Высокоселективный ингибитор натрий-глюкозного котранспортера 2 типа эмпаглифлозин как средство защиты головного мозга в условиях хронической недостаточности мозгового кровообращения (клинико-экспериментальное исследование)

ОБОСНОВАНИЕ

Сахарный диабет 2 типа (СД2) остается одной из ведущих проблем здравоохранения в мире. Среди причин смерти пациентов с СД2 сердечно-сосудистые события продолжают занимать лидирующие позиции, превалируя над чисто «диабетическими» причинами, такими как терминальная стадия диабетической нефропатии или диабетическая кома. Так, около 50% больных СД2 умирают именно от сердечно-сосудистых осложнений. Необходимо отметить, что в течение последних лет не инфаркт миокарда, привычно считавшийся наиболее грозным макрососудистым осложнением СД2, а нарушение мозгового кровообращения вместе с хронической сердечно-сосудистой недостаточностью (ССН) представляет собой наиболее частую причину смерти этих больных [1]. Наличие СД2 увеличивает риск развития инсульта более чем на 70%, а риск ишемического инсульта при СД больше в 2,27 раза по сравнению с таковым у лиц без СД [2].

Помимо острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК), наличие СД2 резко увеличивает риск развития хронической недостаточности мозгового кровообращения (ХНМК). Однако если частота ОНМК при СД известна и диагностика данного расстройства объективизирована, прежде всего широким внедрением методов своевременной нейровизуализации, ранняя диагностика и лечение ХНМК представляют трудность. ХНМК не вызывает развития очаговой неврологической симптоматики, однако негативно влияет на когнитивный статус, приводит к снижению качества жизни, инвалидизации и даже смерти больных. Одним из приоритетных направлений развития современной диабетологии может являться своевременное выявление данных нарушений с целью модификации терапии, в том числе сахароснижающей, с включением в нее препаратов, обладающих нейропротективным потенциалом.

Существующие отечественные [3] и зарубежные [4] алгоритмы ведения пациентов с СД2 ставят во главу угла не только и не столько способность антидиабетических препаратов снижать уровень гликемии, сколько сердечно-сосудистую безопасность («non-inferiority») или, что предпочтительнее, эффективность («superiority») препаратов. С этой точки зрения двумя приоритетными классами сахароснижающих лекарственных средств признаны ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера 2 типа (иНГЛТ-2) и агонисты рецепторов глюкагоноподобного пептида 1 типа (арГПП-1). Так, представители этих двух классов способны снижать риск наступления общей конечной точки, уменьшать сердечно-сосудистую и общую смертность, а также риск развития инфаркта миокарда и госпитализации по поводу хронической сердечной недостаточности [5]. В то же время, по данным рандомизированных клинических исследований, среди широкого арсенала современных сахароснижающих препаратов только два обладают доказанной способностью уменьшать риск развития инсульта при СД — это длительно действующие парентеральные арГПП-1 семаглутид и дулаглутид [6]. Несмотря на то, что обобщенный анализ не показал способности иНГЛТ-2 снижать частоту инсульта в целом, появляются единичные данные об их потенциальном нейропротективном эффекте. Так, ряд представителей класса, прежде всего высокоселективные эмпаглифлозин (ЭМПА) и дапаглифлозин, способны положительно влиять на течение фибрилляции предсердий [7], тем самым создавая предпосылки к снижению риска кардиоэмболического подтипа инсульта [8]. В то же время сведения о влиянии современных антидиабетических препаратов, в том числе иНГЛТ-2, на течение ХНМК у пациентов с СД2 практически не представлены в мировой литературе.

Механизмы влияния иНГЛТ-2 на головной мозг также в настоящий момент являются предметом изучения. В эксперименте показано, что для высокоселективных иНГЛТ-2 характерно воздействие на систему mTOR, претерпевающую патологическую гиперактивацию при СД2 и других состояниях, сопровождающихся повышенным анаболизмом [9]. При ОНМК в эксперименте наиболее выраженный защитный эффект реализуют низкоселективные иНГЛТ-2 за счет дополнительной супрессии натрий-глюкозного котранспортера 1 типа, в том числе в головном мозге, что, в свою очередь, приводит к уменьшению ишемического-реперфузионного повреждения и ограничению очага некроза, а также снижению выраженности асептического воспаления [10]. Механизмы влияния иНГЛТ-2 на нервную ткань в условиях хронического нарушения мозгового кровообращения изучены неполно, в том числе, вероятно, в силу того, что влияние данного класса препаратов на ХНМК в целом продолжает изучаться, и однозначное подтверждение их нейропротективного действия в данных условиях пока не получено. До настоящего момента не определено, реализуют ли иНГЛТ-2 свое потенциальное нейротропное действие непосредственно на уровне нейронов или через влияние на состояние микроглии.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучить влияние терапии эмпаглифлозином на функциональные и лабораторные параметры повреждения ЦНС у больных СД2 и в условиях эксперимента исследовать механизмы нейротропного эффекта препарата.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование включало клиническую и экспериментальную часть. Клиническая часть ставила себе задачей феноменологически продемонстрировать наличие у высокоселективного иНГЛТ-2 ЭМПА нейропротективного эффекта при ХНМК и изучить взаимосвязь данного эффекта с уровнем контроля гликемии. Экспериментальная часть была направлена на прицельное изучение механизмов нейротропного эффекта ЭМПА при ХНМК на фоне СД2.

Место и время проведения исследования

Место проведения. Клиническая часть исследования проводилась на базе НМИЦ им. В.А. Алмазова и ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. Экспериментальная часть исследования выполнялась в Центре доклинических и трансляционных исследований НМИЦ им. В.А. Алмазова и в Лаборатории функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы Института экспериментальной медицины.

Время исследования. Набор пациентов в клиническую часть исследования и наблюдение за ними продолжались с декабря 2021 по июнь 2023 гг. Экспериментальная часть исследования выполнялась с марта 2022 по июнь 2023 гг.

КЛИНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучаемые популяции

В исследование были включены пациенты с СД2, получавшие монотерапию метформином (МЕТ). В случае, если пациенты имели целевой уровень гликированного гемоглобина (HbA_1c) [3], что оценивалось исходя из их возраста и сопутствующей патологии, они были включены в группу «МЕТ» (n=19) — коррекция терапии не проводилась. В том случае, если HbA_1c превышал целевой уровень не более чем на 2,5%, к терапии добавлялся иНГЛТ-2 эмпаглифлозин (эти пациенты составили группу «МЕТ+ЭМПА», n=20) на последующие 6 мес. Кроме того, была создана группа контроля, n=16, состоявшая из добровольцев в возрасте от 40 до 75 лет, не имевших СД, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, фибрилляции предсердий и других значимых сопутствующих патологий.

Критерии включения в группы «МЕТ» и «МЕТ+ЭМПА»:

• возраст 40–75 лет;
• СД2;
• монотерапия МЕТ не менее 3 мес. до включения в исследование;
• получение стабильной эффективной антигипертензивной, гиполипидемической и другой сопутствующей терапии не менее 3 мес. до включения в исследование.

Основные критерия невключения (для всех групп):

• хроническая болезнь почек С4 и С5;
• уровень АЛТ, АСТ в крови в 3 и более раз выше верхней границы нормы; уровень билирубина в 2 и более раз выше верхней границы нормы;
• хроническая сердечная недостаточность III и IV функционального класса;
• злокачественные новообразования;
• воспалительные заболевания кишечника и иные патологии, сопровождающиеся синдромом мальабсорбции или требующие специфической терапии;
• применение системных глюкокортикостероидов.

Способ формирования выборки из изучаемой популяции

Выборка путем разбиения на группы.

Дизайн исследования

Исследование представляло собой проспективное сравнительное нерандомизированное интервенционное исследование.

В группе «МЕТ» однократно, а в группе «МЕТ+ЭМПА» исходно, через 3 и 6 мес. выполнялись следующие исследования:

1. Анализ жалоб и данных анамнеза пациента, физикальный осмотр, оценка антропометрических параметров.
2. Уровень HbA_1c.
3. Анализ крови на маркеры нейронального повреждения: нейроноспецифическая енолаза (НСЕ), легкие цепи нейрофиламента (ЛЦН).
4. Изучение когнитивной функции с использованием валидизированных международных шкал (Монреальская шкала когнитивной оценки (MOCA), Краткая шкала оценки психического статуса (MMSE)).

В группе контроля однократно осуществлялось общеклиническое обследование и определение концентрации маркеров нейронального повреждения, в связи с тем, что для данных маркеров отсутствует единый референсный интервал.

Описание медицинского вмешательства

У больных с СД2 с HbA_1c, превышавшим целевой не более, чем на 2,5% на фоне монотерапии МЕТ, производилось назначение эмпаглифлозина (Джардинс, Берингер Ингельхайм Фарма, Германия) в дозе 10 мг per os. Через 3 мес. осуществлялась повторная оценка уровня HbA_1c — в случае, если целевой уровень был достигнут, то дозу эмпаглифлозина оставляли прежней. В случае недостижения целевого уровня HbA_1с через 3 мес. дозу увеличивали до 25 мг.

При недостижении в группе «МЕТ+ЭМПА» целевого уровня HbA_1c или снижении концентрации HbA_1c менее, чем на 1,0% за 6 мес., сахароснижающая терапия корректировалась, в том числе с добавлением третьего препарата.

Методы

Концентрации НСЕ и ЛЦН определялись в сыворотке крови иммуноферментным методом на анализаторе Cobas Roche с использованием наборов NSE Elycsis (Roche) и Bio-Techne соответственно.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Задачей экспериментальной части исследования стало изучение возможных механизмов нейротропных эффектов иНГЛТ-2 ЭМПА в условиях СД2.

Изучаемая популяция и дизайн исследования

Исследование проводилось на крысах-самцах стока Wistar. В течение 4 недель и далее на протяжении эксперимента животные находились на диете с повышенным содержанием насыщенных жиров (22%). Через 4 недели от начала опыта внутрибрюшинно вводился раствор никотинамида, через 15 минут — раствор стрептозотоцина для моделирования СД [11].

Через 4 недели животные были разделены на группы: «СД» (n=5), в которой не назначалось никакое лечение, и «СД+ЭМПА» (n=4) — этим животным был назначен ЭМПА 2 мг/кг per os 1 раз в день на последующие 8 недель. Кроме того, была создана группа здорового контроля («Контроль»), n=5.

После введения стрептозотоцина, перед началом лечения и на протяжении 8 недель терапии, один раз в неделю осуществлялось определение гликемии.

Через 8 недель крысы были подвергнуты эвтаназии, и было произведено извлечение биоматериала головного мозга для последующего иммуногистохимического исследования.

Описание медицинского вмешательства

Моделирование СД2 и верификация развития СД

Через 4 недели от начала эксперимента внутрибрюшинно вводился раствор никотинамида (Sigma-Aldrich, США) 230 мг/кг, через 15 минут — раствор стрептозотоцина (Sigma-Aldrich, США) 60 мг/кг. На 2-е и 3-и сутки после этого производилось определение гликемии с помощью глюкометра Accu Check Active путем пункции хвостовой вены. При выявлении в двух измерениях, выполненных в разные дни, гликемии, равной или более 11,1 ммоль/л, был диагностирован СД. При обнаружении меньших показателей гликемии хотя бы в одном из измерений выполнялся пероральный глюкозотолерантный тест: определение гликемии натощак и через 15, 30 и 60 мин. после зондового введения 40% раствора глюкозы 3 г/кг массы тела крысы. При выявлении в любой из точек гликемии, равной или больше 11,1 ммоль/л, диагностировался СД. В случае обнаружения меньших значений гликемии животные исключались из эксперимента.

Методы

Проведение иммуногистохимического исследования

После эвтаназии во всех группах производилось извлечение головного мозга с сохранением мягкой мозговой и паутинной оболочек, фиксация в цинк-этанол-формальдегиде [12], обезвоживание и заливка в парафин. Морфологическому исследованию подвергали фронтальные срезы конечного мозга толщиной 5 мкм на уровне –3,36 мм±0,12 мм относительно брегмы. С целью оценки морфологического состояния нейронов зоны CA1 гиппокампа срезы окрашивали толуидиновым синим по методу Ниссля. Производилось выявление микроглиоцитов в структурах переднего мозга при помощи иммуноцитохимического маркирования с использованием козьих поликлональных антител к Iba-1 в разведении 1:1000 (Abсam, Великобритания). В качестве вторичных реагентов использовали набор VECTASTAIN Universal Quick HRP kit (Vector Labs, США). Пероксидазную метку выявляли с использованием диаминобензидинового хромогена (DAB+; Аgilent, США).

Статистический анализ

Статистическая обработка данных производилась при помощи программного пакета IBM SPSS Statistics-22 (IBM, США) и Statistica-10 (Statsoft, США). Статистический анализ производился при помощи непараметрических методов. Значимость различий между группами оценивалась с помощью непараметрического критерия Краскела-Уоллиса и Манна-Уитни для независимых выборок с применением непараметрического дисперсионного анализа (апостериорное попарное сравнение групп при помощи критерия Данна). Все показатели представлены в виде “медиана (25%; 75%)”. Значения p меньше 0,05 рассматривались как значимые.

Этическая экспертиза

Пациентам разъяснялась суть исследования, возможные риски и осуществлялось подписание информированного согласия. Исследование было одобрено этическим комитетом ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова 22.11.2021 г. (протокол №11/2021) и этическим комитетом НМИЦ им. В.А. Алмазова 04.07.2022 г. (протокол №07-22-01С).

Все процедуры, выполненные с участием животных, соответствовали этическим стандартам, утвержденным правовыми актами РФ, принципам Базельской декларации и рекомендациям Комиссии по контролю содержания и использования лабораторных животных (IACUC) НМИЦ им. В.А. Алмазова. Исследование было одобрено IACUC, протокол ПЗ_22_2_СиманенковаАВ_V2 от 16.02.2022.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Клиническая часть исследования

В таблице 1 представлены исходные характеристики пациентов групп контроля, «МЕТ» и «МЕТ+ЭМПА».

Медиана возраста в группе «МЕТ» составила 64 года, при этом 11 человек (57,9 %) относились к пожилому возрасту, в соответствии с классификацией ВОЗ, в группе «МЕТ+ЭМПА» медиана возраста составила 66 лет, 12 человек (60,0 %) относились к пожилому возрасту, в связи с чем целевым для них следовало считать уровень HbA_1c менее 7,5% [3].

Исходно в группе «МЕТ» уровень HbA_1c был целевым у всех пациентов в соответствии с обозначенными выше критериями включения, а в группе «МЕТ+ЭМПА» уровень HbA_1c превышал целевой (8,5 (7,7; 9,1) % (табл. 2).

Добавление к терапии ЭМПА уже через 3 мес. в целом привело к достижению целевых показателей гликемии, которые сохранялись и через 6 мес. При этом через 3 мес. приема ЭМПА в дозе 10 мг 14 пациентов имели нормализацию уровня HbA_1c, а 6 пациентам потребовалось увеличение дозы ЭМПА до 25 мг. За 6 мес. терапии 4 пациента не продемонстрировали снижения концентрации HbA_1c на 1% и более или достижения целевого уровня данного показателя, в связи с чем, по окончании исследования, их терапия была усилена введением третьего препарата.

Изначально пациенты с СД (групп «МЕТ» и «МЕТ+ЭМПА») имели большую массу тела, чем здоровые добровольцы группы «Контроль». Добавление к терапии ЭМПА привело к достоверному снижению массы тела по сравнению с исходным уровнем уже через 3 мес. и удержанию ее через 6 мес. (табл. 2).

Исходный уровень НСЕ и ЛЦН был достоверно выше у пациентов групп «МЕТ» и «МЕТ+ЭМПА», чем у здоровых добровольцев, причем различий между группами «МЕТ» и «МЕТ+ЭМПА» не было, несмотря на то, что пациенты группы «МЕТ» имели целевой уровень HbA_1c. Комбинированная терапия МЕТ и ЭМПА не вызвала изменений в концентрации НСЕ, при этом привела к достоверному снижению концентрации ЛЦН уже через 3 мес. и поддержанию данного показателя на нормальном уровне, не отличном от такового в группе «Контроль» (рис. 1).

Как у пациентов группы «МЕТ», так и у пациентов группы «МЕТ+ЭМПА», изначально наблюдалось снижение когнитивных функций при оценке с помощью шкал МОСА и MMSE (рис. 2). Добавление к терапии ЭМПА привело к улучшению когнитивного статуса уже через 3 мес., по данным шкалы MMSE, и нормализации показателей через 6 мес., по данным обеих шкал.

Корреляционный анализ не выявил взаимосвязи между выраженностью когнитивного дефицита и концентрацией маркеров нейронального повреждения, с одной стороны и длительностью анамнеза СД, уровнем HbA_1c, массой тела — с другой. В то же время мы обнаружили отрицательную корреляционную связь между концентрацией ЛЦН и показателями когнитивного статуса, выраженными в баллах по шкалам МОСА и MMSE (r=-0,512, р=0,005 и r=-0,703, р=0,000 соответственно) (рис. 3).

Экспериментальная часть исследования

У 2 животных не удалось смоделировать СД, и количество крыс было увеличено с целью достижения исходно заявленного. Показатели гликемии животных на протяжении эксперимента представлены в таблице 3. Терапия ЭМПА позволила достичь удовлетворительного контроля гликемии.

При окраске на толуидиновый синий по методу Ниссля было выявлено, что количество нейронов с неизмененной морфологией в группе «СД» достоверно меньше, чем в группе «Контроль». Терапия ЭМПА привела к увеличению количества нейронов с нормальной структурой по сравнению с группой «СД», однако это число оставалось меньше такового в группе «Контроль» (рис. 4А).

Напротив, число нейронов, утративших нормальную структуру, в группе «СД» было достоверно больше, чем в группе «Контроль». Количество измененных нейронов в группе «СД+ЭМПА» было меньше, чем в группе «СД», и не отличалось от такового в группе «Контроль» (рис. 4Б).

При исследовании препаратов, окрашенных по методу Ниссля, было установлено, что в группе «Контроль» наблюдаются нейроны с отчетливо выраженной, равномерно распределенной хроматофильной субстанцией, светлым ядром и метахроматически окрашенным ядрышком, располагающимся в центре ядра (рис. 5А). В группе «СД» в области CA1 гиппокампа регистрируются как гипо- так и гиперхроматозные нейроны. Практически на протяжении всей области CA1 наблюдаются нейроны, в цитоплазме которых имеются частичные признаки гиперхроматоза (рис. 5Г). В области перехода зоны CA1 в субикулюм выявляются нейроны с яркими признаками гиперхроматолиза. Наблюдается большое количество сморщенных темноокрашенных нейронов с неровными контурами. Здесь же встречаются клетки с просветленной цитоплазмой, отсутствием хроматофильного вещества, на этом этапе еще сохраняются ядро и ядрышко (рис. 5В). В единичных нейронах практически полностью отсутствует окрашивание на толуидиновый синий, как в цитоплазме нейронов, так и в ядре. Такой тип клеток принято называть клетками-тенями (рис. 5Б). Разрушение ядра служит достоверным признаком гибели нейрона. Также встречаются гипертрофированные нейроны, не имеющие видимых изменений. В группе «СД+ЭМПА» у большинства нейронов наблюдаются участки гиперхроматизации в цитоплазме (рис. 5Д, Е). При этом встречается и большое число нормальных нейронов. Клеток с яркими признаками гипер- и гипохроматоза не наблюдалось ни в одном из исследованных случаев.

Иммуногистохимическая реакция на Iba-1 выявила, что в группе «Контроль» клетки микроглии представлены рамифицированным типом и характеризуются небольшим округлым телом и длинными сильноветвящимися отростками. Тела клеток в плоскости среза встречаются редко и могут располагаться во всех слоях зоны CA1 гиппокампа (рис. 6А). В группе «СД» число микроглиоцитов значительно возрастает. Их тела увеличиваются в размерах, отростки становятся толще, что свидетельствует о переходной к активированной микроглии морфологии. В группе «СД+ЭМПА» число микроглиоцитов больше по сравнению с контрольной группой, но значительно меньше, чем в группе «СД». Здесь микроглиоциты характеризуются рамифицированной морфологией (рис. 6).

Наблюдалась статистическая тенденция (р=0,063) к большему числу иммунопозитивных клеток в группе «СД» по сравнению с группой «Контроль». Терапия ЭМПА привела к достоверному снижению числа иммунопозитивных клеток по сравнению с группой «СД» (рис. 7).

ОБСУЖДЕНИЕ

Репрезентативность выборок

Выборки, используемые в клинической части исследования, представляются репрезентативными, так как включают пациентов с СД2 без значимого ограничения по спектру сопутствующих патологий.

Сопоставление с другими публикациями

Полученные нами результаты подтверждают, что СД2 сопровождается развитием патологических изменений в ЦНС, в том числе в условиях удовлетворительного контроля гликемии. Так, в нашем исследовании даже пациенты, имевшие целевой уровень HbA_1c на монотерапии МЕТ, демонстрировали наличие когнитивной дисфункции, а также повышение уровня маркеров нейронального повреждения, НСЕ и ЛЦН.

Вариант повреждения ЦНС при СД по типу ХНМК описан в литературе. Одним из объяснений поражения ЦНС, несмотря на удовлетворительный контроль гликемии на момент обследования, может быть феномен «метаболической памяти» [13]. Так, известно, что ранняя интенсивная и одновременно безопасная сахароснижающая терапия позволяет предотвратить гликирование белков и липидов, образование активных форм кислорода, тем самым способствуя профилактике развития поздних микро- и макрососудистых осложнений. Напротив, длительно существующий неудовлетворительный контроль гликемии интенсифицирует указанные выше процессы, предрасполагая к развитию осложнений, в том числе со стороны ЦНС.

Другие механизмы формирования функциональных и биохимических изменений со стороны ЦНС при СД, вне прямой зависимости от контроля гликемии, могут сводиться к развитию асептического воспаления в ЦНС, нарушению целостности гематоэнцефалического барьера, а также нарушенному нейрогенезу. Известно, что процессы нейрогенеза в лимбической системе играют одну из ключевых ролей в обучении, запоминании информации. СД2 является независимым фактором риска замедления нейрогенеза и формирования несовершенных нейронных сетей [14].

Как упоминалось выше, в своем исследовании мы также показали, что СД2 характеризуется повышением уровня НСЕ и ЛЦН. Эти маркеры специфичны для поражения нервной ткани различного генеза: острого нарушения мозгового кровообращения, травматического повреждения, нейродегенеративного заболевания. Однако данные о повышении их при СД, в качестве маркеров ХНМК без инсульта, немногочисленны. Представлено несколько работ, описывающих взаимосвязь между уровнем НСЕ и выраженностью диабетической полинейропатии [15][16]. В 2023 г. были опубликованы результаты исследования, описывающие повышенный уровень НСЕ в сочетании с высокой концентраций С-реактивного белка в качестве предиктора развития диабетической периферической полинейропатии в течение ближайших 5 лет [17]. В литературе представлены также единичные сведения о повышении уровня ЛЦН у пациентов с СД2, опять же преимущественно в качестве индикатора диабетической нейропатии [18]. В то же время в 2023 г. S. Ciardullo впервые продемонстрировал, что СД2, безотносительно выраженности периферической нейропатии, ассоциируется с повышением ЛЦН, и что последнее коррелирует с тяжестью когнитивного дефицита [19].

Мы показали, что НСЕ и ЛЦН повышены у пациентов с СД2, при этом их концентрация не коррелирует с длительностью СД, степенью контроля гликемии и другими клинико-лабораторными параметрами, в то же время уровень ЛЦН отрицательно коррелирует с когнитивной функцией, определенной с помощью обеих использованных нами шкал, МОСА и MMSE. Более того, именно концентрация ЛЦН способна претерпевать динамику на фоне лечения, также одновременно с улучшением когнитивного статуса. В этой связи мы полагаем, что уровень ЛЦН может рассматриваться как маркер хронического повреждения ЦНС у пациентов с СД и служить в качестве метода ранней диагностики данного расстройства. Кроме того, этот показатель может обсуждаться в качестве маркера эффективности лечения, а именно реализации плейотропных нейропротективных свойств сахароснижающих препаратов.

Наше исследование продемонстрировало, что к таким препаратам, имеющим плейотропный защитный эффект в отношении ЦНС, может относиться высокоселективный иНГЛТ-2 ЭМПА. Так, мы показали, что добавление ЭМПА к терапии МЕТ приводит к улучшению когнитивной функции, что сопровождается снижением уровня ЛЦН. Полученные нами данные позволяют предполагать, что улучшение контроля гликемии на фоне комбинированной терапии МЕТ и ЭМПА вносит вклад в защиту ЦНС, однако может не являться ведущим. Так, достоверно более низкий уровень ЛЦН и лучший когнитивный статус в группе «МЕТ+ЭМПА» по сравнению с группой «МЕТ» при сходно удовлетворительном контроле гликемии в указанных группах позволяет предположить, что нейротропный эффект ЭМПА является самостоятельным и не обусловлен лишь положительным влиянием препарата на углеводный обмен. В пользу гипотезы о наличии у ЭМПА самостоятельного плейотропного эффекта в отношении ЦНС служит и отсутствие достоверной корреляционной связи между функциональными и биохимическими показателями ЦНС и клинико-анамнестическими характеристиками, такими как длительность анамнеза СД и уровень HbA_1c. В то же время требуется дальнейшее динамическое наблюдение за пациентами с оценкой когнитивного статуса и маркеров нейронального повреждения, с тем чтобы определить, сохраняется ли выявленный нейропротективный эффект на фоне длительной экспозиции эугликемии. ЭМПА относится к высокоселективным иНГЛТ-2 и оказывает избирательное воздействие на натрий-глюкозные котранспортеры (НГЛТ) 2 типа, которые, как известно, преимущественно экспрессированы в почках. В то же время в последние годы появляется все больше сведений о наличии натрий-глюкозных переносчиков как первого, так и второго типов в ткани головного мозга и в эндотелии сосудов. В частности, НГЛТ 2 типа обнаружен в микрососудах гематоэнцефалического барьера, а также в области миндалевидного тела, гипоталамуса, ядра солитарного тракта [20]. Достаточно широкая представленность НГЛТ в различных регионах головного мозга создает предпосылки для реализации нейропротективного эффекта иНГЛТ-2. В то же время сами механизмы нейротропного эффекта данного класса препаратов остаются предметом изучения преимущественно в условиях эксперимента.

В ряде работ описан нейропротективный эффект ЭМПА на модели ишемического-реперфузионного повреждения на фоне экспериментального ишемического инсульта [21][22]. Данная модель представляется не вполне применимой в нашем случае, так как задачей настоящего исследования было изучение повреждения головного мозга в условиях ХНМК при СД. В эксперименте было показано, что ЭМПА предотвращает прогрессирование когнитивного дефицита у мышей с СД. Данное положительное влияние препарата, по мнению авторов, наиболее вероятно, связано с уменьшением выраженности оксидативного стресса и сопровождается усилением экспрессии мозгового нейротрофического фактора, BDNF [23].

Кроме того, одним из описанных механизмов влияния иНГЛТ-2 на ЦНС, и в особенности высокоселективного ЭМПА, может быть воздействие на систему mTOR. Известно, что состояния хронически повышенного анаболизма, к которым можно отнести ожирение и СД2, вызывают гиперактивацию данной системы [9], что, в свою очередь, приводит к развитию эндотелиальной дисфункции, усилению оксидативного стресса, прогрессированию воспаления, а также способствует нарушению целостности гематоэнцефалического барьера и даже вызывает в головном мозге нарушения инсулинового сигналинга, подобные таковым при нейродегенеративных процессах, в частности, при болезни Альцгеймера. Ингибирование НГЛТ 2 типа приводит к снижению патологической гиперактивации системы mTOR, тем самым нивелируя описанные выше процессы [9][10].

Результаты проведенного нами исследования подтвердили, что одним из механизмов нейропротективного действия высокоселективных иНГЛТ-2 является уменьшение выраженности асептического воспаления непосредственно в ткани головного мозга. Так, в эксперименте на животных мы показали, что СД2 сопровождается увеличением количества рамифицированной микроглии в СА-1 зоне гиппокампа по сравнению с группой здорового контроля. Применение ЭМПА позволяет уменьшить выраженность данных патологических изменений. С учетом того, что указанные изменения наблюдались на фоне достижения удовлетворительного контроля гликемии при помощи терапии ЭМПА, нельзя исключить положительное влияние улучшения гликемического профиля. В то же время ранее мы продемонстрировали, что подобный протективный эффект характерен именно для высокоселективных в отношении НГЛТ 2 типа препаратов [24] и практически не реализуется у низкоселективных иНГЛТ-2, несмотря на сопоставимо удовлетворительный контроль гликемии, что позволяет предполагать также наличие у ЭМПА самостоятельного положительного влияния на состояние микроглии. Кроме того, мы выяснили, что ЭМПА способен оказывать протективный эффект в отношении самих нейронов, что характеризуется обнаружением в данной группе нейронов с нормальной структурой, ядром, без признаков гипер- или гипохроматоза. Следовательно, мы можем предполагать, что защитный эффект ЭМПА реализуется как на уровне нейронов, так и на уровне микроглии и может быть лишь отчасти обусловлен улучшением гликемического профиля.

Клиническая значимость результатов

Мы подтвердили, что СД2, даже при удовлетворительном контроле гликемии, сопровождается повреждением ЦНС, что требует активного и своевременного выявления, а также предложили лабораторный маркер, способствующий диагностике ХНМК при СД, который может быть использован в клинической практике. Мы показали, что ЭМПА обладает нейропротективным потенциалом, что позволяет рекомендовать его в качестве приоритетного препарата для лечения пациентов с СД и признаками ХНМК.

Ограничения исследования

Ограничением исследования может быть включение в него только одного представителя класса иНГЛТ-2, что не позволяет делать выводы о том, является ли выявленное нейропротективное действие класс- или препарат-эффектом. Кроме того, необходимо дальнейшее динамическое наблюдение за пациентами для подтверждения того, что низкий уровень маркеров нейронального повреждения и удовлетворительный когнитивный статус сохраняются на фоне длительной экспозиции эугликемии. Наконец, дизайн экспериментальной части исследования не позволяет однозначно ответить на вопрос, каков вклад нормализации гликемического профиля в реализацию нейропротективного эффекта ЭМПА. В этой связи представляется целесообразным комплексное рассмотрение данного исследования, клиническая часть которого позволила подтвердить, что ЭМПА обладает самостоятельным плейотропным защитным эффектом в отношении ЦНС, а экспериментальная часть осветила подлежащие механизмы.

Направления дальнейших исследований

Целесообразно проведение аналогичного по дизайну исследования с включением в него низкоселективных иНГЛТ-2. Кроме того, актуальным является сопоставление нейропротективного потенциала иНГЛТ-2 в условиях ХНМК с действием препаратов других классов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы показали, что СД2, даже в условиях удовлетворительного гликемического контроля, приводит к развитию биохимических и функциональных нарушений со стороны ЦНС. Данные патологические изменения являются потенциально обратимыми и могут быть нивелированы назначением препаратов с нейропротективным потенциалом, какой, по результатам проведенного нами исследования, был доказан для высокоселективного иНГЛТ-2 ЭМПА. Механизм нейротропного эффекта ЭМПА, вероятно, обусловлен как непосредственным уменьшением повреждения нейронов, так и снижением патологической гиперактивации микроглии.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источники финансирования. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №22-25-20163, https://rscf.ru/project/22-25-20163/ и гранта Санкт-Петербургского научного фонда, соглашение от 14.04.2022 №43/2022.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Симаненкова А.В., Фукс О.С., Тимкина Н.В., Суфиева Д.А., Кирик О.В. — существенный вклад в получение, анализ и интерпретацию результатов, написание статьи; Коржевский Д.Э., Власов Т.Д., Каронова Т.Л. — существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, внесение в рукопись существенной правки с целью повышения научной ценности статьи.

Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.