Hydroxylfri radikal tilknyttede effekter af SGLT-2-hæmmere i type 2-diabetes

Distal symmetrisk polyneuropati (DSPN) er en af ​​de mest almindelige mikrovaskulære komplikationer af type 2 -diabetes mellitus (T2D), der påvirker ca. 50% af patienterne i løbet af deres sygdom. Denne komplekse lidelse involverer både metaboliske og vaskulære fornærmelser, der fører til nervefiberskader med hyperglykæmi-drevet oxidativ stress, reduceret nerveblodstrøm og kronisk subklinisk betændelse, der bidrager til dens patogenese.

Tilstedeværelsen af ​​DSPN skader livskvalitet og er også forbundet med øget dødelighed.

På trods af opnåelse af optimal glykæmisk kontrol skrider diabetisk neuropati ofte på grund af multifaktorielle påvirkninger, herunder kronisk oxidativ stress og mikrovaskulær skade. Traditionelle terapier har fokuseret på symptomatisk lindring, såsom smertehåndtering med antikonvulsiva eller antidepressiva, og på forsøg på at bremse sygdomsprogression ved at målrette hyperglykæmi. Derfor kunne nye interventioner, der adresserer yderligere patogene faktorer, inklusive oxidativ stress, tilbyde forbedrede kliniske resultater i DSPN. I ætiologien af ​​diabetisk neuropati spiller oxidativ stress en betydelig rolle.

Under fysiologiske forhold er phenylalanin hydroxyleret enzymatisk i para-positionen og producerer para-tyrosin. Under betingelser med øget oxidativ stress, for eksempel under hydroxylradikal (• OH) -angreb, kan phenylalanin imidlertid være forkert hydroxyleret ved ortho- og meta-positionerne, hvilket giver anledning til ortho-tyrosin (O-tyr) og metatyrosin (M -Tyr). Disse atypiske tyrosinisomerer er typisk ubetydelige i sunde tilstande; Således tjener deres forhøjede niveauer eller øgede unormale forhold som følsomme biomarkører for hydroxylradikal-medieret oxidativ skade, hvilket kan være særlig relevant ved kroniske sygdomme forbundet med vedvarende oxidativ stress. I betragtning af disse oxidative stressveje er alfa-liposyre (ALA) blevet undersøgt som en antioxidantbehandling, der primært er rettet mod produktion af fri radikal.

ALA er blevet anvendt som en parallel eller supplerende tilgang til eksisterende glykæmiske styringsstrategier, med kortvarige forsøg, der viser signifikante forbedringer i nerveledningshastighed og neuropatiske symptomer. På samme tid kan ALA -terapi som en systemisk antioxidantbehandling på samme tid have en gavnlig effekt på de kardiovaskulære hårde endepunkter, som vi tidligere beviste.

Mens ALA-terapi understreger vigtigheden af ​​at tackle oxidative mekanismer, er natriumglucose cotransporter-2 (SGLT-2) -inhibitorer i øjeblikket under undersøgelse for potentielt bredere beskyttende effekter.

SGLT-2-hæmmere udøver deres primære virkning i den proksimale tubule af nyrerne ved at blokere reabsorptionen af ​​glukose og natrium, hvilket resulterer i insulinuafhængig glykæmisk kontrol gennem forbedret uringlukoseudskillelse. Denne proces inducerer en mild osmotisk diurese og natriuresis, hvilket reducerer blodvolumen og fører til klinisk relevante fald i blodtrykket, typisk i området 2-5 mmHg. Derudover har SGLT-2-hæmmere vist sig at afbøde oxidativ stress og betændelse, dvs. mekanismer, der kan understrege de observerede kardiovaskulære og nyrebeskyttende virkninger.

Dyreksperimenter har bekræftet forbedret nerveledningsunderskud og forebyggelse af intraepidermalt nervefibertab med SGLT-2-hæmning i diabetiske rotte-modeller, formodentlig gennem reduceret glykæmisk variation, forbedret mikrovaskulær funktion og modulering af hydroxylradikale veje.

Store kardiovaskulære forsøg (f.eks. EMPA-REG, lærred, erklæring) har primært fokuseret på kardiovaskulære endepunkter snarere end neuropati-specifikke målinger. I en post hoc-analyse af EMPA-REG-resultatet blev ændringer i hæmatokrit alene estimeret til at tage højde for ca. 52% af empagliflozins kardiovaskulære fordel.

Selvom andre store SGLT-2-hæmmerforsøg (erklæring-timi 58, lærred, empa-kidney) ikke gav en nedbrydning af lignende procentdel, rapporterede de hver især hæmatokrithøjder, der kan afspejle en mulig erythropoietin-lignende effekt-en effekt, der er yderligere fremhævet i DAPA -CKD, hvor øget hæmatokrit blev antaget at være en nøglefaktor i de nefrotektive fordele ved lægemidlet.

På den anden side viste en lille, mekanistisk undersøgelse en midlertidig forhøjelse af erythropoietin-serumniveauet ved hjælp af Canagliflozin, som kun var til stede i de første 4 uger af SGLT-2-terapi, mens stigningen i hæmatokrit blev forlænget i hele, 12 uger lang behandlingsperiode. Selvom der er andre undersøgelser, der enten antyder længere varighed af erythropoietin-elevation, selv i 12 uger af empagliflozin, eller ingen stigning i det ved 24 uger af dapagliflozin, verificerede begge forsøg en tilbageholdt stigning i RBC-parametre i hele behandlingsperioden af ​​Sglt-2 hæmmere.

På denne dato har få undersøgelser systematisk evalueret den kortvarige neurobeskyttende virkning af SGLT-2-hæmmere sammen med ændringer i hydroxylradikale markører og RBC-parametre i en enkelt kohort.

Navnlig demonstrerede en omfattende systematisk gennemgang og metaanalyse af Kandeel, der involverer seks humane studier og i alt 5.312 diabetespatienter, at SGLT-2-hæmmere moderat forbedret diabetisk perifere neuropati-symptomer, herunder forbedrede sensoriske og motoriske nerveringshastigheder og potentiel autonom stabilisering .

Til støtte for disse fund har Ishibashi et al. rapporterede, at tre års SGLT-2-hæmmerterapi hos patienter med beskedent kontrolleret type 2-diabetes markant forbedrede neuropati-resultater og decelereret nefropati-progression. Derudover understreger nylige perspektiver, at tidlig intervention og adressering af flere metaboliske faktorer kan stabilisere eller endda vende nerveskader i DSPN, og kortvarig kliniske bevis viser, at empagliflozin kan forbedre elektrofysiologiske parametre, reducere oxidative stressmarkører og moderat neuropatiske symptomer i type 2 Diabetiske patienter.

Disse fund peger på mekanismer, der strækker sig ud over glykæmisk kontrol, omfatter RBC-dannelse, ændringer i hydroxylradikale metabolitter (såsom ortho- og metatyrosin) og nyrehemodynamik.

I betragtning af disse opmuntrende data testede vi en 4-ugers intervention for at fange øjeblikkelige RBC- og hydroxylradikale ændringer såvel som tidlige neuropatiske forskydninger.

I betragtning af den begrænsede effektivitet af eksisterende behandlinger er disse potentielle beskyttende virkninger især fremtrædende i sammenhæng med diabetisk neuropati's kompleksitet og ved direkte eller indirekte at reducere oxidativ stress og påvirke veje, der ligger til grund for nerveskader, SGLT-2-hæmmere kunne indrømme et paradigmeskifte i de styring af denne udfordrende komplikation.

På denne baggrund fokuserer vores undersøgelse på at evaluere de kortvarige virkninger af SGLT-2-hæmmer (dapagliflozin eller empagliflozin) terapi på diabetiske neuropati-relaterede foranstaltninger, hydroxylradikale markører, unormal albuminuri og RBC-parameters hos patienter med type 2 diabetes mellitus . Specifikt sigter vi mod at bestemme, om en fire-ugers SGLT-2-hæmmerterapi kan producere målbare ændringer i neuropatisk funktion blandt T2D-patienter med tidlige eller milde abnormiteter og gennemgå, hvordan forskydninger i hydroxylradikale markører vedrører disse kliniske og laboratoriefund.

Materialer og metoder

Undersøgelsespopulation, inkludering/ekskluderingskriterier I alt 40 voksne T2D -patienter blev tilmeldt undersøgelsen. Kvalificerede deltagere inkluderede dem, for hvem, ud over at administrere ethvert eksisterende antidiabetisk regime, besluttede den behandlende læge at indlede SGLT-2-hæmmerterapi (Empagliflozin eller Dapagliflozin) baseret på standard kliniske indikationer.

Undersøgelsen omfattede T2D -patienter i alderen 18 til 75 år med HBA1C <10% og EGFR> 30 ml/min/1,73 M2. Ud af de 40 patienter rapporterede ingen smertefuld neuropati (DN4 -spørgeskema), 9 udviste neuropatiske sensoriske symptomer (NTSS -spørgeskema), og 9 viste tab af beskyttende sensation (monofilament -test). I henhold til neuropati -handicapresultatet (NDS) havde 14 patienter mild neuropati, 16 havde moderat neuropati, og 4 havde alvorlig neuropati, hvilket indikerede, at de fleste patienter havde eksisterende asymptomatisk neuropati. Patienter blev udelukket, hvis de havde neuropatier af ikke-diabetisk etiologi (dvs. arvelig, lægemiddel- eller toksin-induceret, ubehandlet hypothyroidisme, folatmangel (under 3,9 ug/L), vitamin B12-mangel (under 200 Ng/L), avanceret lever -nyresygdom, der ikke opfylder inkluderingskriterierne, autoimmun sygdom, malignitet, eller hvis de var involveret i regelmæssigt overdreven alkoholforbrug (mere end to enheder hos mænd og mere end en enhed pr. Dag hos kvinder - en enhed blev defineret som 15 g af ren alkohol). Patienter med svær perifer arteriel sygdom, en historie med fodsår eller tilbagevendende kønsinfektioner blev også udelukket.

Undersøgelsesdesign og -mål Dette potentielle, åbne kliniske undersøgelsesundersøgelser med en enkelt arm havde til formål at undersøge de kortvarige virkninger af natriumglucose-cotransporter-2 (SGLT-2) hæmmere på distal symmetrisk diabetisk polyneuropati, hydroxylradikalmarkører og beslægtede hematologiske og nyreparametre hos patienter med type 2 -diabetes mellitus (T2D). Begrundelsen var baseret på den formodede mekanisme, hvorved SGLT-2-hæmmere ud over deres glukosesænkende virkning kan påvirke hydroxylradikalmarkørdannelse og derved forbedre mikrovaskulære komplikationer. Dette inkluderer potentielle fordele ved parametre for røde blodlegemer (RBC), unormal albuminuri og diabetisk neuropati i den tidlige stadium. Den primære hypotese var, at kortvarig SGLT-2-hæmmerterapi ville afbøde hydroxylfrie radikale veje specifikt tyrosinmetabolitforhold ledsaget af forbedrede neuropatiske målinger og RBC-relaterede indekser.

Intervention og studieprotokol Alle deltagere gennemgik en baseline (uge 0) vurdering efterfulgt af en opfølgningsevaluering efter 4 ugers SGLT-2-hæmmerterapi. Dosis og valg af SGLT-2-hæmmer blev bestemt af det kliniske team baseret på standardbehandlingsindikationer. Ingen yderligere interventioner blev påbudt af undersøgelsen.

Dataindsamling og spørgeskemaer deltagerne udfyldte livsstils- og medicinspørgeskemaer ved baseline, dokumenterer diæt, træning, rygning og alkoholvaner, samtidig medicin og komorbiditeter. De neuropatiske totale symptomresultat (NTSS) og DN4 -spørgeskemaer blev administreret for at evaluere subjektive neuropatiske klager.

Neuropatiske vurderinger Neuropati-evaluering blev udført i Neuropati Center for det 2. Institut for Medicin og Nefrologi-Diabetes Center, University of Pécs Medical School ved hjælp af CA-12-softwarebaseret system (MSB-Met Ltd., Balatonfüred, Hungarn). Kvantitativ sensorisk test blev udført for at måle de nuværende opfattelsesgrænser (CPT) ved tre frekvenser (2000 Hz, 250 Hz og 5 Hz) på både median og peroneal nerve, hvilket giver indsigt i store myelinerede (2000Hz Ap), mellemstore myelinerede (250Hz AΔ) og umyelineret (5Hz C) små fibre fungerer. CPT -værdier under det normale interval indikerer hyperestesi, og værdier over det normale interval indikerer hypoestesi.

Yderligere kliniske undersøgelser blev udført for distal symmetrisk polyneuropati (DSPN):

1. Dyb senrefleks -test og 128 Hz kalibreret tuning gaffel (vibration) til stor fiberdysfunktion og
2. Pinprick (smerte) og temperaturopfattelse for lille fiberdysfunktion. Evalueringen af ​​10 g monofilament (beskyttende sensation) for risikoen for at udvikle fodsår DSPN er en af ​​de mest almindelige komplikationer hos patienter med type 2-diabetes (T2D), selv med godt kontrolleret glykæmi. DSPN kan påvirke enten små eller store nervefibre eller en kombination af både på en længdeafhængig måde i en "strømpe-handske" -fordeling.

Laboratoriemålinger Blod- og urinprøver blev opsamlet ved baseline og i uge 4. Ingen yderligere venipunktur ud over rutinemæssig prøveudtagning var påkrævet; Cirka 10 ml blod blev opnået til forskningsformål.

Rutinemæssige parametre Hba1c blev målt i uge 0. Serumfruktosamin, fastende glukose og seruminsulin blev målt ved både uge 0 og uge 4. serumkreatinin og estimeret glomerulær filtreringshastighed (EGFR) blev vurderet i uge 0 og uge 4. serum bilirubin , AST, ALT, GGT, ALP, LDH, INR, serum total protein, albumin, total kolesterol, HDL, LDL, urinsyreserumjern, transferrin, transferrinmætning og ferritin blev målt i uge 0, hvorimod triglycerider, serumnatrium, Kalium, erythrocytsedimentationshastighed (ESR), C-reaktivt protein (CRP) og urinalbumin og creatinin blev målt på både uge 0 og uge 4.

Hydroxylfrie radikale markører for at udforske hydroxylfri radikalvejen og dens forbindelse til neuropati, RBC-dannelse og nyreparametre, markører blev målt ved baseline og ved uge 4. serum og urinphenylalanin (PEE), para-tyrosin (P-p- TYR), meta-tyrosin (M-Tyr) og ortho-tyrosin (O-Tyr), blev kvantificeret ved højtydende væskekromatografi (HPLC). Ud over de direkte koncentrationer af disse metabolitter blev følgende forhold beregnet for at karakterisere ændringer i det oxidative miljø under SGLT-2-inhibitorbehandling: P-Tyr/Phe, M-Tyr/Phe, O-Tyr/Phe, (m- Tyr+O-tyr)/Phe, M-Tyr/P-tyr, O-tyr/P-Tyr, (M-Tyr+O-Tyr)/P-Tyr, M-Tyr/Krea, P-Tyr/Krea , O-Tyr/KREA såvel som ethvert tilsvarende serum og urinværdier. Dette omfattende panel af hydroxyleringsprodukter og afledte forhold havde til formål at tilvejebringe en detaljeret vurdering af hydroxylfri radikalaktivitet og dens potentielle indflydelse på diabetiske komplikationer.

Yderligere beregninger Homeostase-modelvurderingen af ​​insulinresistens (HOMA-IR) blev beregnet for at vurdere insulinfølsomhed. Ændringer i urinalbumin/creatinin -forholdet (ACR) og korrelationer med den aktuelle perception -tærskel (CPT) -parametre blev også evalueret i hele undersøgelsen.

Neuropati -handicapresultatet (NDS) blev beregnet ved anvendelse af en standardiseret klinisk undersøgelsesmetode. Denne vurdering evaluerer ankelreflekser, vibrationsfølelse, pin-prik-sensation og temperaturfølelse i stortåen. Den maksimale samlede score er 10, kategoriseret som følger:

3-5 point: Mild neuropati 6-8 point: Moderat neuropati 9-10 point: Alvorlig neuropati

High Performance Liquid Chromatography (HPLC) analyserer venøs blod blev taget fra patienter i indfødte rør under rutinemæssig blodprøveudtagning. Serum blev ekstraheret ved centrifugering og blev opbevaret ved -80 ° C i afventning af yderligere undersøgelse. Derefter blev 125 µl trichlor-eddikesyre (TCA) tilsat til 500 µl serum, derefter blev prøver inkuberet på is i 30 minutter. Bagefter blev bundfaldet adskilt ved centrifugering, og supernatanten blev filtreret under anvendelse af et 0,2 um sprøjtefilter (Millipore Inc.). Supernatant blev opbevaret ved -80 ° C, indtil den gennemgik yderligere proces eller blev straks analyseret ved HPLC. HPLC-analyse blev udført ved hjælp af en Shimadzu-klasse LC-10 ADVP HPLC-enhed (Shimadzu Manufacturing Inc., USA). En 20 μl filtrat blev injiceret på en licrospher-C18 silica-søjle (MERCK). Forskellige aminosyrer og isomerer: phenylalanin (PHE), para-tyrosin (P-tyr), meta-tyrosin (M-Tyr), ortho-tyrosin (O-Tyr) blev påvist under anvendelse af deres autofluorescens. P-, M-, O-TYR blev målt ved 275 nm excitation og 305 nm emission, mens PHE blev evalueret ved 258 nm excitation og 288 nm emission under anvendelse af en Shimadzu RF-10axl-fluorescerende detektor. En isokratisk strøm af elueringsmidlet indeholdende 1% eddikesyre, 1% natriumacetat og 98% destilleret vand blev udført. Til bestemmelse af koncentrationerne af forskellige aminosyrer og isomerer blev der anvendt eksterne standarder.

Statistiske analysedata blev analyseret af en biostatistiker under anvendelse af passende metoder til parrede sammenligninger såvel som korrelations- og regressionsanalyser for at identificere potentielle forudsigere for ændring i neuropati, hydroxylradikalrelaterede og metaboliske parametre. Undergruppeanalyser gennemgåede patienter med unormale baseline CPT-værdier for at skelne, om SGLT-2-hæmmerterapi muligvis giver større neurologiske fordele hos dem med allerede eksisterende neuropatiske ændringer. Distribution af parametre blev testet ved hjælp af Kolmogorov-Smirnovs normalitetstest. Ændringer af parametre mellem baseline og uge 4 blev sammenlignet under anvendelse af parret prøve t -test.

Korrelationsanalyser blev udført af Pearsons (normale distribution) eller Spearmans Rho (ikke-normal distribution) test. Lineære regressionsmodeller med trinvis metode blev etableret til evaluering af prediktorer for neuropati, RBC -parametre og albuminuri. Den statistiske pakke til samfundsvidenskab (SPSS) version 28 (IBM, Armonk, New York, USA) blev brugt til statistiske analyser. En 'P' værdi under 0,05 blev betragtet som statistisk signifikant.

I resuméet blev metoderne designet til at undersøge, om kortvarig SGLT-2-hæmmerterapi ved at reducere hydroxylfri radikalgenerering og forbedre RBC-indekser og unormal albuminuri kunne også give målbare forbedringer i diabetisk neuropatisk funktion og relaterede hydroxylfrie radikaler.