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.

 

International journal of endocrinology Том 15, №3, 2019

Back to issue

Activation of intracellular enzyme systems under the influence of pathogenetic factors of oncogenesis in patients with type 2 diabetes mellitus

Authors: Вацеба Т.С.
ДВНЗ «Івано-Франківський національний медичний університет», м. Івано-Франківськ, Україна

Categories: Endocrinology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. У пацієнтів із цукровим діабетом (ЦД) доведено підвищений ризик онкологічних захворювань. Основними чинниками онкогенезу при ЦД визнано ожиріння, цитокіновий дисбаланс, гіпер­інсулінемію, гіперглікемію. Вказані розлади зумовлюють дисфункцію внутрішньоклітинних регуляторних сигнальних шляхів, основним з яких є шлях PI3K/Akt/mTOR. Мета. Дослідження ролі фосфорильованої Akt-протеїнкінази (фосфо-Akt) у процесах онкогенезу у пацієнтів із ЦД 2-го типу. Матеріали та методи. Обстежені 75 осіб. Хворі розподілені на групи: І — здорові, ІІ — пацієнти з ЦД 2-го типу, ІІІ — хворі на рак, IV — хворі на рак, що виник на тлі ЦД 2-го типу. Були залучені пацієнти з раком молочної залози (МЗ), ендометрія (РЕ), підшлункової залози та кишечника. Визначали рівень інсуліну, інсуліноподібного фактора росту 1 (IGF-1) та фосфо-Akt. Результати. Пацієнти ІІ і ІV груп мали декомпенсований ЦД із рівнем HbA1с > 8,0 %. Вірогідну гіперінсулінемію виявлено у хворих на ЦД ІІ та IV груп (p < 0,05), а підвищений рівень IGF-1 — в усіх групах дослідження (p < 0,05). Показники фосфо-Akt у пацієнтів ІІІ групи були підвищеними (p < 0,05), а в ІV групі — зниженими (p < 0,05). У ІІІ групі виявлено гіперінсулінемію у хворих на РЕ, МЗ і кишечника (p < 0,05) та підвищення рівня IGF-1 незалежно від локалізації (p < 0,05). У ІV групі підвищені рівні інсуліну та IGF-1 виявлені у хворих на рак МЗ та РЕ (p < 0,05). У жінок ІІІ групи, хворих на рак МЗ та РЕ, рівень IGF-1 був вищим від показників ІV групи (p < 0,05). У пацієнтів IV групи, які отримували монотерапію метформіном, рівень фосфо-Akt був вірогідно нижчим (p < 0,05). Виявлено прямий кореляційний зв’язок між фосфо-Akt та IGF-1 у пацієнтів ІІ групи (r = 0,50, p < 0,05) і між фосфо-Akt та інсуліном у ІІІ групі (r = 0,45, p < 0,05). Висновки. ГІ та IGF-1 є спільними патогенетичними факторами ЦД 2-го типу та онкологічних захворювань. Підвищений рівень фосфо-Akt може бути лабораторною ознакою онкоризику в здорових осіб. Поєднання ЦД 2-го типу та онкологічних захворювань зумовлює зниження рівня фосфо-Akt через конкурентну взаємодію внутрішньоклітинних сигнальних шляхів. Терапія метформіном сприяє зниженню рівня фосфо-Akt та може розглядатись як один із засобів протиракової профілактики.

Актуальность. У пациентов с сахарным диабетом (СД) доказан повышенный риск онкологических заболеваний. Основными факторами онкогенеза при СД признаны ожирение, цитокиновый дисбаланс, гиперинсулинемия (ГИ), гипергликемия. Указанные расстройства обусловливают дисфункцию внутриклеточных регуляторных сигнальных путей, основным из которых является путь PI3K/Akt/mTOR. Цель. Исследование роли фосфорилированной Akt-протеинкиназы (фосфо-Akt) в процессах онкогенеза у пациентов с СД 2-го типа. Материалы и методы. Обследованы 75 человек. Больные разделены на группы: I — здоровые, II — пациенты с СД 2-го типа, III — больные раком, IV — больные раком, возникшим на фоне СД 2-го типа. Были задействованы пациенты с раком молочной железы (МЖ), эндометрия (РЭ), поджелудочной железы и кишечника. Определяли уровни инсулина, инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) и фосфо-Akt. Результаты. Пациенты ІІ и IV групп имели декомпенсированный СД с уровнем HbA1с > 8,0 %. Достоверная ГИ выявлена у больных СД II и IV групп (p < 0,05), а повышенный уровень IGF-1 — во всех группах исследования (p < 0,05). Показатели фосфо-Akt у пациентов III группы были повышенными (p < 0,05), а в IV группе — сниженными (p < 0,05). В III группе выявлена ГИ у больных РЭ, МЖ и кишечника (p < 0,05) и повышение уровня IGF-1 независимо от локализации (p < 0,05). В IV группе повышенные уровни инсулина и IGF-1 выявлены у больных раком МЖ и РЭ (p < 0,05). У женщин III группы, больных раком МЖ и РЭ, уровень IGF-1 был выше показателей IV группы (p < 0,05). У пациентов IV группы, получавших монотерапию метформином, уровень фосфо-Akt был достоверно ниже (p < 0,05). Обнаружена прямая корреляционная связь между фосфо-Akt и IGF-1 у пациентов II группы (r = 0,50; p < 0,05) и между фосфо-Akt и инсулином в III группе (r = 0,45; p < 0,05). Выводы. ГИ и повышение IGF-1 являются общими патогенетическими факторами СД 2-го типа и онкологических заболеваний. Повышенный уровень фосфо-Akt может служить лабораторным признаком онкологического риска у здоровых лиц. Сочетание СД 2-го типа и онкологических заболеваний приводит к снижению уровня фосфо-Akt из-за конкурентного взаимодействия внутриклеточных сигнальных путей. Терапия метформином способствует снижению уровня фосфо-Akt и может рассматриваться как одно из средств противораковой профилактики.

Background. It is proved that patients with diabetes mellitus (DM) have an increased risk of cancer. The main factors of oncogenesis in DM are obesity, cytokine imbalance, hyperinsulinemia (HI), hyperglycemia. These disorders cause dysfunction of the intracellular regulatory signaling pathways, the main of which is PI3K/Akt/mTOR. The purpose of the work was to study the role of phosphorylated Akt-protein kinase (phospho-Akt) in the oncogenesis processes in patients with type 2 DM. Materials and methods. Seventy-five people were examined. Patients were divided into groups: І — healthy, ІІ — persons with DM type 2, ІІІ — patients with cancer, IV — patients with cancer and DM type 2. Patients with breast, endometrial, pancreatic and intestinal cancer were included in the study. The levels of insulin, insulin-like growth factor 1 (IGF-1) and phospho-Akt were determined. Results. Patients of groups II and IV had a decompensated DM with HbA1c level > 8.0 %. Reliable HI was found in patients with DM in groups II and IV (p < 0.05), IGF-1 level was increased in all study groups (p < 0.05). Levels of phospho-Akt in patients from groups II and III were elevated (p < 0.05) and in group IV — reduced (p < 0.05). In the third group, HI in patients with breast, endometrial and intestinal cancer (p < 0.05) was detected, as well as elevation of IGF-1 regardless of localization (p < 0.05). In group IV, increased content of insulin and IGF-1 were detected in patients with breast and endometrial cancer (p < 0.05). In women from group III with breast and endometrial cancer, the level of IGF-1 was higher than that of group IV (p < 0.05). In patients treated with metformin monotherapy, phospho-Akt level was significantly lower (p < 0.05). There was a direct correlation between phospho-Akt and IGF-1 in patients of group II (r = 0.50; p < 0.05) and between phospho-Akt and insulin in group III (r = 0.45; p < 0.05). Conclusions. HI and IGF-1 are common pathogenetic factors of type 2 DM and cancer. The elevated level of phospho-Akt can serve as a laboratory indicator of cancer risk in healthy individuals. The combination of type 2 DM and cancer causes a decrease in phospho-Akt due to the competitive interaction of intracellular signaling pathways. Metformin therapy helps to reduce phospho-Akt level and can be considered as one of the ways to prevent cancer.


Keywords

цукровий діабет; гіперінсулінемія; онкоризик; сигнальні шляхи

сахарный диабет; гиперинсулинемия, онкологический риск; сигнальные пути

diabetes mellitus; hyperinsulinemia; risk of cancer; signaling pathways


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Harding J.L., Shaw J.E., Peeters A. et al. Cancer risk among people with type 1 and type 2 diabetes: disentangling true associations, detection bias, and reverse causation. // Diabetes Care. — 2015. — Vol. 38(2). — P. 264–70. doi.org/10.2337/dc14-1996.

2. Oberaigner W., Ebenbichler C., Oberaigner K. et al. Increased cancer incidence risk in type 2 diabetes mellitus: results from a cohort study in Tyrol/Austria. // BMC Public Health. — 2014. — Vol. 14. — P. 1058. doi: 10.1186/1471-2458-14-1058.

3. Вацеба Т.С., Соколова Л.К. Механізми онкогенезу у хворих на цукровий діабет і аналіз онкологічної захворюваності у Прикарпатському регіоні // Ендокринологія. — 2018. — Т. 23(2). — С. 128-137.

4. Jian G.P., Mo L., Lu Y. et al. Diabetes mellitus and the risk of prostate cancer: an update and cumulative meta-ana–lysis. // Endocr. Res. — 2015. — Vol. 40(1). — P. 54-61. doi: 0.3109/07435800.2014.934961.

5. Ray A., Fornsaglio J., Dogan S. еt al. Gynaecological cancers and leptin: A focus on the endometrium and ovary // Facts. Views. Vis. Obgyn. — 2018. — Vol. 10(1). — P. 5-18.

6. Li Z.J., Yang X.L., Yao Y. et al. Circulating adiponectin levels and risk of endometrial cancer: Systematic review and meta-analysis. // Exp. Ther. Med. — 2016. — Vol. 11(6). — P. 2305-2313. doi: 10.3892/etm.2016.3251.

7. Sun X.F., Shao Y.B., Liu M.G. et al. High-concentration glucose enhances invasion in invasive ductal breast carcinoma by promoting Glut1/MMP2/MMP9 axis expression // Oncol. Lett. — 2017. — Vol. 13(5). — P. 2989-2995. doi: 10.3892/ol.2017.5843.

8. Chen L., Chen R., Wang H. et al. Mechanisms linking inflammation to insulin resistance // Int. J. Endocrinol. — 2015; article ID 508409. doi: 10.1155/2015/508409.

9. Jiménez С.G., María Salmerón G., Calvo A.C. et al. From obesity to diabetes and cancer: epidemiological links and role of therapies // Br. J. Cancer. — 2016. — Vol. 114(7). — P. 716-722. doi: 10.1038/bjc.2016.37.5.

10. Пушкарьов В.М., Соколова Л.К., Пушкарьов В.В. та ін. Біохімічні механізми взаємозв’язку цукрового діабету і раку, ефективність метформіну // Ендокринологія. — 2018. — Т. 23(2). — С. 167-179.

11. Valerio G., Cupri G.M., Torchio M. et al. Diabetes and cancer: А critical appraisal of the pathogenetic and therapeutic links // Biomed. Rep. — 2015. — Vol. 3(2). — P. 131-136. doi: 10.3892/br.2014.399.

12. Semple R.K. EJE PRIZE 2015: How does insulin resistance arise, and how does it cause disease? Human genetic lessons // Eur. J. Endocrinol. — 2016. — Vol. 174(5). — P. 209-223. doi: 10.1530/EJE-15-1131.

13. Пушкарьов В.М., Соколова Л.К., Пушкарьов В.В. Роль AMPK і TOR в розвитку інсулінорезистентності і цукрового діабету 2-го типу. Механізм дії метформіну // Проблеми ендокринної патології. — 2016. — № 3. — С. 77-90.

14. Farese R.V., Sajan M.P. Metabolic functions of atypical protein kinase C: "good" and "bad" as defined by nutritional status // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. — 2009. — Vol. 298(3). — P. 385-94. doi: 10.1152/ajpendo.00608.2009.

15. Ong P.S., Wang L.Z., Dai X. et al. Judicious toggling of mTOR activity to combat insulin resistance and cancer: current evidence and perspectives // Front. Pharmacol. — 2016. — Vol. 7. — P. 395. doi: 10.3389/fphar.2016.00395.

16. Anisimov V.N., Bartke A. The key role of growth hormone-insulin-IGF-1 signaling in aging and cancer // Crit. Rev. Oncol. Hematol. — 2013. — Vol. 87(3). — P. 201-23. doi: 10.1016/j.critrevonc.2013.01.005.

17. Andersen D.K., Korc M., Petersen G.M. et al. Pancreatogenic diabetes and pancreatic cancer // Diabetes. — 2017. — Vol. 66. — P. 1103-1110. doi: 10.2337/db16-1477.

18. Mengqiu S.A., Bode M., Dong Z., Lee M.H. Akt as a therapeutic target for cancer // Cancer Res. — Published Online First February 26, 2019. doi: 10.1158/00085472.CAN-18-2738

19. Mundi P.S., Sachdev J. AKT in cancer: new molecular insights and advances in drug development // Br. J. Clin. Pharmacol. — 2016. — Vol. 82(4). — P. 943-56. doi: 10.1111/bcp.13021.

Similar articles

Effect of Metformin on the Medullary Thyroid Cancer Cells
Authors: Khoperia V.G. - Ukrainian Scientific and Practical Centre for Endocrine Surgery, Transplantation of Endocrine Organs and Tissues of Ministry of Public Health of Ukraine, Kyiv, Ukraine; Vasko V.V. - Uniformed Services University of the Health Sciences, Bethesda, MD, USA
International journal of endocrinology 5 (53) 2013
Date: 2013.09.25
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches
Screening of abdominal obesity and diabetes mellitus in women with oncological diseases
Authors: Перцева Н.О., Рокутова М.К., Мельник В.В.
Державний заклад «Дніпропетровська медична академія Міністерства охорони здоров’я України», м. Дніпро, Украина

International journal of endocrinology Том 13, №8, 2017
Date: 2018.01.31
Categories: Endocrinology
Sections: Specialist manual
Значення однонуклеотидних поліморфізмів в генах mTOR (rs11121704) та ATG5 (rs510432) в розвитку алергічних захворювань у дітей
Authors: Волосовець О.П., Досенко В.Є., Кривопустов С.П., Павлик О.В., Ємець О.В., Строй Д.О. — Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ
"Child`s Health" 3 (63) 2015
Date: 2015.06.01
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Clinical researches
The Role of Protein Kinase mTOR in Th2 Polarization of the Immune Response in Bronchial Asthma in Сhildren
Authors: Volosovets O.P., Kryvopustov S.P., Pavlyk O.V. - National Medical University named after O.O. Bohomolets, Kyiv, Ukraine
"Child`s Health" 7 (67) 2015
Date: 2016.01.28
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Clinical researches

Back to issue