Пищевое поведение пациентов с сахарным диабетом 2 типа и полиморфизм гена рецептора меланокортина | Авзалетдинова Д.Ш., Моругова Т.В., Шарипова Л.Ф., Кочетова О.В.

Введение

Управление сахарным диабетом 2 типа (СД2) — один из приоритетных вопросов медицины, что связано с ранней инвалидизацией таких пациентов и чрезвычайно высокой прогрессией заболеваемости во всем мире. СД2 — классическое многофакторное заболевание, когда манифестация наступает как апофеоз взаимодействия множества триггеров, как средовых, так и генетически обусловленных. В качестве одного из модифицируемых факторов риска СД2 выделяют лишний вес, что послужило мотивом для введения в медицинскую терминологию понятия «diabesity» (англ. «diabetes» — диабет, «obesity» — ожирение) [1].

В свою очередь, в этиопатогенез ожирения вовлечено множество факторов, включая особенности пищевого поведения и генетическую предрасположенность [2, 3].

Молекулярно-генетические механизмы СД2 и ожирения пересекаются: по данным полногеномных исследований, шесть генетических локусов, ассоциированных с ожирением, предрасполагают также и к развитию СД2, и среди них — ген рецептора к меланокортину 4-го типа (MC4R) [4–9]. При этом механизм, посредством которого осуществляется влияние гена MC4R на предрасположенность к ожирению и СД2, не ясен.

Ген MC4R экспрессируется в ядрах гипоталамуса, вовлечен в сигнальный путь «лептин — меланокортин», регулирует аппетит, потребление пищи и поддержание энергетического гомеостаза путем интеграции сигналов его агониста α-меланоцитстимулирующего гормона и его антагониста — agouti-связанного пептида, что продемонстрировано на мышах [10]. Результатом стимуляции рецепторов меланокортина мозга являются снижение потребления пищи и потеря веса.

На основании вышеизложенного нами была выдвинута гипотеза, что ассоциация полиморфного локуса rs17782313 гена MC4R с СД2 реализуется через его влияние на пищевое поведение у пациентов с СД2.

Цели исследования: провести анализ ассоциаций полиморфного локуса rs17782313 гена рецептора меланокортина 4-го типа MC4R у больных СД2 в этнической группе татар (Республика Башкортостан), определить типы нарушений пищевого поведения у пациентов с СД2 и их взаимосвязь с аллельными вариантами гена MC4R (rs17782313).

Материал и методы

Исследование было проведено в два этапа. На первом этапе в исследовании участвовали 390 человек. Из них группу контроля составили 190 человек без клинических и лабораторных признаков СД (151 женщина и 39 мужчин), средний возраст составил 55,3±9,8 года. Во вторую группу вошли 200 пациентов с СД2 (143 женщины и 57 мужчин), средний возраст составил 59,2±9,5 года. Все испытуемые были этническими татарами и проживали в Республике Башкортостан.

На данном этапе было проведено молекулярно-генетическое исследование. ДНК выделяли из венозной крови методом фенольно-хлороформной экстракции. Амплификацию локуса гена MC4R (rs17782313) проводили с помощью метода полимеразной цепной реакции синтеза ДНК на амплификаторах «Терцик» (ДНК-технология, Россия) и Gene Amp 2700 (Applied Biosystems, США). Последовательности специфических олигонуклеотидных праймеров, размеры амплифицируемых фрагментов представлены в доступной литературе. Для определения нуклео-
тидных замен проводили гидролиз амплифицированных фрагментов ДНК рестриктазой BcnI при температуре 37 °С. Фрагменты ДНК после амплификации и рестрикции разделяли при помощи электрофореза в 7% полиакриламидном геле.

После окончания электрофореза гель окрашивали раствором бромистого этидия и визуализировали в проходящем ультрафиолетовом свете. Фиксацию результатов электрофореза проводили с использованием гель-документирующей системы Quantum (Viber Lourmat, Франция).

Второй этап исследования заключался в оценке пищевого поведения. В него вошли 217 человек, рандомно отобранных из участников первого этапа. Из них группу контроля составили 134 человека без клинических и лабораторных признаков СД (105 женщин и 29 мужчин), средний возраст составил 55,0±10,2 года. В группу пациентов с СД2 вошли 83 человека (62 женщины и 21 мужчина), средний возраст составил 59,0±9,9 года.

У всех участников второго этапа определяли рост и вес, рассчитывали индекс массы тела (ИМТ) как соотношение массы тела (кг) к росту (м²), определяли степень ожирения по классификации Всемирной организации здравоохранения.

Для анкетирования были использованы следующие опросники пищевого поведения.

Голландский опросник пищевого поведения DEBQ (The Dutch Eating Behaviour Questionnaire) — позволяет диагностировать типы пищевого поведения: ограничительный, эмоциогенный, экстернальный [11]. Лица с ограничительным пищевым поведением ограничивают себя в приеме пищи, что приводит к «диетической депрессии». Для эмоциогенного пищевого поведения характерно появление аппетита как реакция на негативные эмоциональные переживания. Экстернальное пищевое поведение характеризуется возникновением желания поесть под воздействием внешнего вида и запаха еды, а также при виде людей, принимающих пищу. У лиц без ожирения пищевое поведение в среднем оценивается в следующих значениях: ограничительное — 2,4 балла, эмоцио­генное — 1,8 балла, экстернальное — 2,7 балла. При превышении этих показателей диагностируются нарушения пищевого поведения.

Тест отношения к приему пищи EAT-26 (Eating Attitudes Test) — позволяет проводить скрининг нервной анорексии и нервной булимии (расстройство пищевого поведения соответствует сумме баллов более 20).

Опросник для исследования уровня импульсивности В.А. Лосенкова — позволяет определить показатель импульсивности (ПИ). Если ПИ находится в диапазоне 66–80, то импульсивность выражена сильно, ПИ в диапазоне 35–65 свидетельствует об умеренной импульсивности, а если ПИ равен 34 и меньше, то импульсивность низкая. Высокий ПИ встречается у людей с недостаточным уровнем самоконтроля.

Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием компьютерных программ Statistica^{6.0 и SNPStats (https://www.snpstats.net/start.htm). Вычислялись средние арифметические величины (m), стандартные отклонения (σ), 95% доверительные интервалы. Показатель отношения шансов рассчитывали на онлайн-сервисе https://www.medcalc.org/calc/odds_ratio.php.}

Протокол исследования одобрен комитетом по этике ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Все лица, участвовавшие в исследовании, подписывали информированное согласие, утвержденное комитетом по этике ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России.

Результаты исследования

На первом этапе исследования, при изучении полиморфного локуса rs17782313 гена MC4R в этнической группе татар выявлены статистически значимые различия в распределении частоты генотипа СС (р=0,0444) между группой пациентов с СД2 и контрольной группой. Генотип СС чаще встречался в выборке больных, что позволяет отнести его к маркеру повышенного риска СД2 в этнической группе татар (табл. 1).

Второй этап. У исследуемых пациентов с СД2 ИМТ в среднем составил 29,7±5,2 кг/м² (от 22,6 до 38,0 кг/м²), из них у 8 (9,6%) наблюдалась избыточная масса тела, у 17 (20,5%) — ожирение 1-й степени, у 34 (41,0%) — ожирение 2-й степени, у 21 (25,3%) — ожирение 3-й степени и у 3 (3,6%) — ожирение 4-й степени. Ни один из пациентов не имел нормальной массы тела.

У лиц контрольной группы ИМТ в среднем составил 28,7±4,9 кг/м² (от 20,0 до 47,5 кг/м²), из них у 60 (44,8%) наблюдалась избыточная масса тела, у 31 (23,2%) — ожирение 1-й степени, у 11 (8,2%) — ожирение 2-й степени, у 3 (2,2%) — ожирение 3-й степени, у 1 (0,7%) — ожирение 4-й степени, нормальная масса тела была у 28 (20,9%)
человек.

В контрольной группе ограничительное пищевое поведение диагностировано у 96 человек (71%), эмоциогенное — у 114 (85%), экстернальное — у 106 человек (79%). В группе пациентов с СД2 ограничительное поведение выявлено у 60 (72%), эмоциогенное — у 78 (93%), экстернальное — у 73 (87%) человек. Несмотря на то, что среди пациентов с СД2 выше доля лиц с эмоциогенным и экстернальным поведением, данные отличия не достигали статистической значимости (р=0,0508 и р=0,1022 соответственно).

При сравнительном анализе показателей пищевого поведения отмечено, что средние значения показателей пищевого поведения отличались у пациентов двух групп по шкалам «Ограничительное пищевое поведение» (р=0,0001), «Эмоциогенное пищевое поведение» (р=0,00001) и «Экстернальное пищевое поведение» (р=0,0047) (табл. 2).

По опроснику уровня импульсивности В.А. Лосенкова также имелись достоверные различия (р=0,0001) между группой контроля и пациентами с СД2. Вместе с тем, несмотря на то, что ПИ выше в группе контроля (61,0 против 47,0), испытуемые обеих групп имели средний уровень импульсивности (см. табл. 2).

Показатели опросника EAT-26 не отличались в группе контроля и у пациентов с СД2 и свидетельствовали об отсутствии таких расстройств пищевого поведении, как анорексия и булимия (см. табл. 2).

В таблице 3 приведены данные анализа ассоциаций полиморфного локуса rs17782313 гена MC4R с типами пищевого поведения в группе контроля и у пациентов с СД2. Достоверных отличий не выявлено.

Обсуждение

Данные крупных метаанализов полногеномных исследований, выполненных в европейских и азиатских популяциях, подтверждают роль аллельных вариантов гена MC4R (rs17782313) в развитии СД2 [6–8]. В Российской Федерации показана ассоциация другого полиморфного локуса гена MC4R (rs571312) с СД2 у русских жителей г. Тюмени [9]. Исследований по анализу ассоциаций участка rs17782313 гена MC4R с СД2 в других популяциях РФ в доступной литературе нет.

С другой стороны, варианты гена MC4R rs17782313 являются одними из наиболее значимых в этиологии ожирения. Так, взаимосвязь минорного аллеля С полиморфного локуса rs17782313 гена MC4R с повышенным ИМТ неоднократно продемонстрирована в исследованиях [12–15].

Несмотря на то, что взаимосвязь гена MC4R с массой тела и СД2 неоднократно подтверждена многочисленными исследованиями, точный механизм данного влияния не установлен. Существует точка зрения, согласно которой ген MC4R взаимодействует с серотониновыми и дофаминовыми рецепторами, что объясняет возможное участие его в регуляции настроения [16]. Использование антидепрессанта фенфлурамина (агониста серотониновых 2С-рецепторов) у мышей с выключенным геном MC4R показало снижение эффекта антидепрессанта [17]. На молекулярном уровне было подтверждено, что при стресс-индуцированной адаптации запускается синаптическая передача сигналов с участием гена MC4R в зоны мозга, связанные с вознаграждением и повышенной выработкой дофамина [18]. Исследования на животных показали, что дефицит рецепторов к меланокортину 4-го типа может приводить как к повышенному потреблению пищи в целом, так и к предпочтению жирной пищи [19–20].

Полиморфизм rs17782313 связан с депрессивным настроением и обусловленным им увеличением приема пищи [21]. В двух исследованиях чилийских детей, страдающих ожирением и имеющих генотип СС полиморфизма rs17782313, было показано увеличение пищевого удовольствия при употреблении сладкой пищи [22–23]. Исследования как на животных моделях, так и на людях выявили ассоциацию полиморфизма rs17782313 гена MC4R с употреблением алкоголя [24].

Рядом авторов получены данные о роли локуса rs17782313 гена MC4R в формировании нарушений пищевого поведения по типу переедания, а также в развитии депрессии. Horstmann A. et al. (2013) обнаружили, что у гомозиготных носителей аллеля C увеличен объем серого вещества в структурах головного мозга, регулирующих пищевое поведение, а также выше показатели эмоционального переедания, причем данная взаимосвязь прослеживалась только у женщин [25].

Yilmaz Z. et al. (2015) впервые сообщили о том, что ассоциация полиморфного локуса rs17782313 гена MC4R (аллель С) с повышенным ИМТ реализуется через его взаимосвязь с эмоциогенным пищевым поведением [21].

Необходимо отметить, что в доступной литературе нет работ, посвященных анализу пищевого поведения в зависимости от полиморфных вариантов rs17782313 гена MC4R у больных СД2, все исследования выполнены либо на здоровых добровольцах, либо же критерием исключения служило только наличие психических заболеваний.

Мы предположили, что локус rs17782313 гена MC4R ассоциирован с нарушениями пищевого поведения в группе пациентов с СД2. В нашем исследовании не было обнаружено взаимосвязи вариабельного участка rs17782313 гена MC4R с нарушениями пищевого поведения у лиц без диабета и у пациентов с СД2. Возможно, необходимо провести оценку пищевого поведения с использованием других методик либо увеличить число испытуемых лиц.

Заключение

В представленном исследовании показано, что маркером повышенного риска СД2 в этнической группе татар является генотип СС по полиморфному локусу rs17782313 гена рецептора меланокортина 4-го типа, что согласуется с данными работ, проведенных на популяциях европейцев и азиатов.

Выявлено, что для пациентов с СД2 характерны более высокие показатели по шкалам пищевого поведения по типу переедания, когда желание поесть стимулирует не реальное чувство голода, а внешний вид еды, ее запах, текстура, либо вид людей, принимающих пищу, либо оно является ответом на негативное эмоциональное состояние.

Несмотря на имеющиеся литературные данные о взаимосвязи полиморфного локуса rs17782313 гена MC4R с пищевым поведением, посредством чего реализуется риск развития ожирения, мы не выявили ассоциаций участка гена MC4R (rs17782313) с пищевым поведением у пациентов с СД2 и лиц контрольной группы.

Таким образом, можно заключить, что продукт гена MC4R вовлечен сразу в несколько звеньев патогенеза СД2, что реализуется в ассоциации его полиморфизмов с СД2.

Источник финансирования

Работа получила частичную финансовую поддержку Российского фонда фундаментальных исследований (№ 20-013-00261) и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации НИР № АААА-А16-116020350031-4.

Funding

The study is partially supported by the Russian Foundation for Basic Research (research project No. 20-013-00261) and the Ministry of Science and Higher Education of Russian Federation (research project No. АААА-А16-116020350031-4).

Сведения об авторах:

Авзалетдинова Диана Шамилевна — к.м.н., доцент кафедры эндокринологии, ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 450008, Россия, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3; ORCID iD 0000-0002-1590-6433.

Моругова Татьяна Вячеславовна — д.м.н., профессор, заведующая кафедрой эндокринологии, ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 450008, Россия, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3; ORCID iD 0000-0001-7405-486X.

Шарипова Ляйсан Фаритовна — аспирант кафедры эндокринологии, ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 450008, Россия, г. Уфа, ул. Ленина, д. 3; ORCID iD 0000-0003-4866-0983.

Кочетова Ольга Владимировна — к.б.н., научный сотрудник, ИБГ УФИЦ РАН, 450054, Россия, г. Уфа, пр-т Октября, д. 71, лит. 1Е; ORCID iD 0000-0003-2071-0969.

Контактная информация: Авзалетдинова Диана Шамилевна, e-mail: hyppocrat@mail.ru. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует. Статья поступила 02.08.2020, поступила после рецензирования 16.08.2020, принята в печать 03.09.2020.

About the authors:

Diana Sh. Avzaletdinova — Cand. of Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Endocrinology, Bashkir State Medical University, 3, Lenin str., Ufa, 450000, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-1590-6433.

Tat’yana V. Morugova — Doct. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Endocrinology, Bashkir State Medical University, 3, Lenin str., Ufa, 450000, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-7405-486X.

Lya’san F. Sharipova — postgraduate student of the Department of Endocrinology, Bashkir State Medical University, 3, Lenin str., Ufa, 450000, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-4866-0983.

Olga V. Kochetova — Cand. of Sci. (Biol.), researcher, Institute of Biochemistry and Genetics of Ufa Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 71, Oktyabrya av., Ufa, 450054, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-2071-0969.

Contact information: Diana Sh. Avzaletdinova, e-mail: hyppocrat@mail.ru. Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned. There is no conflict of interests. Received 02.08.2020, revised 16.08.2020, accepted 03.09.2020.