Применение амплитудно-фазовых параметров циркадианных ритмов интегральных физиологических показателей в профилактике развития сахарного диабета 2 типа

Автор: Нелаева Ю.В., Нелаева А.А., Трошина И.А., Южакова А.Е.

Журнал: Тюменский медицинский журнал @tmjournal

Статья в выпуске: 1 т.24, 2022 года.

Бесплатный доступ

Изменения циркадианных ритмов интегральных физиологических показателей гликемии, базальной температуры тела (БТТ) и частоты сердечных сокращений (ЧСС) опережают функциональные и структурные нарушения, являясь предшественниками клинических признаков заболевания. Применение амплитудно-фазовых параметров циркадианных ритмов данных физиологических показателей открывает новые возможности прогнозирования развития нарушений углеводного обмена.

Сахарный диабет 2 типа, циркадианные ритмы

Короткий адрес: https://sciup.org/140303375

IDR: 140303375   |   DOI: 10.36361/23074698_2022-24_1_14

Текст научной статьи Применение амплитудно-фазовых параметров циркадианных ритмов интегральных физиологических показателей в профилактике развития сахарного диабета 2 типа

Nelaeva Yu. V.1, Nelaeva A. A.1, Troshina I. A.1, Yuzhakova A. E.2

Накопленные в настоящее время данные не вызывают сомнений, что изменения ритмов под действием определенных факторов могут приводить к устойчивым морфологическим и физиологическим изменениям в организме [1]. Принимая во внимание, что процесс рассогласования циркадианных ритмов, формирующийся в результате воздействия «внешних (нарушение гигиены сна) и внутренних факторов (ин-сулинорезистентность)» [2-6], может предшествовать развитию СД2, необходимо рассмотреть возможности раннего выявления десинхроноза как дополнительного индикатора нарушений углеводного обмена.

Поиск корректных методов выявления функциональных десинхронозов на сегодняшний день остается актуальным. Данный вопрос может быть решен в случае обнаружения чувствительных физиологических показателей, которые смогли бы выступать в качестве маркерных ритмов, изменения которых будут наиболее достоверно отражать проявление рассматриваемого патологического процесса на раннем этапе [7]. По мнению ряда исследователей (Ра- попорт С. И. и др., 2018; Анисимов В. Н. и др., 2018; Агаджанян Н. А. и др., 2013), «внедрение методов диагностики заболеваний, в основе которых лежит поиск функциональных десинхронозов как предшественников развития структурных изменений, доступнее выявлять хронобиологическими методами» [8, 9]. Так, выявление заболеваний на ранней доклинической стадии возможно при обнаружении изменений параметров циркадианных ритмов – смещения фазы, изменения амплитуды и показателя среднесуточного ритма [9], в связи с чем определение амплитудно-фазовых параметров с использованием корректного математического анализа в настоящее время широко применяется для оценки циркадианных ритмов [1013].

Для выбора физиологических показателей, отражающих состояние углеводного обмена с точки зрения циркадианных ритмов, был проведен обзор отечественных и зарубежных источников литературы, в которых указано, что при развитии нарушений углеводного обмена наблюдается изменение суточ- ных ритмов БТТ и глюкозы крови [14]. Необходимо отметить, что в хронобиологии данные физиологические параметры относятся к «золотому стандарту» оценки энергетического обмена и функционирования эндокринной системы [2, 11, 15, 16]. Данные физиологические показатели «просты в воспроизведении, отражают выраженную ритмичность в исследуемый период, дают возможность периодической регистрации, пригодны для самонаблюдения и доставляют минимальные неудобства для испытуемых» [17]. А вариабельность ЧСС относится к доступному маркеру вегетативного дисбаланса, наблюдаемого при ожирении и нарушениях углеводного обмена [18, 19]. Так, по мнению ряда авторов (Bastardot et al., 2019; Morris et al, 2015; Аничков Д. А. и др., 2005), с помощью изменений суточного ритма БТТ и ЧСС можно отследить развитие вегетативной дисфункции, которое проявляется нарушением процессов терморегуляции и теплоотдачи [16, 20, 21]. Поэтому некоторые авторы (Harfmannetal, 2017; Poggiogalleetal, 2018; Knutsonetal, 2018) рассматривают изменения амплитудно-фазовых параметров БТТ и ЧСС в качестве показателей развития вегетативных изменений при нарушении углеводного обмена [5, 11, 13].

Изучение суточного ритма БТТ как доступного альтернативного метода измерения мелато-нин-6-сульфата широко используется учеными всего мира в связи с тем, что уровень мелатонина за счет его гипотермических свойств оказывает влияние на циркадианный ритм температуры тела, имея при этом обратную зависимость. Так, действие мелатонина максимально выражено в темное время суток в 02:0006:00, а суточный ритм БТТ, наоборот, в этот период достигает минимальных значений [12]. Суточный ритм ЧСС связан с секрецией кортизола и работой вегетативной нервной системы. Так, после пробуждения ЧСС сохраняет свои средние значение на протяжении 12 часов, а ближе к 17:00-18:00 снижается, достигая минимума к 00:00 [20, 22, 23].

Циркадианный ритм уровня глюкозы подобен ритму инсулина, что «связано с активацией гипотала-мо-печеночной связи при участии мелатонина и глюконеогенеза» [2]. Максимальные значения регистрируются в дневное время, минимальные – в ночные часы. Эти колебания зависят от уровня мелатонина, а также от чувствительности рецепторов жировой ткани, скелетных мышц и печени к инсулину [22].

Таким образом, учитывая, что изменения описанных циркадианных ритмов опережают функциональные и структурные нарушения, являясь предшественниками клинических признаков заболевания [9], применение амплитудно-фазовых параметров циркадианных ритмов интегральных физиологических показателей открывает новые возможности прогнозирования развития нарушений углеводного обмена.

Список литературы Применение амплитудно-фазовых параметров циркадианных ритмов интегральных физиологических показателей в профилактике развития сахарного диабета 2 типа

  • Глуткин С. В. Физиологическая характеристика лиц с различными хронотипами / С. В. Глуткин., Ю. Н. Чернышева, В. В. Зинчук, О. А. Балбатун, С. Д. Орехов // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. – 2017. – Т. 16. – № 2. – С. 48-58.
  • Южакова А. Е. Использование амплитудно-фазовых параметров циркадианных ритмов в качестве диагностических маркеров нарушений углеводного обмена/А. Е. Южакова, А. А. Нелаева, Ю. В. Нелаева, Д. Г. Губин // Ожирение и метаболизм. – 2022. – Т. 19. – № 1. – C. 83-91. DOI: https://doi.org/10.14341/omet20223.
  • Henry C. J. Chrononutrition in the management of diabetes / Christiani Jeyakumar Henry, Bhupinder Kaur, Rina Yu Chin Quek // Nutr Diabetes. – 2020. – 10 (1). – Р. 6. DOI: 10.1038/s41387-020-0109-6.
  • Honma Kazue. Loss of circadian rhythm of circulating insulin concentration induced by high-fat diet intake is associated with disrupted rhythmic expression of circadian clock genes in the liver / Honma Kazue, Maki Hikosaka, Kazuki Mochizuki, Toshinao Goda // Metabolism. – 2016. – 65 (4). – Р. 482-91. DOI: 10.1016/j.metabol.2015.12.003.
  • Kinsey Amber W. Influence of night-time protein and carbohydrate intake on appetite and cardiometabolic risk in sedentary overweight and obese women / Amber W. Kinsey, Wyatt R. Eddy, Takudzwa A. Madzima, Lynn B. Panton, Paul J. Arciero, Jeong-Su Kim, Michael J. Ormsbee // Br J Nutr. – 2014. – 112 (3). – Р. 320-7. DOI: 10.1017/S0007114514001068.
  • Stenvers Dirk Jan. Circadian clocks and insulin resistance / Stenvers Dirk Jan, Andries Kalsbeek // Nat Rev Endocrinol. – 2019. – 15 (2). – Р.75-89. https://doi: 10.1038/s41574-018-0122-1.
  • Fukushige H. Effects of tryptophan-rich breakfast and light exposure during the daytime on melatonin secretion at night / H. Fukushige et al. // Journal of physiological anthropology. – 2014. – V. 33. – № 1. – Р. 33.
  • Анисимов В. Н. Роль циркадианных ритмов и часовых генов в старении и развитии ассоциированной с возрастом патологии / В. Н. Анисимов, Е. А. Губарева, А. В. Панченко // Хронобиология и хрономедицина. – 2018. – С. 207-219.
  • Хронобиология и хрономедицина: монография / Под ред С. М. Чибисова, С. И. Рапопорта, М. Л. Благонравова. – М.: РУДН, 2018. – 828 с.
  • Губин Д. Г. Хронодиагностика и хронотерапия – основа персонализированной медицины / Д. Г. Губин // Тюменский медицинский журнал. – 2019. – Т. 21. – № 1. – С.20-40. DOI: 10.36361/2307-4698-2019-21-1-20-40.
  • Harfmann B D. Temperature as a Circadian Marker in Older Human Subjects: Relationship to Metabolic Syndrome and Diabetes / B. D. Harfmann, E. A. Schroder, J. H. England et al. // J Endocr Soc. 2017. – 1 (7). – Р. 843-851. DOI:10.1210/js.2017-00086.
  • Panda S. Circadian physiology of metabolism / S. Panda // Science. – 2016. –354 (6315). – Р. 1008-1015. DOI:10.1126/science. aah4967.
  • Poggiogalle Е. Circadian Regulation of Glucose, Lipid, and Energy Metabolism in Humans / Eleonora Poggiogalle, MDa, Humaira Jamshed, PhDb, and Courtney M. Peterson, PhDb // Metabolism. – 2018. – № 84. – Р. 11-27. DOI: 10.1016/j.metabol.2017.11.017.
  • Zarubin V. N. Treatment of diseases by synchronizing the biorhythms of a sick organism / V. N. Zarubin // American Scientific Journal. – 2020. – 38. – 1 (38). – Р. 25-30.
  • Gubin D. G. Factors that must be considered while solving the problem of adequate control of blood pressure / D. G. Gubin, G. Cornelissen // Тюменский медицинский журнал. – 2019. – Т. 21. – № 1. – Р. 20-40. https://doi10.36361/2307-4698-2019-21-1-20-40.
  • Morris C. J. Endogenous circadian system and circadian misalignment impact glucose tolerance via separate mechanisms in humans / C. J. Morris, Isadora Bozzi J. L. Scheer et al. // Proc Natl Acad Sci USA. – 2015. – 112 (17). – Р. 2225-2234. DOI: 10.1073/pnas.1418955112 ATV.0000122852.22604.78.
  • Пронина Т. С. Циркадианный ритм температуры тела как характеристика «биологического статуса организма» / Т. С. Пронина // Возрастная физиология. – 2020. – С. 115-131. DOI:10.46742/2072-8840-2020-63-3-115-13.
  • Kwak S. H. Recent progress in genetic and epigenetic research on type 2 diabetes / S. H. Kwak, K. S. Park // Exp Mol Med. – 2016. – 48. – Р. e220. DOI: 10.1038/emm.2016.7.
  • Leung G. K. W. Effect of meal timing on postprandial glucose responses to a low glycemic index meal: A crossover trial in healthy volunteers / G. K. W Leung, C. E. Huggins, M. P. Bonham // Clin Nutr. – 2019. – V.38. – № 1. – Р. 465-471. DOI: 10.1016/j.clnu.2017.11.010.
  • Аничков Д. А. Дисфункция вегетативной нервной системы у больных с метаболическим синдромом: исследование вариабельности сердечного ритма / Д. А. Аничков, Н. А. Шостак, Л. А. Котлярова, Д. С. Иванов // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2005. – 4. – (4). – С. 85-90.
  • Bastardot F. Association of body temperature with obesity / F. Bastardot, Р. Marques-Vidal, Р. Vollenweider // The CoLaus study. Int J Obes (Lond). – 2019. – 43 (5). – Р. 1026-1033. DOI:10.1038/s41366-018-0218-7.
  • Дракина С. А. Значимость биологических ритмов в построении режима дня / С. А. Дракина, Н. К. Перевощикова // Мать и Дитя в Кузбассе. – 2021. – № 2 (85). – С. 12-19. DOI: 0.24411/2686-7338-2021-10017.
  • Oster H. Functional and clinical significance of the 24-hour rhythm of glucocorticoid circulation / H. Oster, E. Chalet, V. Ott et al. // Endocr. Rev. – 2017. – February 1. – 38 (1). – P. 3-45.
Еще
Статья научная