Старение является главным фактором риска развития многих хронических заболеваний [1]. Мужское старение ассоциируется с прогрессирующим снижением уровня тестостерона (Т) на 0,4-2,0% в год после 30 лет [2].
Прогрессирующее снижение уровня сывороточного Т с возрастом хорошо изучено. Его причины могут быть связаны с различными факторами, чаще всего с нарушением функции гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси, сопутствующими соматическими заболеваниями, приемом лекарственных препаратов и отягощены вредными привычками. Более быстрое и значимое снижение уровня Т происходит у мужчин с ожирением и сахарным диабетом 2-го типа (СД2). Также известно, что низкий уровень эндогенного Т у мужчин ассоциирован с более высокой смертностью [3] и повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний [4]. Несколько эпидемиологических исследований продемонстрировали связь низкого уровня Т с сердечно-сосудистыми заболеваниями и состояниями, такими как метаболический синдром и СД2, сочетание с которыми ухудшает прогноз [5]. Является андрогенный дефицит следствием основного процесса соматического заболевания или он первичен и относится к факторам риска прогрессирования сосудистых осложнений, в настоящее время полностью не изучено. Необходимо выяснить механизм действия экзогенного Т на профилактику сердечно-сосудистых катастроф у пациентов с СД2 и ожирением.
Влияние тестостерона на сердечно-сосудистую систему
Было проведено множество различных исследований, демонстрирующих положительные метаболические свойства андрогенной терапии на сердечно-сосудистую систему мужчин.
В 1940 г. была опубликована работа, в которой описано положительное влияние терапии Т на клинические симптомы стенокардии. У исследуемых мужчин уменьшались грудные боли после физической нагрузки, вплоть до полного их исчезновения [6].
Первое рандомизированное плацебо-контролируемое исследование заместительной терапии Т у мужчин с ишемической болезнью сердца, а именно со стенокардией напряжения было проведено в 1977 г. Оценивали суммарное количество депрессий сегмента ST во II, V4-V6 отведениях при выполнении электрокардиографии (ЭКГ) в покое и через 2, 4 и 6 мин физической нагрузки. Сумма депрессии ST снижалась на 31,7% после 4-недельной терапии Т и на 51,2% через 8 нед [7]. В похожем плацебо-контролируемом исследовании после 1 мес терапии Т также было показано уменьшение болевых симптомов стенокардии на 77,4%, снижение эпизодов ишемии на 68,4% согласно стандартной ЭКГ и на 75% по холтеровскому мониторированию [8].
В плацебо-контролируемом исследовании мужчин с низконормальными показателями андрогенного статуса (средний уровень общего Т активной группы - 13,55±0,78 нмоль/л, плацебо - 12,38±0,72 нмоль/л, р=0,3) и с ранее диагностируемой хронической стабильной стенокардией. На фоне приема Т (5 мг/сут) было выявлено максимальное кардиологическое улучшение при плазменных уровнях Т, достигшее средненормального физиологического диапазона (18,57±1,6 нмоль/л) [9]. На фоне физических нагрузок андрогенная терапия положительно отразилась в динамике депрессии сегмента ST на 1 мм уже через 1 мес. В ходе исследования максимальная положительная кардиологическая динамика прослеживалась у пациентов с более низкими показателями Т. Этот вывод был подтвержден последующим исследованием, в котором участвовали мужчины со стенокардией напряжения и низким уровнем Т [10]. В более поздних плацебо-контролируемых исследованиях возрастных мужчин с СД2 и ранее диагностированными сердечно-сосудистыми заболеваниями после 12 нед заместительной терапии Т отмечено снижение количества болевых приступов стенокардии и уменьшение количества суточных эпизодов ишемии на ЭКГ [11]. В 2-месячном исследовании использования андрогенной терапии у мужчин продемонстрировано отсутствие увеличения общей перфузии миокарда с помощью магнитно-резонансной томографии, однако коронарные артерии без стеноза имели повышенную перфузию сосудов [12]. На основании данных результатов исследований терапия Т уменьшает ишемию сердца за счет повышения концентрации гемоглобина, усиления коронарного кровотока, тем самым улучшая функции миокарда [13].
Дефицит Т часто встречается у пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН), усугубляя процессы снижения сердечной функции, потери мышечной массы, а также с хронической анемией и инсулинорезистентностью. По данным различных исследований [14, 15], заместительная терапия Т может улучшить прогноз у пациентов с ХСН с помощью некоторых механизмов (обобщены на рис. 1). Во-первых, в ходе андрогенной терапии снижение периферического сосудистого сопротивления приводит к увеличению сердечного выброса [16]. Во-вторых, Т вызывает коронарную вазодилатацию, что может улучшить зоны ишемии сердечной мышцы. В-третьих, как следует из наблюдательных исследований in vitro, Т может потенциально снижать давление в легочных сосудах in vivo, уменьшая нагрузку на правые отделы сердца [17].
Положительные антиоксидантные свойства андрогенной терапии
Отягощающими факторами сердечно-сосудистых прогнозов у мужчин с гипогонадизмом являются СД2 и ожирение. Однако установлено, что заместительная андрогенная терапия у пациентов с СД2 статистически достоверно значимо ассоциируется со снижением смертности [18].
В исследовании с 39 пациентами с СД2 на монотерапии метформином прослеживали динамику уровня биоактивного Т (сумма фракций свободного и связанного с альбумином Т) <7,3 нмоль/л. После рандомизации (1:1) были сформированы основная группа, пациенты которой в течение 6 мес получали накожно гель Т, и контрольная группа пациентов, получавших плацебо. По окончании исследования при рассмотрении динамики метаболических и антропометрических показателей выявлено статистически достоверно значимое межгрупповое различие (для общей массы -0,7 кг; р=0,043; для безжировой массы тела +1,9 кг; р=0,001), подтвердившее пользу назначения андрогенной терапии. При проведении эугликемического гиперинсулинеми-ческого клэмп-теста была выявлена сопоставимая динамика инсулиночувствительности у пациентов обеих подгрупп [19].
Рис. 1. Предполагаемое положительное влияние терапии тестостероном на хроническую сердечную недостаточность. Адаптировано по [13]
Кроме того, считается, что ускоренный оксидативный стресс является одной из основных причин микро- и макрососудистых осложнений при СД2 и ожирении [20]. Избыточное образование активных форм кислорода (АФК) и свободных радикалов в условиях хронического метаболического стресса снижает антиоксидантную активность и приводит к нарушению клеточной функции. Оксидативный стресс выступает в роли защитного механизма, предотвращающего повреждения клеток [21, 22]. АФК - это группа малых активных молекул, играющих важнейшую роль в регуляции различных функций клеток и биологических процессов [23]. Но в условиях хронической гипергликемии, дислипидемии, высокой вариабельности метаболических биомаркеров углеводного обмена происходит ускорение оксидативного стресса за счет неконтролируемого образования АФК, что приводит к повреждению клетки и нарушению ее функций [24].
В многопрофильной клинике "Поликлиник.ру", специализирующейся на современном подходе к профилактике и лечению метаболических заболеваний углеводного и жирового обмена, проведено клиническое наблюдательное исследование.
Цель исследования - оценить антиоксидантные свойства терапии Т на метаболические биомаркеры у пациентов с СД2 и ожирением.
Материал и методы
В исследовании приняли участие 124 мужчины с диагнозом "гипогонадизм, СД2 и ожирение". Основным критерием включения в исследование была стабильная схема сахароснижающей, гиполипидемической терапии в течение 3 мес перед включением в исследование. Пациенты были обучены в школе диабета и ожирения, им даны рекомендации по интенсификации образа жизни.
С помощью случайной рандомизации пациенты были поделены (1:1) на основную группу, использующую в рекомендациях андрогенную терапию, и группу контроля. В основной группе мужчины
Рис. 2. Показатель динамики оксидативного стресса - индекс AQxS
Рис. 3. Динамика уровня общего тестостерона в течение 18 мес на фоне проведения андрогенотерапии 00Т - базовый уровень общего тестостерона; 06Т - уро- вень общего тестостерона через 6 мес; 12Т - через 12 мес; 18Т - через 18 мес.
Рис. 4. Динамика в течение 18 мес уровней глутатионпероксидазы (ГПО) (I) и супероксиддисмутазы (СОД) (II) в зависимости от их исходных показателей на фоне проведения андрогенотерапии (1) и в ее отсутствие (0)
Рис. 5. Взаимосвязь уровня общего тестостерона c концентрациями супероксиддисмутазы (СОД) (I) и глутатионпероксидазы (ГПО) (II) в основной группе до андрогенотерапии и после ее проведения в течение 18 мес
в течение 18 мес использовали гель тестостерона "Андрогель" 1 пакет в сутки (в 5 г геля содержится 50 мг Т; регистрационный номер ЛС-000869 от 29.12.2006). Динамику метаболических показателей оценивали через 6, 12 и 18 мес от начала исследования.
Уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) оценивали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в соответствии стандартом NGSP (анализатор гемоглобина DS 5 VARIANT® II TURBO, BIO-RAD, США). Уровень гликемии натощак (ГН) и постпрандиальной гликемии (ППГ) в лабораторных условиях определяли в сыворотке венозной крови с использованием глюкозооксидазной реакции (аппарат BIOSEN 5030, EKF DIAGNOSTIC SALES GMBH, Германия).
Были рассчитаны параметры модели гомеостаза глюкозы HOMA, характеризующие инсулинорезистентность:
HOMA-IR = ИРИ (мкМЕ/мл) × ГН (ммоль/л) / 22,5 и функциональную активность β-клеток HOMA-β = 20 × ИРИ (мкМЕ/мл) /(ГН (ммоль/л) - 3,5).
Уровни триглицеридов (ТГ), общего холестерина (ОХС), холестерина липопротеинов высокой (ХС-ЛПВП) и низкой (ХС-ЛПНП) плотности исследовали иммунотурбиметрическим методом (автоматический биохимический анализатор Vitros 5,1FS; Ortho Clinical Diagnostics Johnson & Johnson, США).
Рассчитывали индекс атерогенности:
ИА = (ОХС - ХС-ЛПВП) / ХС-ЛПВП (норма <4,0).
Общий Т определяли методом усиленной хемилюминесценции (автоматический иммунодиагностический анализатор Vitros 3600, Ortho Clinical Diagnostics Johnson & Johnson, США).
В качестве динамики интенсивности оксидативного стресса с помощью биохимического анализатора Vital Flexor Jounior (Vital Scientific N.V., Нидерланды) оценивали динамику активности ферментов антиоксидантной защиты: супероксиддисмутазы (СОД) и глутатионпероксидазы (ГПО).
Для оценки антиоксидантной активности андрогенной терапии в условиях глюкозолипотоксичности изучали оценочный показатель динамики интенсивности оксидативного стресса - индекс динамики оксидативного стресса ΔOxS. Показатель ΔOxS характеризует динамику интенсивности оксидативного стресса, обусловленную соотношением исходного и конечного значения нескольких составляющих:
ΔOxS = (соотношение липидов) х (соотношение HbA1c) х (соотношение СОД) х (соотношение ГПО), доли (рис. 2).
Так, смещение ΔOxS в интервале от 0 до 1 свидетельствует об усилении выраженности оксидативного стресса. При этом значение ΔOxS >1 характеризует снижение интенсивности оксидативного стресса у рассматриваемого пациента.
Результаты и обсуждение
В ходе исследования отмечено увеличение динамики уровня общего Т основной группы с 9,21±1,66 до 14,34±2,03 (р=3,52Е-12) (рис. 3).
Подтверждена статистически значимая положительная динамика основных маркеров оксидативного стресса СОД (с 175,1±15,2 до 204,31±13,3; р=3,53Е-12) и ГПО (с 5256,8±970,30 до 7243,91±907,46; р=2,49Е-11) на фоне андрогенотерапии (рис. 4).
Повышение уровней СОД и ГПО свидетельствовало о снижении интенсивности оксидативного стресса при проведении андрогенотерапии. Уровень общего Т коррелирует с уровнем СОД (r=0,327,p=0,0001) и ГПО (r=0,44, p=0,0003). При назначении андрогенотерапии пациентам с СД2 (рис. 5) уровни СОД и ГПО статистически значимо растут.
Данное положение подтверждается повышением ΔOxS до 2,00±0,64 при повышении уровня общего Т, свидетельствующем о замедлении оксидативного стресса на фоне терапии Т (рис. 6).
Рис. 6. Динамика общего тестостерона и индекса динамики оксидативного стресса до (а) и после 18 мес андрогенотерапии (б)
На фоне проведения андрогенотерапии за счет повышения антиоксидантной активности продемонстрировано улучшение качества гликемического контроля (рис. 7).
Рис. 7. Изменение индекса динамики оксидативного стресса и HbA1c в течение 18 мес
Показано, что увеличение СОД и ГПО на фоне терапии Т ассоциируется со снижением степени выраженности инсулинорезистентности и увеличением функциональной активности β-клеток. При этом в контрольной группе отмечено усиление выраженности инсулинорезистентности, ассоциированное с возрастанием интенсивности оксидативного стресса (рис. 8).
Рис. 8. Индекс динамики оксидативного стресса и динамика инсулинорезистентности (I) и функциональной активности β-клеток (II) в течение 18 мес
Активация антиоксидантной системы связана с улучшением негликемических параметров. Достигнуто улучшение антропометрических показателей, ассоциированных с развитием висцерального ожирения (рис. 9).
Рис. 9. Индекс динамики оксидативного стресса в зависимости от окружности талии в течение 18 мес на фоне проведения андрогенотерапии (а) и в ее отсутствие (б)
Улучшение антиоксидантного статуса ассоциируется со снижением выраженности дислипидемии (рис. 10).
Рис. 10. Индекс динамики оксидативного стресса в течение 18 мес в зависимости от динамики общего холестерина (I), липопротеинов низкой плотности (II), индекса атерогенности (III) на фоне андрогенотерапии (а) и в ее отсутствие (б) при сочетании сахарного диабета 2-го типа и андрогенного дефицита
В ходе исследования было показано, что назначение андрогенотерапии пациентам с СД2 и андрогенным дефицитом ассоциируется с повышением величины индекса ΔOxS, и это свидетельствует о снижении интенсивности оксидативного стресса (рис. 11).
Рис. 11. Индекс динамики оксидативного стресса в течение 18 мес у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и андрогенным дефицитом на фоне андрогенотерапии и в ее отсутствие
Максимально выраженное снижение интенсивности оксидативного стресса достигается у пациентов с небольшой длительностью СД2 и более высоким значением индекса массы тела. Величина индекса ΔOxS во всех подгруппах пациентов с СД2 и андрогенным дефицитом на фоне назначения андрогенотерапии варьировала в диапазоне 1,951-2,596, что подтверждает снижение интенсивности глюкозо- и липотоксичности, а также оксидативного стресса.
Заключение
У мужчин, страдающих СД2 в сочетании с дефицитом Т, на фоне повышения интенсивности оксидативного стресса отмечено ухудшение классических метаболических параметров углеводного и липидного обмена, сопровождающееся развитием глюкозо- и липотоксичности. В проведенном исследовании показано, что назначение физиологических доз Т способствует улучшению не только метаболических, но и антиоксидантных характеристик. На фоне проведения андрогенной терапии происходило повышение уровней антиоксидантных ферментов СОД и ГПО, нейтрализующих активные свободно-радикальные частицы кислорода. При этом статистически значимо доказано, что в контрольной группе пациентов с СД2, не проводивших терапию Т, не отмечено улучшения антиоксидантного статуса и метаболических показателей. Продемонстрировано, что снижение концентрации частиц АФК способствует устранению глюкозо- и липотоксичности, позволяющее минимизировать частоту развития сердечно-сосудистых осложнений СД2 и может являться профилактикой. Таким образом, всем мужчинам с СД2 следует проводить скрининг андрогенного дефицита, коррекция которого способствует улучшению метаболического и антиоксидантного профиля, а также качества мужского здоровья.