Preview

Проблемы Эндокринологии

Расширенный поиск

Влияние метформина на выраженность окислительного стресса у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа

https://doi.org/10.14341/probl20075313-7

Полный текст:

Аннотация

Конечные продукты гликозилирования, образующиеся при сахарном диабете, способствуют увеличению атерогенной окислительной модификации ЛПНП. Проведено сравнительное исследование влияния компенсации углеводного обмена на параметры свободнорадикального окисления у больных сахарным диабетом 2-го типа, получавших метформин (глюкофаж, фирма "Никомед") — 1-я группа (п = 40) и препараты сульфанилмочевины — 2-я группа (манинил — 15 пациентов, диабетон — 15 пациентов). Компенсация углеводного обмена приводила к снижению выраженности окислительного стресса, что проявлялось в понижении уровня первичных (липогидропероксиды) и вторичных (МДА) продуктов свободнорадикального окисления в ЛПНП и повышении активности ферментов антиоксидантной защиты. Однако при идентичной степени компенсации углеводного обмена, определяемой по уровню НЬ А и липидов плазмы в обеих группах, у пациентов 1-й группы, получавших метформин, уровень липопероксидов плазмы снизился более чем в 5раз по сравнению с пациентами 2-й группы, а скорость окисляемости ЛПНП замедлилась в 4,5 раза, такое выраженное влияние метформина на снижение проявлений окислительного стресса свидетельствует о его антиоксидантном эффекте, независимом от гипогликемизирующего действия препарата.

Для цитирования:


Недосугова Л.В., Ланкин В.З., Резник С.М., Балаболкин М.И., Антонова К.В., Арзамасцева Н.Е., Коновалова Г.Г. Влияние метформина на выраженность окислительного стресса у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа. Проблемы Эндокринологии. 2007;53(1):3-7. https://doi.org/10.14341/probl20075313-7

For citation:


Nedosugova L.V., Lankin V.Z., Reznik S.M., Balabolkin M.I., Antonova K.V., Arzamastseva N.E., Konovalova G.G. Effect of metformin on the magnitude of oxidative stress in patients with type 2 diabetes mellitus. Problems of Endocrinology. 2007;53(1):3-7. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl20075313-7

Заболевания сердечно-сосудистой системы являются основной причиной смерти больных с сахарным диабетом 2-го типа (СД2) [14, 29]. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний больных СД2 в 3 раза выше, чем у населения в целом [13, 28]. При этом в 80% случаев причиной смерти является атеросклеротическое поражение коронарных, церебральных и периферических сосудов [16]. В целом от заболеваний, обусловленных атеросклерозом, умирает больше больных диабетом, чем от всех других причин вместе взятых [ 1 ]. Важную роль в прогрессировании атеросклеротических поражений сосудов при диабете может играть активация процессов свободнорадикального окисления, в частности образование окисленных липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) в плазме крови, что может сопровождаться модификацией этих частиц и их усиленным поглощением моноцитами-макрофагами, которые трансформируются в пенистые клетки, участвующие в предатерогенной липидной инфильтрации стенки сосуда [3, 5].

Основным фактором, вызывающим атерогенную модификацию ЛПНП in vivo, являются карбонильные соединения —альдегиды, образующиеся при свободнорадикальном окислении липидов (подобные 4-гидроксиноненалю и малоновому диальдегиду — МДА) или при автоокислении глюкозы в условиях гипергликемии (подобные глиоксалю — G, метилглиоксалю — MG и 3-деоксиглюко- зону) [17, 19]. Эти а-оксоальдегиды являются чрезвычайно активными соединениями, способными гликировать различные белки, включая апопротеины ЛПНП [8]. Поскольку модификация ЛПНП, индуцируемая неферментным гликозилированием, может повышать их атерогенность, т. е. способность проникать в интиму сосудов и захватываться макрофагами с образованием пенистых клеток, понятно существование определенной взаимосвязи между скоростью прогрессирования атеросклероза и уровнем гипергликемии при сахарном диабете [15]. Исходя из этого, вполне оправданы попытки ограничить интенсивность свободнорадикального окисления при диабете за счет компенсации углеводного обмена, что подтверждают результаты исследования UKPDS [27].

Ранее нами было показано, что у больных СД2. имеющих уровень общего холестерина плазмы даже ниже, чем у пациентов с гиперхолестеринемией (ГХС), выраженность окислительного стресса, определяемого по содержанию окисленных липопротеидов, в 4—5 раз превышает таковую у пациентов с ИБС и ГХС [6]. В настоящем исследовании мы предприняли попытку сравнить влияние различных видов сахароснижающей терапии на выраженность окислительного стресса при СД2.

Материалы и методы

В исследование было включено 70 пациентов, страдающих СД2, из которых 40 пациентов с впервые выявленным сахарным диабетом не получали на момент включения никакой сахароснижающей терапии, остальные 30 пациентов с длительностью диабета более 5 лет получали на момент включения в исследование препараты сульфанилмочевины — ПСМ (манинил — 15 больных, диабетон — 15 больных). Клиническая характеристика пациентов приведена в табл. 1. Все больные на момент начала исследования находились в состоянии декомпенсации углеводного обмена. Компенсации углеводного обмена у пациентов с впервые выявленным сахарным диабетом достигали с помощью метформина (глюкофаж производства компании "Никомед" в суточной дозе 1500—2500 мг). У пациентов с длительностью диабета более 5 лет компенсации добивались путем коррекции дозы ПСМ либо комбинацией последних с метформином в суточной дозе 500—1000 мг. Перед началом исследования и через 2 мес после достижения удовлетворительной компенсации углеводного обмена в соответствии с критериями European Diabetes Police Group (1998) в крови пациентов проводили определение уровня гликированного гемоглобина (НЬ А), содержания первичных (липогидропероксиды) и вторичных (МДА) продуктов свободно радикального окисления липидов в ЛПНП, а также активности ключевых антиоксидантных ферментов (супероксиддис- мутазы — СОД и глутатионпероксидазы — ГП) в эритроцитах. Уровень НЬ А определяли на анализаторе "Bayer DCA-2000" методом латексного ингибирования иммуноагглютинации с помощью НЬ АReagent Kit фирмы "Bayer". Для выделения ЛПНП у больных натощак брали венозную кровь в при

сутствии 1 мг/мл ЭДТА в качестве антикоагулянта и антиоксиданта. Плазму подвергали двукратному центрифугированию в градиенте плотности NaBr в течение 2 ч при 42 000 об/мин в угловом роторе 50Ti при 4°С в рефрижераторной ультрацентрифуге "Beckman L-8", а затем подвергали диализу при 4°С в течение 16 ч, как описано ранее [2]. Содержание белка в ЛПНП определяли по методу Лоури, после чего ЛПНП разбавляли до 50 мкг/мл раствором, содержащим 0,154 М NaCl и 50 мМ фосфатного буфера, pH 7,4. Окисление ЛПНП инициировали при 37°С введением 30 мкМ CuSO4, после чего через фиксированные интервалы времени измеряли накопление липогидропероксидов при 233 нм на спектрофотометре "Hitachi 220А". По результатам исследований строили кинетические кривые окисления ЛПНП, из которых определяли продолжительность лаг-фазы (период индукции окисления, пропорциональный уровню антиоксидантов в ЛПНП) [2]. Уровень липидных гидропероксидов в ЛПНП измеряли специфичным модифицированным методом с использованием Ее2+-ксиленоло- ранжа до и после восстановления органических гидропероксидов трифенилфосфином [4]. Содержание вторичных продуктов свободнорадикального окисления липидов (МДА) определяли по реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой [2]. Активность эритроцитарной Си, Zn-супероксиддисмутазы определяли по ингибированию восстановления синего нитротетразолия супероксидным радикалом, определяя кинетику образования формазана на регистрирующем спектрофотометре "Hitachi-557" при 560 нм [2]. Активность Se-содержащей глутатионпероксидазы эритроцитов определяли по скорости окисления NADPH при 340 нм с гидропероксидом трет-бутила в качестве субстрата, используя химический анализатор FP-901 Labsystems Оу в кинетическом режиме работы [2]. Все использованные реагенты были получены от фирмы "Sigma". Статистическую обработку данных проводили на персональном компьютере с использованием специального статистического пакета SPSS, версия 9.0 (SPSS inc. США). Для определения достоверности различий между сравниваемыми группами использовался /-критерий Стьюдента. При анализе парных изменений (сравнение результатов до и после лечения) применялся парный критерий Стьюдента. Различия считались достоверными при р < 0,05. Все средние значения в таблицах представлены в виде М ± SD.

Таблица 1

Клиническая характеристика обследованных (М ± т)

Показатель

Здоровые лица

Больные СД2

терапия ПСМ (п = 30)

терапия метформином (п = 40)

декомпенсация

компенсация

декомпенсация

компенсация

Возраст, годы

56,3 ± 1,8

56,9 ± 9,9

56,2 ± 8,5

ИМТ, кг/м2

26,9 ± 0,4

29,7 ± 3,4

33,3 ± 6,3

Длительность СД2, годы

5,5 ± 0,64

0-0,5

НЬ А, %

5,5 ± 0,1

8,1 ± 0,3

7,1 ± 0,2**

8,4 ± 0,3

6,7 ± 0,2**

р = 0,007**

р = 0,000**

Холестерин, ммоль/л

4,8 + 0,1

6,5 ± 0,31

5,4 ± 0,34*

6,8 ± 0,26

5,4 ± 0,19**

р = 0,02**

р = 0,000**

Триглицериды, ммоль/л

0,9 ± 0,042

2,4 ± 0,22

2,0 ± 0,31

2,4 ± 0,22

1,9 ± 0,20

ЛПВП, ммоль/л

2,8 ± 0,11

1,05 ± 0,04

1,07 ± 0,08

0,88 ± 0,04

0,91 ± 0,05

ЛПНП, ммоль/л (ХС ЛПОНП + ХС ЛПНП)

2,2 + 0,06

5,5 ± 0,32

4,8 ± 0,39

5,9 ± 0,39

4,5 ± 0,19*

р = 0,002**

Примечание. * — р < 0,05; ** — р < 0,001 — по сравнению с исходными данными. ИМТ — индекс массы тела.

Результаты и их обсуждение

При достижении компенсации углеводного обмена в крови больных СД2 обеих групп было выявлено достоверное снижение уровня НЬ А (табл. 2). Одновременно у всех больных было обнаружено существенное уменьшение содержания как первичных (липопероксиды), так и вторичных (МДА) продуктов свободнорадикального окисления в ЛПНП плазмы крови (см. табл. 2), а также увеличение активности ключевых антиоксидантных ферментов, ответственных за утилизацию активных форм кислорода (увеличение активности су- пероксиддисмутазы) и липопероксидов (увеличение активности глутатионпероксидазы), обнаруженное нами в эритроцитах больных СД2 после компенсации углеводного обмена (см. табл. 2). Таким образом, компенсация углеводного обмена у больных СД2 сопровождается очевидным снижением выраженности проявлений окислительного стресса (см. табл. 2), что подтверждает теоретические предпосылки нашей работы.

По степени достигнутой компенсации группа пациентов с вновь выявленным диабетом, получавших метформин (глюкофаж), не отличалась значимо от пациентов, компенсированных на фоне терапии ПСМ с длительностью заболевания более 5 лет. Однако при идентичной степени компенсации углеводного обмена по снижению уровней липопероксидов плазмы крови эти группы пациентов различались в 5 раз (р < 0,001), несмотря на то что исходное содержание окси-ЛПНП было практически одинаковым (см. табл. 2), а выраженность гипер- и дислипидемии как до начала терапии, так и при достижении компенсации углеводного обмена достоверно не различалась (см. табл. 1). При этом продолжительность лаг-фазы Си2+-индуцируемого свободнорадикального окисления ЛПНП, изолированных от плазмы крови больных СД2, получавших метформин (глюкофаж), возросла почти в 4,5 раза (см. табл. 2), тогда как в группе пациентов, принимавших ПСМ, не выявлено достоверных изменений. Столь явное положительное действие компенсации углеводного обмена на интенсивность свободнорадикальных процессов в крови пациентов, получавших метформин, не может быть объяснено только различиями в длительности течения сахарного диабета. По нашему мнению, очевидно позитивное влияние метформина не только как эффективного антигипергликемического средства, но и как активного ангиопротектора, препятствующего развитию диабетических ангиопатий [9, 18, 21, 22, 24, 25, 27]. По данным UKPDS [27], при интенсивном лечении метформином у больных СД2 происходило 40—50% снижение коронарных событий по сравнению с пациентами, получавшими ПСМ или инсулинотерапию в интенсивном режиме, при адекватном улучшении гликемического контроля. Логично предположить, что метформин оказывает ангиопротекторное действие независимо от его сахароснижающих свойств. Подтверждением этого можно считать многочисленные экспериментальные и клинические исследования, показавшие, что метформин может ингибировать процессы гликирования независимо от антигипергликемического эффекта [18, 21, 22, 24, 25]. Наиболее интересны исследования Р. Beisswenger [9] и D. Rugguiero-Lopez [22], продемонстрировавшие способность метформина связывать а-оксалоальдеги- ды — MG и G, образующиеся при автоокислении глюкозы и, как уже упоминалось, активно инициирующие процессы неферментного гликирования.

Таблица 2

Влияние компенсации углеводного обмена на показатели окислительного стресса у больных СД2

Показатель

Больные СД2

терапия ПСМ (л = 30)

терапия метформином (л = 40)

декомпенсация

компенсация

декомпенсация до метформина

компенсация

НЬ А, %

8,1 ± 0,03

7,1 ± 0,18**

8,4 ± 0,33’

6,7 ± 0,15**’v

р = 0,007**

р = 0,091’

р = 0,000**, р = 0,171v

СОД, ЕД/г гемоглобина

4288 ± 162

9665 ± 459**

4629 ± 1373’

17309 ± 774**’”

р = 0,000**

р = 0,831’

р = 0,000**, р = 0,000”

ГП, ЕД/г гемоглобина

4,1 ± 0,17

5,4 ± 0,33**

1,90 ± 0,17

2,5 ± 0,15*’”

р = 0,000**

р = 0,01, р = 0,000”

МДА в ЛПНП, нмоль/мг белка

9,5 ± 0,90

5,0 ± 0,58**

6,03 ± 0,73”

3,2 ± 0,34**’"

р = 0,000**

р = 0,009”

р = 0,000**, р = 0.006”

Гидроперекиси в ЛПНП, мкмоль/мг белка

199 ± 19,5

138 ± 16,6*

190,1 ± 22,61’

25,87 ± 3,66** ”

р = 0,021*

р = 0,776’

р = 0.000**, р = 0,000"

Лаг-фаза, т, мин

17 ± 2,0

21 ± 1,4

9,0 ± 1,6

39,0 ± 4,7** "

- ■ - 1

Примечание. *■ ** — достоверно по сравнению с исходными данными; “• ” — достоверность исходной разницы между сравниваемыми группами; — достоверность разницы между сравниваемыми группами при достижении компенсации.

В исследовании in vitro было показано, что в условиях, близких к физиологическим, метформин непосредственно реагирует с MG и G, образуя стабильный продукт — триазепинон (TZP), который эскретируется с мочой (см. рисунок). Несколько исследовательских групп в последующем подтвердили эти результаты [7, 12]. Было показано, что у пациентов, получающих метформин, происходит значительное снижение содержания MG в плазме [9] и повышенное выделение TZP с мочой [23], коррелирующее с дозой препарата.

Альтернативным объяснением снижения уровня MG при применении метформина, разумеется, может быть снижение окислительного стресса за счет снижения уровня гликемии [20], что может приводить к повышению активности глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы [И] и сопровождаться снижением продукции MG [10]. Тем не менее в нашем исследовании при сравнимых показателях компенсации углеводного обмена мы получили 5- кратное снижение первичных (окси-ЛПНП) и вторичных (МДА) продуктов перекисного окисления липидов на фоне применения метформина (глюкофаж) по сравнению с ПСМ.

Таким образом, наши результаты подтверждают данные Р. Biesswenger и D. Ruggiero-Lopez о независимости ангиопротекторного и ингибирующего неферментное гликирование эффекта метформина от его антигипергликемического действия и свидетельствуют о значительно большем его влиянии на выраженность окислительного стресса по сравнению с ПСМ даже при идентичной степени гликемического контроля.

Список литературы

1. Доборджгинидзе Л. М., Грацианский Н. А.//Сахарный диабет. -2001. -№ 2. -С. 41-47.

2. Коновалова Г. Г., Ланкин В. 3., Тихазе А. К. и др.//Бюл. экспер. биол. -2003. -Т. 136, № 8. -С. 163-166.

3. Ланкин В. 3., Тихазе А. К., Беленков Ю. Н.//Кардиология. -2000. -Т. 40, № 7. -С. 48-61.

4. Ланкин В. 3., Тихазе А. К., Беленков Ю. Н. Свободнорадикальные процессы в норме и при патологических состояниях: Пособие для врачей. -М., 2001.

5. Ланкин В. 3., Тихазе А. К., Беленков Ю. И.//Кардиология. -2004. -Т. 44, № 2. -С. 72-81.

6. Ланкин В. 3., Лисина М. О., Арзамасцева Н. Е. и др.//Бюл. экспер. биол. -2005. -Т. 140, № 1. -С. 41-43.

7. Battah S., Ahmed N., Thornalley P.//International Congress Series: Proceedings of the 7-th International Maillard Symposium. -Amsterdam; New York, 2002.

8. Baynes J. W., Thorpe S. R.//Free Rad. Biol. Med. -2000. -Vol. 28. -P. 1708-1716.

9. Beisswenger P., Howell S, Touchette A. et al.//Diabetes. -1999. -Vol. 48. -P. 198-202.

10. Beisswenger P., Howell S., Smith K., Szeergold B.//Biochim. Biophys. Acta. -2003. -Vol. 1637. -P. 98-106.

11. Brownlee M.//Nature. -2001. -Vol. 414. -P. 813-820.

12. Cheng C., Chang H.//Drug Metab. Rev. -2000. -Vol. 32. -Suppl. 2. -P. 266.

13. Fore W. W.//Med. Clin. N. Am. -1995. -Vol. 79, N 2. -P. 287-298.

14. Garber A. J.//Med. Clin. N. Am. -1998. -Vol. 82, N 4. -P. 931-948.

15. Mullarkey С.J., Edelstein D., Brownlee M.//Biochem. Biophys. Res. Commun. -1990. -Vol. 173. -P. 932-939.

16. O'Brien R. C, Luo M.//Metabolism. -1997. -Vol. 46, N 12. -Suppl. 1. -P. 22-25.

17. Phillips S., Thornalley P.//Eur. J. Biochem. -1993. -Vol. 212. -P. 101-105.

18. Regan T. J., Jyothirmayl G. N., Laham C., Jam А.//Adv. Exp. Med. Biol. -2001. -Vol. 498. -P. 127-132.

19. Richard J. P.//Biochem. Soc. Trans. -1993. -Vol. 21. -P. 549-553.

20. Rossini E., Wlernsperger N., Richard M. J. et al.//Diabetes. -1999. -Vol. 48. -P. 353-357.

21. Ruggiero-Lopez D., Lecomte M., Rellier N. et al.//Diabetologia. -1997. -Vol. 40. -Suppl. 1. -P. A310.

22. Ruggiero-Lopez D., Lecomte M., Moinet G. et al.//Biochem. Pharmacol. -1999. -Vol. 58. -P. 1765-1773.

23. Ruggiero-Lopez D., Howell S. K., Szwergold B. S. et al.//Diabetes. -2000. -Vol. 49. -Suppl. I. -P. A124.

24. Tanaka Y, Iwamoto H., Опита T. R. K.//Curr. Ther. Res. -1997. -Vol. 58. -P. 693-697.

25. Tanaka Y., Uchino H, Shimizu T. et al.//Eur. J. Pharmacol. -1999. -Vol. 376. -P. 17-22.

26. UKPDS: Intensive blood glucose control with sulphonylureas or insulin compared with conventional treatment and risk of complications in patients with type 2 diabetes (UKPDS33)//Lancet. -1998. -Vol. 352. -P. 837-853.

27. UK Prospective Diabetes Study (UKPDS) Group. Effect of intensive blood-glucose control with metformin on complications in overweight patients with type 2 diabetes (UKPDS34) // Lancet. - 1998. - Vol. 352. - P. 854-865.

28. Uusitupa M., Niskanen L. K., Sutonen O.//Diabetologia. -1993. -Vol. 36. -P. 1175.

29. Yoshlno G, Hirano Т., Kazumi T.//Diabet. Res. Clin. Pract. -1996. -Vol. 33. -P. 1-14.


Об авторах

Людмила Викторовна Недосугова

ММА им. И. М. Сеченова


Россия


Вадим Зиновьевич Ланкин

НИИ кардиологии им. А. Л. Мясникова Российского кардиологического научно-производственного комплекса Минздравсоцразвития РФ


Россия


Сергей Михайлович Резник

ММА им. И. М. Сеченова


Россия


Михаил Иванович Балаболкин

ММА им. И. М. Сеченова


Россия


Ксения Валентиновна Антонова

ММА им. И. М. Сеченова


Россия


Наталья Евгеньевна Арзамасцева

НИИ кардиологии им. А. Л. Мясникова Российского кардиологического научно-производственного комплекса Минздравсоцразвития РФ


Россия


Галина Георгиевна Коновалова

НИИ кардиологии им. А. Л. Мясникова Российского кардиологического научно-производственного комплекса Минздравсоцразвития РФ


Россия


Для цитирования:


Недосугова Л.В., Ланкин В.З., Резник С.М., Балаболкин М.И., Антонова К.В., Арзамасцева Н.Е., Коновалова Г.Г. Влияние метформина на выраженность окислительного стресса у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа. Проблемы Эндокринологии. 2007;53(1):3-7. https://doi.org/10.14341/probl20075313-7

For citation:


Nedosugova L.V., Lankin V.Z., Reznik S.M., Balabolkin M.I., Antonova K.V., Arzamastseva N.E., Konovalova G.G. Effect of metformin on the magnitude of oxidative stress in patients with type 2 diabetes mellitus. Problems of Endocrinology. 2007;53(1):3-7. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl20075313-7

Просмотров: 109


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)