The effect of smoking cessation on metabolic parameters in patients with diabetes mellitus

Abstract

Smoking cessation is highly recommended as a critical intervention for reducing morbidity and mortality in individuals with diabetes, as smoking exacerbates insulin resistance, impairs glycemic control, and increases the risk of both microvascular and macrovascular complications, especially cardiovascular disease, in people with type 2 diabetes mellitus (T2DM). However, post-smoking-cessation weight gain (PSCWG) may attenuate some of the health benefits and discourage quitting attempts. This weight gain occurs due to the removal of nicotine’s regulatory effects on the central nervous system and its impact on appetite-regulating hormones and peptides. Nicotine increases energy expenditure, resting metabolic rate, and suppresses appetite through interactions with various peptides and hormones that regulate food intake and body weight, such as leptin, resistin, adiponectin, ghrelin, insulin, glucagon-like peptide 1 (GLP-1), and peptide YY (PYY), many of which play crucial roles in the pathophysiology of T2DM. While the cardiovascular benefits of smoking cessation are well-established, PSCWG can temporarily exacerbate diabetes and deteriorate glycemic control. Despite extensive research on PSCWG in the general population, few studies have specifically explored its effects in individuals with T2DM. Varenicline, a partial agonist of α4β2 nicotinic receptors, has similar effects to nicotine and is widely used as a pharmacological intervention for smoking cessation. However, its impact on body weight, appetite regulation, insulin sensitivity, and metabolism in this population remains insufficiently studied. The purpose of this study is to investigate the effects of smoking cessation, aided by varenicline, on a comprehensive set of metabolic parameters in individuals with T2DM and prediabetes. Fifty-three patients were enrolled, of whom 32 successfully quit smoking, following a three-month varenicline course, and were further assessed after an additional month without medication. During the 4 months of the study, participants underwent assessments at three key time points: baseline, 2.5 months into varenicline administration, and 4 months after the beginning of the study. Measurements included body weight, blood pressure, resting metabolic rate (RMR), glycated hemoglobin (HbA1c), fasting glucose, blood lipids, C-reactive protein (CRP), appetite-regulating hormones, and physical activity. At the end of the study, no significant changes were observed in body weight, blood pressure, RMR, or glycemic control. However, significant improvements in lipid profiles were noted: total cholesterol (CHOL) and low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) levels decreased significantly at 4-months of the study (from 168 to 156 mg/dL, p = 0.013 and from 96 to 83 mg/dL, p=0.013, respectively). High-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) levels increased significantly at 2.5 months (from 44 to 45 mg/dL, p = 0.042), but this effect was not sustained at 4 months. Triglyceride (TG) levels showed a downward trend, but the reductions were not statistically significant. A significant increase in plasma leptin (from 11 to 13.8 ng/dL, p = 0.004) and GLP-1 levels (from 39.6 to 45.8 pM, p = 0.016) was observed at the 4-month follow-up. No significant changes were detected in resistin, adiponectin, ghrelin, insulin, PYY, or HOMA-IR throughout the study period. Correlations between changes in peptide levels and weight-related parameters aligned with findings already reported in the existing literature. Additionally, self-reported level of physical activity intensity improved by the end of the program, as the percentage of participants who reported moderate-intensity activity increased from 28% to 56%, while those reporting high-intensity activity increased from 19% to 22% respectively (p=0.039). In conclusion, our study showed that smoking cessation with varenicline in smokers with T2DM and prediabetes led to significant improvements in lipid profiles, significant increases in plasma leptin and GLP-1 levels, and enhanced physical activity, without significant weight gain or worsening glycemic control. These findings suggest that smoking cessation without adverse metabolic consequences is feasible for diabetic smokers, with additional benefits for lipid metabolism, GLP-1 regulation, and physical activity levels.

Η διακοπή του καπνίσματος συνιστάται ως ιδιαίτερα κρίσιμη παρέμβαση για τη μείωση της νοσηρότητας και της θνησιμότητας σε άτομα με Σακχαρώδη Διαβήτη (ΣΔ), καθώς το κάπνισμα επιδεινώνει την αντίσταση στην ινσουλίνη, έχει αρνητική επίδραση στον γλυκαιμικό έλεγχο και αυξάνει τον κίνδυνο μικροαγγειακών και μακροαγγειακών επιπλοκών, ιδιαίτερα της καρδιαγγειακής νόσου, σε άτομα με Σακχαρώδη Διαβήτη τύπου 2 (ΣΔ2). Ωστόσο, η αύξηση του σωματικού βάρους (ΣΒ) μετά τη διακοπή του καπνίσματος μπορεί να μειώσει ορισμένα από τα οφέλη για την υγεία και να λειτουργήσει αποτρεπτικά για όσους προσπαθούν να διακόψουν το κάπνισμα. Αυτή η αύξηση ΣΒ προκύπτει από την απουσία των ρυθμιστικών επιδράσεων της νικοτίνης στο κεντρικό νευρικό σύστημα, καθώς και από την επίδρασή της στις ορμόνες που ελέγχουν την όρεξη. Η νικοτίνη αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας και τον μεταβολικό ρυθμό ηρεμίας, ενώ παράλληλα καταστέλλει την όρεξη μέσω της αλληλεπίδρασής της με διάφορα πεπτίδια και ορμόνες που ρυθμίζουν την πρόσληψη τροφής και το σωματικό βάρος. Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται η λεπτίνη, η ρεζιστίνη, η αδιπονεκτίνη, η γκρελίνη, η ινσουλίνη, το πεπτίδιο που μοιάζει με γλυκαγόνη 1 (GLP-1) και το πεπτίδιο ΥΥ (PYY), τα οποία διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην παθοφυσιολογία του ΣΔ2. Ενώ τα καρδιαγγειακά οφέλη της διακοπής του καπνίσματος είναι καλά τεκμηριωμένα, η αύξηση ΣΒ μετά τη διακοπή μπορεί παροδικά να επιδεινώσει τον ΣΔ, αποτελώντας παράγοντα κινδύνου για κακή γλυκαιμική ρύθμιση. Παρόλο που η αύξηση ΣΒ μετά τη διακοπή καπνίσμαντος έχει μελετηθεί εκτενώς στον γενικό πληθυσμό, υπάρχουν περιορισμένες μελέτες που εξετάζουν συγκεκριμένα τις επιπτώσεις της σε άτομα με ΣΔ2. Η βαρενικλίνη, που αποτελεί φαρμακευτική παρέμβαση για τη διακοπή του καπνίσματος, αποτελεί μερικό αγωνιστή των α4β2 νικοτινικών υποδοχέων και άρα έχει παρόμοιες ιδιότητες με τη νικοτίνη. Έχει δοκιμαστεί επιτυχώς και με ασφάλεια για τη διακοπή του καπνίσματος σε άτομα με ΣΔ, ωστόσο είναι λίγα τα δεδομένα σε σχέση με την επίδρασή της στο ΣΒ, την όρεξη, την ευαισθησία στην ινσουλίνη και το βασικό μεταβολισμό σε αυτούς τους ασθενείς. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να διερευνήσει τις επιδράσεις της διακοπής του καπνίσματος, με τη βοήθεια της βαρενικλίνης, σε ένα σύνολο μεταβολικών παραμέτρων σε άτομα με ΣΔ2 και προδιαβήτη. Συνολικά, 53 ασθενείς εντάχθηκαν αρχικά στη μελέτη, εκ των οποίων 32 κατάφεραν να διακόψουν επιτυχώς το κάπνισμα μετά από τρεις μήνες θεραπείας με βαρενικλίνη και αξιολογήθηκαν ξανά έναν μήνα μετά τη διακοπή της φαρμακευτικής αγωγής. Κατά τη διάρκεια των 4 μηνών της μελέτης, οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε μετρήσεις σε τρία καθορισμένα χρονικά σημεία: στην αρχή της μελέτης, 2,5 μήνες μετά την έναρξη της χορήγησης βαρενικλίνης και 4 μήνες από την αρχική τους συμμετοχή στη μελέτη. Οι μετρήσεις περιλάμβαναν σωματομετρικά χαρακτηριστικά, αρτηριακή πίεση, μεταβολικό ρυθμό ηρεμίας (RMR), γλυκοζυλιωμένη αιμοσφαιρίνη (HbA1c), γλυκόζη νηστείας, λιπίδια αίματος, C-αντιδρώσα πρωτεΐνη (CRP), ορμόνες που ρυθμίζουν την όρεξη, καθώς και επίπεδα σωματικής δραστηριότητας. Στο τέλος της μελέτης, δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές στο ΣΒ, την αρτηριακή πίεση, τον RMR ή τον γλυκαιμικό έλεγχο. Ωστόσο, σημειώθηκαν σημαντικές βελτιώσεις στο λιπιδαιμικό προφίλ, καθώς τα επίπεδα της ολικής και της LDL χοληστερόλης μειώθηκαν σημαντικά στους 4 μήνες της μελέτης (από 168 σε 156 mg/dL, p = 0,013 και από 96 σε 83 mg/dL, αντίστοιχα). Τα επίπεδα της HDL χοληστερόλης αυξήθηκαν σημαντικά στους 2,5 μήνες λήψης βαρενικλίνης (από 44 σε 45 mg/dL, p = 0,042), ενώ παρατηρήθηκε μείωση στα επίπεδα των τριγλυκεριδίων κατά τη διάρκεια και μετά τη διακοπή του καπνίσματος, η οποία όμως δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Επιπλέον, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση της λεπτίνης στο πλάσμα (από 11 σε 13,8 ng/dL, p = 0,004) και των επιπέδων GLP-1 (από 39,6 σε 45,8 pM, p = 0,016) κατά την περίοδο παρακολούθησης των 4 μηνών της μελέτης. Αντίθετα, δεν εντοπίστηκαν σημαντικές μεταβολές στα επίπεδα ρεζιστίνης, αδιπονεκτίνης, γκρελίνης, ινσουλίνης, PYY ή HOMA-IR κατά τη διάρκεια της μελέτης. Οι συσχετίσεις μεταξύ των μεταβολών στα επίπεδα των πεπτιδίων και των παραμέτρων που σχετίζονται με το βάρος συμφώνησαν με τα ευρήματα που έχουν ήδη αναφερθεί στη βιβλιογραφία. Επιπλέον, το αυτοαναφερόμενο επίπεδο έντασης σωματικής δραστηριότητας βελτιώθηκε στο τέλος του προγράμματος, καθώς το ποσοστό των συμμετεχόντων που ανέφεραν μέτρια ένταση δραστηριότητας αυξήθηκε από 28% σε 56%, ενώ αυτοί που ανέφεραν υψηλή ένταση δραστηριότητας αυξήθηκαν από 19% σε 22% αντίστοιχα (p=0,039). Συμπερασματικά, η μελέτη μας έδειξε ότι η διακοπή του καπνίσματος με τη χρήση βαρενικλίνης σε άτομα με ΣΔ2 και προδιαβήτη οδήγησε σε σημαντική βελτίωση του λιπιδαιμικού προφίλ, αύξηση των επιπέδων λεπτίνης και GLP-1 στο πλάσμα, καθώς και βελτίωση της σωματικής δραστηριότητας, χωρίς σημαντική αύξηση του ΣΒ ή επιδείνωση του γλυκαιμικού ελέγχου. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η διακοπή του καπνίσματος χωρίς δυσμενείς μεταβολικές συνέπειες είναι εφικτή για τους καπνιστές με ΣΔ2, προσφέροντας επιπλέον οφέλη για το λιπιδαιμικό προφίλ, τη ρύθμιση του GLP-1 και τα επίπεδα σωματικής δραστηριότητας.