Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



Всесвітній день боротьби із запальними захворюваннями кишечника
день перший
день другий

Коморбідний ендокринологічний пацієнт

Всесвітній день боротьби із запальними захворюваннями кишечника
день перший
день другий

Коморбідний ендокринологічний пацієнт

Международный эндокринологический журнал 6(18) 2008

Вернуться к номеру

Сопоставимость метаболических и митотических эффектов аналога инсулина длительного действия гларгин (Лантус) и человеческого инсулина

Авторы: В.В. Полторак, Н.С. Красова, ГУ «Институт проблем эндокринной патологии им. В.Я. Данилевского АМН Украины»; М.Ю. Горшунская, Харьковская медицинская академия последипломного образования

Рубрики: Эндокринология

Версия для печати


Резюме

Аналитический обзор результатов доклинических исследований, проведенных с использованием релевантных моделей in vitro, свидетельствует об идентичности механизмов реализации и сходной степени выраженности метаболических эффектов физиологических доз человеческого инсулина и аналога инсулина длительного действия гларгина (Лантуса). Верифицирована специфическая безопасность последнего, а именно: сопоставимая с человеческим инсулином митотическая активность in vitro, отсутствие канцерогенного эффекта in vivo у животных и человека (больные сахарным диабетом). Вышеуказанные характеристики биологического действия гларгина (Лантуса) в сочетании с клиническими особенностями его фармакокинетики и фармакодинамики (беспиковость, обеспечение 24-часового действия, сниженная частота гипогликемий) обосновывают перспективность преимущественного использования этого аналога для обеспечения более физиологичного алгоритма базальной инсулинотерапии у больных сахарным диабетом 1-го и 2-го типа.


Ключевые слова

базальный инсулин гларгин (Лантус), сахарный диабет, митотический потенциал.

Необходимость контроля гликемии, то есть достижения целевых значений, максимально приближенных к физиологическим показателям, с целью торможения развития и прогрессирования в первую очередь сердечно-сосудистых осложнений при сахарном диабете (СД) 1-го и 2-го типа была доказана в многочисленных клинических исследованиях. Так, в исследовании DCCT интенсивная инсулинотерапия лиц с СД 1-го типа существенно снизила не только уровень гликозилированного гемоглобина, но и, соответственно, риск развития отдаленных микро- и макрососудистых осложнений [1].

Стойкие преимущества раннего жесткого гликемического контроля в отношении влияния на различные конечные точки подтвердило последующее амбулаторное наблюдение (EDIC) за участниками исследования DCCT [2]. Через 4 года прогностические различия относительно кардиоваскулярных событий между группами больных, получающих интенсивную и обычную инсулинотерапию, сохранялись, несмотря на конвергирующий HbA1C.

Корреляция между гликемическим контролем и сердечно-сосудистым прогнозом отмечается и при СД 2-го типа, что было показано в исследованиях UKPDS и DIGAMI [3, 4]. А опубликованные в 2008 году результаты пятилетнего исследования ADVANCE, в которое было включено 11 140 пациентов с СД 2-го типа из 20 стран мира, показали, что снижение гликозилированного гемоглобина до 6,5 % и ниже достоверно уменьшает риск развития сердечно-сосудистых осложнений (на 10 %, Р < 0,013) [5].

В то же время наряду со значительным положительным влиянием интенсивная инсулинотерапия в исследовании DCCT продемонстрировала и некоторые недостатки. Так, через 9 лет наблюдения частота метаболического синдрома, определенного по критериям Международной диабетической федерации (IDF), и уровень инсулинорезистентности были достоверно выше в группе лиц, у которых проводилась интенсивная инсулинотерапия [6]. Частота избыточной массы тела (ИМТ > 27,8 кг/м2 у мужчин и > 27,3 кг/м2 у женщин) спустя более 6,5 года наблюдения составила 19,1 % в группе обычной и 33,1 % — в группе интенсивной инсулинотерапии (по сравнению с 33,4 % у лиц без диабета). В настоящее время принято считать, что наличие метаболического синдрома ухудшает сердечно-сосудистый прогноз, однако в исследовании DCCT такая закономерность не наблюдалась. Несмотря на более высокую частоту развития метаболического синдрома в группе интенсивной инсулинотерапии, риск сердечно-сосудистых осложнений в конце периода наблюдения был существенно ниже (на 42 % по сравнению с группой обычной инсулинотерапии). Возможно, это связано с тормозящим влиянием интенсивной инсулинотерапии при СД 1-го типа на уровни адгезивных молекул sICAM-1 [7]. В то же время изменение медианы С-реактивного белка (СРБ) зависело от степени увеличения массы тела. Так, в группе значительного прироста массы тела уровень СРБ увеличивался, а у тех лиц, масса тела которых увеличилась только на 1/3 и менее, показатель СРБ, наоборот, уменьшался. Авторы предполагают, что риск развития атеросклероза у больных СД 1-го типа может изменяться в зависимости от степени прироста массы тела во время интенсивной инсулинотерапии.

Многие проблемы интенсивной инсулинотерапии связаны с тем, что используемые до настоящего времени препараты человеческого инсулина не могут имитировать физиологический суточный профиль инсулинемии, в частности базальную секрецию инсулина. Решению этой задачи способствует использование аналогов человеческого инсулина длительного действия, например инсулина гларгин (Лантус).

Почему так важно поддерживать базальный уровень инсулинемии на физиологическом уровне? В многочисленных экспериментальных работах и клинических исследованиях было показано, что базальная секреция инсулина обеспечивает такие процессы, как:

— торможение глюконеогенеза в печени с последующим уменьшением выделения глюкозы в кровоток натощак;

— стимуляция образования эндотелием NO, который является сосудорасширяющим и антивоспалительным фактором;

— восстановление NO-зависимой релаксации сосудов, ингибированной повышенным уровнем неэтерифицированных жирных кислот в кровотоке;

— максимальное повышение инсулинзависимого поглощения глюкозы корой головного мозга;

— антивоспалительный эффект.

У больных СД 1-го типа на стадии манифестации вклад препрандиального периода (базальная секреция инсулина) в долгосрочный гликемический контроль, определяемый по уровню HbA1C, по меньшей мере так же весом, как и постпрандиального [8, 9], или даже превышает последний [10]. В связи с этим роль базального инсулина для поддержания гликемического контроля при СД 1-го типа важна даже в большей степени, чем болюсное введение инсулина короткого действия после приема пищи.

Является очевидным, что долгосрочный гликемический контроль зависит от фармакокинетических и фармакодинамических особенностей применяемого базального инсулина. Данный тезис подтверждается результатами ряда многоцентровых исследований, в которых изучалась эффективность базального инсулина гларгин (Лантус) [10–16]. Было показано, что при назначении Лантуса 1 раз в сутки при СД 1-го типа (по схеме «базал — болюс») и СД 2-го типа (Лантус + пероральные сахароснижающие средства или схема «базал — болюс») в большинстве исследований удавалось достичь целевого значения HbA1C ≤ 7 % [10–15].

В проспективном рандомизированном двойном слепом перекрестном исследовании, инициированном без участия и поддержки фармацевтических компаний [17], сравнивалась эффективность аналогов инсулина длительного действия детемира и гларгина (Лантуса). В исследование были включены 24 пациента с СД 1-го типа, которые длительно находились на интенсивной инсулинотерапии (НПХ + аналог короткого действия лизпро) и были переведены на Лантус или детемир. Средний возраст больных составил 38 ± 10 лет, длительность заболевания — 18 ± 7 лет, ИМТ — 22,4 ± 1,6 кг/м2, HbA1C — 7,2 ± 0,7 %. Пациенты были рандомизированы в группы п/к введения Лантуса или инсулина детемир, введение лизпро перед каждым приемом пищи продолжалось. Исследование проведено с использованием корректного дизайна (перекрестное исследование, эугликемический кламп) на адекватной выборке — больные СД 1-го типа (отсутствие гетерогенности эндогенной секреции инсулина, характерной для СД 2-го типа, исключает возможность ее существенного модулирующего влияния на фармакокинетический паттерн экзогенно введенного инсулина).

В данном исследовании было показано, что Лантус является беспиковым инсулином, обладает более высокой биологической активностью и большей продолжительностью действия в сравнении с детемиром. Продолжительность действия инсулина гларгин превышает 24 ч у большинства пациентов с СД 1-го типа, поэтому препарат назначается 1 раз в сутки, чтобы предупредить развитие наложения профилей действия. В то же время инсулин детемир у большинства пациентов с СД 1-го типа необходимо назначать 2 раза в сутки, а его продолжительность действия и пики концентрации существенно зависят от дозы [17, 18].

Результаты опубликованного совсем недавно (март 2008 г.) исследования J. Rosenstock et al. [19], которое длилось более года и включало 582 больных СД 2-го типа, также позволяют говорить об определенных преимуществах Лантуса перед инсулином детемир (аналоги инсулина добавлялись к пероральным сахароснижающим препаратам). В исследовании было показано, что HbA1C уменьшался на 1,5 % на фоне применения обоих инсулинов и достигал сходных значений через 52 недели (7,2 % (n = 268) и 7,1 % (n = 275) для детемира и гларгина соответственно), при этом в обеих группах 52 % пациентов достигали уровня HbA1C ≤ 7,0 % (33 % леченных детемиром и 35 % — гларгином в отсутствие гипогликемии). Следует, однако, отметить, что в этом исследовании Лантус назначался только один раз в день, в то время как в группе инсулина детемир 45 % больных вводили препарат один раз в сутки, а 55 % — дважды, что было необходимо для достижения целевых значений гликозилированного гемоглобина. Кроме того, подобная степень гликемического контроля с низкой частотой гипогликемий достигалась при более высоких дозах детемира (0,78 ЕД/кг против 0,44 ЕД/кг для гларгина). Пациенты, закончившие исследование на однократной суточной инъекции детемира (n = 104), имели меньшую прибавку в весе по сравнению с теми, кто получал две инъекции детемира в сутки (2,3 ± 0,5 против 3,7 ± 0,4 кг, n = 126), и эта прибавка была сравнимой с таковой у пациентов, получавших гларгин (3,9 ± 0,4 кг, n = 252). Отмечена большая частота побочных эффектов в местах инъекций детемира (4,5 против 1,4 % для гларгина).

Существенной психологической и патофизиологической проблемой при интенсивной инсулинотерапии СД как 1-го, так и 2-го типа является риск развития гипер- и гипогликемических состояний.

В открытом проспективном исследовании J. Herwig et al. [20] сравнивалось влияние аналога инсулина гларгин (Лантус) и инсулина НПХ на метаболический контроль и качество жизни детей и подростков, страдающих СД 1-го типа. В исследование были включены дети старше 5 лет, рандомизированные на две группы: 68 пациентов получали болюсный инсулин (регуляр, лизпро либо аспарт) и инсулин НПХ (один-три раза в сутки); 74 пациента — болюсный инсулин и Лантус 1 раз в сутки. Период наблюдения составил 20 недель.

Результаты исследования позволили сделать следующие выводы. Достаточный гликемический контроль поддерживался у большинства пациентов, получавших инсулин гларгин и НПХ-инсулин. В то же время лечение НПХ-инсулином было связано с уменьшением дозы базального и увеличением дозы короткодействующего инсулина. Что касается риска развития тяжелых гипогликемий, то он был в несколько раз ниже в группе больных, получавших инсулин гларгин, по сравнению с получавшими НПХ-инсулин. В связи с этим качество жизни было достоверно лучше у детей, получавших Лантус. Ни один из пациентов, получающих инсулин гларгин, не захотел возвратиться к ранее используемому инсулину длительного действия, а именно НПХ. Однократный прием Лантуса в сутки оказался особенно важным для подростков, поскольку позволял им спать дольше обычного.

Более низкая частота гипогликемических эпизодов и лучший контроль гликемии на фоне терапии инсулином Лантус по сравнению с инсулином НПХ отмечались также в исследовании H.P. Chase et al. [21], в которое были включены 114 больных СД 1-го типа в возрасте от 2 до 18 лет (средний возраст — 12,2 года; 54 мальчика и 60 девочек). Показано, что применение инсулина гларгин (Лантус) уменьшает частоту асимптоматических ночных гипогликемий, которые были определены постоянным подкожным мониторингом глюкозы крови. Результаты этих и целого ряда аналогичных исследований [22, 23] свидетельствуют о том, что назначение Лантуса в качестве базального инсулина может быть предпочтительным, особенно в педиатрической практике, в случае лабильного течения диабета.

Детальный анализ фармакодинамики и перспективности клинического применения инсулина гларгин у взрослых больных СД 1-го и 2-го типа представлен в обзоре [24].

Любой многоклеточный организм существует благодаря балансу между двумя физиологическими процессами — митозом и апоптозом. Митоз представляет собой непрямое деление клетки, которому предшествует удвоение количества ДНК, в результате образуются две генетически идентичные клетки. Апоптоз — процесс генетически детерминированной смерти клетки, начинающийся с фрагментации ДНК. Чтобы организм нормально функционировал, эти процессы должны быть уравновешены. Любые локальные (в отдельных органах или тканях) нарушения соотношения их интенсивностей лежат в основе развития той или иной патологии. В частности, при СД 1-го и 2-го типа апоптоз β-клеток поджелудочной железы преобладает над митозом, что приводит к уменьшению абсолютного количества функционирующих β-клеток и развитию инсулиновой недостаточности. При СД 1-го типа механизм апоптоза запускают провоспалительные цитокины (интерлейкин-1β, фактор некроза опухолей (ФНО), интерферон-χ, NO, активные формы кислорода) [25], а при СД 2-го типа — гипергликемия (глюкотоксичность), гипертриглицеридемия и повышение неэтерифицированных жирных кислот (липотоксичность) [26, 27]. К тому же известно, что ?-клетки исходно обладают низким митотическим потенциалом, а уменьшение количества циркулирующего инсулина, который в норме стимулирует митоз и угнетает апоптоз клеток, еще больше усугубляет ситуацию.

В то же время преобладание митотических процессов тогда, когда это не связано с нормальным ростом и развитием организма, повышает вероятность злокачественного перерождения клеток.

Известно, что после связывания инсулина со специфическим инсулиновым рецептором (ИР) могут активироваться два пути — метаболический, приводящий к утилизации глюкозы, инициации синтеза белков, гликогена, утилизации жиров, а также к торможению апоптоза (последнее — преимущественно через активацию инсулин-рецепторного субстрата 2), и митотический, способствующий пролиферации клеток. Метаболический путь — ведущий эффект инсулина, тогда как выраженная митогенная активность проявляется главным образом при его высокой концентрации.

В организме человека как митотические, так и метаболические эффекты инсулина осуществляются в тесной кооперации с инсулиноподобным фактором роста (ИФР-1). Этот фактор относится к соматомединам и вырабатывается в печени и других органах в соответствии с уровнем циркулирующего в крови гормона роста.

В отличие от инсулина ИФР-1 участвует в основном в реализации эффектов гормона роста, а именно: стимулирует митоз клеток, их дифференциацию и процессы клеточного анаболизма, способствует выживанию клетки, подвергшейся воздействию проапоптотических факторов, регулирует величину клетки, отвечает за организацию цитоскелета.

Человеческий инсулин и инсулиноподобный фактор роста близки по своей молекулярной структуре, поэтому они могут взаимодействовать как со своими, так и частично с «чужими» рецепторами. Более того, отмечено образование гибридных форм рецепторов инсулин/ИФР-1 в связи с их высокой гомологичностью [28], и такие гетеродимеры характерны для многих тканей млекопитающих [29, 30]. Однако инсулин и ИФР-1 обладают наиболее выраженным сродством к собственным (специфическим) рецепторам, а перекрестное взаимодействие возможно только при очень высоких концентрациях. Так, аффинность инсулина к инсулиновым рецепторам от 100 до 1000 раз выше, чем к ИФР-рецепторам (ИФР-Р), то есть с ИФР-Р инсулин может связываться, находясь в очень высокой концентрации. Аффинность ИФР-1 и ИФР-2 к ИФР-Р в 100–1000 раз выше, чем к ИР, но ИФР-1 также может связываться с ИР, находясь в высокой концентрации [29].

Как уже отмечалось выше, и инсулину, и ИФР-1 присуще как метаболическое, так и митогенное действие, но максимально эти эффекты проявляются при связывании со своими специфическими рецепторами. Следует отметить, что печеночные и жировые клетки содержат только ИР, а мышечные клетки — оба вида (инсулиновые и к ИФР-1), кроме того, существует индивидуальная вариабельность количественного содержания тех или иных рецепторов в клетке [31].

При использовании аналогов инсулина, полученных методом генной инженерии и имеющих различные модификации молекулы (следовательно, и видоизмененные свойства), необходимо знать, не нарушают ли они количественное соотношение физиологических эффектов, присущих человеческому инсулину.

Теоретически митогенный потенциал аналогов инсулина может складываться из следующих компонентов:

— повышенная аффинность к ИФР-1Р;

— увеличенная продолжительность оккупации ИР;

— комбинация ИФР-1- и ИР-опосредованных процессов [31].

Следует отметить, что на рынок не выпускается ни один препарат с митогенной активностью, заметно превышающей свойственную человеческому инсулину. Особенно показательно исследование аналога инсулина короткого действия AspB10. На этот аналог, имеющий очень выраженные метаболические свойства, возлагались большие надежды, однако в испытаниях in vitro было выявлено, что препарат обладает более высокой, чем человеческий инсулин, аффинностью к ИФР-1Р и более выраженным митогенным эффектом (определенным по степени стимулированного включения тимидина в ДНК) [32], а в испытаниях in vivo была обнаружена способность AspB10 индуцировать опухоли молочной железы у крыс [33].

Полученные данные стали причиной более широкого изучения митогенной активности аналогов инсулина, в том числе инсулина гларгин. Наличие в положении В31 и В32 этого аналога инсулина двух аргининовых остатков, подобных таковым у ИФР-1, таило в себе потенциальную опасность увеличения митогенной активности [34]. Для точной оценки митогенной активности инсулиновых аналогов необходимо анализировать их взаимодействие с рецепторами к инсулину и ИФР-1 в физиологических концентрациях [35] и при использовании адекватных моделей in vitro и in vivo на доклинической стадии исследования [36].

В экспериментах in vitro (на клеточной линии крысиных фибробластов Rat-1 и на клетках людей, не страдающих диабетом) было показано, что степень связывания с ИР была одинаковой как для человеческого инсулина, так и для инсулина гларгин. Следовательно, аффинность инсулина гларгин к ИР эквивалентна таковой у человеческого инсулина [37, 38].

Аффинность инсулина гларгин к ИФР-1Р в 200 раз ниже, чем у ИФР-1. В супрафизиологических концентрациях, которые не используются в клинической практике, сродство связывания инсулина гларгин к ИФР-1Р несколько выше, чем у человеческого инсулина. Но это небольшое отличие не влияет на митогенную и метаболическую активность инсулина гларгин, когда он применяется в физиологических дозах [31, 37].

В эксперименте на миоцитах человека было показано, что степень включения тимидина в ДНК (показатель митотической активности клеток) при инкубации как с гларгином, так и с человеческим инсулином сходна. Такое соответствие наблюдалось как в миоцитах больных диабетом 2-го типа, так и в миоцитах здоровых людей. Аналогичные соотношения наблюдались и в случае применения супрафизиологических доз инсулина. Следует отметить, что уровень инсулина в организме здорового человека составляет от 3 до 25 мкЕД/мл. Активация митоза in vitro наблюдается только при концентрации человеческого инсулина 1600 мкЕД/мл (10 нмоль) — в дозе, которая никогда не создается в организме человека. Но даже при таких дозах митогенный потенциал человеческого инсулина и инсулина гларгин подобен [37]. Суммированные результаты изучения митогенной активности гларгина представлены в табл. 1 и свидетельствуют о ее сопоставимости с активностью, верифицированной для человеческого инсулина при использовании адекватных in vitro моделей.

Существенное повышение митогенной активности инсулина Лантус по сравнению с человеческим инсулином было показано только в одном экспериментальном исследовании [42]. Этот факт объясняется прежде всего используемыми дозами инсулинов. Все инсулины, которые изучались в этом исследовании, применялись в супрафизиологических дозах. Интересно, что максимальный ростовой ответ на инсулин (стимуляция включения тимидина в ДНК), в 10 раз превышающий базальный, был получен при нефизиологических дозах всех исследованных инсулинов, в том числе аналогов быстрого и длительного действия (человеческий инсулин, инсулин AspB10, инсулин гларгин, инсулин детемир, инсулин А21Gly). К тому же в данном исследовании применялись клетки остеосаркомы Saos/B10. Эти раковые клетки обычно используются для исследования действия ИФР-1, а не инсулина, поскольку содержат большое количество ИФР-1Р. Так, в норме соотношение ИР и ИФР-1Р в эндотелиальных клетках и миоцитах скелетных мышц составляет 1 : 1, а в случае клеток остеосаркомы — 1 : 30. Высокие уровни ИФР-1Р и низкие уровни ИР (> 30 000 и < 1000 на клетку соответственно) создают высокую вероятность того, что все ИР существуют как инсулин/ИФР-1-гетеродимеры, что исключает связывание с эндогенными ИР в экспериментах при использовании линии Saos/B10 [43]. Данная модель абсолютно не соответствует физиологическим показателям организма человека, поэтому нерелевантна для оценки митогенных эффектов каких-либо препаратов инсулина, в том числе длительного действия. По мнению J. Rosenstock и D.R. Owens [44], эти результаты, полученные для инсулина гларгин in vitro, могут быть полезными только для дальнейшего отбора аналогов инсулина, которые рекомендуется исследовать на моделях in vivo, однако они ни в коей мере не могут быть экстраполированы на клинику. Более того, при использовании клеток Saos/B10 было отмечено, что человеческий инсулин связывался с ИФР-1Р с в 1000 раз меньшей аффинностью, в то время как ED50 для митогенной стимуляции отличалась всего в 80 раз, что позволяет предположить существование различий в структуре данных ИФР-1Р по сравнению с нормальными ИФР-1Р человека [43]. Результаты, полученные in vitro, стали стимулом для проведения исследований in vivo, которые показали отсутствие у инсулина гларгин связывания с ИФР-1Р во время его трехнедельного подкожного введения больным СД 1-го и 2-го типа. Авторы не наблюдали ожидаемого компенсаторного уменьшения в сыворотке концентрации ИФР-1, отмечено даже некоторое ее повышение по сравнению с верифицированной в период аналогичной по длительности терапии НПХ-инсулином (соответственно 177 ± 18 и 159 ± 18 мкг/л) у молодых больных СД 1-го типа (28 ± 2 года, n = 17). В то же время у больных СД 2-го типа (66 ± 2 года, n = 25) различий в содержании ИФР-1 в зависимости от вида применяемого инсулина не наблюдалось [45]. Поскольку у человека синтез в печени циркулирующего ИФР-1 стимулируется гормоном роста и состоянием питания организма в рамках регулирующего механизма отрицательной обратной связи с гипофизом, то полученные in vivo результаты позволяют высказать мнение о возможном действии инсулина гларгин в качестве частичного антагониста ИФР-1 на уровне гипоталамо-гипофизарной оси гормона роста. Обоснованным представляется мнение авторов о том, что обнаруженное в период введения инсулина гларгин увеличение ИФР-1 у молодых пациентов отражает тенденцию к нормализации ИФР-1, уровень которого снижен у больных диабетом по сравнению с нормальной популяцией [45].

Поскольку известно, что активация ИФР-1Р является существенным звеном в развитии диабетической ретинопатии, заслуживает внимания недавно завершенное 5-летнее клиническое исследование, основной целью которого было оценить влияние гларгина на прогрессирование ретинопатии у пациентов с СД 2-го типа. В открытом многоцентровом рандомизированном исследовании принимали участие 1017 пациентов с СД 2-го типа, сравнивали 2 группы пациентов: 1-я получала инсулинотерапию гларгином (1 раз/сут) , 2-я — НПХ-инсулином (2 раза/сут). Первичной целью исследования была оценка количества (%) пациентов с более чем 3-ступенчатым прогрессированием ретинопатии в конце исследования по сравнению с исходными данными (оценка по шкале ETDRS). По мнению J. Rosenstock, результаты исследования показали аналогичные темпы прогрессирования ретинопатии у пациентов, получавших гларгин, по сравнению с получавшими НПХ-инсулин.

Более информативными и корректными in vitro исследованиями митотической и метаболической активностей аналогов инсулина представляются результаты T. Sasaoka et al. (2007), полученные при использовании культуры нормальных клеток (человеческие адипоциты, миоциты, гладкомышечные клетки сосудов, первичные крысиные гепатоциты) [46]. Установлено, что при добавлении в инкубационную среду доз широкого диапазона (от 0,7 до 170 нмоль/л) инсулин гларгин проявлял подобные человеческому инсулину внутриклеточные сигналинговые свойства (фосфорилирование ИР, инсулин-рецепторного субстрата-1, Akt-серина и киназы гликогенсинтазы-3 во всех типах клеток), метаболическую активность (поглощение глюкозы адипоцитами) и митогенность (последняя оценивалась по фосфорилированию митогенактивированной протеинкиназы и включению 5-бром-2''-деоксиуридина гладкомышечными клетками сосудов). В то же время инсулин детемир в аналогичных дозах демонстрировал значительно меньшую степень реализации метаболических эффектов (снижение на 20–65 % в различных клеточных культурах) при сопоставимом митогенном потенциале (включение 5-бром-2''-деоксиуридина гладкомышечными клетками сосудов).

Исходя из того, что больные СД, особенно 2-го типа, являются группой с исключительно высокой кардиоваскулярной заболеваемостью и смертностью, заслуживают внимания исследования митогенной активности аналога инсулина длительного действия гларгин на клетках сосудистой системы человека (табл. 1).

В последние годы признано, что пролиферация сосудистых клеток наряду с апоптозом играет критическую роль в развитии и стабильности атеросклеротических бляшек [47]. Пролиферация гладкомышечных клеток сосудов и утолщение intima-media являются ключевыми процессами раннего атеросклероза [48], в то время как апоптоз эндотелиальных или гладкомышечных клеток инициирует коагуляцию путем выделения прокоагулянтных микрочастиц

[49, 50] и уменьшает клеточный слой, покрывающий атеросклеротическую бляшку, что приводит к ее нестабильности и в конечном счете к острой закупорке сосуда [51].

Известно, что гладкомышечные клетки сосудов экспрессируют как инсулиновые, так и ИФР-1 рецепторы [29, 52]. На клетках коронарных артерий человека (HCAEC), полученных от доноров без ишемической болезни сердца, используя низкую (0,1 нмоль/л) и супрафизиологическую (100 нмоль/л) концентрации инсулина, имитировали как физиологическую, так и чрезвычайно выраженную гиперинсулинемическую ситуацию, причем последняя обеспечивала перекрестную активность инсулина с ИФР-1-рецепторной системой [40]. Несмотря на наличие функциональной деятельности в клетках HCAEC и HCASMC (фосфорилирование протеинкиназы В), ни человеческий инсулин, ни инсулин гларгин не усиливали синтез ДНК и не влияли на интенсивность апоптоза. Это согласуется с другими исследованиями, показавшими незначительный митогенный эффект инсулина или даже его отсутствие на макроваскулярном уровне в зависимости от типа сосудов [29, 53–57]. Вместе с тем исследование на линии эндотелиальных клеток пупочной вены человека (HUVEC), экспрессирующих преимущественно рецепторы к ИФР-1 (~400 000 ИФР-1Р и ~40 000 ИР на клетку соответственно) [58, 59], показало, что человеческий инсулин предупреждает апоптоз, вызванный ФНО или ангиотензином II, однако выраженный эффект наблюдался только при использовании супрафизиологических доз гормона (100 нмоль/л) [60]. А тот факт, что обнаруженное антиапоптотическое действие инсулина на клетки HUVEC было аналогичным воздействию фактора роста сосудистого эндотелия, позволяет предположить, что в данном эксперименте присутствовало перекрестное взаимодействие человеческого инсулина с «чужими» рецепторами, вызванное его чрезмерной концентрацией в среде.

Приведенные выше результаты подтверждают благоприятный эффект инсулинотерапии у больных СД 2-го типа, прежде всего отсутствие у нее атерогенного действия. Кроме того, были получены клинические доказательства улучшения сосудистой функции, определенной по изменению скорости кровотока в ответ на эндотелийзависимые вазодилататоры, у больных СД 2-го типа, находящихся на инсулинотерапии, в том числе на инсулине гларгин, и нормализации липидного профиля (уменьшение триглицеридов и повышение холестерина липопротеинов высокой плотности) [61–64]. Важным дополнением является также обнаруженный противовоспалительный эффект инсулинотерапии, а именно снижение уровня провоспалительных цитокинов и СРБ у пациентов с критическими состояниями, в том числе с острым инфарктом миокарда [65–68].

В заключение следует отметить, что результаты исследований in vivo свидетельствуют об отсутствии канцерогенных эффектов у инсулина гларгин. Так, отсутствовали гистологические доказательства развития опухоли в молочной железе у крыс и мышей, получавших длительно (до 24 месяцев) различные дозы инсулина гларгин (до 5 ЕД/кг/день у крыс и 12,5 ЕД/кг/день у мышей) в сравнении с контрольной группой и с группой НПХ-инсулина [69], как и у крыс, получавших самую высокую переносимую дозу инсулина гларгин (40 ЕД/кг/день) на протяжении 12 месяцев [70]. Не было отмечено увеличения риска развития злокачественных новообразований и при применении инсулина гларгин у людей — у 1100 взрослых пациентов и у 174 детей с СД, получавших Лантус в ходе III фазы клинических испытаний [71].

Таким образом, проведенные in vitro и in vivo корректные исследования, в том числе с использованием клеток здоровых и больных СД лиц, а также результаты клинических испытаний позволили сделать вывод, что инсулин гларгин (Лантус) подобен человеческому инсулину по следующим показателям:

— связывание с инсулиновыми рецепторами;

— связывание с ИФР-1-рецепторами;

— метаболическая активность (стимуляция поглощения глюкозы, внутриклеточные сигналинговые свойства);

— митогенный потенциал (стимуляция поглощения тимидина, стимуляция фосфорилирования МАРК-путей, отсутствие канцерогенности).

Вышеизложенное в сочетании с особенностями фармакокинетики гларгина (беспиковость, 24-часовое действие [24]) обосновывает перспективность и безопасность использования этого базального аналога инсулина для успешной терапии больных СД 1-го и 2-го типа, а именно — для достижения целевого гликемического контроля с меньшей вероятностью гипогликемических состояний, результирующегося в снижении макро- и микрососудистых осложнений, повышении социальной адаптации больных и качества их жизни.


Список литературы

1. Diabetes Control and Complications Trial (DCCT) Research Group. The effect of intensive treatment of diabetes on the development and progression of long-term complications in insulin-dependent diabetes mellitus // N. Engl. J. Med. — 1993. — Vol. 329. — P. 977-986.

2. Intensive diabetes therapy and carotid intima-media thickness in type 1 diabetes mellitus / Nathan D.M., Lachin J., Cleary P. et al. Diabetes Control and Complications Trial. Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications Research Group // N. Engl. J. Med. — 2003. — Vol. 348. — P. 2294-2303.

3. UKPDS Group. Association of glycaemia with macrovascular and microvascular complications of type 2 diabetes (UKPDS 35): prospective observational study // BMJ. — 2000. — Vol. 321. — P. 405-412.

4. Malmberg K. for the DIGAMI Study Group. Glycometabolic state at admission: Important risk marker of mortality in conventionally treated patients with diabetes mellitus and acute myocardial infarction // Circulation. — 1999. — Vol. 99. — P. 2626-2632.

5. The ADVANCE Collaborative Group. Intensive blood glucose control and vascular outcomes in patients with Type 2 Diabetes // N. Engl. J. Med. — 2008. — Vol. 358. — P. 2560-2572.

6. Kilpatrick E.S., Rigby A.S., Atkin S.L. Insulin resistance, the metabolic syndrome, and complication risk in type 1 diabetes: «double diabetes» in the Diabetes Control and Complications Trial // Diabetes Care. — 2007. — Vol. 30. — P. 707-712.

7. Schaumberg D.A., Glynn R.J., Jenkins A.J. et al. Effect of intensive glycemic control on levels of markers of inflammation in type 1 diabetes mellitus in the diabetes control and complications trial // Circulation. — 2005. — Vol. 111. — P. 2446-2453.

8. American Diabetes Association. Hyperglycemic crises in patients with diabetes mellitus // Diabetes Care. — 2001. — Vol. 24. — P. 1988-96.

9. Bolli G.B. Long-term optimization of blood glucose control in type 1 and type 2 diabetes. Milestones in diabetes therapy: Abstract book, Budapest, 31 August 2002.

10. DeFronzo R.A. Pharmacologic therapy for type 2 diabetes mellitus // Ann. Inter. Med. — 1999. — Vol. 131. — P. 281-303.

11. Riddle M.C., Rosenstock J., Gerich J. The Treat-to-Target trial: randomized addition of glargine or human NPH insulin to oral therapy of type 2 diabetic patients // Diabetes Care. — 2003. — Vol. 26. — P. 3080-3086.

12. Porcellati F., Rossetti P., Pampanelli S. et al. Better long-term glycaemic control with the basal insulin glargine as compared with NPH in patients with Type 1 diabetes mellitus given meal-time lispro insulin // Diab. Med. — 2004. — Vol. 21. — P. 1213-1220.

13. Gerstein H.C., Yale J.F., Harris S.B. et al. A randomized trial of adding insulin glargine vs. avoidance of insulin in people with Type 2 diabetes on either no oral glucose-lowering agents or submaximal doses of metformin and/or sulphonylureas. The Canadian INSIGHT (Implementing New Strategies with Insulin Glargine for Hyperglycaemia Treatment) Study // Diabet Med. — 2006. — Vol. 23. — P. 736-42.

14. Yki-Jarvinen H., Juurinen L., Alvarsson M. et al. Initiate Insulin by Aggressive Titration and Education (INITIATE): a randomized study to compare initiation of insulin combination therapy in type 2 diabetic patients individually and in groups // Diabetes Care. — 2007. — Vol. 30. — P. 1364-1369.

15. Bretzel R.G., Nuber U., Landgraf W. et al. Once-daily basal insulin glargine versus thrice-daily prandial insulin lispro in people with type 2 diabetes on oral hypoglycaemic agents (APOLLO): an open randomised controlled trial // Lancet. — 2008. –Vol. 371. — P. 1073-1084.

16. Yki-Jarvinen H., Kauppinen-Makelin R., Tiikkainen M. et al. Insulin glargine or NPH combined with metformin in type 2 diabetes: the LANMET study // Diabetologia. — 2006. — Vol. 49. — P. 442-451.

17. Porcellati F., Rossetti P., Busciantella Ricci N. et al. Comparison of Pharmacokinetics and Dynamics of the Long-Acting Insulin Analogs Glargine and Detemir at Steady State in Type 1 Diabetes // Diabetes Care. — 2007. — Vol. 30. — P. 2447-2452.

18. Pieber T.R., Treichel H.C., Hompesch B. et al. Comparison of insulin detemir and insulin glargine in subjects with type 1 diabetes using intensive insulin therapy // Diabet. Med. — 2007. — Vol. 24. — P. 635–642.

19. Rosenstock J., Davies M., Home P.D. et al. A randomised, 52-week, treat-to-target trial comparing insulin detemir with insulin glargine when administered as add-on to glucose-lowering drugs in insulin-naive people with type 2 diabetes // Diabetologia. — 2008. — Vol. 51. — P. 408-416.

20. Herwig J., Scholl-Schilling G., Bohles H. Experience with insulin glargine in children, juveniles, and adolescents with type 1 diabetes: a prospective study // Diabetologia. — 2002. — Vol. 45, Suppl. 2. — P. A872.

21. Chase H.P., Dixon B., Pearson J. et al. Reduced hypoglycemic episodes and improved glycemic control in children with type 1 diabetes using insulin glargine and neutral protamine Hagedorn insulin // J. Pediatr. — 2003. — Vol. 143. — P. 737-740.

22. Deiss D., Kordonouri O., Hartmann R. et al. Treatment with insulin glargine reduces asymptomatic hypoglycemia detected by continuous subcutaneous glucose monitoring in children and adolescents with type 1 diabetes // Pediatr. Diabetes. — 2007. — Vol. 8. — P. 157-162.

23. Brunton S.A. Nocturnal hypoglycemia: answering the challenge with long-acting insulin analogs // Med. Gen. Med. — 2007. — Vol. 9. — P. 38.

24. Полторак В.В., Караченцев Ю.И., Горшунская М.Ю. Инсулин гларгин (Лантус) — первый беспиковый базальный длительнодействующий инсулин: фармакокинетика, фармакодинамика, перспективность клинического использования // Укр. мед. часопис. — 2003. — Т. 34, № 2. — С. 43-57.

25. Mauricio D., Mandrup-Poulsen T. Apoptosis and the pathogenesis of IDDM. A question of life and death // Diabetes. — 1998. — Vol. 47. — P. 1537-1543.

26. Leonardi O., Mints G., Hussain M.A. Beta-cell apoptosis in the pathogenesis of human type 2 diabetes mellitus // Europ. J. Endocr. — 2003. — Vol. 149. — P. 99-102.

27. Butler A.E., Janson J., Bonner-Weir S. et al. b-cell deficit and increased b-cell apoptosis in humans with type 2 diabetes // Diabetes. — 2003. — Vol. 52. — P. 102-110.

28. Soos M.A., Whittaker J., Lammers R. et al. Receptors for insulin and insulin-like growth factor-1 can form hybrid dimmers Characterization of hybrid receptors in transfected cells // Biochem. J. — 1990. — Vol. 270. — P. 383-390.

29. Chisalita S.I., Arnqvist H.J. Insulin-like growth factor 1 receptors are more abundant than insulin receptors in human micro- and macrovascular endothelial cells // Am. J. Physiol. Endocr. Metab. — 2004. — Vol. 286. — P. E896-901.

30. Bailyes E.M., Nave B.T., Soos M.A. et al. Insulin receptor/IGF-1 receptor hybrids are widely distributed in mammalian tissues: quantification of individual receptor species by selective immunoprecipitation and immunoblotting // Biochem J. — 1997. — Vol. 327. — P. 209-215.

31. Eckardt K., May C., Koenen M., Eckel J. IGF-1 receptor signaling determines the mitogenic potency of insulin analogues in human smooth muscle cells and fibroblasts // Diabetologia. — 2007. — Vol. 50. — P. 2534-2543.

32. Milazzo G., Sciacca L., Papa V. et al. ASPB10 insulin induction of increased mitogenic responses and phenotypic changes in human breast epithelial cells: evidence for enhanced interactions with the insulin-like growth factor-I receptor // Mol. Carcinog. — 1997. — Vol. 18. — P. 19-25.

33. Drejer K. The bioactivity of insulin analogues from in vitro receptor binding to in vivo glucose uptake // Diabetes Metab. Rev. — 1992. — Vol. 8. — P. 259-285.

34. Slieker L.J., Brooke G.S., DiMarchi R.D. et al. Modifications in the B10 and B26-30 regions of the B chain of human insulin alter affinity for the human IGF-1 receptor more than for the insulin receptor // Diabetologia. — 1997. — Vol. 40. — P. S54-S61.

35. Li G., Barrett E.J., Wang H. et al. Insulin at physiological concentrations selectively activates insulin but not insulin-like growth factor I (IGF-I) or insulin/IGF-I hybrid receptors in endothelial cells // Endocrinology. — 2005. — Vol. 146. — P. 4690-4696.

36. Kellerer M., Haring H.U. Insulin analogues: impact of cell model characteristics on results and conclusions regarding mitogenic properties // Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes. — 2001. — Vol. 109. — P. 63-64.

37. Ciaraldi T.P., Carter L., Seipke G. et al. Effects of thе long-acting insulin analog insulin glargine on cultured human sceletal muscle cells: comparisons to insulin and IGF-1 // J. Endocr. Metab. — 2001. — Vol. 86. — P. 5838-5847.

38. Berti L., Kellerer M., Bossenmaier B. et al. The long acting human insulin analog HOE 901: characteristics of insulin signalling in comparison to Asp (B10) and regular insulin // Hormon. Metab. Res. — 1998. — Vol. 30. — P. 123-129.

39. Sandow J., Seipke G. In vitro pharmacology studies with insulin glargine and human insulin: IGF-1 receptor binding and thymidine incorporation // Diabetes. — 2001. — Vol. 50, Suppl. 1. — P. A429.

40. Staiger K., Staiger H., Schweitzer M.A. et al. Insulin and its analogue glargine do not affect viability and proliferation of human coronary artery endothelial and smooth muscle cells // Diabetologia. — 2005. — Vol. 48. — P. 1898-1905.

41. Staiger K., Hennige A.M., Staiger H. et al. Comparison of the mitogenic potency of regular human insulin and its analogue glargine in normal and transformed human breast epithelial cells // Horm. Metab. Res. — 2007. — Vol. 39. — P. 65-67.

42. Kurtzhals P., Schaffer L., Sorensen A. et al. Correlations of receptor binding and metabolic and mitogenic potencies of insulin analogs designed for clinical use // Diabetes. — 2000. — Vol. 49. — P. 999–1005.

43. Kellerer M., Haring H.U. Insulin analogues: impact of cell model characteristics on results and conclusions regarding mitogenic properties // Exp. Clin. Endocr. Diab. — 2001. — Vol. 109. — P. 63-64.

44. Rosenstock J., Owens D.R. Basal insulin therapy in type 2 diabetes mellitus. Part one: Insulin Glargine. — Aesculapium Limited, 2004. — 205 p.

45. Slawik M., Schories M., Busse Grawitz A. et al. Treatment with insulin glargine does not suppress serum IGF-1 // Diabet. Med. — 2006. — Vol. 23. — P. 814-817.

46. Sasaoka T., Tsuneki H., Wada T. Comparison of intracellular signaling properties induced by the long-acting insulin analogues glargine and detemir in cultured cells // Diabetologia. — 2007. — Vol. 50, Suppl. 1. — P. S234.

47. Geng Y.J., Libby P. Progression of atheroma: a struggle between death and procreation // Arterioscler. Tromb. Vasc. Biol. — 2002. — Vol. 22. — P. 1370-1380.

48. Dzau V.J., Braun-Dullaeus R.C., Sedding D.G. Vascular proliferation and atherosclerosis: new perspectives and therapeutic strategies // Nat. Med. — 2002. — Vol. 8. — P. 1249-1256.

49. Bombeli T., Karsan A., Tait J.F., Halran J.M. Apoptotic vascular endothelial cells become procoagulant // Blood. — 1997. — Vol. 89. — P. 2429-2442.

50. Mallat Z., Hugel B., Ohan J. et al. Shed membrane microparticles with procoagulant potential in human atherosclerotic plaques: a role for apoptosis in plaque thrombogenicity // Circulation. — 1999. — Vol. 99. — P. 348-353.

51. Libby P. Molecular bases of the acute coronary syndromes // Circulation. — 1995. — Vol. 91. — P. 2444-2450.

52. Avena R., Mitchell M.E., Carmody B. et al. Insulin-like growth factor-1 receptors mediate infragenicular vascular smooth muscle cell proliferation in response to glucose and insulin not by insulin receptors // Am. J. Surg. — 1999. — Vol. 178. — P. 156-171.

53. Yamada H., Tsushima T., Murakami H. et al. Potentiation of mitogenic activity of platelet-derived growth factor by physiological concentrations of insulin via the MAP kinase cascade in rat A10 vascular smooth muscle cells // Int. J. Exp. Diabetes Res. — 2002. — Vol. 3. — P. 131-144.

54. Cruzado M., Risler N., Castro C. et al. Proliferative effect of insulin on cultured smooth muscle cells from rat mesenteric resistance vessels // Am. J. Hypertens. — 1998. — Vol. 11. — P. 54-58.

55. Kamide K., Hori M.T., Zhu J.H. et al. Insulin and insulin-like growth factor-I promotes angiotensinogen production and growth in vascular smooth muscle cells // J. Hypertens. — 2000. — Vol. 18. — P. 1051-1056.

56. Agazie Y.M., Bagot J.C., Trickey E. et al. Molecular mechanisms of ATP and insulin synergistic stimulation of coronary artery smooth muscle growth // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. — 2001. — Vol. 280. — P. H795-H801.

57. King G.L., Buzney S.M., Kahn C.R. et al. Differential responsiveness to insulin of endothelial and support cells from micro- and macrovessels // L. Clin. Invest. — 1983. — Vol. 71. — P. 974-979.

58. Nitert M.D., Chisalita S.I., Olsson K. et al. IGF-1/insulin hybrid receptors in human endothelial cells // Mol. Cell Endocrinol. — 2005. — Vol. 229. — P. 31-37.

59. Zeng G., Quon M.J. Insulin-stimulated production of nitric oxide is inhibited by wortmannin. Direct measurement in vascular endothelial cells // J. Clin. Invest. — 1996. — Vol. 98. — P. 894-898.

60. Hermann C., Assmus B., Urbich C. et al. Insulin-mediated stimulation of protein kinase Akt: a potent survival signalling cascade for endothelial cella // Atheroscler. Tromb. Vasc. Biol. — 2000. — Vol. 20. — P. 402-409.

61. Vehkavaara S., Makimattila S., Schlenzka A. et al. Insulin therapy improves endothelial function in type 2 diabetes // Atheroscler. Tromb. Vasc. Biol. — 2000. — Vol. 20. — P. 545-550.

62. Vehkavaara S., Yki-Jarvinen H. 3.5 years of insulin therapy with insulin glargine improves in vivo endothelial function in type 2 diabetes // Atheroscler. Tromb. Vasc. Biol. — 2004. — Vol. 24. — P. 325-330.

63. Caixas A., Ordonez-Llanos J., de Leiva A. et al. Optimization of glycemic control by insulin therapy decreases the proportion of small dense LDL particles in diabetic patients // Diabetes. — 1997. — Vol. 46. — P. 1207-1213.

64. Taskinen M.R., Kuusi T., Helve E. et al. Insulin therapy induces antiatherogenic changes of serum lipoproteins in noninsulin-dependent diabetes // Arteriosclerosis. — 1988. — Vol. 8. — P. 168-177.

65. Stenz F.B., Umpierrez G.E., Cuervo К. et al. Proinflammatory cytokines, markers of cardiovascular risk, oxidative stress, and lipid peroxidation in patients with hyperglycemic crises // Diabetes. — 2004. — Vol. 53. — P. 2079-2086.

66. Dandona P., Aljada A., Mohanty P. The anti-inflammatory and potential anti-atherogenic effect of insulin: a new paradigm // Diabetologia. — 2002. — Vol. 45. — P. 924-930.

67. Hansen T.K., Thei S., Wouters P.J. et al. Intensive insulin therapy exerts anti-inflammatory effect in critically ill patients and counteracts the adverse effect of low mannose-binding lectin levels // J. Clin. Endicrinol. Metab. — 2003. — Vol. 88. — P. 1082-1088.

68. Chaudhuri A., Janicke D., Wilson M.F. et al. Anti-inflammatory and profibrinolytic effect of insulin in acute ST-segment-elevation myocardial infarction // Circulation. — 2004. — Vol. 109. — P. 849-854.

69. Stammberger I., Bube A., Durchfeld-Meyer B. et al. Evaluation of the carcinogenic potential of insulin glargine (LANTUS) in rats and mice // Int. J. Toxicol. — 2002. — Vol. 21. — P. 171-179.

70. Seipke G.K., Berchthold H., Geisen K. et al. HOE 901: a new insulin with prolonged action // Eur. J. Endocrinol. — 1995. — Vol. 132, Suppl. 1. — P. 25.

71. Schober E., Schoenle E., Van Dyk J. et al. Comparative trial between insulin glargine and NPH insulin in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus // J. Pediatr. Endocrinol. Metab. — 2002. — Vol. 15. — P. 369-76.  


Вернуться к номеру