ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

Fibroblast growth factor-21 as a marker of premature aging in young and middled-aged men with type 2 diabetes

E.Yu. Zagarskikh, G.A. Proshchai, N.V. Vorokhobina

I.I. Mechnikov North-Western State Medical University, St. Petersburg, Russia
Aim. To investigate the impact of fibroblast growth factor 21 (FGF-21) on the severity of androgen deficiency in young and middle-aged men with type 2 diabetes mellitus. Materials and methods. The study comprised 100 men with type 2 diabetes mellitus, cardiovascular multi-morbidity, obesity and androgen deficiency (study group) and 20 healthy men aged 35-50 years. The study group was further divided into two subgroups. Patients of the subgroup 1 received the standard treatment for type 2 diabetes and cardiovascular disease. Patients of the subgroup two were treated with conventional therapy concurrently with testosterone undecanoate. The baseline examination included the following parameters: glycated hemoglobin, total testosterone, prolactin, thyroid stimulating hormone and blood FGF-21. At nine months after the treatment, the blood levels of glycated hemoglobin, FGF21 and testosterone were re-examined. The evaluation of the severity of androgen deficiency was carried out using the ICEF-5 questionnaire and the Aging Males’ Symptoms scale (AMS). Results. In the study group, the mean FGF-21 level was 2.7 times higher, and the total testosterone level was 2-2.5 times lower than in the control group (p<0.05). A negative correlation was found between the blood levels of FGF-21 and total testosterone (r=-0.41, p<0.05). At nine months post treatment, the subgroup with testosterone undecanoate administered as add-on therapy showed a further decrease in FGF-21 levels and improved androgen deficiency symptoms. Discussion. FGF-21 is one of the markers for type 2 diabetes, cardiovascular multi-morbidity, obesity and androgen deficiency. Given the association of FGF-21 with androgen deficiency, it can be assumed that FGF-21 plays a role in premature aging. Treatment of androgen deficiency as add-on therapy to the standard treatment of this category of patients improves their prognosis and the quality of life. Conclusion. Young and middle-aged men with type 2 diabetes should undergo regular screening for androgen deficiency with the purpose of its early diagnosis and timely treatment. The detection of elevated levels of FGF-21 in young and middle-aged men with type 2 diabetes mellitus and cardiovascular multi-morbidity may indicate premature aging and requires preventive measures.

Keywords

fibroblast growth factor 21
diabetes mellitus type 2
androgen deficiency
premature aging
cardiovascular diseases
obesity

Введение. В настоящее время проведено немало клинических исследований, показавших высокую распространенность андрогенного дефицита среди пациентов с сахарным диабетом 2 типа (СД2) [1–4]. Доказана тесная связь низкого уровня тестостерона с развитием таких заболеваний и патологических состояний, как ожирение, артериальная гипертензия, ранний атеросклероз, СД2, депрессия, снижение мышечной массы и физической активности, нарушение половой функции, остеопороз [1–11]. Сохранение нормального уровня тестостерона увеличивает продолжительность жизни и служит определяющим фактором ее высокого уровня. Фактор роста фибробластов-21 (FGF-21) может рассматриваться в качестве маркера преждевременного старения в связи с повышением его уровня при СД2, ожирении, ишемической болезни сердца (ИБС), атеросклерозе [9–17].

В работе [18] показана роль заместительной гормональной терапии в лечении андрогенодефицита, способствовавшей улучшению качества жизни пациентов с СД2 [18].

Цель: изучить влияние FGF-21 на выраженность андрогенного дефицита при СД2 у мужчин молодого и среднего возраста в аспекте преждевременного старения.

Материалы и методы. Обследованы 100 мужчин в возрасте 35–50 лет с СД2, полиморбидной сердечно-сосудистой патологией (ИБС [стенокардия I–II функциональных классов], гипертоническая болезнь II стадии), ожирением и андрогенным дефицитом (основная группа). Пациентов с инфекционными заболеваниями, почечной и печеночной недостаточностью, онкологическими заболеваниями, терминальными состояниями в исследование не включали. Контрольную группу составили 20 здоровых мужчин 35–50 лет. Пациенты основной группы были разделены на 2 подгруппы. В 1-ю вошли 52 больных, получавших стандартную терапию, включившую бигуаниды, гипотензивную терапию (ингибиторы АПФ, сартаны, β-адреноблокаторы, антагонисты кальция, диуретики), статины. Во 2-й подгруппе (n=48) наряду со стандартной терапией назначали тестостерон ундеканоат.

Осмотр включал измерение роста и массы тела с определением индекса массы тела (ИМТ), который в основной группе составил 31,5±2,53 кг/м2, в контрольной – 23,7±1,62 кг/м2.

Всем пациентам проведено лабораторное обследование с оценкой уровня гликированного гемоглобина (HbA1c), общего тестостерона, пролактина, тиреотропного гормона (ТТГ) в сыворотке крови. Средний уровень HbA1c в основной группе составил 7,3±0,4%, в контрольной – 5,2±0,3%.

Лабораторное обследование также включило количественное определение в плазме крови уровня FGF-21 методом ИФА с помощью наборов BCM diagnostics SK00145-01 («BCM diagnostics», США). Референтные значения для данного показателя в настоящее время отсутствуют.

Пациенты 2-й подгруппы прошли урологическое обследование, включившее УЗИ предстательной железы, определение уровня простатспецифического антигена (ПСА), консультацию уролога для исключения противопоказаний к назначению гормональной терапии.

По прошествии 9 мес. лечения повторно определено содержание HbA1c, FGF-21, общего тестостерона.

Исследования проводились в центральной научно-исследовательской лаборатории СЗГМУ им. И. И. Мечникова.

Методом анкетирования с использованием опросников МИЭФ-5 и Шкалы старения мужчины AMS была проведена оценка выраженности андрогенодефицита.

Результаты исследования обработаны статистически с применением программы Microsoft Excel 2007, Statsoft Statistica 10.0. При сравнении групп для выборок с нормальным распределением использовали t-критерий Стьюдента, для непараметрических выборок – U-критерий Манна–Уитни и χ2 (с поправкой Йейтса). Для оценки корреляции использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты. Исходно больные предъявляли жалобы на нарушение эректильной функции различной степени, снижение либидо, депрессию, нервозность, снижение мышечной силы, потливость, нарушение сна. Для уточнения степени выраженности данных проявлений проведена оценка выраженности андрогенодефицита методом анкетирования (табл. 1).

Уровни пролактина и ТТГ в сыворотке крови в обеих группах не выходили за пределы референтных значений. При этом содержание FGF-21 в основной группе превышало таковое в контрольной в 2,7 раза, тогда как уровень общего тестостерона, напротив, был в 2–2,5 раза ниже.

Выявленная отрицательная корреляционная взаимосвязь уровней FGF-21 и общего тестостерона (r=-0,41; р<0,05) указывает на то, что повышение уровня FGF-21 в плазме крови при СД2, полиморбидной сердечно-сосудистой патологии, ожирении свидетельствует о наличии андрогенодефицита.

Пациенты 2-й подгруппы были проконсультированы урологом, противопоказаний к назначению андрогензаместительной терапии не было. Объем предстательной железы (16±3,1 мл) и уровень ПСА (1,6±0,7 нг/мл) не выходили за пределы нормальных значений.

Спустя 9 мес. терапии всем больным проведено повторное лабораторное обследование. В результате коррекции гликемии уровень HbA1c в 1-й подгруппе снизился до 6,7±0,3%, во 2-й – до 6,6±0,3%. Более выраженное снижение уровня FGF-21 отмечено в подгруппе с дополнительной коррекцией андрогенного дефицита тестостероном ундеканоатом: данный показатель в 1-й и 2-й подгруппах составил 198,41±21,1 и 153,86±19,2 нг/л соответственно (p<0,05).

Кроме того, на фоне дополнительной коррекции андрогенного дефицита тестостероном ундеканоатом наблюдали уменьшение проявлений симптомов андрогенного дефицита, в том числе значимое субъективное улучшение эректильной функции (табл. 2). Однако в подгруппе 1 показатели после лечения не имели статистических различий по сравнению таковыми до лечения.

Обсуждение. Согласно анкетированию с помощью опросника МИЭФ-5 во 2-й подгруппе отмечены признаки эректильной дисфункции от умеренной степени выраженности до выраженной. После проведенного лечения с использованием тестостерона ундеканоата степень выраженности эректильной дисфункции стала соответствовать легкой и умеренной. Исходно умеренно и выраженные симптомы андрогенодефицита по Шкале старения мужчины AMS на фоне коррекции тестостероном ундеканоатом продемонстрировано положительную динамику.

Повышение уровня FGF-21 в плазме крови в 2,7 раза у больных СД2, полиморбидной сердечно-сосудистой патологией, ожирением, с андрогенным дефицитом по сравнению со здоровыми лицами позволяет предположить, что FGF-21 является одним из маркеров наличия данных состояний.

Известно, что андрогенный дефицит является доказанным проявлением преждевременного старения [19]. Таким образом, повышение уровня FGF-21 у пациентов с дефицитом андрогенов, выявленным у обследованных нами пациентов, может свидетельствовать об участии данного фактора в развитии преждевременного старения. Определение уровня FGF-21 в плазме крови можно использовать в качестве показателя выраженности андрогенного дефицита у мужчин с СД2, ожирением, андрогенным дефицитом, полиморбидной сердечно-сосудистой патологией.

Проведенная терапия препаратами андрогенов способствовала более выраженному снижению уровня FGF-21 в плазме крови по сравнению с больными, получавшими только стандартную терапию, и улучшению показателей эректильной функции и других проявлений дефицита тестостерона по данным анкетирования.

Заключение. Учитывая высокую распространенность андрогенного дефицита в группах риска (в том числе при СД2, ожирении, полиморбидной сердечно-сосудистой патологии) и его влияние на качество и продолжительность жизни, необходимо регулярное обследование мужчин молодого и среднего возраста с СД2 с целью ранней диагностики данного состояния и его своевременного лечения. Можно предположить, что FGF-21 является независимым маркером наличия СД2, полиморбидной сердечно-сосудистой патологии, ожирения, андрогенного дефицита. Выявление повышенного уровня FGF-21 у мужчин молодого и среднего возраста с СД2, полиморбидной сердечно-сосудистой патологией позволяет предполагать, что FGF-21 также служит маркером преждевременного старения. Данные лабораторные находки требуют тщательного обследования таких пациентов и принятия превентивных мер.

В настоящее время нами ведется дальнейшее изучение FGF-21 с позиции его взаимосвязи с нарушениями углеводного, жирового обменов, риском развития сердечно-сосудистой патологии и преждевременного старения.

About the Authors

Corresponding author: G. A. Proshchai – Ph.D. Student at the V.G. Baranova Department of Endocrinology, I.I. Mechnikov North-Western State Medical University, St. Petersburg, Russia: e-mail: galina.proshchai@mail.ru