии многих патологических процессов очевидна, учеными давно ведутся поиски лекарственных препаратов, которые могли бы повлиять на уровень того или иного адипокина.

В 2014 г. FDA одобрило к применению инъекционный синтетический лептин метрелептин, получивший статус орфанного препарата. Метрелептин применяется в качестве заместительной терапии пациентов с врожденной или приобретенной генерализованной липодистрофией (ГЛД) для лечения осложнений дефицита лептина в дополнение к диете. ГЛД – это состояние, связанное с недостатком ЖТ. Поскольку гормон лептин вырабатывается ЖТ, у пациентов с ГЛД его уровень очень низкий. У пациентов с обоими типами ГЛД часто возникает резистентность к инсулину в молодом возрасте и как следствие – плохо компенсируемый СД, а также гипертриглицеридемия. Препарат противопоказан пациентам с ожирением и метаболическими нарушениями. Вопрос о безопасности метрелептина пока остается открытым. Сообщалось о случаях воникновения Т-клеточных лимфом у пациентов, получавших инъекции метрелептина [56].

В литературе появляются данные исследований, в которых изучается влияние различных лекарственных средств на содержание адипокинов в сыворотке крови.

Д.Г. Гусенбекова и соавт. (2015) в своем исследовании отметили, что у пациентов с СД2 на фоне лечения ингибитором дипептидилпептидазы-4 ситаглиптином в комбинации с метформином наблюдаются более выраженные повышение концентрации адипонектина и снижение содержания лептина по сравнению с показателями больных на монотерапии метформином. Повышение концентрации адипонектина и снижение уровня лептина у больных СД2 продемонстрированы и на фоне применения другого сахароснижающего препарата – ингибитора SGLT-2 дапаглифлозина – в комбинации с метформином [58].

В исследовании В.М. Литвиненко (2018) также показано, что прием дапаглифлозина характеризовался повышением чувствительности к адипонектину HOMA-ADN.

Лептин усиливает окисление свободных жирных кислот при помощи повышения активности цАМФ-киназы, что приводит к снижению ИР. В свою очередь метформин является выраженным активатором цАМФ-зависимой протеинкиназы, что объясняет его способность уменьшать ИР. Наличие этого эффекта у метформина может быть обусловлено его влиянием на обмен лептина [26].

Изучается влияние не только сахароснижающих, но и гипотензивных препаратов на уровни адипокинов. Периндоприл положительно влияет на уровень адипонектина и лептина, при этом превосходя другие средства, подавляющие активность ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), что не только важно с позиции улучшения жирового обмена, но и служит дополнительным фактором ангиопротекции [59, 60]. Максимальная среди всех ингибиторов АПФ липофильность периндоприла в наибольшей степени обеспечивает подавление гиперактивации РААС, снижение продукции атерогенных адипокинов и воспаления [60, 61]. Применение фиксированной комбинации периндоприл+индапамид также позволяет значимо улучшать состояние адипокинового статуса, снижать интенсивность неинфекционного воспаления. В исследовании С.В. Недогоды и соавт. (2018) подтверждено снижение уровня лептина на 14,4% при применении комбинации периндоприл+индапамид (p<0,05).

В работе С.Д. Ошоровой и соавт. (2011) у больных артериальной гипертензией и ожирением на фоне приема ингбитора АПФ зофеноприла выявлено достоверное снижение уровня лептина.

Предпринимались попытки внедрить в клиническую практику препараты, повышающие уровень адипонектина, – блокаторов СВ1-эндоканнабиоидных рецепторов. Центральные рецепторы этого типа локализуются в головном мозге, их блокада приводит к снижению потребления пищи, а периферические – в адипоцитах и желудочно-кишечном тракте. При воздействии на рецепторы на уровне ЖТ происходит увеличение продукции адипонектина, снижается ИР, уровни триглицеридов, глюкозы крови, повышается содержание ЛПВП [64]. Однако вследствие выраженности побочных эффектов данные препараты не получили широкого клинического применения.

Также в литературе есть работы, в которых исследована динамика изменения содержания адипокинов на фоне хирургического лечения. После бариатрических операций в результате уменьшения объема ЖТ изменяется ее гормональная активность, в частности отмечается снижение уровня лептина, коррелирующего с потерей МТ, что объясняется нормализацией чувствительности к нему [65]. По данным В. Geloneze (2001), после комбинированной операции, вертикальной гастропластики и гастрошунтирования уровень лептина снижался с 73,9±8,7 дo 16,9±10,2 нг/мл в течение года и положительно коррелировал с динамикой индекса массы тела (r=0,78; p<0,001). В работе С. Hu et al. (2013) показано, что при дуодено-еюнальном шунтировании сывороточные уровни лептина и ИЛ-6 значительно уменьшились через 12 недель после операции, а уровень адипонектина – повысился.

Заключение

Таким образом, поиск путей терапевтической коррекции нарушений секреции адипокинов, их влияния на метаболизм и функционирование систем остается актуальной задачей современной медицины. Представляется перспективным создание синтетических препаратов адипонектина, активаторов рецептора лептина, препаратов, влияющих на лептинорезистентность.


About the Autors


Corresponding author: Irina A. Tsanava, PhD, Samara State Medical University, Samara, Russia; e-mail: ira.tsanava@gmail.com
Address: 15, 8th glade, Sokolli Gory massif, Samara 443031, Russian Federation


Бионика Медиа