ISSN 2073–4034
eISSN 2414–9128

Screening, diagnosis and treatment of early carbohydrate metabolism disorders

Demidova I.Yu., Boeva V.V.

1) Department of Endocrinology and Diabetology FAPE, Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow, Russia; 2) Federal Clinical Center for High Medical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia, Moscow region, Khimki, Russia
Background. Type 2 diabetes mellitus (DM2) is one of the most common and severe diseases of our time, leading not only to disability, but also to premature death of patients. In 2021, 6.7 million people with diabetes died [1]. One of the reasons for high mortality is the late detection of DM2 and its complications, which begin to develop already at the stage of prediabetes. Active screening, timely detection and treatment of any disorders of carbohydrate metabolism at the earliest stages will slow down the rate of conversion of prediabetes to DM2, as well as timely diagnose and treat complications of hyperglycemia.
Objective. Optimization of the algorithm for selective screening, diagnosis and treatment in the early stages of carbohydrate metabolism disorders among individuals with risk factors for developing DM2 and to evaluation of the effectiveness of drug correction of prediabetes.
Methods. To assess carbohydrate metabolism, fasting venous plasma glucose (FVPG) was examined at the screening stage, and for further diagnosis, a two-hour oral glucose tolerance test (OGTT) with 75 g of anhydrous glucose was performed. Plasma glucose concentration was determined in the laboratory of the Tambov Central District Hospital using a digital photoelectric calorimeter «APEL AP-101» and a biochemical automatic analyzer CA - 270 «Furuno». Blood samples were collected into tubes with a glycolysis inhibitor (sodium fluoride), coded with a gray cap. Blood samples were prepared according to a unified preanalytical procedure (International Organization for Standardization ISO, 2000).
Results. Continuous screening of carbohydrate metabolism disorders in compliance with all rules for preanalytical preparation of blood samples was carried out among 1136 apparently healthy individuals. Subsequent diagnosis of the state of carbohydrate metabolism was required in 531 (46.7%) of 1136 examined, after which various categories of dysglycemia were confirmed in 210 (39.5%) of 531 individuals. The need for mandatory diagnosis of the state of carbohydrate metabolism in individuals with fasting venous plasma glucose levels ≥5.6≤6.0 mmol/l and the presence of metabolic syndrome and/or DM2 risk factors has been confirmed. Early administration of drug prevention of DM2 in combination with lifestyle changes to normalize glycemia in people with prediabetes has proven to be safe and effective during an active three-year follow-up period. Subsequent regular use of metformin at a daily dose of 500 mg for 10 years in 83.3% of patients prevented the development of any disorders of carbohydrate metabolism, including DM2.
Conclusion. Compliance with the rules of preanalytical preparation of blood samples is required both when screening for carbohydrate metabolism disorders and their subsequent diagnosis. Compliance with the recommendations of the International Diabetes Federation (IDF) on expanding the indications for diagnostic OGTT contributes to the early detection of various disorders of carbohydrate metabolism. Metformin can be considered the main drug of choice as a means of drug prevention of DM2 at the stage of prediabetes; its safety and effectiveness has been demonstrated by the results of a long-term follow-up period.

Keywords

type 2 diabetes mellitus
impaired fasting glucose
impaired glucose tolerance
screening
prevention
fasting venous plasma glucose
oral glucose tolerance test (OGTT)
prediabetes
metformin

Введение

Исследования распространенности различных категорий нарушений углеводного обмена (НУО) среди населения доказывают, что реальная заболеваемость сахарным диабетом 2 типа (СД2) и предиабетом: нарушенная гликемия натощак (НГН) и нарушенная толерантность к глюкозе (НТГ), как минимум в 2 раза выше зарегистрированной [2]. Следовательно, минимум у половины больных СД2 заболевание не диагностировано и они не получают необходимого лечения, а минимум половина лиц с недиагностированным предиабетом упускают шанс замедлить темпы его конверсии в СД2 или предотвратить его развитие.

Ранняя диагностика любых нарушений углеводного обмена является важнейшей задачей здравоохранения. Лечение СД2, выявленного на ранних стадиях, позволяет не только эффективно достигать целевых значений гликемии, но и предупреждать или замедлять развитие его осложнений. Комплексная терапия предиабета замедляет его конверсию в СД2, а скрининг осложнений на самых ранних стадиях НУО с последующими регулярным мониторингом и своевременным лечением снижает скорость их прогрессирования.

СД2 и предиабет обычно протекают бессимптомно, поэтому для их своевременной диагностики необходим скрининг – определение глюкозы венозной плазмы натощак (ГВПН). Содержание глюкозы именно в венозной плазме наиболее точно отражает истинную гликемию, т.е. максимально соответствующую реальной. При таком исследовании риск искусственного занижения результата вследствие гликолиза форменными элементами крови снижается. По результатам скрининга принимается решение о необходимости дальнейшей диагностики состояния углеводного обмена (ПТТГ с 75 г глюкозы или повторное исследование ГВПН) с целью подтверждения или исключения наличия той или иной категории гипергликемии.

При всей простоте и рутинности исследования состояния углеводного обмена у половины лиц с гипергликемией и переходной гликемией имеющиеся нарушения остаются невыявленными. Одна из причин подобного явления с большой долей вероятности кроется в качестве преаналитической подготовки образца крови, от которого в дальнейшем зависит точность измерения гликемии. Подготовка взятой крови на исследование содержания глюкозы предусматривает использование ингибиторов гликолиза, помещение пробирки с кровью в лед, центрифугирование и отделение плазмы от форменных элементов не позднее 30 минут после забора крови [3]. При задержке проведения анализа уровень глюкозы в крови вследствие непрерывного гликолиза ежечасно снижается, при этом тем быстрее, чем выше исходная гликемия. Так, за 3 часа в образцах цельной венозной крови с исходным уровнем глюкозы более 6,0 ммоль/л уровень глюкозы снизился на 33,6%, а менее 6,0 ммоль/л – на 19,6% [4].

В случае несоблюдения правил преаналитической подготовки образца крови в процессе скрининга у многих обследованных ГВПН оказывается ниже 6,1 ммоль/л, в связи с чем дальнейшая диагностика им не проводится. Таким образом, часть больных, прошедших скрининг, «ускользают» от необходимого обследования.

Другая причина «ускользания» лиц, прошедших скрининг и нуждающихся в обязательной дальнейшей диагностике состояния углеводного обмена, с нашей точки зрения, заключается в следующем. С 2003 г. Американская диабетическая ассоциация, оценив значимую частоту нарушений углеводного обмена среди лиц, у которых ГВПН превышает 5,5 ммоль/л, рекомендует в обязательном порядке проводить ПТТГ с 75 г глюкозы всем, у кого при скрининге ГВПН ≥5,6 ммоль/л [5]. Несмотря на то что критерии Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) остались с 1999 г. неизменными, эксперты Международной федерации диабета (IDF) в 2006 г. рекомендовали в обязательном порядке проводить ПТТГ с 75 г глюкозы всем лицам с метаболическим синдромом (МС), у которых при скрининге уровень ГВПН ≥5,6 ммоль/л [6]. По нашему мнению, этой рекомендации IDF после проведенного скрининга не всегда уделяется должное внимание.

Согласно российским алгоритмам, в настоящее время выделено три группы, в которых проводится скрининг нарушений углеводного обмена: 1) любой взрослый с индексом массы тела >25 кг/м2+один из факторов риска (ФР); 2) любой взрослый с высоким риском при проведении анкетирования (результат опросника FINDRISC ≥12 баллов) и 3) лица >45 лет с нормальной массой тела в отсутствие ФР [7]. На наш взгляд, в выделении критериев отбора пациентов для скрининга во всех трех группах отсутствует внимание на пациентов с МС.

Для уточнения причин, препятствовавших ранней диагностике любых нарушений углеводного обмена, мы провели повторный скрининг НУО с соблюдением всех правил преаналитической подготовки образцов крови у 1136 человек, недавно (менее 6 месяцев) прошедших профилактический медицинский осмотр (ПМО) и считавшихся условно здоровыми [8].

Цель исследования: оптимизировать алгоритм селективного скрининга, диагностики и лечения ранних стадий нарушений углеводного обмена среди лиц с ФР развития СД2 и оценить эффективность медикаментозной коррекции предиабета.

Методы

В скрининге приняли участие 1136 человек в возрасте от 22 до 76 лет (267 мужчин и 869 женщин), обратившихся в 2007 г. в поликлиническое отделение ТОГБУЗ «Тамбовская ЦРБ» в рамках программы дополнительной диспансеризации (рис. 1). Все лица, обратившиеся в течение предшествовавших 6 месяцев, прошли ПМО, в т.ч. скрининг на состояние углеводного обмена, и считались условно здоровыми.

88-1.jpg (103 KB)

Представленное долгосрочное исследование проводилось в два этапа:

1-й этап:

а) сплошной скрининг на наличие НУО среди недавно обследованных условно здоровых лиц, приглашенных на дополнительную диспансеризацию. Диагностика состояния углеводного обмена у всех лиц с уровнем ГВПН≥6,1 ммоль/л и у лиц с ГВПН≥5,6≤6,0 ммоль/л при наличии МС и/или ФР СД2;

б) изменение образа жизни и медикаментозная профилактика СД2 у пациентов с предиабетом (НГН/НТГ). Изучение динамики состояния углеводного обмена и частоты конверсии НГН и НТГ в СД2, нормогликемию в течение 3 лет активного наблюдения, в т.ч. в зависимости от исходной ГВПН (5,6–6,0 или 6,1–6,9 ммоль/л).

2-й этап:

Оценка долгосрочных исходов, а именно: исследование частоты и типа конверсии предиабета в СД2 и нормогликемию через 10 лет после окончания периода активного наблюдения.

Статистическая обработка материалов работы проводилась с использованием пакета программ Statistica ver. 12.5 (TIBCO Software Inc., USA), XLSTAT ver. 2014.5 (Addinsoft Inc., USA). Для проверки выборок на нормальное распределение использовался критерий Колмогорова–Смирнова. Достоверность различий определяли с помощью t-критерия Стьюдента. Результаты признавали значимыми при уровне вероятности p<0,05. При сравнении показателей для двух независимых выборок использованы методы непараметрической статистики, χ2-критерий Пирсона, для зависимых выборок – критерий Мак–Немара, дисперсионный анализ Фридмана, тест Неменьи, Q-критерий Кокрена.

Результаты

В ходе повторного скрининга у 254 (22,4%) из 1136 лиц, считавшихся после прохождения ПМО здоровыми, уровень ГВПН при соблюдении всех правил преаналитической подготовки образца крови сразу оказался ≥6,1 ммоль/л [9]. Согласно рекомендациям ВОЗ [10] и Национальных алгоритмов специализированной медицинской помощи больным СД [11], эти лица нуждались в обязательной диагностике состояния углеводного обмена: при уровне ГВПН≥6,1≤6,9 ммоль/л – в проведении ПТТГ, а ≥7,0 ммоль/л – в повторном исследовании ГВПН. Соблюдение правил преаналитической подготовки образцов крови сразу позволило выявить СД2 у 37 (14,5%) из 254 обследованных, считавшихся здоровыми (рис. 1).

Необходимо отметить, что по результатам скрининга группа лиц с ГВПН≥5,6≤6,0 ммоль/л оказалась весьма многочисленной: 430 (37,9%) из 1136, в связи с чем была подвергнута тщательному изучению. Так, у 169 (39,3%) из 430 лиц с ГВПН ≥5,6≤6,0 ммоль/л имел место МС, и необходимость дальнейшей диагностики состояния углеводного обмена мы считали обязательной. У 153 (35,6%) из 430 лиц с ГВПН≥5,6≤6,0 ммоль/л мы не выявили ни МС, ни даже ФР СД. Всем им был рекомендован ретест ГВПН через год. У остальных 108 (25,1%) из 430 обследуемых этой группы данных за МС не было. Однако у них имели место один или более из значимых ФР развития СД2, в связи с чем мы приняли решение уточнить состояние углеводного обмена проведением ПТТГ с 75 г глюкозы. В связи с этим общее число лиц, нуждавшихся в обязательной диагностике состояния углеводного обмена, возросло до 531 (46,7%) из 1136. После диагностических мероприятий у 39,5% подтверждены различные нарушения углеводного обмена: у 10,7% – СД2, у 28,8% – предиабет (рис. 2).

88-2.jpg (52 KB)

Таким образом, второй важной причиной «ускользания» лиц, нуждавшихся в дальнейшей диагностике состояния углеводного обмена, как мы и предполагали, является несоблюдение рекомендаций IDF 2006 г. по обязательному проведению ПТТГ всем лицам с МС и уровнем ГВПН≥5,6 ммоль/л. Подтверждением важности соблюдения указанной рекомендации стал результат сравнения частоты обнаружения нарушений углеводного обмена после проведения ПТТГ в зависимости от исходного уровня ГВПН (5,6–6,0 или 6,1–6,9 ммоль/л). Статистических различий по частоте выявления различных категорий гипергликемии между сравниваемыми группами не было (37,5 против 31,8% соответственно). Однако при исходно более высоком уровне ГВПН 6,1–6,9 ммоль/л в 9,2% случаев выявлен СД2, тогда как при ГВПН 5,6–6,0 ммоль/л – ни в одном (рис. 3).

Всем пациентам с СД2 была назначена сахароснижающая терапия. Далее они были направлены к эндокринологу по месту жительства для лечения выявленных осложнений.

Основную группу наблюдения составили пациенты с предиабетом. С целью предупреждения конверсии начальных нарушений углеводного обмена в СД2 рекомендованы изменение образа жизни и прием метформина перед сном в дозе, обеспечивающей достижение целевой гликемии натощак ≤5,5 ммоль/л – 250–1000 мг.

В течение 3 лет пациентов с предиабетом активно наблюдали и ежегодно обследовали на предмет реклассификации состояния углеводного обмена.

За 3 года изменения образа жизни и приема метформина у 60,0% пациентов с НГН достигнута нормогликемия. Однако, несмотря на проведенное лечение, частота конверсии НГН в СД2 среди них составила 3,3% (рис. 4).

89-1.jpg (77 KB)

Важной задачей нашего исследования стала оценка особенностей конверсии нарушений углеводного обмена внутри этой группы НГН в зависимости от исходной ГВПН: 5,6–6,0 или 6,1–6,9 ммоль/л. Так, в группе НГН с исходным значением ГВПН≥5,6≤6,0 ммоль/л число достигших нормогликемии за 3 года наблюдения составило 70,6%, тогда как в группе с исходным значением ГВПН≥6,1≤6,9 ммоль/л – всего лишь 46,2% (рис. 5). Полученные результаты свидетельствуют о более высокой эффективности медикаментозной терапии на самых ранних стадиях нарушений углеводного обмена при исходном уровне ГВПН≥5,6≤ 6,0 ммоль/л и как следствие – о необходимости их своевременного выявления.

В группе НТГ за 3 года наблюдения и лечения также отмечалась отчетливая положительная динамика в отношении достижения нормогликемии. Так, к концу 3-го года число лиц с нормогликемией достигло 44,3% (рис. 4). Однако в группе НТГ по сравнению с группой НГН зарегистрирован значимый прирост случаев конверсии НТГ в СД2 – 14,8 против 3,3% (р<0,012), что подтверждает факт более глубоких нарушений функции β-клеток при НТГ и, соответственно, целесообразность выявления таких нарушений как можно раньше.

Лица, у которых по результатам ПТТГ нарушения углеводного обмена не были выявлены, также находились под нашим наблюдением в течение 3 лет. Как и ожидалось, в группе с нормогликемией отмечалась обратная тенденция – ежегодный прирост числа случаев нарушений углеводного обмена. Так, через 3 года популяция с нормогликемией сократилась на 21,2%. У 8,7% была диагностирована НГН, у 9,7% – НТГ, у 1,3% – СД2. Отрицательную динамику удалось выявить исключительно благодаря активному наблюдению за ними.

Полученные результаты убедительно доказывают важность обязательного соблюдения рекомендаций по диагностике СД2, а именно: ежегодного ретеста ГВПН и оценки нарушений углеводного обмена с помощью ПТТГ всем, у кого в анамнезе зарегистрирован уровень ГВПН 5,6–6,9 ммоль/л.

По окончании 3-летнего периода активного наблюдения всем лицам, участвовавшим в исследовании, рекомендовано продолжать и совершенствовать изменение образа жизни (правильно питание, физическая активность), принимать метформин и наблюдаться у терапевта по месту жительства с ежегодным контролем показателей ГВПН.

Через 10 лет по окончании периода активного наблюдения, т.е. через 13 лет от начала исследования, мы обследовали ранее наблюдаемых лиц. Большинство (73,9%) практически сразу самостоятельно прекратили назначенную терапию и более не обследовались. Лишь 26,1% пациентов в течение 10 лет продолжали прием метформина в дозе 500 мг/сут. Среди таковых нормогликемии достигли 83,3%. Кроме того, у получавших метформин случаи развития СД2 отсутствовали. Среди самостоятельно прекративших лечение нормальная толерантность к глюкозе отмечена лишь в 25,9%, конверсия в СД2 – в 38,8% (рис. 6).

90-1.jpg (44 KB)

Необходимо также отметить, что в группе лиц, продолжавших лечение метформином, не было зарегистрировано ни одного случая развития острого инфаркта миокарда или нарушения мозгового кровообращения, тогда как среди прекративших лечение таких случаев было 2,3 и 5,8% соответственно.

Обсуждение

При проведении дополнительной диспансеризации реализован сплошной скрининг нарушений углеводного обмена с соблюдением всех правил преаналитической подготовки образцов крови среди 1136 человек, недавно прошедших ПМО (в т.ч. исследование ГВПН) и считавшихся условно здоровыми. Включение всех пациентов, имеющих ГВПН ≥5,6 ммоль/ в сочетании с метаболическим синдромом, и/или значимыми факторами риска СД2, в группу для проведения ПТТГ вместе с пациентами с ГВПН 6,1–6,9 ммоль/л позволило выявить у 39,5% (210 из 531) условно здоровых лиц различные нарушения углеводного обмена, включая СД2.

Раннее назначение метформина (500 мг перед сном) с целью медикаментозной терапии предиабета в сочетании с изменением образа жизни в течение длительного времени (13 лет) продемонстрировало его безопасность и эффективность в нормализации углеводного обмена.

Согласно современным рекомендациям, метформин является препаратом первой линии терапии СД2 [7] и единственным сахароснижающим средством с зарегистрированным показанием к применению при предиабете. Известно достаточное количество исследований, посвященных изучению профилактической роли метформина в развитии СД2 [12, 13]. Механизм действия метформина связан прежде всего с ингибированием ферментов печеночного глюконеогенеза, что снижает продукцию глюкозы печенью и, следовательно, базальную гликемию (натощак и между приемами пищи).

Заключение

Проводить скрининг нарушений углеводного обмена необходимо с использованием определения уровня ГВПН при тщательном соблюдении правил преаналитической подготовки образца крови, о которых должны быть информированы все медицинские работники, участвовавшие в данном исследовании.

В клинической практике при проведении селективного скрининга следует учитывать наличие МС и/или значимых ФР СД2. Всем лицам с выявленной при скрининге ГВПН≥5,6≤6,0 ммоль/л при наличии у них МС и/или ФР СД2 требуется обязательное проведение диагностического ПТТГ с 75 г глюкозы (венозная плазма) с целью ранней диагностики нарушений углеводного обмена. Лицам, у которых после ПТТГ была выявлена нормогликемия, следует ежегодно проходить ретест ГВПН, а при повторном выявлении у них ГВПН≥5,6<7,0 ммоль/л требуется проведение ПТТГ.

С целью ранней профилактики развития СД2 всем лицам с начальными нарушениями углеводного обмена в дополнение к изменению образа жизни необходимо рекомендовать метформин в стартовой дозе 500 мг перед сном с последующим титрованием дозы до достижения гликемии натощак ≤5,5 ммоль/л на неопределенно длительный срок в отсутствие к нему противопоказаний.

Всем лицам с начальными нарушениями углеводного обмена при отсутствие конверсии в СД2 необходимо ежегодное проведение ПТТГ с 75 г глюкозы для реклассификации категории гипергликемии при необходимости.

Вклад авторов. И.Ю. Демидова, В.В. Боева – концепция и дизайн исследования, написание текста. В.В. Боева – сбор и обработка материала, статистическая обработка данных. Все авторы внесли значимый вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию статьи перед публикацией.

 

Дополнительная информация

Публикация статьи осуществляется в рамках диссертационной работы: «Скрининг, диагностика и лечение ранних нарушений углеводного обмена».

About the Authors

Corresponding author: Valentina V. Boeva, Cand. Sci. (Med.), Endocrinologist, Department of Endocrinology, Federal Clinical Center for High Medical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia, Moscow region, Khimki, Russia; BoevaVV@yandex.ru

Similar Articles