Glucose metabolism before and after gestational diabetes mellitus

Abstract

Abstract

Gestational diabetes mellitus (GDM) is a glucose metabolism disorder that is detected for the first time during pregnancy. Women with GDM have an increased risk of developing type 1 diabetes mellitus (T1DM) and type 2 diabetes mellitus (T2DM), especially T2DM, as well as other metabolic diseases such as high blood pressure, dyslipidemia, and cardiovascular disease (CVD).

The aim of this thesis was to evaluate the incidence of T1DM and T2DM in a 23-year follow-up after GDM and to identify antenatal risk factors for developing diabetes later. We also investigated how the presence of antenatal autoantibodies (glutamic acid decarboxylase autoantibodies [GADA], islet cell autoantibodies [ICA], insulinoma-associated-2 antibodies [IA2A] and insulin autoantibodies [IAA]) predicts later diabetes and whether women with GDM have more insulin resistance already before pregnancy compared to healthy controls, regardless of body mass index (BMI).

The results showed that in the 23-year follow-up, 50.4% of women with GDM developed T2DM, with a linear incidence. Instead, 5.7% developed T1DM within 7 years of the GDM pregnancy. The strongest predictor of later diabetes was insulin treatment for GDM. Based on receiver operating characteristic (ROC) analyses, the sensitivity of insulin treatment to predict T1DM was 90.5% and the specificity 64.7% (area under the curve [AUC] 0.78). For T2DM, the sensitivity was 56.9% and specificity 74.6% (AUC 0.66).

Autoantibodies predicted T1DM well. Among the autoantibodies, ICA alone and the combination of ICA and GADA were the best predictors for later morbidity, with a 70.6% sensitivity and 88.0% specificity. Our results also showed that women with GDM have more insulin resistance even before pregnancy compared to healthy controls, regardless of BMI. After pregnancy, at the age of 46, women with GDM have more central obesity than healthy controls. In conclusion, it is important to understand that GDM poses a lifelong risk for later diabetes, especially T2DM. T2DM and the disorders of glucose metabolism that precede it must be understood as a lifelong phenomenon that begin even before GDM. It is crucial that women recognize this risk, especially if GDM occurs, and that large-scale lifestyle interventions are targeted to minimize the risk of later diabetes and its complications.

Tiivistelmä

Raskausdiabetes on sokeriaineenvaihdunnan häiriö, joka todetaan ensimmäisen kerran raskauden aikana. Raskausdiabeetikoilla on suurentunut riski sairastua erityisesti tyypin 2 diabetekseen, sekä muihin metabolisiin sairauksiin kuten korkeaan verenpaineeseen, dyslipidemiaan ja sydän- ja verisuonisairauksiin.

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia, kuinka moni raskausdiabetekseen sairastuvista naisista sairastuu raskausdiabeteksen jälkeen tyypin 1 ja tyypin 2 diabetekseen 23 vuoden seurannassa ja mitkä ovat raskaudenaikaisia riskitekijöitä sairastumiselle. Tutkimme lisäksi, miten autovasta-aineiden (glutamaattidekarboksylaasivasta-aineiden [GADA], saarekesoluvasta-aineiden [ICA], saarekesoluantigeeni 2 vasta-aineiden [IA2A] ja insuliiniautovasta-aineiden [IAA]) esiintyminen veressä raskauden aikana ennustaa myöhempää diabetekseen sairastumista sekä onko raskausdiabeetikoilla enemmän insuliiniresistenssiä jo ennen raskautta verrattuna terveisiin verrokkeihin.

Tutkimustulokset osoittivat, että 23 vuoden seurannassa 50,4 % raskausdiabeetikoista sairastui tyypin 2 diabetekseen ja sairastuvuus oli lineaarista. Tyypin 1 diabetekseen sairastui 5,7 % raskausdiabeetikoista 7 vuoden sisällä synnytyksestä. Insuliinihoito raskausdiabetekseen ennusti vahvimmin myöhempää diabetekseen sairastumista. Receiver operating characteristic (ROC) -analyysien perusteella insuliinihoidon herkkyys tyypin 1 diabeteksen ennustamiseen oli 90,5 % ja spesifisyys 64,7 % (area under the curve [AUC] 0,78) ja tyypin 2 diabeteksen ennustamiseen herkkyys oli 56,9 % ja spesifisyys 74,6 % (AUC 0,66). Autovasta-aineet ennustivat tyypin 1 diabetekseen sairastumista. Autovasta-aineista ICA yksin ja ICA:n ja GADA:n yhdistelmä ennusti parhaiten myöhempää sairastumista. Lisäksi raskausdiabetekseen sairastuvilla naisilla on enemmän insuliiniresistenssiä jo ennen raskautta verrattuna terveisiin verrokkeihin BMI:stä riippumatta. Raskauden jälkeen 46 vuoden iässä raskausdiabeetikoilla oli enemmän keskivartalolihavuutta kuin terveillä verrokeilla.

Raskausdiabetes aiheuttaa elinikäisen riskin erityisesti tyypin 2 diabetekselle. Tämä ilmiö alkaa jo ennen todettua raskausdiabetesta ja on tärkeää, että raskausdiabetekseen sairastuvat naiset ja heitä hoitava henkilökunta ymmärtävät tämän riskin ja osaavat kohdistaa laajamittaisia elintapainterventioita minimoidakseen diabetekseen sairastumisen.

<div lang="en" class="abs"> <p class="abs_header">Original papers</p> <ol type="I"> <li> <p>Auvinen, A.-M., Luiro, K., Jokelainen, J., J&auml;rvel&auml;, I., Knip, M., Auvinen, J., &amp; Tapanainen, J. S. (2020). Type 1 and type 2 diabetes after gestational diabetes: A 23 year cohort study. Diabetologia, 63(10), 2123&ndash;2128. https://doi.org/10.1007/s00125-020-05215-3 <a href="https://doi.org/10.1007/s00125-020-05215-3">https://doi.org/10.1007/s00125-020-05215-3</a></p> <p><a href="https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020102988769">Self-archived version</a></p> </li> <li> <p>Luiro, K., Auvinen, A.-M., Auvinen, J., Jokelainen, J., J&auml;rvel&auml;, I., Knip, M., &amp; Tapanainen, J. S. (2023). Autoantibodies predict type 1 diabetes after gestational diabetes &ndash; a 23-year cohort study. Frontiers in Endocrinology, 14, 1286375. https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1286375 <a href="https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1286375">https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1286375</a></p> <p><a href="https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202401121201">Self-archived version</a></p> </li> <li> <p>Auvinen, A.-M., Boman, H., Jokelainen, J., Kein&auml;nen-Kiukaanniemi, S., Piltonen, T., Morin-Papunen, L., Auvinen, J., Tapanainen, J. S. (2024). Insulin resistance and obesity before and after gestational diabetes &ndash; a nested case-control study from Northern Finland Birth Cohort 1966. Manuscript submitted for publication. </p> </li> </ol> </div>

<div lang="fi" class="abs"> <p class="abs_header">Osajulkaisut</p> <ol type="I"> <li> <p>Auvinen, A.-M., Luiro, K., Jokelainen, J., J&auml;rvel&auml;, I., Knip, M., Auvinen, J., &amp; Tapanainen, J. S. (2020). Type 1 and type 2 diabetes after gestational diabetes: A 23 year cohort study. Diabetologia, 63(10), 2123&ndash;2128. https://doi.org/10.1007/s00125-020-05215-3 <a href="https://doi.org/10.1007/s00125-020-05215-3">https://doi.org/10.1007/s00125-020-05215-3</a></p> <p><a href="https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020102988769">Rinnakkaistallennettu versio</a></p> </li> <li> <p>Luiro, K., Auvinen, A.-M., Auvinen, J., Jokelainen, J., J&auml;rvel&auml;, I., Knip, M., &amp; Tapanainen, J. S. (2023). Autoantibodies predict type 1 diabetes after gestational diabetes &ndash; a 23-year cohort study. Frontiers in Endocrinology, 14, 1286375. https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1286375 <a href="https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1286375">https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1286375</a></p> <p><a href="https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202401121201">Rinnakkaistallennettu versio</a></p> </li> <li> <p>Auvinen, A.-M., Boman, H., Jokelainen, J., Kein&auml;nen-Kiukaanniemi, S., Piltonen, T., Morin-Papunen, L., Auvinen, J., Tapanainen, J. S. (2024). Insulin resistance and obesity before and after gestational diabetes &ndash; a nested case-control study from Northern Finland Birth Cohort 1966. Manuscript submitted for publication. </p> </li> </ol> </div>