Metabolomica e guarigione delle ferite nel diabete

La disfunzione della guarigione delle ferite nel diabete comporta molteplici processi di guarigione dovuti a risposte infiammatorie ridotte e deposito ritardato di componenti della matrice, rimodellamento e chiusura della ferita. Inoltre, l'iperglicemia aumenta la suscettibilità alle infezioni delle ferite. Le ferite osservate all'arto distale del corpo, le ulcere del piede diabetico, hanno un impatto clinico e socioeconomico più significativo rispetto a quelle lesioni da intervento chirurgico o piaghe da decubito.

1. Urge per nuovi trattamenti nei pazienti con ulcere del piede diabetico:

   1.1. Fatti: l'ulcera del piede diabetico (DFU) è una delle principali complicanze del diabete che può portare alla perdita degli arti e alla morte prematura. Secondo un rapporto dell'International Diabetes Federation nel 2017, la DFU è anche la causa più comune di ricovero per i pazienti con diabete.

   A Taiwan, l'1% dei pazienti con diabete viene ricoverato ogni anno in ospedale per il trattamento della DFU. Tuttavia, considerando che il tasso di amputazione degli arti inferiori (LEA) è di circa il 30%, i risultati del trattamento sono ovviamente insoddisfacenti.

   1.2. Trattamento standard per DFU 1.2.1 Nel 2016, abbiamo formato un gruppo di lavoro nazionale di Taiwan sul piede diabetico sotto l'autorizzazione della Diabetes Association della Repubblica di Cina e successivamente abbiamo pubblicato una linea guida per il piede diabetico a Taiwan nel 2017 (ISBN 978-986-82436- 8-2). Inoltre, ho anche partecipato alla stesura di una linea guida clinica per la cura del piede pubblicata nel 2017 dalla International Diabetes Federation. 1.2.2 Queste due linee guida più aggiornate descrivono in dettaglio la diagnosi, la gestione e la prevenzione per i pazienti con DFU con particolare attenzione a (1) infezione, (2) malattie delle arterie periferiche, (3) cura delle ferite e interventi chirurgici e (4) scarico e rischi riduzione. Sono stati inoltre forniti suggerimenti per i farmaci appropriati per i pazienti con varie caratteristiche cliniche. Tuttavia, oltre a trattare le infezioni acute e l'ischemia degli arti, la guarigione ottimale di un'ulcera del piede richiede il trattamento dei complessi eventi biologici e molecolari della migrazione e proliferazione cellulare, della deposizione della matrice extracellulare, del rimodellamento e della microcircolazione tissutale. Questo è il motivo per cui la prognosi per i pazienti con DFU è ancora insoddisfacente, in tutto il mondo. Sono quindi necessari nuovi trattamenti per fornire una migliore guarigione dei tessuti nei pazienti con diabete. Sfortunatamente, i recenti risultati di nuovi trattamenti ben progettati per i pazienti con DFU sono stati deludenti.

2. Il ruolo della nutrizione nella guarigione delle ferite La relazione tra nutrizione e guarigione delle ferite, sia dopo un infortunio che dopo un intervento chirurgico, è stata riconosciuta per secoli ed è noto che un adeguato apporto di carboidrati, grassi e proteine ​​è necessario affinché la guarigione avvenga. Il fallimento della ferita, come evidenziato dalle infezioni della ferita e/o dalla guarigione ritardata, contribuisce in modo significativo all'onere finanziario imposto ai sistemi sanitari di tutto il mondo.

   2.1. Patogenesi molecolare della guarigione delle ferite diabetiche Negli individui sani, la guarigione delle ferite richiede il mantenimento di segnali multipli (citochine e chemochine) rilasciati da cheratinociti, fibroblasti, cellule endoteliali, macrofagi e piastrine. Durante l'ipossia indotta dalla ferita, il VEGF rilasciato da macrofagi, fibroblasti e cellule epiteliali induce l'ossido nitrico sintasi (NOS) con conseguente aumento dei livelli di ossido nitrico (NO).

   2.2. Ruolo della nutrizione nella guarigione delle ferite nei pazienti con diabete Gli studi hanno dimostrato che i cambiamenti nel metabolismo energetico, dei carboidrati, delle proteine, dei grassi, delle vitamine e dei minerali influenzano il processo di guarigione12. La perdita di proteine ​​dovuta alla malnutrizione proteico-calorica, la forma più comune di malnutrizione, porta a una diminuzione della resistenza alla trazione della ferita, a una diminuzione della funzione delle cellule T, a una diminuzione dell'attività fagocitica e a una diminuzione dei livelli di complemento e di anticorpi, diminuendo infine la capacità del corpo di difendere la ferita contro l'infezione.

   Inoltre, il ferimento aumenta i tassi metabolici, i livelli di catecolamine, la perdita di acqua corporea totale e il turnover proteico cellulare, determinando uno stato generale di catabolismo.

   I pazienti con diabete hanno una capacità significativamente ridotta di guarire le ferite e, pertanto, mostrano un aumento dei tassi di complicanze rispetto alle loro controparti euglicemiche. I meccanismi all'opera sono multifattoriali e devono essere ulteriormente verificati. Prove recenti hanno dimostrato che i pazienti con diabete mostrano una ridotta risposta infiammatoria precoce e l'inibizione delle attività dei fibroblasti e delle cellule endoteliali. Successivamente, quando le cellule infiammatorie alla fine arrivano nel sito della lesione, iniziano una fase infiammatoria prolungata che si traduce in un ritardo nella deposizione dei componenti della matrice, nel rimodellamento della ferita e nella chiusura. Inoltre, l'iperglicemia interferisce con il trasporto cellulare dell'acido ascorbico nei fibroblasti e nei leucociti e diminuisce la chemiotassi leucocitaria. Inoltre, i pazienti con diabete sono più suscettibili alle infezioni2 a causa della ridotta resistenza dell'ospite e della capacità di fagocitosi.

3. I dati preliminari evidenziano il ruolo della L-arginina nella guarigione delle ferite nei pazienti con DFU Nel nostro centro del piede diabetico, abbiamo costantemente osservato che un livello di albumina sierica inferiore è un fattore di rischio indipendente per l'amputazione degli arti inferiori (LEA) . Inoltre, abbiamo identificato un'associazione tra lo stato nutrizionale e gli esiti del trattamento nei pazienti con DFU pericolosa per gli arti. Utilizzando gli strumenti Mini Nutritional Assessment (MNA) e Geriatric Nutritional Risk Index (GNRI), abbiamo confermato un'alta prevalenza di problemi nutrizionali tra questi pazienti. Abbiamo inoltre identificato che lo stato nutrizionale dei pazienti era un predittore indipendente per gli esiti del trattamento acuto.

Più recentemente, abbiamo analizzato l'effetto delle molecole metabolomiche e le caratteristiche cliniche e della ferita sugli esiti a 1 anno della guarigione della ferita in pazienti con ulcera del piede pericolosa per gli arti.