Применение антиоксидантов в рациональной терапии сахарного диабета типа 2
Статьи Опубликовано в журнале, Фарматека, № 11 - 2006 О.В. Занозина, Н.Н. Боровков, М.И. Балаболкин, Г.П. Рунов, К.М. Беляков, Е.О. Обухова, Е.В. Жирнова, Т.Г. Щербатюк, О.Г. БатюковаНижегородская государственная медицинская академия, Областная клиническая больница имени Н.А. Семашко, Нижний Новгород Институт диабета ВЭНЦ РАМН, Москва
Окислительный стресс занимает важное место в патогенезе осложнений сахарного диабета (СД) типа 2. В исследовании, включавшем 133 больных СД типа 2, проведено сравнение эффективности антиоксидантного препарата Мексидол (оксиметилэтилпиридина сукцинат) и препаратов ɑ-липоевой кислоты (АПК). Показано, что Мексидол и АЛК благоприятно влияют на течение диабетической нейропатии, способствуя улучшению электромиографических показателей и повышению скорости передачи нервного импульса. При изучении влияния сравниваемых препаратов на активность антиоксидантных ферментативных систем и общую антиоксидантную активность оказалось, что Мексидол в значительно большей степени повышает активность супероксиддисмутазы, а АЛК более эффективно повышает активность каталазы и глутатионпероксидазы. Делают вывод о возможности комбинированного применения Мексидола и АЛК, патогенетические мишени действия которых различны, для лечения диабетической нейропатии.
Введение
В настоящее время ВОЗ определяет ситуацию с сахарным диабетом (СД) как эпидемию неинфекционного заболевания. В Российской Федерации, по данным ряда исследователей, СД страдают около 6-8 млн человек (4-5% населения).
СД входит в число 10 главных причин смертности. Общая смертность среди больных СД в 2,3 раза превышает таковую в общей популяции. При этом в 80% случаев она обусловлена сердечно-сосудистыми заболеваниями (в первую очередь инфарктом миокарда и мозговым инсультом), тогда как от самого СД (диабетическая кома) погибают не более 1% пациентов. В этой связи Американская кардиологическая ассоциация причисляет СД к сердечно-сосудистым заболеваниям (Grady S. и соавт., 1999). Инвалидизация вследствие СД составляет 2,6% в структуре общей инвалидности. В большинстве западных стран СД поглощает до 10 % средств национальных фондов здравоохранения. Так, в Германии ежегодные расходы, связанные с СД, составляют 12,44 млрд евро.
В настоящее время основной причиной инвалидности и смертности больных, страдающих СД, являются т. н. поздние осложнения, к которым относятся микро- и макроангиопатии, нейропатии. Связь гипергликемии и поздних осложнений является аксиомой. Гипергликемия вызывает избыточную продукцию свободных радикалов, которые активируют стрессчувствительные механизмы развития инсулинорезистентности и ослабляют продукцию инсулина (Maechler P. и соавт., 2001; Evans J.L. и соавт., 2003), особенно на первой стадии его глюкозоиндуцированной секреции (Sakai K. и соавт., 2003). Избыток жирных кислот также способствует образованию свободных радикалов, которые усиливают неблагоприятные эффекты гипергликемии (Evans J.L. и соавт., 2003).
Усиление образования активных форм кислорода провоцирует усиление нарушений в структуре митохондриального белка фратаксина в β-клетках поджелудочной железы, что приводит к прогрессированию СД (Ristow M. и соавт., 2003). Свободные радикалы увеличивают количество мутаций в митохондриальной ДНК, имеющей ограниченные возможности к репарации (Maechler P. и соавт., 2001), что ведет к еще большему усилению их образования.
Свободные радикалы могут способствовать в свою очередь развитию гипергликемии (West I.C., 2000) за счет дисфункции митохондрий (Schrauwen P., Hesselin M., 2004). Развитию окислительного стресса при гипергликемии способствует неферментативное гликозилирование, поскольку гликозилированные белки являются источником свободных радикалов (Pasaoglu H. и соавт., 2004). Окислительный стресс вызывает дисфункцию эндотелия, которая играет ключевую патогенетическую роль в развитии микро- и макроангиопатий (Parving H.H. и соавт., 1997, 2001).
Безусловно, оптимальной профилактикой поздних осложнений СД типа 2 является поддержание нормогликемии (данные исследований DCCT, UKPDS.) Однако в последнее время все чаще высказывается мнение, что этого не всегда достаточно. Так, Cohen RA. (2001) считает, что обычная терапия сахароснижающими препаратами нередко не восстанавливает функциональную активность клеток. При нормализации углеводного обмена полностью восстанавливается только функция тромбоцитов, а активация плазменного звена гемостаза сохраняется (Ileri N. и соавт., 1999). Строгий контроль уровня глюкозы не влияет на концентрацию маркеров дисфункции эндотелия (фактор фон Виллебранда, клеточный фибронектин, тромбомодулин, тканевой активатор плазминогена) в плазме крови пациентов с СД типа 2 (Yudkin J.S., и соавт., 2000). Это дает основание предполагать, что для улучшения функции эндотелия нормализации уровня глюкозы недостаточно.
Логично предположить, что, если ведущим фактором эндотелиальной дисфункции являются процессы перекисного окисления липидов, уменьшить ее возможно с помощью антиоксидантов. Однако единая точка зрения по этому вопросу отсутствует. Хотя теоретическое обоснование необходимости ослабления воздействия окислительного стресса при СД существует (Giugliano D. и соавт., 1996), клинических исследований по оценке влияния антиоксидантов на сердечно-сосудистую заболеваемость и смертность при СД пока явно недостаточно. Тем не менее краткосрочные исследования их воздействия на факторы риска атерогенеза (гликозилирование белков, метаболизм глюкозы и липидов, артериальную гипертензию) принесли многообещающие результаты (Ceriello A. и соавт., 1991; Paolisso G.G., 1993).
У антиоксидантов обнаружено много положительных свойств. Они способны:
Это позволяет рассчитывать на эффективное применение антиоксидантов при СД, хотя необходимо определить наиболее предпочтительные для этой цели их подклассы, комбинации с препаратами других групп.
В последнее два десятилетия наблюдается интенсивное развитие химии и биологии производных 3-оксипири-дина, являющихся важнейшим классом шестичленных азотистых гетероциклических соединений. Они относятся к простейшим гетероциклическим аналогам ароматических фенолов и в этой связи проявляют антиоксидантные свойства, наиболее выраженные у оригинального отечественного препарата Мексидол (оксиметилэтилпиридина сукцинат). Целью настоящего исследования была оценка эффективности применения Мексидола в лечении больных СД типа 2.
Материалы и методы
В сравнительном исследовании была изучена эффективность применения Мексидола и препаратов ɑ-липоевой кислоты (АЛК).
В основную группу были включены 50 пациентов (средний возраст - 57 лет, средняя длительность СД - 7,9 года). Больные основной группы получали: 16 человек - Мексидол, 100 мг/сут, внутривенно капельно в 150 мл физиологического раствора натрия хлорида, 34 пациента - Мексидол, 200 мг/сут, внутривенно капельно на 150 мл физиологического раствора натрия хлорида. Курс лечения составлял 10 дней.
В контрольную группу входили 83 пациента, получавшие препараты АЛК (Тиогамма, Берлитион, Тиоктацид) по 600 мг/сут внутривенно капельно в 150 мл физиологического раствора натрия хлорида в течение 10 дней.
Критерии включения в исследование:
Критерии исключения были:
Группу практически здоровых добровольцев составили сопоставимые по возрасту 18 человек, не страдающих СД.
Всем больным до и после лечения проводилось общеклиническое обследование, включающее изучение гемодинамики в магистральных артериях головы (экстра- и интракраниальные отделы) методом ультразвуковой допплерографии с помощью аппаратов "Ангиодин" и "Премьер" (БИОСС, Россия), оценку функциональной активности периферических нервных волокон с электромиографическим определением амплитуды М-ответов, скорости проведения импульса по нервным волокам, а также холтеровское мониторирование ЭКГ (система "Астрокард", Россия) с определением показателей вариабельности ритма сердца во временной (SDNN, SDANN, SDNNi, NN50) и частотной (TotP, ULF, VLF, LF, HL, L/H) областях за небольшой промежуток времени (5 минут).
Биохимические исследования периферической крови проводили на гематологическом анализаторе ADVIA 60, позволяющем определять гликемический профиль с использованием анализатора "Биосен"; уровень гликозилированного гемоглобина оценивали с помощью автоматического анализатора (BIO-RAD, США).
Состояние прооксидантной системы оценивали по уровню хемилюминесцентной активности (Imax), содержанию молекулярных продуктов перекисного окисления липидов - диеновых конъюгатов (ДК), триеновых конъюгатов (ТК) на спектрофотометре СФ-26 фирмы "ЛОМО" (Россия), оснований Шиффа (ОШ) на флуориметре АСО-1. Состояние неферментативного звена системы антиоксидантной защиты оценивали по общей антиоксидантной активности (S), а ее ферментативного звена - по активности супероксиддисмутазы (СОД), каталазы и глутатионпероксидазы. Степень выраженности эндогенной интоксикации определяли по уровню веществ с низкой и средней молекулярной массой (ВНСММ).
Статистическая обработка данных проводилась на персональном компьютере с использованием прикладных программ Microsoft Excel и Statistica 6.0. Результаты представлены в виде M ± m, где М - среднее арифметическое, m - стандартное отклонение. Достоверность различий средних определялась по t-критерию Стьюдента. Две выборки считались принадлежащим к разным генеральным совокупностям при p<0,05.
Результаты и обсуждение
Развитие диабетической нейропатии может предшествовать клинической манифестации основного заболевания. При длительности заболевания более 5-7 лет различные проявления диабетической нейропатии обнаруживаются практически у каждого пациента (даже при проведении полноценной гипогликемической терапии). Поэтому некоторые авторы рассматривают нейропатию не как осложнение, а как неврологическое проявление СД. В патогенезе диабетической нейропатии важную роль играют микроангиопатия и метаболические нарушения. Нейрофизиологические характеристики периферических нервов у больных СД существенно изменяются: достоверно снижается по сравнению с контролем амплитуда М-ответа, свидетельствующая об аксональных нарушениях. Скорость проведения импульса по нервному волокну при компенсации СД значимо не отличается от нормы, однако при декомпенсации этот показатель достоверно ниже.
В нашем исследовании 10-дневная терапия Мексидолом и препаратами АЛК сопровождалась тенденцией к нормализации амплитуды М-ответа: с 5,36 ± 0,61 до 6,42 ± 0,7 мВ на фоне применения Мексидола и с 4,50 ± 0,57 до 6,61 ± 0,8 мВ при применении АЛК. Кроме того, при применении Мексидола и АЛК наблюдалась тенденция к возрастанию скорости проведения импульса: с 44,25 ± 3,91 до 45,82 ± 2,24 м/сек и с 43,02 ± 2,91 до 45,91 ± 2,24 м/сек соответственно. При этом в обеих группах отмечалось достоверное повышение тонуса парасимпатической нервной системы (по данным оценки вариабельности сердечного ритма).
Таким образом, при применении препаратов АЛК (по результатам нашей работы и ранее проведенных исследований - ALADIN, DEKAN) отмечается более выраженное улучшение нейрональной проводимости по данным электромиографии. В то же время при использовании Мексидола достигаются более выраженные изменения клинических характеристик диабетической нейропатии. При изучении влияния сравниваемых препаратов на активность антиоксидантных ферментативных систем и общую антиоксидантную актив ность оказалось, что Мексидол в значительно большей степени повышает активность СОД, а АЛК более эффективно повышает активность каталазы и глутатионпероксидазы (табл. 1).
Таблица 1. Динамика состояния системы антиоксидантной защиты, сладжирования эритроцитов, выраженности эндогенной интоксикации и содержания продуктов перекисного окисления липидов в контрольной и основной группах
| Показатель | Контрольная группа | Основная группа | до лечения | после лечения | Δ, % | до лечения | после лечения | Δ, % |
| СОД, усл. ед. | 123 ± 25 | 183 ± 6 * | 32,8 | 100 ± 18 | 158±22 * | 58 |
| Каталаза, усл. ед. | 68 ± 12 | 100±17 * | 47 | 65 ± 9 | 73 ± 6 | 12,3 |
| Глутатионпероксидаза, усл. ед. | 25 ± 2 | 29 ± 2 | 16 | 24 ± 2 | 25 ± 1 | 4,0 |
| Диеновые конъюгаты | 0,47 ± 0,13 | 0,30 ± 0,08 | -36 | 0,48 ± 0,05 | 0,45 ± 0,03 | -6,25 |
| Триеновые конъюгаты | 0,12 ± 0,02 | 0,08 ± 0,02 | -33,3 | 0,12 ± 0,01 | 0,11 ± 0,01 | -8,3 |
| Основания Шиффа | 82 ± 1 | 86 ± 1 * | -4,9 | 86 ± 9 | 83 ± 9 | -3,5 |
| S | 0,31 ± 0,01 | 0,49 ± 0,02 * | 58 | 0,36 ± 0,02 | 0,40 ± 0,02 * | 44,4 |
| Imax | 1,69 ± 0,17 | 1,45 ± 0,09 | -8,3 | 1,88 ± 0,32 | 1,82 ± 0,33 | -3,3 |
| ВНСММ, ед. опт. плотности | 9,2 ± 1,3 | 10,5 ± 1,5 | 14 | 10,5 ± 2,1 | 9,9 ± 0,9 | -5,7 |
| Сладжи, количество в час | 24,2 ± 2,7 | 16,5 ± 4,3 * | -33,3 | 27,9 ± 2,2 | 11,9 ± 1,2 * | -59 |
Полученные результаты вполне согласуются с основными патогенетическими мишенями действия указанных препаратов. АЛК классифицируется как витаминоид и представляет собой природную простетическую группу в ɑ-кетокислотном дегидрогеназном комплексе митохондрий и системе расщепления глицина, играет важную роль в утилизации углеводов и осуществлении нормального энергетического обмена в клетках. Кроме того, АЛК влияет на различные биохимические процессы, инактивирует реактивные свободные радикалы, способствует регенерации окисленных антиоксидантных систем организма, в частности витамина Е. При этом АЛК функционирует в качестве резервной системы активации ряда антиоксидантов, являясь эффективной "ловушкой" для свободных радикалов. Мексидол, подобно всем производным 3-оксипиридина, обладает способностью стабилизировать клеточные мембраны, причем из всех препаратов экзогенной янтарной кислоты только его молекула может проникать внутрь клетки, где остатки пиридина и сукцината используются в качестве энергетических субстратов. В присутствии Мексидола происходит активация сукцинатоксидазного пути окисления, которая в условиях ограничения НАД-зависимого окисления на ранних стадиях гипоксии позволяет сохранять в митохондриях определенный уровень окислительного фосфорилирования. Активация сукцинатоксигеназного пути окисления при гипоксии способствует повышению резистентности клеток мозга, миокарда, печени к дефициту кислорода.
Отмеченные у всех больных основной группы выраженная положительная динамика церебрального кровотока и улучшение микроциркуляции объясняются нормализующим действием Мексидола на показатели эластичности и сладжирования эритроцитов, причем этот его эффект значительно превосходит действие АЛК (табл. 1).
Терапевтический эффект Мексидола на динамику изменений свойств эритроцитов и гематокрита оказался дозозависимым (табл. 2).
Таблица 2. Динамика эритроцитарных показателей при лечении больных различными дозами Мексидола
| Показатель | Здоровые добровольцы | Мексидол, доза | 100 мг, n = 16 | 200 мг, n = 34 |
| Динамика MCV, % | +1,9 ± 0,4 | +2,5 ± 0,4 | +5,4 ± 0,6* |
| Динамика гематокрита, % | +10,3 ± 2,6 | + 12,3 ± 0,6 | +35,4 ± 0,4* |
Наибольшую эффективность Мексидол проявлял в дозе 200 мг/сут. Литература
Таким образом, в рамках современных подходов к патогенетическому лечению диабетической полинейропатии в качестве эффективных антиоксидантов могут рассматриваться АЛК и Мексидол, патогенетические мишени действия которых различны. Это делает возможным комбинированную терапию этими препаратами для достижения максимальной эффективности лечения осложнений СД типа 2. Отсутствие значимых изменений потребности в инсулине и колебаний гликемии на фоне приема Мексидола и АЛК свидетельствует о безопасности данного способа лечения при интенсифицированной инсулинотерапии.
1. Антонова К.В., Недосугова Л.В., Балаболкин М.И. и др. Влияние компенсации углеводного обмена на свободнорадикальное окисление липопротеидов низкой плотности и активность ферментативной антиоксидантной системы при сахарном диабете типа 2 //Пробл. эндокрокринологии. 2003. Т. 49. № 2. С. 51-54.
2. Стентон Г. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1999. 560 с.
3. Жирнова Е.В. Транскраниальная допплерографическая оценка адекватности мозгового кровообращения при немедикаментозных методах лечения. Дисс. канд. мед. наук. Н. Новгород, 2000. 202 с.
4. Кузьмина Е.И., Нелюбин А.С., Щенникова М.К. Применение индуцированной хемилюминесценции для оценки свободнорадикальных реакций в биологических субстратах / Межвузовский сборник биохимии и биофизики микроорганизмов. Горький, 1983. С. 179-183.
5. Плавинский С.Л., Плавинская С.И. Роль антиоксидантов в лечении и профилактике заболеваний человека / /Российский семейный врач. 2004. Т. 8. С. 65-75.
6. Северина А.С., Шестакова М.В. Нарушение системы гемостаза у больных сахарным диабетом // Сахарный диабет. 2004. № 1. С. 62-67.
7. Смирнова О.М., Никонова Т.В. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная защита при сахарном диабете. Пособие для врачей / под редакцией И.И. Дедова. Москва, 2003. 40 с.
8. Щербатюк Т.Г. Свободнорадикальные процессы и их коррекция у животных с экспериментальными опухолями. Автореф. дис. докт. мед. наук. Н. Новгород, 2003. 40 с.
9. Юшков П.В., Опаленов К.В. Морфогенез микроангиопатий при сахарном диабете // Сахарный диабет. 2001. № 1. С. 53-56.
10. Akkus I, et al. Leukocyte lipid peroxidation, superoxide dismutase, glutathione peroxidase and serum and leukocyte vitamin C levels of patients with type II diabetes mellitus. Clinica Chimica Acta 1996;244:22-227.
11. Assal JP, et al. Окислительный стресс и дисфункция эндотелия: показатели риска сердечно-сосудистых осложнений в будущем? // Международный журнал "Метаболизм". 2005. Т. 5. № 3. С. 35.
12. Baynes JW, Thorpe SR. The role of oxidative stress in diabetic complications. Curr Opin Endocrinol 1996;30:277-84.
13. Cohen RA. Дисфункция эндотелия при сахарном диабете 2 типа - показатель метаболического контроля и терапевтическая цель? // Диабет: литературный мониторинг. 2001. В. 3. С. 5-8.
14. Cohen RA. Endothelial dysfunction in diabetic vascular disease. Medicographia1997;19:157-61.
15. Culotta VC. Superoxide dismutase, oxidative stress, and cell metabolism. Curr Top Cell Regul 2000;36:117-32.
16. Memisogullari R, Taysi S, Bakan E, Capoglu I. Antioxidant status and lipid peroxidation in type II diabetes mellitus. Cell Biochem Funct 2003;21:291-96.
17. Nataly A. Haematocrit is a major determinant of endothelial function in Type 2 diabetes. Diabetologia 2002;45(Suppl. 1):A396.
18. Schrauwen P, Hesselin M. Oxidative Capacity, Lipotoxicity and Mitochondrial Damage in Type 2 Diabetes. Diabetes 2004;53:1412-17.
19. Vericel E, Januel C, et al. Diabetic Patients Without Vascular Complications Display Enhanced Basal Platelet Activation and Decreased Antioxidant Status. Diabetes 2004;53:1046-51.
