AGE-RELATED CHANGES IN BLOOD CONCENTRATIONS OF GLUCOSE, PROINSULIN AND INSULIN AMONG RESIDENTS OF THE RUSSIAN ARCTIC

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction: Extreme natural and climatic conditions of the Arctic have led to development of a special type of glucose metabolism and its regulating links, although the evidence on age-related changes in these mechanisms among Arctic residents is still scarce. Aim: To study age-related changes in blood concentrations of glucose, proinsulin and insulin in residents of Russian circumpolar territories. Methods: In total 1 058 healthy individuals of both genders aged 16-74 years took part in a multicenter cross-sectional study. Of them, 629 permanently lived in the Arctic region while 429 were residents of the Subarctic areas. By age the participants were classified as 16-21, 22-35, 36-45, 46-60 and 61-74 years old. Concentrations of proinsulin and insulin were determined by the enzyme immunoassay methods while glucose level was assessed by spectrophotometric analysis. Between group differences in numeric characteristics were analyzed using Mann-Whitney tests with Bonferroni correction. Associations between variables were studied by non-parametric correlation analysis. Results. Blood glucose concentration increased with age. Among the 16-21-year-olds, higher concentrations of glucose was observed among Subarctic residents. Regional differences reduced in parallel with age. In the Arctic region, an increase in blood glucose in comparison with the youngest group began from 22-35 years while in the Subarctic region. The proportion of people with high glucose levels in age-groups 46-60 and 61-74 years was greater among the Arctic residents compared with their Subarctic counterparts (22.5% and 33.3 % vs. 14.7% and 27.9 %). This was combined with greater proportions of people in the AR with increased proinsulin levels (37.5% and 33.3 % vs. 24.7% and 28.8%) and decreased levels of insulin (57.5% and 53.8 % vs. 74.0 and 36.8 %). Conclusion: A gradual decrease in glucose utilization with age seems to be associated with a decrease in the intensity of proinsulin processing into insulin suggesting early depletion of the functional and receptor activity of pancreatic p-cells. The changes were more pronounced among the residents of the Arctic areas compared to their Subarctic counterparts.

About the authors

F. A. Bichkaeva

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: fatima@fciarctic.ru
доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории биологической и неорганической химии Института физиологии природных адаптаций Архангельск, Россия

T. B. Kovalenko

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Архангельск, Россия

A. A. Bichkaev

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Архангельск, Россия

B. A. Shengof

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Архангельск, Россия

T. V. Tretyakova

N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Архангельск, Россия

References

  1. Безруких М. М., Сонькин В. Д., Фарбер Д. А. Возрастная физиология: 2-е изд. М., 2007. 416 с
  2. Бичкаева Ф. А., Типисова Е. В., Волкова Н. И. Соотношение содержания инсулина, половых гормонов, стероидсвязывающего Р-глобулина, параметров липидного обмена и глюкозы у мужского населения Арктики // Проблемы репродукции. 2016. Т. 22, № 2. С. 99-110
  3. Бурлак С. И. Распространенность сахарного диабета среди населения Камчатской области и его факторы риска // Эндокринология. 1982. № 5. С. 17-22
  4. Вакараева М. М. Возрастные изменения уровня глюкозы в крови // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. 2016. № 30. С. 28-32
  5. Груздева О. В., Паличева Е. И., Максимов С. А. Гендерные и возрастные особенности концентрации в крови глюкозы и общего холестерина как факторы риска заболеваемости сердечно-сосудистой системы по результатам диспансеризации // Лабораторная служба. 2016. № 2. С. 15-21. DOI: 10.17116 / labs20165215-21
  6. Жарнакова И. В., Старостина А. С. Распространенность сахарного диабета в Архангельской области. Научное сообщество студентов XXI столетия // Естественные науки: сб. статей по материалам LXIV междунар. студ. науч.-практ. конф. 2018. № 5 (63). С. 53-62
  7. Лобанов А. А., Андронов С. В., Богданова Е. Н. Влияние традиционного питания на сбережение коренного населения Российской Арктики // Арктические исследования: от экстенсивного освоения к комплексному развитию: материалы II междунар. науч.-практ. конф. Архангельск, 2020. С. 239-242
  8. Лобанов А. А., Андронов С. В., Богданова Е. Н., Кочкин Р. А., Попов А. И., Лобанова Л. П., Шадуйко О. М., Кобелькова И. В., Камбаров А. О., Соромотин А. В., Ло Ин. Изменение рациона питания и традиционного образа жизни коренных народов Арктической зоны РФ: оценка влияния на здоровье, уровень и качество жизни // Продовольственная безопасность коренного населения арктического региона в условиях изменения климата: вызовы и решения: сборник трудов по материалам Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (29-30 ноября 2019 года, Северодвинск, Архангельск). С. 74-79
  9. Наследов А. Д. SPSS 15.0 Профессиональный статистический анализ данных. М., 2011. 399 с
  10. Наркевич А. Н., Виноградов К. А., Гржибовский А. М. Множественные сравнения в биомедицинских исследованиях: проблема и способы решения // Экология человека 2020. № 10. С. 55-64
  11. Панин Л. Е. Энергетические аспекты адаптации. СПб.: Медицина, 1978. 192 с
  12. Потеряева О. Н., Русских Г. С., Зубова А. В., Геворгян М. М. Проинсулин - диагностический биохимический маркер декомпенсированного сахарного диабета 2-го типа // Клиническая лабораторная диагностика. 2017. № 5. С. 278-282
  13. Севостьянова Е. В. Особенности липидного и углеводного метаболизма человека на Севере (литературный обзор) // Бюллетень сибирской медицины. 2013. Т. 12, № 1. С. 93-100.
  14. Старение поджелудочной железы. Структура и функциональное состояние инсулярного аппарата. URL: https://medbe.ru/health/gerontologiya-ili-starenie/ starenie-podzheludochnoy-zhelezy-struktura-i-funktsionalnoe-sostoyanie-insulyarnogo-apparata/?PAGEN_2=2 (дата обращения: 23.03.2020)
  15. Шестакова М. В., Викулова О. К., Железнякова А. В., Исаков М. А., Дедов Н. И. Эпидемиология сахарного диабета в Российской Федерации: что изменилось за последнее десятилетие? // Терапевтический архив. 2019. № 10. С. 4-13
  16. Яковлева Т. В., Казанцева А. Ю., Макарова Е. Н., Бажан Н. М. Половые различия молекулярных механизмов чувствительности к инсулину у молодых и взрослых мышей C57BL/6J // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. № 7. С. 833-840
  17. WHO (2020). Global report on diabetes. Available from: https://www.who.int/diabetes/global-report/en/ (accessed: 23.03.2020)
  18. Animaw W, Seyoum Y. Increasing prevalence of diabetes mellitus in a developing country and its related factors. PLoS ONE. 2017, 12 (11). doi: 10.1371/journal.pone.0187670.
  19. Ard D., Tettey N. S., Feresu S. The Influence of Family History of Type 2 Diabetes Mellitus on Positive Health Behavior Changes among African Americans. Int J Chronic Dis. 2020, 3, pp. 1-8. doi: 10.1155/2020/8016542.
  20. Arunagiri A., Leena H., Pottekat A., Pamenan F., Kim S., Zeltser L. M., Paton A. W., Paton J. C., Tsai B., Itkin-Ansari P., Kaufman R. J., Liu M., Arvan P. Proinsulin misfolding is an early event in the progression to type 2 diabetes. eLife. 2019, 8, pp. 1323-1325. DOI: 10.7554/ eLife.44532.
  21. Bahijri S. M., Jambi H. A., Al Raddadi R. M., Ferns G., Tuomilehto J. The Prevalence of Diabetes and Prediabetes in the Adult Population of Jeddah, Saudi Arabia - A Community-Based Survey. PLoS ONE. 2016, 11 (4). DOI: 10.1371/ journal.pone.0152559.
  22. Caro F. Homeostasis model assessment: insulin resistance and beta-cell function from fasting plasma glucose and insulin concentrations in man. Journal of clinical endocrinology and metabolism. 1991, 73, pp. 691-695.
  23. Cunningham-Myrie C., Younger-Coleman N., Tulloch-Reid M., McFarlane S., Francis D. Diabetes mellitus in Jamaica: sex differences in burden, risk factors, awareness, treatment and control in a developing country. Trop Med Int Health. 2013, 18 (11), pp. 1365-1378. DOI: 10.1111/ tmi.12190.
  24. De Jesus Garduno-Garcia J., Gastaldelli A., De Fronzo R. A., Lertwattanarak R., Holst J. J., Musi N. Older Subjects With P-Cell Dysfunction Have an Accentuated Incretin Release. J Clin Endocrinol Metab. 2018, 103 (7), pp. 2613-2619. doi: 10.1210/jc.2018-00260.
  25. Keel S., Foreman J., Xie J., Van Wijngaarden P., Taylor H. R., Dirani M. The Prevalence of Self-Reported Diabetes in the Australian National Eye Health Survey. PLoS ONE. 2017, 12 (1), e0169211. doi: 10.1371/journal. pone.0169211.
  26. Kraemer W. J., Hakkinen K., Newton R. U., McCormick M., Nindl B. C., Volek J. S., Gotshalk L. A., Fleck S. J., Campbell W. W., Gordon S. E., Farrell P. A., Evans W. J. Acute hormonal responses to heavy resistance exercise in younger and older men. Arch Anim Nutr. 2019, 73 (6), pp. 485-504. doi: 10.1080/1745039X.2019.1652516.
  27. Malhao T. A., Ads B., Pinheiro R. S., Cabral C. S., Camargo T. C., Coeli C. M. Sex Differences in Diabetes Mellitus Mortality Trends in Brazil, 1980-2012. PLoS ONE. 2016, 11 (6). doi: 10.1371/journal.pone.0155996.
  28. Petrenya N., Brustad M., Dobrodeeva L., Bichkaeva F., Lutfalieva G., Cooper M. Obesity and obesity-associated cardiometabolic risk factors in indigenous Nenets women from the rural Nenets Autonomous Area and Russian women from Arkhangelsk city. International Journal of Circumpolar Health. 2014, 73, p. 1. doi: 10.3402/ijch.v73.23859.
  29. Ribeiro E. M., Peixoto M. C., Putarov T. C., Monti M., Pacheco P. D., Loureiro B. A. The effects of age and dietary resistant starch on digestibility, fermentation end products in faeces and postprandial glucose and insulin responses of dogs. Arch Anim Nutr. 2019, 73 (6), pp. 485-504. doi: 10.1080/1745039X.2019.1652516.
  30. Riedl M., Bala Z. M., Oliveira C. R., Ludvik B., Pacini G., Clodi M., Kotzmann H., Wagner O. et al. The increased insulin sensitivity in growth hormone-deficient adults is reduced by growth hormone replacement therapy. Eur J Clin Invest. 2000, 30, pp. 771-778. doi: 10.1046/j.1365-2362.2000.00695.x.

Copyright (c) 2021 Bichkaeva F.A., Kovalenko T.B., Bichkaev A.A., Shengof B.A., Tretyakova T.V.

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


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies