Metabolic properties of irisin in health and in diabetes mellitus

Irisin is a polypeptide hormone of muscle tissue (myokine), the synthesis and secretion of which increase against the background of physical exertion, which plays a significant role in the metabolism of fat, muscle and bone tissues. It is known that irisin promotes the transformation of white adipose tissue into brown adipose tissue. It has also been experimentally proven that the introduction of irisin contributed to an increase in bone mass and the prevention of osteoporosis and muscular atrophy. There are works indicating a positive effect of irisin in the functioning of bone, fat and muscle tissues in humans. Diabetes mellitus (DM) is an independent risk factor for osteoporotic fractures and the development of specific diabetic myopathy, at the cellular level similar to the aging of muscle tissue, and type 2 diabetes is also associated with the presence of obesity. Thus, it is of particular interest to study the effect of irisin on the state of bone, muscle and adipose tissues and glucose homeostasis in patients with diabetes. This literature review highlights the biological functions of irisin in healthy people and patients with DM

Уровень 25(ОН)D в сыворотке крови у больных COVID-19

Recently, vitamin D deficiency is considered as a risk factor for the incidence and severity of new coronavirus infection. The aim of this work was to evaluate the vitamin D level of patients with COVID-19 hospitalized with communityacquired pneumonia and compare the value of 25(OH)D in blood serum with the clinical manifestations of the disease. Results. Included are 80 patients aged 18 to 94 years (mean age 53,2 ± 15,7 years), 43 (53,8%) men; with severe course – in 25 (31,3%) patients (12 males), and moderate – in 55 people (68,7%) (31 males). Half of the severely ill patients were obese, and among the deceased patients, the number of obese people was 61,5%, which was significantly higher than the discharged ones – 14,9% (p<0,001). Diabetes mellitus and cardiovascular diseases occurred with the same frequency, regardless of the severity of the disease. Analysis of the outcomes of coronavirus infection in these patients showed mortality in 52,0% of cases in severe patients. Serum 25(OH)D level ranged from 3,0 to 88,8 ng / ml (16,7 ± 12,7 ng / ml). It was found that in patients with severe course, the level of 25(OH)D blood was significantly lower (11.9 ± 6.4 ng / ml) and vitamin D deficiency was more common than in patients with moderate to severe course of the disease (18,5 ± 14,0 ng / ml, p = 0,027). The same pattern was revealed in patients with a fatal outcome, where the level of 25(OH)D was 10,8 ± 6,1 ng / ml, compared with this indicator in patients discharged from the hospital (17,8 ± 13,4 ng / ml) (p = 0,02). Conclusions. Vitamin D deficiency and obesity have been found to increase the risk of severe course and death of coronavirus infection.В последнее время дефицит и недостаток витамина D рассматривают как фактор риска заболеваемости и тяжести новой коронавирусной инфекции. Цель: оценить уровень обеспеченности витамином D больных COVID-19, госпитализированных с внебольничной пневмонией и сопоставить значение 25(ОН)D в сыворотке крови с клиническими проявлениями заболевания. Результаты: в исследование включено 80 больных в возрасте от 18 до 94 лет (средний возраст 53,2±15,7 лет), 43 (53,8%) мужчин; с тяжелым течением у 25 (31,3%) больных (12 мужчин), среднетяжелым у 55 человек (68,7%) (31 мужчина). Половина больных с тяжелым течением имели ожирение, а среди умерших пациентов количество лиц с ожирением составило 61,5%, что было значимо выше, чем у выписанных, – 14,9% (p<0,001). Сахарный диабет и заболевания сердечно-сосудистой системы встречались с одинаковой частотой независимо от степени тяжести заболевания. Анализ исходов коронавирусной инфекции у данных больных показал летальность в 52,0% случаев при тяжелом течении. Уровень 25(ОН)D в сыворотке крови находился в диапазоне от 3,0 до 88,8 нг/мл (16,7±12,7 нг/мл). Установлено, что у больных с тяжелым течением уровень 25(ОН)D крови был значимо ниже (11,9±6,4 нг/мл), и дефицит витамина D встречался чаще, чем у больных со среднетяжелым течением заболевания (18,5±14,0 нг/мл, р=0,027). Такая же закономерность была выявлена у больных с летальным исходом, где уровень 25(ОН)D был 10,8±6,1 нг/мл, по сравнению с данным показателем у больных, выписанных из стационара (17,8±13,4 нг/мл) (р=0,02). Выводы. Установлено, что дефицит витамина D и ожирение увеличивают риск развития тяжелого течения и летальных исходов коронавирусной инфекции

Modern glucose-lowering treatment effect on bone remodeling in experimental diabetes mellitus and surgical menopause

BACKGROUND: Diabetes mellitus (DM) is an independent risk factor for low-traumatic fractures. On the other hand, hypoglycemic drugs can have both positive and negative effects on bone remodeling.THE AIM: Тo investigate bone metabolism parameters during surgical menopause and experimental DM under the treatment with glucagon-like peptide receptor agonist type 1 (arGLP-1) liraglutide (LIRA) and sodium-glucose cotransporter type 2 inhibitor (iSGLT-2) canagliflozin (CANA).MATERIALS AND METHODS: Female Wistar rats have been subjected to bilateral ovariectomy at the beginning of the experiment. Diabetes mellitus (DM) was modelled using a high-fat diet and streptozotocin+nicotinamide. Four weeks after the following groups were formed: “OE+DM” (females after ovariectomy with DM and without any therapy, n=4) «OE+DM+CANA» (females after ovariectomy with DM under treatment with CANA, n=4), «OE+DM+LIRA» (females after ovariectomy with DM under treatment LIRA, n=5). The treatment or observation period were continuing for 8 weeks. Calcium, phosphorus and bone turnover markers (fibroblast growth factor-23 (FGF-23), osteocalcin, sclerostin, osteoprotegerin (OPG), nuclear factor-kappa-B receptor activator ligand (RANKL), were measured in the end of experiment. Bone histomorphometry was performed after euthanasia.RESULTS: Treatment with both CANA and LIRA did not significantly affect the phosphorus-calcium metabolism, sclerostin and osteocalcin concentrations. At the same time, the level of OPG was the highest in «OE+DM ‘’ group (9.1 [7.81; 10.045] pmol/l). The differences were significant compared with «OE+DM+CANA’’ (2, 33 [1.84; 5.84] pmol/l, p = 0.003) and «OE+DM+LIRA» (1.7 [1; 2] pmol/l, p = 0.003) groups. There were no differences in OPG levels between animals treated with different drugs. Similarly, the OPG/RANKL ratio was similarly reduced with both types of treatment. In “OE+DM+CANA’’ group the bone trabeculae number of   the femur epiphysis (p=0.042) were decreased in comparison to «OE+DM» group. LIRA did not change the histoarchitectonic parameters.CONCLUSION: Bone metabolism markers did not differ when using as canagliflozin as liraglutide. Besides, canagliflosin can lead to the activation of bone resorption, which is expressed in the femur epiphyseal trabeculae number decreasing

Comparative evaluation of empagliflozin, canagliflozin and sitagliptin cardioprotective properties in rats with experimental type 2 diabetes mellitus

Background: Myocardial infarction (MI) is one of the leading causes of mortality in patients with type 2 diabetes mellitus (DM), therefore it is essential to give preference to a glucose-lowering drug having optimal cardioprotective properties. A comparative study of the various sodium-glucose co-transporter inhibitors representatives’ protective effects in experimental MI was not carried out within the framework of one study.Aim: To evaluate the influence of empagliflozin (EMPA) and canagliflozin (CANA), in comparison with sitagliptin (SITA), on hemodynamic parameters and myocardial damage area in rats with diabetes type 2 model in experimental MI.Materials and methods: Type 2 DM was modelled in Wistar rats by means of 4-week high-fat diet followed by nicotinamide 230 mg/kg and streptozotocin 60 mg/kg administration. 4 weeks after DM induction the following groups were made: «DM+SITA» — treatment with SITA 50 mg/kg, «DM+EMPA» — treatment with EMPA 2 mg/kg, «DM+CANA» — treatment with CANA 25 mg/kg per os once daily for 8 weeks. Animals in «DM» group remained untreated for the following 8 weeks. Rats in control group were fed with standard chow. 16 weeks after the experiment beginning transient global myocardial ischemia was modelled in all rats. Hemodynamic parameters and myocardium necrosis area were evaluated.Results: The necrosis area was larger in «DM» group, than in control one (p=0.018). Infarction size in «DM+SITA» did not differ from that in «DM» group (62.92(41.29;75.84) and 57.26(45.51;70.08)%, р=0.554). Necrosis area in «DM+EMPA» and «DM+CANA» groups was smaller than in «DM» group (37.90(20.76;54.66)%, 46.15(29.77;50.55) vs 57.26(45.51;70.08)%, р=0.008 and р=0.009, respectively). Necrosis size did not differ between «DM+EMPA» and «DM+CANA» groups (p=0.630). Ischemic contracture in «DM+CANA» group was less prominent than under the use of all other glucose-lowering drugs. We observed increase of coronary blood flow in «DM+EMPA» group, in comparison with «DM», «DM+CANA» and «DM+SITA» groups.Conclusions: SITA does not have cardioprotective effect in ischemia-reperfusion injury in diabetic rats. EMPA and CANA have similarly prominent infarct-limiting properties. EMPA is able to increase coronary blood flow, whereas cardioprotective action of CANA is associated with ischemic contracture diminishing

Связь концентрации высокомолекулярного адипонектина в сыворотке крови с риском метаболического синдрома у женщин

Introduction. The development of metabolic syndrome (MS) in patients with abdominal obesity (AO) may be associated with a low level of the adiponectin (AN) - protective adipocytokine. AN circulates in the blood in various molecular forms.The high molecular weight AN is assumed to have greater metabolic activity. It is currently not clear what level of high molecular weight adiponectin (HMWA) in women with AO is associated with MS and its components.The objective was to study the role of high molecular weight adiponectin in the development of metabolic syndrome in women with abdominal obesity.Methods and materials. 302 women with AO and 161 women without AO were examined. MS was diagnosed in 62.3 % of patients.Results. The concentration of total adiponectin (TAN) and HMAN in the blood serum in women with MS was lower than in patients without MS (p<0.05). According to logistic regression analysis, the most significant factors influencing the risk of MS were low concentration of HMAN in the blood, age, and body mass index (p <0.05).Conclusions. It was found that women with AO and HMAN concentration of less than 1.96 μg/ml in the blood had an increased risk of metabolic syndrome.Введение. Развитие метаболического синдрома (МС) у пациентов с абдоминальным ожирением (АО) может быть ассоциировано со снижением в крови протективного адипоцитокина — адипонектина (АН), который циркулирует в кровотоке в виде различных молекулярных форм. Считается, что высокомолекулярная форма АН обладает большей метаболической активностью. В настоящее время не ясно, какой уровень высокомолекулярного адипонектина (ВМАН) у женщин с АО ассоциируется с МС и его отдельными компонентами.Цель — изучить роль высокомолекулярного адипонектина в формировании метаболического синдрома у женщин с абдоминальным ожирением.Методы и материалы. Обследованы 302 женщины с АО и 161 женщина без АО. МС был диагностирован у 62,3 % пациенток.Результаты. Концентрация общего адипонектина (ОАН) и ВМАН в сыворотке крови у женщин с МС ниже, чем у пациенток без МС (р<0,05). По данным логистического регрессионного анализа, наиболее значимыми факторами, влияющими на риск МС, были низкая концентрация ВМАН в крови, возраст и индекс массы тела (р<0,05).Заключение. Установлено, что у женщин с АО при снижении концентрация ВМАН менее 1,96 мкг/мл в крови увеличен риск метаболического синдрома

ИЗМЕНЕНИЕ УРОВНЯ АДИПОНЕКТИНА И МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ МОДИФИКАЦИИ ОБРАЗА ЖИЗНИ У БОЛЬНЫХ АБДОМИНАЛЬНЫМ ОЖИРЕНИЕМ

The paper studied nutritional habits, physical loads, anthropometric and metabolic perfromances, and revealed the changes required to increase the level of adiponectine under drug-free modalities of treatment of patients suffering from abdominal obesity. A 3-year randomized lifestyle intervention trial was performed in 153 patients with AO, age 30-53 yrs, 74 patients (group 1) performed individual hypocaloric diet balanced in fat intake, 79 patients (group 2) performed diet and individual aerobic exercise All patients received individual recommendations on changing their life style. Dynamics of anthropometric, metabolic parameters, physical capacity and adiponectin level were measured. Relation between low level of adiponectin and some metabolic disorders, and sedentary life were revealed. The rate of improving anthropometric parameters, physical capacity, and nutritionassociated with increasing adiponectin was established.В работе были изучены особенности питания, физических нагрузок, антропометрических и метаболических показателей и выявлена степень их изменений, необходимых для увеличения уровня адипонектина при немедикаментозном лечении больных абдоминальным ожирением. Было проведено 3-летнее проспективное исследование по модификации образа жизни у 153 больных АО в возрасте 30 - 55 лет. Пациенты были рандомизированы в 2 группы лечения: диетой - 74 человека и сочетания диеты и физической нагрузки - 79 человек. Всем больным были даны индивидуальные рекомендации по изменению образа жизни. В ходе исследования оценивались динамика антропометрических, метаболических параметров, уровня адипонектина и изменение характера питания и физической активности. Была установлена взаимосвязь между сниженным уровнем АН и метаболическими изменениями, характером питания и физической активностью у больных АО. Установлены пороговые значения снижения антропометрических показателей, калорийности и жирности питания, а также повышения уровня физической работоспособности, при достижении которых уровень адипонектина повышается

Тяжесть поражения коронарных артерий у больных ишемической болезнью сердца с различными вариантами гена рецептора витамина D и уровнем обеспеченности витамином D

Introduction. Vitamin D deficiency may be an independent predictor of coronary heart disease (CHD) and the severity of coronary atherosclerosis. The results of studies of the association of various polymorphisms of the vitamin D receptor (VDR) gene with the risk and severity of CHD are contradictory, which necessitates the study of genetic variants of the VDR gene and the characteristics of the clinical course of CHD in the Russian population.The objective was to determine the distribution of genotypes of TaqI, BsmI and ApaI of polymorphic variants of the VDR gene and the level of vitamin D sufficiency in CHD patients with varying severity of CHD, residents of St. Petersburg.Methods and materials. The study included 407 CHD patients and 318 patients without clinical signs of CHD of comparable age (p>0.05). All CHD patients underwent coronary angiography. Typing of the VDR gene variants was performed by polymerase chain reaction and subsequent restriction analysis. Determination of the level of 25(OH)D blood serum was carried out by enzyme immunoassay.Results. Vitamin D deficiency was detected in 82 % of CHD patients, the content of 25(OH)D in blood serum was lower in CHD patients who had 2 or more myocardial infarctions (MI) than in those who had one MI (p=0.03). Vitamin D deficiency is associated with a 3.6-fold increased risk of multivessel disease (p=0.01). The presence of the aa genotype and the a allele (ApaI), the bb genotype and the b allele of the VDR gene (BsmI) is associated with an increased risk of CHD and the severity of atherosclerotic lesions of the coronary arteries.Conclusion. Vitamin D deficiency is typical for CHD patients and is associated with the severity of coronary atherosclerosis. The presence of aa genotype and a allele (ApaI polymorphism), bb genotype and b allele of the VDR gene (BsmI polymorphism) is associated with an increased risk of CHD and the severity of atherosclerotic lesions of the coronary arteries. TaqI polymorphism of the VDR gene is not associated with the risk of CHD.Актуальность. Дефицит витамина D может быть независимым предиктором ишемической болезни сердца (ИБС) и тяжести коронарного атеросклероза. Результаты исследований связи различных полиморфизмов гена рецептора витамина D (VDR) с риском и тяжестью ИБС противоречивы, что обуславливает необходимость изучения генетических вариантов гена VDR и особенностей клинического течения ИБС в российской популяции.Введение. Дефицит витамина D может быть независимым предиктором ишемической болезни сердца (ИБС) и тяжести коронарного атеросклероза. Результаты исследований связи различных полиморфизмов гена рецептора витамина D (VDR) с риском и тяжестью ИБС противоречивы, что обуславливает необходимость изучения генетических вариантов гена VDR и особенностей клинического течения ИБС в российской популяции.Цель – определить распределения генотипов TaqI, BsmI и ApaI полиморфных вариантов гена рецептора витамина D и уровня обеспеченности витамином D у больных ИБС с различной тяжестью поражения коронарных артерий, жителей Санкт-Петербурга.Методы и материалы. В исследование включены 407 больных ИБС и 318 обследованных без клинических признаков ИБС, сопоставимого возраста (р>0,05). Всем больным ИБС была выполнена коронарография. Типирование вариантов гена VDR проводили методом полимеразной цепной реакции и последующего рестрикционного анализа. Определение уровня 25(OH)D сыворотки крови проводили иммуноферментным методом.Результаты. У 82 % больных ИБС выявлен дефицит витамина D, содержание 25(ОН)D сыворотки крови было ниже у больных ИБС, перенесших два и более инфаркта миокарда (ИМ), чем у перенесших один ИМ (р=0,03). Дефицит витамина D ассоциируется с повышением риска многососудистого поражения в 3,6 раза (р=0,01). Наличие aa­генотипа и а-аллеля (АраI), bb-генотипa и b-аллеля гена VDR (BsmI) ассоциируется с повышением риска ИБС и с тяжестью атеросклеротического поражения коронарных артерий.Заключение. Дефицит витамина D характерен для больных ИБС и ассоциируется с тяжестью коронарного атеросклероза. Наличие aa-генотипа и а-аллеля (АраI-полиморфизм), bb-генотипa и b-аллеля гена VDR (BsmI-полиморфизм) ассоциируется с повышением риска ИБС и с тяжестью атеросклеротического поражения коронарных артерий. TaqI-полиморфизм гена VDR не ассоциирован с риском ИБС

Использование искусственного интеллекта у больных с новой коронавирусной инфекцией для прогнозирования течения заболевания в условиях инфекционного стационара

Aim. To create algorithm and risk calculator for predicting the lethal outcome in patients with COVID-19.Materials and methods. Based on machine learning approach mortality risk calculator was developed in Almazov National Medical Research Centre using data of the hospitalised patients with an established diagnosis of COVID-19 (n=4071).Results. This mathematical model, which includes 11 significant features, has been proposed for estimation of fatal outcomes in the Clinical Infectious Hospital named after S.P. Botkin. Some key features were not assessed in most hospitals according to accepted standards of care for COVID-19. So systematic analysis of factors affecting the course of disease in patients (n=2876) were conducted and «urea» and «total protein» were replaced with «sex» and «BMI». Modified algorithm demonstrated high sensitivity and specificity. Conclusion. This calculator is able to predict hospitalisation outcome with high accuracy in patients infected with different strains of SARS-CoV-2. This decision support system may be used for risk stratification and following correct patients routing.Цель: создать алгоритм и разработать калькулятор расчета риска летального исхода у больных COVID-19 со средней и тяжелой степенью, госпитализированных  в инфекционный стационар.Материалы и методы: на основании данных пациентов с подтвержденным диагнозом COVID-19, госпитализированных в Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова в период с 05.2020 г. по 08.2021 г. (n=4071), создан калькулятор прогнозирования риска летального исхода с применением технологии машинного обучения.Результаты: разработанный алгоритм, включающий 11 значимых признаков, был применен для расчета риска летального исхода в Клинической инфекционной больнице им. С.П. Боткина в период с 05.09.2022 г. по 01.03.2023 г. Учитывая, что факторы «Мочевина»  и «Общий белок» не входили в стандарт обследования госпитализированных больных, в качестве новых доступных для большинства инфекционных стационаров признаков с применением машинного обучения (n=2876) были выбраны факторы «Пол» и «ИМТ». Такая модификация позволила адаптировать  настоящий  алгоритм к применению в клинической практике, сохранив высокую чувствительность и специфичность модели.Заключение: данный калькулятор позволяет с высокой долей вероятности прогнозировать исход госпитализции, в том числе при различных штаммах вируса SARS-CoV-2. Применение такого алгоритма поддержки принятия клинических решений может рассматриваться как вспомогательный инструмент стратификации риска и дальнейшей корректной маршрутизации пациента в условиях избыточной нагрузки на систему здравоохранения

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНОТИПОВ И ВСТРЕЧАЕМОСТЬ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА АЛЬДОСТЕРОН-СИНТАЗЫ У БОЛЬНЫХ АБДОМИНАЛЬНЫМ ОЖИРЕНИЕМ

We observed 140 patients with abdominal obesity (AO) (IDF, 2005), the residents of St. Petersburg (44.6 ± 0.6 years). Metabolic syndrome (MS) (IDF, 2005) was diagnosed in 49.2% of patients with AO. The most frequent component of MS in patients with AO was arterial hypertension (AH). The distribution of genotypes and -alleles of the aldosterone-synthase gene in patients with AO and in the comparison group (56 subjects without AO, 41.0 ± 1.1 years) didn't differ (p> 0.05). Levels of both systolic and diastolic blood pressure (BP) were higher in carriers of -344T allele of aldosterone-synthase gene. Plasma renin activity, plasma aldosterone and glucose levels, anthropometric parameters, serum blood lipids and carbohydrate metabolism indices in obese patients with different genotypes of aldosterone-synthase gene didn't differ. -344T allele of aldosterone-synthase gene in patients with AO is associated with the increased risk of AH.Обследованы 140 больных абдоминальным ожирением (АО) (IDF, 2005), жителей Санкт-Петербурга (44,6±0,6 года). У 49,2 % пациентов с АО был выявлен метаболический синдром (МС) (IDF, 2005). Самым частым компонентом МС у больных АО была артериальная гипертензия (АГ). Распределение генотипов и встречаемость аллелей гена альдостерон-синтазы у больных АО и в группе сравнения (56 обследованных без АО, 41,0±1,1 года) не различалось (р>0,05). Уровни артериального давления (АД), как систолического, так и диастолического, были выше у носителей -344Т-алле-ля гена альдостерон-синтазы. Активность ренина плазмы крови, уровень альдостерона плазмы крови, антропометрические параметры, показатели липидного спектра сыворотки крови и углеводного обмена у пациентов с АО, носителей различных генотипов гена альдостерон-синтазы, не различались. Носительство -344Т-аллеля гена альдостеронсинтазы у больных АО ассоциировано с увеличением риска развития артериальной гипертензии

THE PREVENTION, DIAGNOSIS, AND TREATMENT OF VITAMIN D AND CALCIUM DEFICIENCIES IN THE ADULT POPULATION OF RUSSIA AND IN PATIENTS WITH OSTEOPOROSIS (ACCORDING TO THE MATERIALS OF PREPARED CLINICAL RECOMMENDATIONS)

The paper presents data on the role of vitamin D and calcium in the function of many human organs and tissues. Lifestyle, dietary preferences, and insufficient physical activity contribute to the high prevalence of vitamin D and calcium deficiencies in the adult population of Russia, causing different diseases and abnormalities. The authors have worked out recommendations for the preventive use of vitamin D and calcium in healthy population, give consumption rates for these substances, and describe the clinical and laboratory signs of vitamin D deficiency and indications for screening. They also propose treatment regimens for vitamin D deficiency and depict the signs of intoxication inoverdose. Particular emphasis is laid on the place of vitamin D and calcium in the therapy of osteoporosis