O pré-diabetes, definido como os níveis entre índices glicêmicos normais e diabéticos, está aumentando rapidamente em todo o mundo. Aproximadamente 38% da população adulta no Estados Unidos da América¹ e cerca de 50% da população chinesa têm pré-diabetes.² O pré-diabetes é importante devido ao aumento do risco de complicações microvasculares e macrovasculares e o avanço para o diabetes tipo 2 em um curto período. É sabido que os altos níveis de glicemia plasmática são um importante fator de risco de doença cardiovascular aterosclerótica.³ Além disso, a resistência à insulina pode estar associada à aterosclerose devido a piores perfis lipídicos,⁴ estado pró-inflamatório⁵ e disfunção endotelial.⁶

A detecção de doença cardiovascular aterosclerótica nesse período inicial é importante para o acompanhamento e o tratamento. A espessura íntima-média da carótida (EIMC) é usada para detectar aterosclerose subclínica nos estágios iniciais e demonstrou prever eventos cardiovasculares.^{7 - 10} Cada 0,1 mm de aumento na EIMC aumenta o risco de infarto do miocárdio em 10-15% e de acidente vascular cerebral em 13-18%.¹¹ Ela é muito apropriada para uso em estudos populacionais de grande escala, pois é não invasiva e pode ser obtida com uma medição simples.

Além de métodos não invasivos para determinar o desenvolvimento da aterosclerose, sabe-se que vários biomarcadores também são incluídos nas previsões. A molécula-1 específica da célula endotelial (ESM-1), chamada de endocan, é um proteoglicano liberado pelas células endoteliais sob o controle de citocinas inflamatórias. O endocan ativa compostos garantindo o substrato necessário para coleta, adesão e transmigração de leucócitos no endotélio ativado.¹² Estudos anteriores determinaram que os níveis de endocan sérico eram maiores em pacientes com diabetes tipo 2 e síndrome coronária aguda em comparação com os grupos de controle.^{13 , 14} Estudos demonstraram que os níveis de endocan sérico estavam associados à gravidade da doença.^{10 - 12}

Existem estudos que avaliam os níveis de endocan sérico em pacientes pré-diabéticos e com resistência à insulina. Entretanto, não é claro se as alterações nos níveis de endocan sérico são uma causa ou uma consequência, especialmente no caso de eventos ateroscleróticos. Quando os níveis de endocan sérico foram comparados entre grupos de pacientes e grupos de controle, diferentemente dos valores altos do diabetes tipo 2, determinou-se que eles eram baixos ou inalterados no grupo de pré-diabéticos.^{15 , 16} Embora a tendência a aterosclerose aumente nos pacientes pré-diabéticos e diabéticos, as diferenças nos níveis de endocan sérico são notáveis. Existem estudos que avaliam os níveis de endocan nos eventos ateroscleróticos e vasculares em pacientes com diabetes tipo 2. Entretanto, não foi possível encontrar nenhum estudo na literatura que avaliasse os níveis de endocan em pacientes pré-diabéticos com aterosclerose.

Nosso estudo teve o objetivo de revelar o papel dos níveis de endocan sérico na previsão de aterosclerose subclínica baseado em pacientes pré-diabéticos em EIMC.

Nosso estudo está em conformidade com a Declaração de Helsinki e foi aprovado pelo comitê de ética em pesquisa do hospital Prof Dr Cemil Tascioglu City (aprovação número 525). Os participantes assinaram um termo de consentimento informado. Este estudo transversal foi realizado no ambulatório de medicina interna de nosso hospital de cuidado terciário entre junho e agosto de 2021. Foram incluídos no estudo 84 participantes, com mais de 18 anos de idade, dos quais 42 eram pacientes pré-diabéticos e 42 eram normoglicêmicos (o IMC, a idade e o sexo eram semelhantes).

De acordo com os critérios da American Diabetes Association (ADA), pessoas com índices glicêmicos em jejum entre 100-125 mg/dL (tolerância à glicose prejudicada (IGT)) ou HbA1c 5,7-6,4%, ou níveis de glicemia plasmática de 2 horas durante o teste oral de tolerância à glicose (TOTG) a 75 g entre 140 e 199 mg/dL (tolerância à glicose prejudicada (IGT)), foram incluídas no grupo dos pré-diabéticos.¹⁷ Participantes normoglicêmicos com valores mais baixos foram incluídos no grupo de controle. Os indivíduos nos grupos normoglicêmico e pré-diabético não estavam fazendo uso de medicamentos antidiabéticos.

Indivíduos com histórico de infarto do miocárdio ou revascularização coronária, eventos cerebrovasculares, diagnóstico prévio de doença cardiovascular ou insuficiência cardíaca sistólica, doença valvar grave, cardiomiopatia hipertrófica, angina pectoris, variações da onda ST-T no eletrocardiograma, ondas Q, bloqueio do ramo esquerdo, doença hepática ou renal crônica, malignidade ativa, hipertensão, doenças inflamatórias, doença do sistema respiratório, doença arterial periférica, tabagismo, ou que se recusaram a participar, foram excluídos do estudo.

A pressão arterial dos participantes foi medida, e o IMC foi calculado medindo sua altura e peso (peso/altura ao quadrado, kg/m²). Depois de jejum noturno, foram analisados glicemia, insulina HbA1c, níveis lipídicos (colesterol de lipoproteína de alta densidade (HDL-C), colesterol de lipoproteína de baixa densidade (LDL-C) e triglicérides), proteína C-reativa (PCR), creatinina, e endocan sérico. Os valores do modelo de avaliação da homeostase da resistência à insulina (HOMA-IR) foram calculados com a fórmula, (glicemia em jejum x níveis de insulina em jejum)/405.

Idade, sexo e valores de IMC dos grupos pré-diabético e normoglicêmico foram semelhantes (p>0,05).

Os níveis de endocan sérico foram significativamente mais baixos no grupo pré-diabético do que no grupo de controle (p=0,042), e os valores de EIMC foram mais altos (p=0,046) ( Tabela 1 ).

Tabela 1

	Grupo de controle n=42	Grupo de pacientes pré-diabéticos n=42	p
Idade (anos)	47,8±9,7	49,9±8,5	0,112
Sexo (F/M)	28/14	30/12	0,814
IMC (kg/m2)	33,8±4,1	32,2±8,8	0,066
Endocan (ng/L) *	138 (84-300)	120 (65-185)	0,042
FPI (µU/ml)	11,2±5,3	20,1±8,8	<0,001
FPG (mg/dL)	87±5,3	103±9,7	<0,001
2-h GP durante 75-g TOTG (mg/dL)	101±19	141±34	<0,001
HOMA-IR	2,4±1,1	5,2±2,3	<0,001
HbA1c (%)	5,5 ±0,3	5,9±0,5	0,039
PCR (mg/dL)	4,9± 2,6	5,1±2,9	0,245
Colesterol total (mg/dL)	188±32	206±33	0,020
Colesterol LDL (mg/dL)	110±31	120±26	0,107
Colesterol HDL (mg/dL)	53±11	49±13	0,103
TG (mg/dL)*	108 (79-133)	152 (95-257)	0,002
EIMC (mm)	0,67±0,16	0,74±0,17	0,046

IMC: índice de massa corporal; FPI: insulina plasmática em jejum; FPG: glicemia plasmática em jejum; GP: glicemia plasmática; TOTG: teste oral de tolerância à glicose; HOMA-IR: modelo de avaliação da homeostase da resistência à insulina; HbA1c: hemoglobina glicada; PCR: proteína C reativa; LDL: lipoproteína de baixa densidade; HDL: lipoproteína de alta densidade; TG: triglicérides; EIMC: espessura íntima-média da carótida.

Houve uma correlação significativa entre o valor de EIMC e idade e níveis de triglicérides de todos os participantes ( Tabela 2 ). A análise regressiva linear multivariada de idade, endocan, HbA1c, FPI, FPG, e valores de triglicérides foi realizada com EIMC. O logaritmo dos valores de endocan sérico e triglicérides foram obtidos para garantir a distribuição normal. Detectou-se que o nível de endocan sérico estava associado à EIMC, independentemente de outros parâmetros (p=0,007) ( Tabela 3 ). Apesar de não haver correlação entre os níveis de endocan sérico e as medições de EIMC no grupo pré-diabético (r=0,104 p=0,514) ( Figura 1 ), foi encontrada uma correlação positiva no grupo sem pré-diabetes (r=0,340, p=0,028) ( Figura 2 ).

Tabela 2

	Todos os participantes (n=84)		Grupo de controle (n=42)		Grupo de pacientes pré-diabéticos (n=42)
	r	p	r	p	r	p
Endocan (ng/L) *	0,206	0,060	0,340	0,028	0,104	0,514
Idade (anos)	0,363	0,001	0,490	0,001	0,215	0,172
IMC (kg/m2)	-0,015	0,895	-0,009	0,956	0,034	0,833
FPI (µU/ml)	0,180	0,104	0,360	0,021	0,020	0,900
FPG (mg/dL)	0,195	0,075	0,212	0,178	0,119	0,454
2-h GP (TOTG)	0,166	0,131	0,080	0,485	0,164	0,300
HOMA-IR	0,180	0,102	0,379	0,013	0,004	0,982
HbA1c (%)	0,242	0,080	0,349	0,143	0,199	0,260
PCR (mg/dL)	0,077	0,520	0,063	0,694	0,065	0,730
C Total (mg/dL)	-0,015	0,895	-0,076	0,632	-0,015	0,927
LDL-C (mg/dL)	-0,031	0,781	-0,093	0,557	-0,192	0,223
HDL-C (mg/dL)	-0,111	0,313	0,032	0,839	0,227	0,149
TG (mg/dL)*	0,257	0,018	0,306	0,030	0,342	0,027

IMC: índice de massa corporal; FPI: insulina plasmática em jejum; FPG: glicemia plasmática em jejum; GP: glicemia plasmática; TOTG: teste oral de tolerância à glicose; HOMA-IR: modelo de avaliação da homeostase da resistência à insulina; HbA1c: hemoglobina glicada; PCR: proteína C reativa; C Total: colesterol total; LDL-C: colesterol de lipoproteína de baixa densidade; HDL-C, colesterol de lipoproteína de alta densidade; TG: triglicérides; EIMC: espessura íntima-média da carótida. *Teste de correlação de Spearman, outros: Teste de correlação de Pearson.

Tabela 3

	Beta	IC 95%		p
		Inferior	Superior
Idade	0,525	0,004	0,016	0,002
FPI	0,324	-0,001	0,016	0,068
Log TG	-0,142	-0,381	0,154	0,396
Log (Endocan)	0,435	0,056	0,336	0,007
HbA1c	0,181	-0,053	0,219	0,222
PCR	0,024	-0,019	0,022	0,862

FPI: insulina plasmática em jejum; Log: logaritmo; TG: triglicérides; HbA1c: hemoglobina glicada; PCR: proteína C reativa.

Figura 1

Figura 2

As correlações entre os parâmetros da Tabela 1 e os níveis de endocan sérico foram examinadas. Desses parâmetros, apenas a insulina em jejum foi correlacionada aos níveis de endocan. Essa correlação foi negativa (r=-0,320, p=0,001) ( Figura 3 ).

Figura 3

Nosso estudo teve o objetivo de explicar o papel dos níveis de endocan na previsão da aterosclerose subclínica em pacientes pré-diabéticos com base em medições de EIMC. Os níveis de endocan plasmático foram mais baixos no grupo de pacientes pré-diabéticos do que no grupo de controle. Em contraste, os valores de EIMC foram mais altos em pacientes pré-diabéticos. Em nosso estudo, não houve correlação entre valores de EIMC e níveis de endocan sérico. Quando os grupos foram avaliados separadamente, a correlação entre medições de EIMC e níveis de endocan foi detectada no grupo normoglicêmico, mas não no grupo pré-diabético. Entretanto, dependendo dos resultados da análise regressiva, os níveis de endocan sérico explicaram significativamente o valor de EIMC.

Muitos estudos mostram que o pré-diabetes pode causar doenças cardiovasculares.^{3 - 6} Além disso, a carga de aterosclerose coronária em pacientes pré-diabéticos é mais alta do que em pessoas normais. Especificamente, a carga de aterosclerose precede os sintomas de diabetes tipo 2. Em nosso estudo, os valores de EIMC foram altos em pacientes pré-diabéticos, o que é compatível com estudos usando a EIMC como marcador de aterosclerose subclínica.^{18 , 19}

Pacientes pré-diabéticos têm hiperinsulinemia devido à resistência à insulina, e os resultados de nosso estudo são compatíveis com isso. Uma correlação negativa foi confirmada entre insulina plasmática em jejum e níveis de endocan. Pode-se dizer que os níveis de endocan sérico são baixos em pacientes pré-diabéticos devido o estado hiperinsulinêmico.

A relação entre hiperinsulinemia e aterosclerose foi demonstrada por estudos anteriores. A resistência à insulina despertou grande interesse nas comunidades médica e científica devido a sua associação a doenças cardiovasculares. Entretanto, o mecanismo molecular que liga a resistência à insulina ao desenvolvimento e/ou avanço da aterosclerose continua a ser um enigma. Alguns mecanismos se destacam em relação a essa situação. A sinalização de insulina desempenha um papel crítico na ativação da sintase de óxido nítrico, que regula a produção de óxido nítrico.^{20 , 21} O óxido nítrico é um vasodilatador e um agente antiaterogênico potente.²⁰ A deficiência de óxido nítrico ativa várias vias envolvidas na aterogênese.^{22 , 23} Portanto, um defeito na sinalização de insulina além de prejudicar a utilização da glicose também causa hipertensão e aterosclerose acelerada. É difícil distinguir o efeito da resistência à insulina da hiperinsulinemia compensatória que sempre a acompanha. Já se sugeriu que, se o efeito prejudicial da resistência à insulina é resultado da diminuição da ação da insulina, a hiperinsulinemia compensatória pode ser apenas um observador inocente. Inversamente, se certos aspectos da ação da insulina não são afetados pela diminuição da potência da insulina, a presença de hiperinsulinemia compensatória pode ter seu efeito próprio. Consequentemente, a hiperinsulinemia compensatória pode estimular ou até superestimular certos aspectos da ação da insulina em várias células e tecidos. Portanto, o ponto crítico no entendimento do papel da resistência à insulina é determinar se a ação reduzida da insulina (efeito da resistência à insulina) coexiste com a ação normal ou até aumentada da insulina (efeito da hiperinsulinemia) dentro do mesmo tecido e da mesma célula. Essa tarefa é possibilitada pela revelação da cadeia de sinalização intracelular da insulina. A hiperinsulinemia é um fator de crescimento potente,^{24 - 28} cujos efeitos de promoção de crescimento são mediados pela via da proteína quinase ativada por mitógenos (MAP).²⁹ Após a interação entre o substrato 1 do receptor de insulina (IRS-1) e proteína transformadora contendo domínios com homologia a Src 2 (SH2), a quinase regulada por sinal extracelular (ERK) é ativada,^{30 , 31} transloca-se para o núcleo e catalisa a fosforilação de fatores de transcrição que promovem o crescimento celular, a proliferação celular e a diferenciação celular.³⁰ Portanto, essa via tem um papel importante na aterogênese.

Além de sua função nos mecanismos ateroscleróticos, já se relatou que a insulina atenua a resposta inflamatória sistêmica induzida por endotoxina diminuindo a expressão do TNF-α e aumentando a cascata anti-inflamatória.^{26 , 32} A expressão do endocan é regulada diferencialmente por citocinas. O TNF-α e a interleucina-1 beta (IL-1β) regula para cima e o interferon-gama (IFN-γ) regula para baixo a secreção do endocan.³³ O efeito redutor da hiperinsulinemia no TNF-α pode explicar a diminuição dos níveis de endocan sérico. Além disso, Janke et al. demonstraram que o endocan é expresso por adipócitos humanos e que a administração de insulina reduz a produção do endocan em adipócitos. Por esse motivo, já se sugeriu que a secreção de endocan por adipócitos pode afetar significativamente os níveis de endocan locais ou sistêmicos.³⁴ Em nosso estudo, o efeito supressor da insulina nos adipócitos pode ser outro fator efetivo nos baixos níveis de endocan plasmático no grupo de pacientes pré-diabéticos.

Menon et al. pesquisaram o papel do endocan durante a formação de lesão aterosclerótica em ratos homozigotos para ApoE e identificaram altos índices de expressão de placas ateroscleróticas. No estudo, a expressão de endocan tinha níveis baixos no endotélio quiescente, ao mesmo tempo em que se mostrava regulada para cima no endotélio ativado.³⁵ Os sujeitos em nosso grupo de estudo foram selecionados entre pessoas sem doença vascular conhecida ou qualquer outra situação que causasse inflamação. Por esse motivo, há uma probabilidade alta de que tanto os sujeitos do grupo de controle quanto os pacientes pré-diabéticos tinham endotélio quiescente. Nesse caso, pode-se dizer que, em nosso grupo de pacientes, o efeito da aterosclerose subclínica na secreção de endocan pelo endotélio pode ser limitado. Consideramos que o efeito da insulina no TNF-α e tecido adiposo é mais dominante e causa uma diminuição do nível de endocan sérico.

Já se demonstrou que os níveis de endocan plasmático aumentam dependendo da gravidade da doença em pacientes com aterosclerose, inflamação vascular e síndrome coronária aguda. Determinou-se que o aumento no nível de endocan sérico está associado com doenças cardíacas ateroscleróticas, mas um valor de corte ainda não foi determinado.^{36 , 37} Esse aumento no nível de endocan sérico é aceito como preditor de aterosclerose em muitos estudos. Já foi sugerido que o endocan seja um inibidor funcional do antígeno 1 associado à função do linfócito (LFA-1) e da interação com a molécula de adesão intercelular-1 (ICAM-1), sugerindo seu papel anti-inflamatório, pela inibição do rolamento, da adesão ou da transmigração de leucócitos.¹² O efeito benéfico obtido in vivo pelo bloqueio da adesão a mAbs em camundongos e em outros modelos animais demonstra claramente que o LFA-1 e a ICAM-1 estão envolvidos em inflamação aguda,³⁸ lesão por isquemia/reperfusão,³⁹ rejeição de aloenxerto^{40 - 42} e imunidade antitumoral. Portanto, pode-se dizer que o endocan é secretado do endotélio em resposta a inflamação aguda e desempenha um papel regulatório com seu efeito anti-inflamatório. Em nosso estudo, demonstramos que os níveis de endocan sérico diminuíram em pacientes pré-diabéticos, provavelmente devido à hiperinsulinemia. Podemos concluir que o endocan tem um papel inibidor na interação entre LFA-1 e ICAM-1. Um aumento na atividade da ICAM-1 é esperado com a diminuição dos níveis de endocan. O aumento da atividade da ICAM-1 pode levar à inflamação vascular. A ICAM-1 é uma molécula bem conhecida que está envolvida na patogênese da placa aterosclerótica.^{43 , 44}

Em estudos com grupos sem pré-diabetes ou resistência à insulina, os níveis de endocan sérico foram elevados, possivelmente em resposta à inflamação no vaso aterosclerótico. Entretanto, nosso estudo mostrou que essa resposta era insuficiente e que os níveis de endocan sérico diminuíram em pacientes com pré-diabetes e aterosclerose, especialmente devido à hiperinsulinemia. Níveis baixos de endocan sérico podem estar envolvidos nos mecanismos de formação da aterosclerose. São necessários estudos abrangentes sobre esse assunto.

Nossos resultados demonstram que a hiperinsulinemia causa uma redução nos níveis de endocan. Entretanto, não há valor-limiar para prever a aterosclerose. A redução nos valores de endocan sérico medidos periodicamente no acompanhamento dos pacientes com pré-diabetes pode dar mais informações sobre o desenvolvimento da aterosclerose. É necessário realizar estudos prospectivos para este fim.