Insulin resistance and its role in the pathogenesis of pre-diabetes development in obese adolescents

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The prevalence of childhood obesity has increased significantly over the past three decades worldwide, and in this regard, the frequency of diseases associated with obesity, including disorders of carbohydrate metabolism, has increased. The involvement of insulin resistance and insulin deficiency in the development of prediabetes in obesity has been established. However, the significance of each pathological mechanism in the development of prediabetes in childhood and adolescence has not been established. In this regard, in children's practice, there is no reliable data on methods of prevention and treatment of prediabetes in obesity.

Aim. To study the role of insulin resistance in the development of prediabetes in obese adolescents.

Materials and methods. The study involved 95 adolescents with obesity. Inclusion criteria: SDS BMI≥2.0, Tanner stage ≥II, age <18.0 years, exclusion criteria: diabetes mellitus. The sample was divided into prediabetics (n=40, mean age 14.0±1.53 years; SDS BMI 3.09±0.54, boys n=23) and non-prediabetics (n=55, mean age 14.6±1.67 years; SDS BMI 3.11±0.54; boys n=32). Both groups were matched on age, SDS BMI, sex (p=0.082, p=0.975, p=0.947, respectively). The research consisted of estimates of BMI, insulin, C-peptide, fasting venous blood glucose, HbA1c, cholesterol, low-density lipoprotein, high Density Lipoprotein, triglycerides, alanine aminotransferase, aspartat aminotransferase, HOMA-IR and TyG indices, results of oral glucose tolerance test at 0 and 2 hours after glucose load, ultrasound of the hepatobiliary system. Prediabetes in adolescents was diagnosed using American Diabetes Association criteria. Data was analyzed by using SPSS Statistics for Windows, Version 26.0.

Results. Prediabetes was diagnosed in 42.1% (40/95) of cases. There were statistically significant differences between the indices of groups with prediabetes and normal glucose metabolism: fasting plasma glucose – FPG (mean 5.63±0.49; 95% confidence interval – CI 5.48–5.79 vs 5.03±0.42; 4.92–5.15 mmol/L; p<0.001); 2hPG (mean 7.04±0.93; 95% CI 6.74–7.34 vs 6.23±0.82; 6.01–6.46 mmol/l; p<0.001); HbA1c (mean 5.5±0.31; 95% CI 5.39–5.59% vs 5.2±0.25; 5.15–5.29%; p<0.001); cholesterol (4.47±0.73; 95% CI 4.23–4.72 vs 3.96±0.92; 3.73–4.24 mmol/l; p=0.004), low-density lipoprotein (2.89±0.96, 95% CI 2.55–3.20 vs 2.46±0.89, 2.21–2.71 mmol/l; p=0.036). There were no significant differences in fasting insulin, C-peptide, triglycerides, high density lipoprotein, aspartat aminotransferase, alanine aminotransferase, HOMA-IR index and TyG, were also no significant differences in the frequency of hepatic steatosis (47.5% vs 52.7%; p=0.532).

Conclusion. Teenagers with obesity, with prediabetes, and without disorders of carbohydrate metabolism had a similar level of peripheral tissue sensitivity to the action of insulin. There are additional factors leading to the formation of prediabetes with obesity in the child population that have to be learned in future researches.

About the authors

Nadezhda B. Min'kova

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Author for correspondence.
Email: nadejda.minckova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2456-0753

Graduate Student

Russian Federation, Moscow

Oleg Iu. Latyshev

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: olatyshev1975@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4690-8095

Cand. (Sci.) Med.

Russian Federation, Moscow

Goar F. Okminyan

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: okminyangoar@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1578-5870

Cand. (Sci.) Med.

Russian Federation, Moscow

Elena V. Kiseleva

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: tabane@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3704-3699

Cand. (Sci.) Med.

Russian Federation, Moscow

Dar'ia S. Romaikina

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: dasharmk@icloud.com
ORCID iD: 0000-0003-0281-3104

Clinical Resident

Russian Federation, Moscow

Liubov N. Samsonova

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: samsonovarmapo@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0208-4116

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow

References

  1. Han JC, Lawlor DA, Kimm SYS. Childhood Obesity – 2010: Progress and Challenges. Lancet. 2010;375(9727):1737-48. doi: 10.1016/S0140-6736(10)60171-7
  2. Pulgaron ER, Delamater AM. Obesity and Type 2 Diabetes in Children: Epidemiology and Treatment. Curr Diab Rep. 2014;14(8):508. doi: 10.1007/s11892-014-0508-y
  3. Obesity and overweight. 2021. Available at: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight. Accessed: 20.03.2023.
  4. World obesity Federation. Atlas of childhood obesity, 2019. Available at: https://data.worldobesity.org/publications/11996-Childhood-Obesity-Atlas-Report-ART-V2.pdf. Accessed: 20.03.2023.
  5. TODAY Study Group; Zeitler P, Hirst K, Pyle L, et al. A clinical trial to maintain glycemic control in youth with type 2 diabetes. N Engl J Med. 2012;366(24):2247-56. doi: 10.1056/NEJMoa1109333
  6. Weiss R, Santoro N, Giannini C, et al. Prediabetes in youth – mechanisms and biomarkers. Lancet Child Adolesc Health. 2017;1(3):240-8. doi: 10.1016/S2352-4642(17)30044-5
  7. Echouffo-Tcheugui JB, Perreault Leigh, Ji L, et al. Diagnosis and Management of Prediabetes. JAMA. 2023;329(14):1206-1216. doi: 10.1001/jama.2023.4063
  8. Huang D, Refaat M, Mohammedi K, et al. Macrovascular Complications in Patients with Diabetes and Prediabetes. Biomed Res Int. 2017;2017:7839101. doi: 10.1155/2017/7839101
  9. Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю., и др. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. Сахарный диабет. 2021;24(1S):1-148 [Dedov II, Shestakova MV, Mayorov AYu. Standards of specialized diabetes care. Diabetes mellitus. 2021;24(1S1):1-148 (in Russian)]. doi: 10.14341/DM13042
  10. Levy-Marchal C, Arslanian S, Cutfield W, et al. Insulin Resistance in Children: Consensus, Perspective, and Future Directions. J Clin Endocrinol Metab. 2010;95(12):5189-98. doi: 10.1210/jc.2010-1047
  11. Goran MI, Gower BA. Longitudinal study on pubertal insulin resistance. Diabetes. 2001;50(11):2444-50. doi: 10.2337/diabetes.50.11.2444
  12. Stąpor N, Beń-Skowronek I. Insulin resistance in children. Pediatr Endocrinol Diabetes Metab. 2015;20(3):107-15. doi: 10.18544/PEDM-20.03.0010
  13. Plows JF, Stanley JL, Baker PN, et al. The Pathophysiology of Gestational Diabetes Mellitus. Int J Mol Sci. 2018;19(11):3342. doi: 10.3390/ijms19113342
  14. Федеральные клинические рекомендации «Ожирение у детей», 2021. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/229_2 Ссылка активна на 13.08.2023 [Federal'nye klinicheskie rekomendatsii «Ozhirenie u detei», 2021. Available at: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/229_2 Accessed: 13.08.2023.
  15. American Diabetes Association Standards of Medical Care in Diabetes. Diabetes Care. 2010;33(1):S11-61. doi: 10.2337/dc10-S011
  16. Guerrero-Romero F, Simental-Mendía LE, González-Ortiz M, et al. The Product of Triglycerides and Glucose, a Simple Measure of Insulin Sensitivity. Comparison with the Euglycemic-Hyperinsulinemic Clamp. J Clin Endocrin Metab. 2010;95(7):3347-51. doi: 10.1210/jc.2010-0288
  17. Son DH, Lee HS, Lee YJ, et al. Comparison of triglyceride-glucose index and HOMA-IR for predicting prevalence and incidence of metabolic syndrome. Nutr Metab Cardiovasc Dis. 2022;32(3):596-604. doi: 10.1016/j.numecd.2021.11.017
  18. Keskin M, Kurtoglu S, Kendirci M, et al. Homeostasis model assessment is more reliable than the fasting glucose/insulin ratio and quantitative insulin sensitivity check index for assessing insulin resistance among obese children and adolescents. Pediatrics. 2005;115(4):e500-3. doi: 10.1542/peds.2004-1921
  19. Дедов И.И., Шестакова М.В., Галстян Г.Р. Распространенность сахарного диабета 2 типа у взрослого населения России (исследование NATION). Сахарный диабет. 2016;19(2):104-12 [Dedov II, Shestakova MV, Galstyan GR. The prevalence of type 2 diabetes mellitus in the adult population of Russia (NATION study). Diabetes Mellitus. 2016;19(2):104-12 (in Russian)]. doi: 10.14341/DM2004116-17
  20. Wang L, Gao P, Zhang M, et al. Prevalence and Ethnic Pattern of Diabetes and Prediabetes in China in 2013. JAMA. 2017;317(24):2515-23. doi: 10.1001/jama.2017.7596
  21. Centers for Disease Control and Prevention. National Diabetes Statistics Report. Accessed: 05.02.2022.
  22. Andes LJ, Cheng YJ, Rolka DB, et al. Prevalence of Prediabetes Among Adolescents and Young Adults in the United States, 2005–2016. JAMA Pediatr. 2020;174(2):e194498. doi: 10.1001/jamapediatrics.2019.4498
  23. Tagi VM, Samvelyan S, Chiarelli F. Fn update of the consensus statement on insulin resistance in children 2010. Front Endocrinol. 2022;13:1061524. doi: 10.3389/fendo.2022.1061524

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1

Download (34KB)
3. Fig. 2

Download (108KB)
4. Fig. 3

Download (48KB)

Copyright (c) 2023 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».