Пищевое поведение и аллельные варианты гена рецептора лептина у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа: одноцентровое поперечное исследование

Список сокращений:

ИМТ – индекс массы тела

ПИ – показатель импульсивности

СД2 – сахарный диабет 2-го типа

AUROC – area under ROC-curve, площадь под ROC-кривой

DEBQ – The Dutch Eating Behaviour Questionnaire, Гол-ландский опросник пищевого поведения

EAT-26 – Eating Attitudes Test, тест отношения к приемупищи

LEPR – leptin receptor, рецептор лептина

ROC – Receiver Operating Characteristic, рабочая харак-теристика приемника

Управление сахарным диабетом 2го типа (СД2)входит в число приоритетных вопросов медицины,поскольку заболевание характеризуется высокойинвалидизацией и лавинообразным ростом заболеваемости во всех странах. СД2 – это классическаямногофакторная нозология, которая манифестируетв итоге взаимодействия средовых и генетическихфакторов. Ведущим модифицируемым фактором риска СД2 является ожирение, в этиопатогенез которого также вовлечен целый ряд составляющих, в томчисле особенности пищевого поведения и генетическая предрасположенность [1] [2].

В мире проведено множество исследований ролинаследственности в этиологии нарушений пищевого поведения, многие из которых выполнены близнецовыми или семейными методами. Исследованияна близнецах показали, что коэффициенты наследуемости расстройств пищевого поведения составляют55% для нервной булимии и 49% для компульсивного переедания [3]. Данные литературы свидетельствуют о том, что такие расстройства пищевого поведения, как компульсивное переедание и нервная булимия, повышают риск развития СД2 [4] [5]. Однакоисследования пищевого поведения и связанныхс ним метаболических заболеваний, прежде всегоСД2 и ожирения, в основном фокусируются на егорасстройствах (компульсивное переедание, нервнаябулимия), которые относятся к психическим заболеваниям. Исследований взаимосвязи типов пищевогоповедения, не являющихся заболеваниями (ограничительное, эмоциогенное, экстернальное пищевоеповедение), с СД2 недостаточно.

Молекулярно-генетические механизмы СД2и ожирения имеют много общего, по результатам исследований вариабельные участки некоторых генов,ассоциированных с ожирением, предрасполагаюттакже и к развитию СД2. Такими «универсальными»генами являются, в частности, ген рецептора меланокортина 4го типа и ген рецептора лептина (Leptinreceptor, LEPR) [6–9].

Лептин относится к адипоцитокинам – гормонам, секретируемым преимущественно адипоцитами, а также другими тканями (например, слизистой оболочкой желудка). Биологическая роль лептиназаключается в регуляции массы тела. Лептин взаимодействует с рецепторами гипоталамуса, уменьшаяаппетит, стимулируя расход энергии и индуцируяснижение массы тела [10]. Рецептор лептина кодируется геном, расположенным на хромосоме 1р31,состоящим из 20 экзонов, 19 интронов, размером более 70 пар оснований. Полиморфизм гена LEPRrs1137100 ассоциирован с уровнем лептина и ожирением у жителей Индонезии и в европеоидных популяциях, а также с синдромом поликистозных яичников [11][12].

Принимая во внимание вышеизложенное, мы выдвинули гипотезу, что полиморфный локус rs1137100гена LEPR ассоциирован с паттернами пищевого поведения у пациентов с СД2.

Цель исследования: оценить пищевое поведениеу пациентов с СД2 и его взаимосвязь с генотипамипо вариабельному участку rs1137100 гена LEPR.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проведено одноцентровое поперечное исследование пациентов с СД2 и группы контроля на клинической базе кафедры эндокринологии ФГБОУ ВОБГМУ Минздрава России, расположенной в ГБУЗРБ ГКБ № 21 г. Уфы, а также в Институте биохимии и генетики УФИЦ РАН. Протокол исследования рассмотрен и одобрен на заседании локальногоэтического комитета ФГБОУ ВО БГМУ МинздраваРоссии (21.04.2021 г., протокол № 4). Данная работаявляется продолжением нашего предыдущего исследования [6].

Осуществлялся сплошной набор в группы исследования и контроля за период с 04.03.2019по 28.02.2020 г. В контрольную группу включали добровольцев из числа сотрудников ГКБ № 21 г. Уфы,ФГБОУ ВО БГМУ, Института биохимии и генетики.

В основную и контрольную группы выбиралисьлица 18 лет и старше, подписавшие информированное согласие. В основную группу включалисьпациенты с диагнозом СД2, установленным согласно критериям ВОЗ (1999–2013 гг.), и с отсутствиемклинических признаков других типов СД; в группуконтроля – лица без клинических и лабораторныхпризнаков СД и без наследственной отягощенностипо СД любого типа.

Критериям невключения в обе группы служили:беременность, лактация, наличие нервной булимии,родство между участниками исследования. Для исключения участников с патологическим расстройством пищевого поведения (нервной булимией) проведен анализ показателей теста отношения к приемупищи EAT26 (Eating Attitudes Test, Тест отношенияк приему пищи): в исследование включались участники с результатом теста менее 20 баллов.

Для включения в группу с СД2 оценивались всепациенты с этим диагнозом, обратившиеся на консультацию в отделение эндокринологии, а также находящиеся в нем на стационарном лечении.

Всего включено 217 участников: в группу исследования – 83 пациента с СД2, в группу контроля – 134человека без нарушений углеводного обмена (рис. 1).

В обеих группах проводили: антропометрическиеизмерения – рост, вес; анализ пищевого поведения;исследование в плазме венозной крови глюкозы натощак, липидограммы (общий холестерин, липопротеины высокой и низкой плотности, триглицериды),показателя гликозилированного гемоглобина; изучались генотипы по вариабельному участку rs1137100гена LEPR. Индекс массы тела (ИМТ) рассчитывали как отношение массы тела (кг) к росту (м2), степень ожирения устанавливали согласно критериямВсемирной организации здравоохранения.

Для того чтобы оценить влияние ожирения на показатели пищевого поведения в зависимости от наличия и степени ожирения, проведен анализ в подгруппах пациентов с различным ИМТ.

В группе пациентов с СД2 также оцениваласьглюкоза капиллярной крови через 2 часа после еды,исследована взаимосвязь пищевого поведения в подгруппах с разной длительностью заболевания.

Оценка пищевого поведения

Для оценки пищевого поведения проводилось анкетирование с использованием следующихопросников.

1. Голландский опросник пищевого поведения(DEBQ, The Dutch Eating Behaviour Questionnaire), валидированный в России², позволяет диагностироватьограничительный, эмоциогенный и экстернальныйтипы пищевого поведения [13]. Опросник DEBQ состоит из 33 утверждений, каждое из которых респондент оценивает в отношении себя как «Никогда» –1 балл, «Редко» – 2 балла, «Иногда» – 3 балла,«Часто» – 4 балла, «Очень часто» – 5 баллов (утверждение 31 оценивается в противоположных значениях). Утверждения 1–10 составляют шкалу эмоциогенного пищевого поведения, 11–12 – экстернальногопищевого поведения, 24–33 – ограничительного пищевого поведения. По каждой из шкал вычисляетсясредний балл. Ограничительное пищевое поведениедиагностируется при значениях более 2,4 балла, эмоциогенное – более 1,8 балла, экстернальное – более2,7 балла. При ограничительном паттерне пищевогоповедения человек прилагает преднамеренные усилия, направленные на самоограничения в питании,которые в последующем могут приводить к компенсаторному перееданию. Лица с эмоциогенным типомпищевого поведения «заедают» негативные эмоциональные переживания. Экстернальное пищевое поведение характеризуется возникновением желанияпоесть не вследствие чувства голода, а под влиянием внешних стимулов – вида и запаха еды, а такжепри виде людей, принимающих пищу.
2.  По данным опросника для исследованияуровня импульсивности В.А. Лосенкова вычислял ся показатель импульсивности (ПИ). Значение ПИ в диапазоне 66–80 соответствует выраженной импульсивности, 35–65 – умеренной импульсивности,34 и менее – низкой импульсивности. Чем большеПИ, тем ниже способность человека к самоконтролю, в том числе в отношении еды.

Генетические исследования

Для проведения генетических исследованийв обеих группах проводили забор 5 мл венозной крови натощак в вакуумные пробирки Vacuette с ЭДТА(этилендиаминтетрауксусная кислота). Экстракциюгеномной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК)из цельной крови осуществляли методом фенольнохлороформной экстракции. Амплификацию локуса гена LEPR (rs1137100) проводили с помощьюметода полимеразной цепной реакции синтеза ДНКна амплификаторах «Терцик» («ДНКтехнология»,Россия) и Gene Amp 2700 (Applied Biosystems,США). Последовательности специфических олигонуклеотидныхпраймеров, размеры амплифицируемых фрагментов представлены в доступной литературе. Для определения нуклеотидной заменыамплифицированные фрагменты ДНК гидролизировали рестриктазой HaeIII (Haemophilus aegyptius)при температуре 37 °С. После амплификации и рестрикции фрагменты ДНК разделяли при помощиэлектрофореза в 7% полиакриламидном геле, который затем окрашивали раствором бромистого этидия и визуализировали в проходящем ультрафиолетовом свете. Результаты электрофореза фиксировалигельдокументирующей системой Quantum (ViberLourmat, Франция).

Статистическая обработка данных

Для анализа вида распределений применялсякритерий Колмогорова – Смирнова. Количественныеданные представлены в виде среднего арифметического и среднеквадратического отклонения (m ± σ), медианы (Me) и интерквартильного интервала (25й;75й процентили) в зависимости от типа распределения. Сравнение значений переменных проводилось с помощью tкритерия Стьюдента, UкритерияМанна – Уитни, хиквадрата Пирсона.

Для анализа степени связи между двумя переменными использовался коэффициент корреляцииПирсона (r). Сила корреляционной связи оценивалась по шкале Чэддока как слабая при 0,1 ≤ r < 0,3,умеренная при 0,3 ≤ r < 0,5, заметная при 0,5 ≤ r < 0,7,высокая при 0,7 ≤ r < 0,9, сильная при 0,9 ≤ r < 1,0.

Уровень значимости для всех проверяемыхгипотез принят как р < 0,05. Качество бинарнойклассификации оценивали с использованием ROCанализа (receiver operating characteristic – рабочаяхарактеристика приемника). Для количественнойинтерпретации ROCанализа применяли показательAUROC (area under ROC curve, площадь под ROCкривой). Качество теста определяли согласно экспертной шкале для значений AUROC (AUROC в интервале 0,9–1,0 характеризует отличное качествомодели, 0,8–0,9 – очень хорошее, 0,7–0,8 – хорошее,0,6–0,7 – среднее, 0,5–0,6 – неудовлетворительноекачество модели).Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием компьютерных программMedCalc 20.216 (MedCalc Software Ltd, Бельгия)и SNPStats (Каталонский институт онкологии,Испания)³.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Анализ в группах

Основные характеристики пациентов представлены в таблице 1.

Исследуемые группы были сопоставимы по полу,большую часть в обеих группах составляли женщины (77%), пациенты с СД2 были старше на 4 года лицконтрольной группы и имели статистически значимоболее высокий средний ИМТ и долю лиц с ожирением (69,9%) по сравнению с контрольной группой(33,6%).

Медианы показателей липидного обмена в группес СД2 и контрольной группе различались по общему холестерину и холестерину липопротеинов низкой плотности, концентрации которых были вышев группе СД2.

У пациентов с СД2 при сопоставлении с контролем отмечено более выраженное эмоциогенное пищевое поведение, и менее выраженное – ограничительное и экстернальное, они также менее импульсивны.

Получено идентичное распределение генотиповпо полиморфному маркеру rs1137100 гена LEPRв обеих группах.

В группе контроля общий холестерин положительно коррелировал с показателем экстернальногопищевого поведения (r = 0,2166, p < 0,05). В группеСД2 выявлены положительные корреляции уровняобщего холестерина и импульсивности (r = 0,252, p <0,05).

В группе пациентов с СД2 медиана гликемииплазмы венозной крови натощак составила 7,1 (6,1;8,0) ммоль/л, постпрандиальной гликемии – 9,8 (8,3;10,9) ммоль/л, гликозилированного гемоглобина –7,2 (7,0; 7,8) %. Медиана длительности СД2 была 4,0(1,3; 8,0) года. Наиболее выражена положительнаякорреляция постпрандиальной гликемии с показателем эмоциогенного поведения (r = 0,304, р < 0,05).Меньшие значения коэффициентов положительнойкорреляции получены для показателей постпрандиальной (r = 0,260, р < 0,05) и тощаковой гликемии(r = 0,228, р < 0,05) с баллами по шкале экстернального пищевого поведения.

Возраст не продемонстрировал взаимосвязини с одним из показателей пищевого поведения.Показана ассоциация пола с реализацией ограничительного пищевого поведения для женщин (p < 0,05).

ИМТ положительно коррелировал с показателямиэмоциогенного пищевого поведения как в контроле,так и у пациентов с СД2 (табл. 2). При этом коэффициент корреляции был максимальным в группе СД2.Также в группе СД2 выявлена статистически значимая положительная корреляция ИМТ с показателемэкстернального пищевого поведения.

Анализ в подгруппах с разным индексоммассы тела

Различия показателей пищевого поведения междулицами с СД2 и контролем в подгруппах с различнымИМТ представлены в таблице 3. Наиболее выраженные отличия получены по шкале эмоциогенного поведения – у пациентов с СД2 показатели были статистически значимо выше, чем у лиц контрольнойгруппы, во всех подгруппах: при избытке массы телаи всех степенях ожирения.

Пациенты с СД2 имели более низкие значенияПИ, чем лица контрольной группы, эти различия отмечались при избытке массы тела и ожирении 1-йстепени.

Анализ в подгруппах с разной длительностью сахарного диабета

Медианы показателей по шкалам эмоциогенного и экстернального поведения были статистическизначимо ниже в подгруппе пациентов с длительностью СД2 10 и более лет по сравнению с подгруппойпациентов, у которых диагноз СД2 установлен менее10 лет назад (табл. 4).

Показатели эмоциогенного (r = –0,329, p < 0,01)и экстернального (r = –0,239, p < 0,05) поведенияуменьшались по мере прогрессирования заболевания.

Пищевое поведение в зависимостиот полиморфизма rs1137100 гена LEPR

В таблице 5 приведены данные анализа ассоциаций вариабельного участка rs1137100 гена LEPRс различными паттернами пищевого поведенияв контрольной группе и в группе пациентов с СД2.В контрольной группе статистически значимых различий не выявлено. В группе пациентов с СД2 выявлены значимые отличия среднего балла по шкалеограничительного пищевого поведения в зависимости от генотипов локуса rs1137100 гена LEPR. Показатель ограничительного пищевого поведениябыл наименьшим у трех пациентов с генотипом GGи составил 1,77 балла, максимальный балл по шкалеограничительного пищевого поведения был у пациентов с генотипом АА – 2,99.

Взаимосвязь локуса rs1137100 гена LEPR с ограничительным пищевым поведением у пациентовс СД2 была наиболее выраженной в рецессивной модели. Средний балл по шкале ограничительного поведения у пациентов с генотипами AA и GA был значимо выше, чем у пациентов с генотипом GG (2,94 ±0,08 и 1,77 ± 0,52 соответственно, р < 0,01).

Прогностическая модель развития сахарного диабета 2-го типа

Для получения прогностической модели развитияСД2 при различных вариантах пищевого поведенияв качестве предикторов были использованы показатели, которые значимо отличались в группах пациентов с СД2 и контролем.

Наилучшая прогностическая модель развитияСД2 была получена в зависимости от эмоциогенногопищевого поведения (рис. 2). Согласно прогностической модели, точкой отсечения (cutoff) эмоциогенного пищевого поведения, ассоциированной с СД2,является значение более 4,1 балла: чувствительность74,7%, специфичность 79,1%, AUROC = 0,777, 95%доверительный интервал: 0,715–0,830, р < 0,0001.

ОБСУЖДЕНИЕ

Мировым медицинским сообществом прилагаются значительные усилия по управлению СД2, однако,несмотря на появление новых терапевтических возможностей и совершенствование средств для самоконтроля гликемии, компенсация углеводного обменау пациентов с СД2 в долгосрочной перспективе представляет большие сложности. Профилактическиемероприятия представлены модификацией образа жизни, и эффективность их крайне ограничена,что делает устранение факторов риска развитияСД2 – ожирения и переедания, приоритетными задачами здравоохранения [14]. Более глубокое понимание психологических и биологических причиннарушений пищевого поведения, приводящего к развитию СД2 и ожирения, может в дальнейшем обеспечить более эффективные подходы к контролю массытела, а значит и профилактике СД2.

В нашей работе впервые показано, что у пациентовс СД2 по сравнению с лицами контрольной группы без диабета выше показатели по шкале эмоциогенногопищевого поведения, как у пациентов со всеми степенями ожирения, так и у лиц с избыточной массой тела.Исследований типов пищевого поведения (ограничительного, эмоциогенного, экстернального) у пациентов с СД2 в доступной литературе практически нет.В 2017 г. A. LopezСereno и соавт. показали, что высокие показатели эмоциогенного пищевого поведенияассоциированы с повышенным риском ожирения,СД2, артериальной гипертензии [15]. В исследованииR. NietoMartínez и соавт. установлена более высокаячастота СД2 у пациентов с компульсивным перееданием и нервной булимией [5].

Результаты нашей работы демонстрируют, что пищевое поведение у пациентов с СД2 различается в зависимости от длительности заболевания. Пациентыс длительностью заболевания 10 лет и более имели более низкие показатели эмоциогенного и экстернального поведения, что, повидимому, связанос многолетней привычкой следить за своим питанием. Изменяемость паттернов пищевого поведениядает надежду на то, что они могут служить мишеньюдля терапевтического воздействия еще до развитиянарушений углеводного обмена.

За последние годы стало очевидно, что решающую роль в развитии ожирения играет головноймозг, в том числе нарушение работы центров голодаи насыщения в гипоталамусе [16]. Нами была выдвинута гипотеза, что особенности пищевого поведения у пациентов с СД2 взаимосвязаны с аллельными вариантами гена LEPR, который экспрессируетсяв нейронах воронкообразного ядра гипоталамуса.При взаимодействии лептина с его рецептором подавляется секреция самого мощного эндогенного стимулятора аппетита – нейропептида Y. Параллельнопроисходитснижение секреции агутисвязанногобелка (AgRp – agoutigene related peptide), которыйявляется антагонистом анорексигенных рецепторовмеланокортина 1 и 4 [17].

В проведенной нами работе показано, что генотип GG полиморфного локуса rs1137100 гена LEPR ассоциирован с наименьшим показателем ограничительного пищевого поведения у трех пациентов с СД.Эти результаты требуют подтверждения в исследованиях с включением большего числа участников.Данные литературы свидетельствуют о том, что аллель G взаимосвязан со снижением уровня растворимой формы рецептора лептина [18]. В предыдущемисследовании мы показали, что генотип GG являетсяпротективным в отношении ожирения, но не взаимосвязан с риском СД2, это согласуется с выводамидругих исследователей и крупным метаанализом [6][19]. Повидимому, взаимосвязь полиморфного локуса rs1137100 гена LEPR с ожирением реализуетсячерез его влияние на пищевое поведение.

Результаты нашего исследования свидетельствуюто наличии взаимосвязи между пищевым поведением и показателями углеводного и липидного обменау пациентов с СД2. Установлена прямая корреляцияслабой силы общего холестерина с импульсивностью.Постпрандиальная гликемия умеренно коррелировала с показателем эмоциогенного поведения и слабо(как и тощаковая гликемия) с баллами по шкале экстернального пищевого поведения. Ранее J.E. Mitchellи соавт. показали, что компульсивное переедание ассоциировано с нарушенной гликемией натощак [20].

Таким образом, нарушение пищевого поведенияявляется результатом суммарного влияния различных факторов (в том числе генетических, гуморальных, психологических, психосоциальных), оказывающих регулирующее влияние на прием пищи.

Основными ограничениями исследования представляются небольшой размер выборки, отсутствиединамического наблюдения за показателями пищевого поведения, отсутствие оценки уровня лептина.В исследовании большая часть участников былапредставлена женщинами, что соответствуют эпидемиологическим данным по РФ [21]. Медиана возраста пациентов с СД2 была на 4 года больше, чем в контрольной группе, однако это не оказывало значимогоэффекта на полученные результаты, т.к. в представленных группах пациентов возраст не продемонстрировал взаимосвязи ни с одним из показателейпищевого поведения.

Дальнейшие направления исследований возможны в направлении увеличения количества испытуемых, изучения взаимосвязи паттернов пищевого поведения с полиморфными локусами других генов,участвующих в контроле насыщения и энергозатратв гипоталамусе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для пациентов с СД2 и любой степенью ожирения или с избыточной массой тела по сравнениюс лицами без диабета более характерно эмоциогенное пищевое поведение. Показатель эмоциогенногопищевого поведения более 4,1 балла с использованием опросника DEBQ может служить факторомриска СД2 и использоваться как маркер для оценкиэффективности профилактических и терапевтических воздействий. Коррекция паттернов пищевогоповедения у пациентов с диагностированным СД2потенциально может способствовать улучшению показателей компенсации заболевания. Взаимосвязьполиморфного локуса rs1137100 гена LEPR с ограничительным пищевым поведением у пациентов с СД2предполагает существование генетических факторовформирования паттернов пищевого поведения и требует дальнейшего изучения.