Abstract

Type 2 diabetes (T2D) is a common metabolic disorder characterized by elevated glucose levels. Recognizing people at high risk for T2D allows interventions that may delay or prevent the development of T2D and diabetes-related complications. The previously accepted methods for identifying these people are fasting plasma glucose (FPG), two-hour post-load glucose (2-h PG) in an oral glucose tolerance test (OGTT) and glycated hemoglobin A1c (HbA1c). However, one-hour post-load glucose (1-h PG) in an OGTT has risen in interest for its high predictive value for future T2D at an even earlier time point than the currently used methods.

The aim of this thesis was to investigate the ability of 1-h PG to predict T2D and cardiovascular diseases as well as to evaluate the association between 1-h PG and other diabetic complications including retinopathy signs and albuminuria. The value of 1-h PG measurement was compared with current diagnostic methods. Four Finnish study populations were used for the analyses of the present thesis.

The results revealed that 1-h PG was a better predictor of T2D and cardiovascular outcomes than FPG or 2-h PG, also improving the explanatory power of the traditional cardiovascular risk models. Elevated 1-h PG was related to retinopathy signs, while FPG, 2-h PG and HbA1c were not. Both prediabetic ( 8.6 mmol/L) and diabetic ( 11.6 mmol/L) 1-h PG levels were independently associated with albuminuria, but no such an association was seen in FPG, 2-h PG and HbA1c. Furthermore, the 2-h PG did not provide any benefit in addition to FPG and 1-h PG in the prediction of T2D and cardiovascular outcomes or in the detection of albuminuria.

In conclusion, these findings indicate that the use of 1-h PG improves the predictability of T2D and cardiovascular diseases and the detection of retinopathy signs and albuminuria. Together with previous findings, these results indicate that the use of 1-h PG and shortened 1-h OGTT seems reasonable to consider in the future.

Tiivistelmä

Tyypin 2 diabetes on yleinen aineenvaihduntasairaus, johon liittyy kohonnut verensokeri. Suuressa sairastumisriskissä olevien potilaiden tunnistaminen on tärkeää, jotta tyypin 2 diabeteksen sekä siihen liittyvien komplikaatioiden kehittymistä voidaan ennaltaehkäistä. Aikaisemmin hyväksytyt menetelmät suuressa sairastumisriskissä olevien potilaiden tunnistamiseksi ovat paastoverensokeri, glukoosirasituskokeen 2 tunnin glukoosi ja glykohemoglobiini A1c (HbA1c). Glukoosirasituskokeen 1 tunnin glukoosi on herättänyt viime aikoina kiinnostusta, sillä sen on havaittu ennustavan hyvin tulevaa tyypin 2 diabetesta jopa varhaisemmassa vaiheessa kuin nykyisin käytössä olevat menetelmät.

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia 1 tunnin glukoosiarvon kykyä ennustaa tyypin 2 diabetesta ja sydän- ja verisuonitauteja sekä arvioida 1 tunnin glukoosiarvon yhteyttä retinopatiamuutoksiin ja albuminuriaan. Yhden tunnin glukoosiarvoa verrattiin nykyisiin käytössä oleviin diagnostisiin menetelmiin. Tässä väitöskirjassa hyödynnettiin neljää suomalaista väestöpohjaista aineistoa.

Tutkimustulokset osoittivat, että 1 tunnin glukoosiarvo on parempi tyypin 2 diabeteksen sekä sydän- ja verisuonitapahtumien ennustaja kuin paastoglukoosi tai 2 tunnin glukoosi, ja se parantaa myös perinteisten sydän- ja verisuonitautien riskimallien selitysastetta. Retinopatiamuutokset olivat yhteydessä kohonneeseen 1 tunnin glukoosiarvoon, mutta eivät paastoarvoihin, 2 tunnin arvoihin tai HbA1c:hen. Sekä prediabeettinen ( 8.6 mmol/l) että diabeettinen ( 11.6 mmol/l) 1 tunnin glukoosiarvo olivat itsenäisesti yhteydessä albuminuriaan, mutta vastaavaa yhteyttä ei todettu paastoglukoosille, 2 tunnin glukoosille tai HbA1c:lle. Kahden tunnin glukoosiarvo ei myöskään parantanut paastoglukoosin ja 1 tunnin glukoosin lisänä tyypin 2 diabeteksen tai sydän- ja verisuonitapahtumien ennustettavuutta eikä albuminurian tunnistettavuutta.

Tutkimustulosten perusteella 1 tunnin glukoosiarvon käyttö parantaa tyypin 2 diabeteksen ja sydän- ja verisuonitautien ennustettavuutta sekä niiden henkilöiden tunnistamista, joilla on retinopatiamuutoksia tai albuminuriaa. Näiden sekä aikaisempien tutkimustulosten perusteella 1 tunnin glukoosiarvon käyttöönottoa ja glukoosirasituskokeen lyhentämistä kahdesta tunnista yhteen tuntiin tulisi pohtia.

Osajulkaisut / Original papers

Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon. / Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.

1. Saunajoki, A. E., Auvinen, J. P., Bloigu, A. H., Timonen, M. J., & Keinänen-Kiukaanniemi, S. M. (2020). Evaluating the 1-h post-load glucose level to predict future type 2 diabetes. Diabetes Research and Clinical Practice, 160, 108009. https://doi.org/10.1016/j.diabres.2020.108009

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

2. Saunajoki, A., Auvinen, J., Bloigu, A., Ukkola, O., Keinänen-Kiukaanniemi, S., & Timonen, M. (2021). One-hour post-load glucose improves the prediction of cardiovascular events in the OPERA study. Annals of Medicine, 53(1), 478–484. https://doi.org/10.1080/07853890.2021.1902557

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

3. Saunajoki, A., Auvinen, J., Saarela, V., Uusitalo, J.-J., Leiviskä, I., Keinänen-Kiukaanniemi, S., Liinamaa, M. J., & Timonen, M. (2020). Association of glucose metabolism and retinopathy signs in non-diabetic individuals in midlife—The Northern Finland Birth Cohort 1966 study. PLOS ONE, 15(10), e0240983. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0240983

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

4. Saunajoki, A., Auvinen, J., Bloigu, A., Saramies, J., Tuomilehto, J., Uusitalo, H., Hussi, E., Cederberg-Tamminen, H., Suija, K., Keinänen-Kiukaanniemi, S., & Timonen, M. (2022). Elevated one-hour post-load glucose is independently associated with albuminuria: A cross-sectional population study. Journal of Clinical Medicine, 11(14), 4124. https://doi.org/10.3390/jcm11144124

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version