ISSN 2073–4034
eISSN 2414–9128

Biochemical markers of various subtypes of gestational diabetes

N.I. Volkova, I.Yu. Davidenko, Yu.S. Degtyareva, V.V. Avrutskaya, Yu.A. Sorokina, V.N. Kovalenko

Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia
Background. The prevalence and severity of complications of gestational diabetes (GD) remain a significant problem worldwide. The desire to improve pregnancy outcomes, as well as an understanding of carbohydrate metabolism disorders, has led to studies demonstrating the presence of various pathogenetic subtypes of GD. Thus, studies have already demonstrated that pregnant women with GD and severe insulin resistance (IR) not only have more unfavorable prognoses, but also differ phenotypically and biochemically. Identification of biochemical markers of different GD subtypes has the potential to improve early diagnosis of a specific subtype and personalize treatment depending on the predominant pathogenetic factor. Objective. Determineation of the biochemical markers for the diagnosis of various GD subtypes in pregnant women. Methods. A single-center, observational, prospective, uncontrolled study included 130 pregnant women undergoing outpatient examination between March 2020 and March 2022. Based on the results of an oral glucose tolerance test with 75 g of glucose, 88 patients were diagnosed with GD: 43 were diagnosed with GD subtype with impaired β function-cells (GD I), 45 had the GD subtype with predominant IR (GD II), 42 patients formed the control group. Additionally, insulin was determined at three points to calculate the Matsuda index, fasting levels of total cholesterol (TC), triglycerides (TG), high and low density lipoproteins (LDL), apolipoprotein A (Apo-A), apolipoprotein B (Apo-B), adiponectin, leptin and omentin were examined Results. Pregnant women from the GD II group had statistically significantly higher TG values (P=0.01 when compared with the GD I group, P<0.001 when compared with the control group), the total cholesterol and LDL levels were higher compared to those in patients from other groups, but these changes were not statistically significant. The (Apo-A) level was significantly higher in patients with GD (P<0.001 when comparing both GD groups with the control group) and did not differ when comparing different GD subtypes, in contrast to the Apo-B level, which was significantly higher in pregnant women from the group GD II compared with that in pregnant women from the other two groups (in both cases P=0.02). When studying adiponectin, leptin and omentin, statistically significant differences were detected only in the level of adiponectin (the lowest level in pregnant women from the GD II group compared with participants in other groups, P<0.001 - when compared with the GD I group; P=0.004 – with the control group ). It was not possible to detect significant differences in omentin and leptin levels within the study. Conclusion. High levels of Apo-B, TG, and low levels of adiponectin can be used as potential biomarkers in scientific and clinical practice to verify the pathogenetic subtype of GD with severe IR, most unfavorable factor regarding the prognosis according to previous studies.

Keywords

gestational diabetes
insulin resistance
pathogenetic subtypes
cholesterol
adiponectin
leptin
omentin

Введение

Гестационный сахарный диабет (ГСД) является полидисциплинарной проблемой, находящейся в фокусе врачей (акушеров-гинекологов, эндокринологов и неонатологов), поскольку ассоциирован с развитием краткосрочных и долгосрочных осложнений со стороны как матери, так и потомства. На сегодняшний день известно, что ГСД увеличивает риски развития таких неблагоприятных исходов течения беременности, как преэклампсия, кесарево сечение, преждевременные роды, низкий балл по шкале Апгар, макросомия и рождение крупного для гестационного возраста ребенка, неонатальная гипогликемия, респираторный дистресс-синдром, неонатальная желтуха, потребность в интенсивной терапии новорожденных [1].

В настоящий момент продолжаются разногласия относительно диагностического подхода к выявлению таких пациенток. В большинстве стран распространен универсальный скрининг на ГСД [2–8]. Несмотря на это, а также на наличие эффективных методов лечения, как немедикаментозных, так и медикаментозных, распространенность развития осложнений ГСД для беременных и потомства остается значимой проблемой во всем мире. Кроме того, согласно прогнозам Международной диабетологической федерации IDF (Internal Diabetes Federation), число беременных с нарушениями углеводного обмена, в т.ч. и ГСД, будет неуклонно прогрессировать во всем мире, что привлекает все больше внимания медицинского сообщества к этой проблеме [9].

Стремление улучшить исходы беременности у пациенток с ГСД, а также понимание нарушений углеводного обмена, впервые выявленных во время беременности, привели к появлению за последнее время работ, демонстрирующих наличие различных патогенетических подтипов ГСД [10–13]. Благодаря проведенным исследованиям уже удалось выяснить, что риски развития осложнений у беременных с различными патогенетическими подтипами разные [10, 13]. Так, еще в 2016 г. С. Powe et al. выделили патогенетические подтипы ГСД на основе индекса чувствительности к инсулину Matsuda и индекса секреции инсулина 1-й фазы Stumboll и продемонстрировали, что у женщин с ГСД, у которых преобладал дефект чувствительности к инсулину, новорожденные были крупнее и отмечалась более высокая вероятность неблагоприятных исходов беременности, ассоциированных с ГСД, чем при подтипе с преобладающим нарушением секреции инсулина. Позднее в исследовании 2019 г., проведенном К. Benhalima et al., было продемонстрировано, что беременные с ГСД и выраженной инсулинорезистентностью (ИР) не только имели более неблагоприятные прогнозы, но и различались по фенотипическим и биохимическим характеристикам.

В частности, установлено, что беременные, имевшие подтип ГСД с высокой выраженностью ИР, обладали более неблагоприятным метаболическим профилем (выше значения триглицеридов, липопротеидов низкой плотности [ЛПНП], более низкие значения липопротеидов высокой плотности [ЛПВП]) [13, 14].

Более детальное изучение различных подтипов ГСД может иметь большое не только научное, но и клиническое значение в улучшении практики по оказанию помощи таким пациенткам. В частности, выделение биохимических маркеров различных подтипов ГСД потенциально способно улучшать раннюю диагностику конкретного подтипа и персонализировать лечение в зависимости от преобладающего патогенетического фактора, а не полагаться на применяемый метод подбора терапии, при котором используется временный период немедикаментозного лечения с дальнейшим назначением и титрованием инсулинотерапии. Такой метод эффективен, но на практике много женщин длительное время не достигают целевых значений гликемии. В то же время часть женщин, способных достигать нормогликемии на фоне немедикаментозных методов лечения, избыточно получают инсулин. Таким образом, попытки персонализировать подход в зависимости от подтипа ГСД остаются важным направлением для научной и практической эндокринологии.

Цель исследования: определить биохимические маркеры для диагностики различных подтипов ГСД у беременных.

Методы

Исследование, одобренное локальным независимым этическим комитетом (Протокол № 5/21 от 11.03.2021), проводилось на базе кафедры внутренних болезней № 3, а также научно-исследовательского института. В это одноцентровое наблюдательное проспективное неконтролируемое исследование были включены 130 беременных женщин, cредний возраст составил 30,2 (27–33) года, наблюдавшихся амбулаторно по поводу беременности в период с марта 2020 по март 2022 г. Критерии включения в исследование: возраст старше 18 лет, наличие одноплодной беременности, наступившей естественным путем без применения вспомогательных репродуктивных технологий, отсутствие ранее диагностированных нарушений углеводного обмена и приема сахароснижающих препаратов в анамнезе, наличие подписанного информированного добровольного согласия на принятие участия в данном исследовании.

У 88 пациенток была выявлена гипергликемия, не соответствовавшая критериям манифестного диабета. Путем расчета индекса Matsuda сформированы следующие группы. При получении значения индекса Matsuda>50-го процентиля по сравнению с показателями беременных без нарушений углеводного обмена мы классифицировали пациентку как имеющую ГСД с преобладающей дисфункцией β-клеток. Если значение индекса Matsuda составляло <50-го процентиля, мы относили пациентку к группе ГСД с преобладающей ИР. В результате у 43 пациенток выявлен подтип ГСД с нарушением функции β-клеток (группа ГСД I), у 45 пациенток определен подтип ГСД с преобладающей ИР (группа ГСД II). По результатам проведенного перорального глюкозотолерантного теста (ПГТТ) с 75 г глюкозы, 42 женщины не имели нарушений углеводного обмена на момент обследования и составили группу контроля. Анализ клинических, фенотипических и анамнестических особенностей пациенток из разных групп подробно рассмотрен в другой статье; по результатам этого исследования данные приведены в табл. 1.

67-1.jpg (60 KB)

Диагностика ГСД в рамках исследования основывалась на результатах ПГТТ с 75 г глюкозы. ПГТТ проводили утром, натощак, спустя 8–14 часов ночного голодания без предварительного соблюдения диеты с ограничением углеводов. Соблюдению преаналитических правил проведения теста уделялось особое внимание. Все пациентки сначала были проинформированы в устной форме, затем получили письменные рекомендации. Помимо глюкозы у всех участников исследовали уровень инсулина натощак, спустя 60 и 120 минут после нагрузки для расчета индекса ИР с целью дифференциальной диагностики подтипов ГСД путем расчета индекса Matsuda [15].

Дополнительно в день тестирования был произведен забор венозной плазмы натощак для определения уровней общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), ЛПВП, ЛПНП, аполипопротеина А (Апо-А), аполипопротеина В (Апо-В), адипонектина, лептина и оментина.

Проверка количественных данных на подчиненность нормальному закону распределения проверяли с помощью теста Шапиро–Уилка, описательные статистики представлены в виде медианы (интерквартильного размаха). Сравнение количественных показателей в группах проведены при помощи теста Краскала–Уоллиса (попарные апостериорные сравнения – с помощью метода Неменьи), частот – с помощью точного теста Фишера с поправкой на множественные сравнения по Холму. Расчеты выполнены в R (версия 3.2, R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria).

Результаты

В результате проведенного исследования обнаружено, что беременные из группы ГСД II имели наихудший липидный профиль (статистически значимо самые высокие значения ТГ: p=0,01 – при сравнении с группой ГСД I, p<0,001 – при сравнении с группой контроля (рис. 1), уровни ОХС и ЛПНП были также выше по сравнению с таковыми у пациенток из других групп, а ЛПВП – ниже, однако это подтвердить статистически не удалось.

68-1.jpg (23 KB)

Уровень Апо-А был значительно выше у пациенток с наличием нарушений углеводного обмена по сравнению с беременными из группы контроля, в то же время статистически значимых различий по уровням показателя между разными подтипами ГСД выявлено не было (p<0,001 при сравнении обеих групп ГСД с группой контроля.

Уровень Апо-В был значительно выше у беременных из группы ГСД II по сравнению с беременными из двух других групп (в обоих случаях p=0,02) (табл. 2).

68-2.jpg (111 KB)

При исследовании адипонектина, лептина и оментина статистически значимые различия выявлены по уровню адипонектина (самый низкий показатель у беременных из группы ГСД II по сравнению с участницами других групп, что подтвердилось статиcтически: p<0,001 при сравнении с группой ГСД I; p=0,004 – с группой контроля). Обнаружить значимых различий по уровням оментина и лептина в рамках исследования не удалось (табл. 3).

Обсуждение

Характеристика липидного профиля. Известно, что беременность ассоциирована с увеличением синтеза жиров печенью [16]. Этому могут способствовать повышенный уровень эстрогена и возрастающая ИР [17]. При исследовании показателей липидного профиля обнаружено несколько интересных особенностей. Так, наилучший липидный профиль выявлен у пациенток из группы контроля (высокий уровень ЛПВП и самые низкие ЛПНП, ТГ). Беременные с ГСД имели более высокие показатели ТГ по сравнению с беременными без нарушений углеводного обмена. Результаты недавнего мета-анализа, проведенного в 2021 г., показали, что уровни ОХС, ЛПНП, ЛПОНП и ТГ были выше у женщин с ГСД, чем у здоровых беременных женщин, в то же время уровень ЛПВП был ниже у женщин с ГСД, чем у беременных с нормальной толерантностью к углеводам. Из всех профилей липидов наибольшая разница наблюдалась в концентрации ТГ [16], что также продемонстрировано и в нашем исследовании. Беременные с ГСД и преобладающей ИР имели наибольшие показатели уровня ТГ. Уровень ТГ статистически значимо различался при сравнении показателей беременных из группы ГСД II (c преобладающей ИР) по отношению к беременным из группы ГСД I (p=0,01) и пациенток из группы контроля (p<0,001). У беременных с ГСД и преобладающей ИР помимо высоких уровней ТГ были также продемонстрированы самые высокие уровни ОХС, ЛПНП и низкие уровни ЛПВП по сравнению с беременными с ГСД без выраженной ИР, тем не менее эти различия не подтвердились статистически (р>0,05) (табл. 2). Однако полученные данные согласуются с результатами исследования «Maternallipid profile differs by gestational diabetes physiologic subtype», проведенного J. Layton в 2019 г. Авторы обследовали 805 беременных женщин и обнаружили, что у женщин с ГСД, характеризующимся преобладающим нарушением чувствительности к инсулину, были значительно более высокие уровни ТГ, более низкий уровень ЛПВП и более высокий уровень свободных жирных кислот [18].

У всех беременных с нарушением толерантности к углеводам были обнаружены более высокие уровни Апо-А и Апо-В по сравнению с пациентками из группы контроля (табл. 2). При этом самые высокие показатели были зарегистрированы у пациенток из группы ГСД II. Статистически значимо обнаружено увеличение только уровня Апо-А у пациенток группы ГСД I и ГСД II по сравнению с группой контроля (p<0,001). В то же время уровень Апо-А статистически значимо не различался у пациенток с разными подтипами ГСД в отличие от Апо-В: ГСД I – 100 (90–110), ГСД II – 120 (100–140) ммоль/л (р=0,02].

Таким образом, наихудший липидный профиль наблюдался у пациенток с ГСД и выраженной ИР, повышение уровня Апо-А имело место у всех беременных с ГСД, в то время как уровень Апо-В статистически значимо различался среди пациенток с разными подтипами ГСД. Отклонения в липидном профиле маловероятно служат причиной развития определенного подтипа ГСД, в данном случае – подтипа с выраженной ИР. Однако стало очевидным, что женщины с различными подтипами ГСД имеют различия в липидном профиле, что потенциально можно использовать для диагностики определенного подтипа для улучшения прогноза.

Характеристика уровней потенциально значимых для патогенеза ГСД гормонов – адипонектина, оментина, лептина. Адипонектин – полипептидный гормон, высвобождаемый адипоцитами и регулирующий гомеостаз, углеводный и липидный обмены. В настоящий момент имеются противоречивые данные относительно роли адипонектина у беременных с ГСД [19]. В ходе нашего исследования обнаружено, что уровень адипонектина статистически значимо различался среди пациенток с ГСД с разными подтипами. Так, у беременных из группы ГСД I он составил 14,8 (8,1–26,5) по сравнению с беременными из группы ГСД II, где уровень адипонектина был cамым низким – 8,16 (7,23–12,0), p<0,001. Уровень адпипонектина различался при сравнении показателей группы ГСД II и группы контроля (p=0,004), в то время как различий при сравнении групп ГСД I и контроля обнаружено не было. Таким образом, несмотря на противоречивые данные, вероятно, адипонектин имеет патогенетическое значение в развитии подтипа ГСД, что может быть обусловлено его ролью в отношении развития ИР.

Ранее проведенное исследование показало, что уровень лептина повышается у беременных с нарушениями углеводного обмена и он может быть рассмотрен в качестве биомаркера ГСД на ранних сроках гестации [20]. По данным нашего исследования, самый высокий уровень лептина отмечен у пациенток из группы ГСД II (с преобладающей ИР), в то время как наименьший был обнаружен у пациенток из группы ГСД I, уровни гормона у пациенток из группы контроля заняли промежуточное место, а получить статистически значимых различий не удалось. Возможно, это связано с недостаточным числом пациенток, включенных в исследование. Уровни оментина не различались у пациенток из разных групп, что согласуется с результатами другого исследования [21] (табл. 3).

Таким образом, по результатам нашего исследования, определение уровня адипонектина может способствовать верификации конкретного патогенетического подтипа ГСД в отличие от лептина и оментина.

Заключение

Мы охарактеризовали липидный профиль, а также уровни гормонов жировой ткани у пациенток с различными подтипами ГСД и обнаружили, что наибольшая биохимическая неоднородность наблюдается при сравнении пациенток с подтипом ГСД с преобладающей ИР и пациентками с нормальной толерантностью к углеводам, в то время как показатели пациенток с подтипом ГСД без выраженной ИР и здоровыми беременными практически не различаются.

Потенциальными биомаркерами, которые могут быть использованы в научной, а затем и в клинической практике для верификации патогенетического подтипа ГСД с выраженной ИР как самого неблагоприятного показателя относительно прогноза, по данным ранее проведенных исследований, могут выступать высокие уровни Апо-В, ТГ, низкие значения адипонектина.

Биохимическая неоднородность у пациенток с различными подтипами ГСД очевидна, однако требуется больше качественных и хорошо спланированных исследований для определения роли этих данных в клинической практике и установления диагностических порогов.

Вклад авторов. Все авторы внесли значимый вклад в написание и подготовку статьи.

 

Дополнительная информация

Публикация статьи осуществляется в рамках диссертационной работы: «Различные подтипы гестаицонного сахарного диабета, патогенез, клиническая характеристика, диагностические критерии, особенности лечения».

About the Authors

Corresponding author: Yulia S. Degtyareva, Junior Researcher, Department of Internal Diseases №3, Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia; i.s.degtiareva@gmail.com

Similar Articles