Введение

Сцепляющий пептид, или пептид С, – это короткий полипептид из 31 аминокислоты, соединяющий А-цепь и В-цепь инсулина в молекуле проинсулина. При диагностике диабета или гипогликемии измерение уровня пептида С в сыворотке крови позволяет дифференцировать состояния с похожими клиническими проявлениями. В процессе синтеза инсулина препроинсулин сначала транслоцируется в эндоплазматическую сеть β-клеток поджелудочной железы, содержащий А-цепь, пептид С, В-цепь и сигнальную последовательность. Сигнальная последовательность отщепляется от N-конца пептида сигнальной пептидазой, в результате чего образуется проинсулин. После упаковки проинсулина в везикулы аппарата Гольджи (β-гранулы) пептид С удаляется, оставляя А-цепь и В-цепь, соединенные дисульфидными связями, которые формируют молекулу инсулина.

История

Пептид C проинсулина был впервые описан в 1967 году в связи с открытием пути биосинтеза инсулина. Изоляция бычьего пептида C, определение его последовательности и получение пептида C человека были выполнены в 1971 году. Пептид C служит линкером между A- и B-цепями инсулина и облегчает эффективную сборку, сворачивание и процессинг инсулина в эндоплазматическом ретикулуме. Эквимолярные количества пептида C и инсулина затем хранятся в секреторных гранулах β-клеток поджелудочной железы и в конечном итоге высвобождаются в портальную циркуляцию. Изначально интерес к пептиду C был обусловлен его использованием в качестве маркера секреции инсулина, и в этом качестве он сыграл важную роль в углублении понимания патофизиологии диабета 1 и 2 типа. Первое задокументированное применение теста на пептид C относится к 1972 году. В первом десятилетии XXI века было установлено, что пептид C сам по себе является биоактивным пептидом, оказывающим влияние на микроциркуляцию и здоровье тканей.

Эффекты пептида С на клетки

Было показано, что пептид С связывается с поверхностью ряда типов клеток, таких как нейроны, эндотелиальные клетки, фибробласты и почечные канальцы, при наномолярных концентрациях с рецептором, предположительно связанным с G-белком. Сигнал активирует Ca2+ -зависимые внутриклеточные сигнальные пути, такие как MAPK, PLCγ и PKC, что приводит к повышению регуляции ряда факторов транскрипции, а также активности eNOS и Na+K+АТФазы. Известно, что активность этих двух ферментов снижена у пациентов с диабетом 1 типа и они вовлечены в развитие долгосрочных осложнений диабета 1 типа, таких как периферическая и автономная нейропатия. Исследования in vivo на животных моделях диабета 1 типа показали, что введение пептида С приводит к значительному улучшению функции нервов и почек. Таким образом, у животных с ранними признаками нейропатии, вызванной диабетом, лечение пептидом С в замещающих дозах приводит к улучшению функции периферических нервов, что подтверждается увеличением скорости проведения нервного импульса, повышением активности Na+,K+АТФазы в нервах и значительным уменьшением структурных изменений нерва. Аналогично, введение пептида С животным с дефицитом пептида С (модель типа 1) при нефропатии улучшает функцию и структуру почек; снижает экскрецию альбумина с мочой и предотвращает или уменьшает гломерулярные изменения, вызванные диабетом, вторичные по отношению к расширению мезангиального матрикса. Также сообщалось, что пептид С обладает противовоспалительным эффектом и способствует восстановлению клеток гладкой мускулатуры. Недавнее эпидемиологическое исследование предполагает U-образную зависимость между уровнями пептида С и риском сердечно-сосудистых заболеваний.

Клиническое применение тестирования на С-пептид

У пациентов с диабетом может быть измерено содержание C-пептида для дифференциальной диагностики диабета 1 типа, диабета 2 типа или диабета зрелого возраста (MODY). Определение уровня C-пептида помогает оценить, какое количество собственного инсулина производит организм, поскольку C-пептид секретируется в эквимолярном количестве с инсулином. Измерение C-пептида предпочтительнее определения уровня инсулина, так как C-пептид позволяет оценить собственную секрецию инсулина даже у пациентов, получающих инъекции инсулина, и потому, что печень метаболизирует значительное и варьируемое количество инсулина, поступающего по воротной вене, но не метаболизирует C-пептид. Это означает, что концентрация C-пептида в крови может быть более точным показателем секреции инсулина в портальную вену, чем концентрация самого инсулина. Очень низкий уровень C-пептида подтверждает диабет 1 типа и инсулинозависимость и ассоциирован с высокой нестабильностью гликемии, гипергликемией и повышенным риском осложнений. Тест может быть недостаточно информативным для диагностики или выявления подтипа диабета 1 типа – латентного аутоиммунного диабета взрослых (LADA), у которых уровень C-пептида может быть не таким низким, как при типичном диабете 1 типа, и иногда может совпадать с показателями при диабете 2 типа. В таких случаях для уточнения диагноза необходимо исследование антител к бета-клеткам. C-пептид может использоваться для дифференциальной диагностики гипогликемии. Тест помогает установить причину гипогликемии (низкого уровня глюкозы): его уровень будет снижен при передозировке инсулина, но не подавлен при гипогликемии, вызванной инсулиномой или препаратами сульфонилмочевины. Фактическая (или искусственная) гипогликемия может возникать вследствие скрытого введения инсулина. Определение уровня C-пептида позволяет отличить здорового пациента от больного диабетом. C-пептид может использоваться для оценки вероятности гастриномы, связанной с синдромом множественных эндокринных неоплазий (MEN 1). Поскольку значительное число гастрином ассоциировано с MEN, вовлекающим другие органы, продуцирующие гормоны (поджелудочную железу, паращитовидные железы и гипофиз), повышенный уровень C-пептида в сочетании с выявленной гастриномой может указывать на наличие новообразований не только в желудке, но и в других органах. У женщин с синдромом поликистозных яичников (СПКЯ) определение уровня C-пептида может помочь оценить степень инсулинорезистентности. Разработка ультрачувствительных методов анализа C-пептида позволила выявлять очень низкие концентрации C-пептида в сыворотке крови даже у пациентов с длительно существующим диабетом 1 типа. Исследования показали, что наличие остаточной секреции C-пептида при длительном диабете 1 типа связано со снижением риска развития микрососудистых осложнений и значительным уменьшением частоты тяжелой гипогликемии.

Терапевтические средства

Терапевтическое применение C-пептида изучалось в небольших клинических испытаниях при диабетической нефропатии. Компании Creative Peptides, Eli Lilly и Cebix разрабатывали лекарственные препараты на основе C-пептида. У Cebix была единственная действующая программа, пока в декабре 2014 года не завершилось исследование фазы IIb, которое не выявило различий между C-пептидом и плацебо, после чего программа была прекращена, а компания ликвидирована.