Hydroksylfrie radikale tilknyttede effekter av SGLT-2-hemmere i diabetes type 2

Distal symmetrisk polyneuropati (DSPN) er en av de vanligste mikrovaskulære komplikasjonene av type 2 -diabetes mellitus (T2D), noe som påvirker omtrent 50% av pasientene i løpet av sykdommen. Denne komplekse lidelsen involverer både metabolske og vaskulære fornærmelser som fører til nervefiberskader med hyperglykemi-drevet oksidativt stress, redusert nerveblodstrøm og kronisk subklinisk betennelse som bidrar til patogenesen.

Tilstedeværelsen av DSPN svekker også livskvalitet og er også assosiert med økt dødelighet.

Til tross for at de oppnådde optimal glykemisk kontroll, utvikler diabetisk nevropati ofte på grunn av multifaktoriell påvirkning, inkludert kronisk oksidativt stress og mikrovaskulær skade. Tradisjonelle terapier har fokusert på symptomatisk lettelse, for eksempel smertebehandling med krampestillende midler eller antidepressiva, og på forsøk på å bremse sykdomsprogresjonen ved å målrette hyperglykemi. Følgelig kan nye intervensjoner som tar for seg ytterligere patogene faktorer, inkludert oksidativt stress, gi forbedrede kliniske utfall i DSPN. I etiologien til diabetisk nevropati spiller oksidativt stress en betydelig rolle.

Under fysiologiske forhold hydroksyleres fenylalanin enzymatisk i para-posisjonen, og produserer para-tyrosin. Under forhold med økt oksidativt stress, for eksempel under hydroksylradikal (• OH) -angrep, kan fenylalanin imidlertid være feilhydroksylert i orto- og metaposisjonene, noe -Tyr). Disse atypiske tyrosinisomerer er vanligvis ubetydelige i friske tilstander; Dermed fungerer deres forhøyede nivåer eller økte unormale forhold som sensitive biomarkører for hydroksylradikalmediert oksidativ skade, noe som kan være spesielt relevant ved kroniske sykdommer assosiert med vedvarende oksidativt stress. Gitt disse oksidative stressveiene, har alfa-lipoic acid (ALA) blitt undersøkt som en antioksidantbehandling som først og fremst retter seg mot fri radikal produksjon.

ALA har blitt brukt som en parallell eller tilleggsmetode til eksisterende glykemiske styringsstrategier, med kortsiktige studier som viser signifikante forbedringer i nerveledningshastighet og nevropatiske symptomer. Samtidig kan ALA -terapi som en systemisk antioksidantbehandling, samtidig ha en gunstig effekt på de kardiovaskulære harde endepunktene, slik vi tidligere beviste.

Mens ALA-terapi understreker viktigheten av å takle oksidative mekanismer, er natrium-glukosekotransporter-2 (SGLT-2) hemmere for tiden under undersøkelse for potensielt bredere beskyttende effekter.

SGLT-2-hemmere utøver sin primære effekt i den proksimale tubulen i nyren ved å blokkere reabsorpsjonen av glukose og natrium, noe som resulterer i insulinuavhengig glykemisk kontroll gjennom forbedret uringlukoseutskillelse. Denne prosessen induserer en mild osmotisk diuresis og natriuresis, og reduserer dermed blodvolumet og fører til klinisk relevant reduksjon i blodtrykk, typisk i området 2-5 mmHg. I tillegg har SGLT-2-hemmere vist seg å dempe oksidativt stress og betennelse, dvs. mekanismer som kan understreke kardiovaskulære og nyrebeskyttende effekter observert.

Dyreforsøk har bekreftet forbedret nerveledningsunderskudd og forebygging av intraepidermal nervefibertap med SGLT-2-hemming i diabetiske rottemodeller, antagelig gjennom redusert glykemisk variabilitet, forbedret mikrovaskulær funksjon og modulering av hydroksylradikale veier.

Store kardiovaskulære studier (f.eks. EMPA-reg, lerret, erklærer) har først og fremst fokusert på kardiovaskulære endepunkter i stedet for nevropati-spesifikke beregninger. I en post hoc-analyse av EMPA-REG-utfall ble endringer i hematokrit alene estimert til å utgjøre omtrent 52% av Empagliflozins kardiovaskulære fordel.

Selv om andre store SGLT-2-hemmerforsøk (Deklare-Timi 58, Canvas, EMPA-Kidney) ikke ga en sammenbrudd på lignende prosentandel, rapporterte de hver hematokrit forhøyninger som kan gjenspeile en mulig erytropoietin-lignende effekt-en effekt som ble videre fremhevet i DAPA -CKD, hvor økt hematokrit ble antatt å være en nøkkelfaktor i de nefrobeskyttende fordelene med stoffet.

På den annen side beviste en liten, mekanistisk studie en midlertidig forhøyelse av erytropoietin-serumnivået ved bruk av canagliflozin, som bare var til stede i de første 4 ukene av SGLT-2-terapi, mens økningen av hematokrit ble forlenget i hele, 12 uker lang behandlingsperiode. Selv om det er andre studier som enten antyder lengre varighet av erytropoietinheving selv i 12 uker av Empagliflozin, eller ingen økning av det etter 24 uker av dapagliflozin, bekreftet begge forsøkene en beholdt økning i RBC-parametere for hele behandlingsperioden av SGLT-2 hemmere.

Til denne datoen har imidlertid få studier systematisk evaluert den kortsiktige nevrobeskyttende effekten av SGLT-2-hemmere sammen med endringer i hydroksylradikale markører og RBC-parametere i en enkelt kohort.

Spesielt demonstrerte en omfattende systematisk gjennomgang og metaanalyse av Kandeel, som involverte seks menneskelige studier og totalt 5 312 diabetespasienter, at SGLT-2-hemmere moderat forbedret diabetisk perifere nevropati-symptomer, inkludert forbedret sensorisk og motorisk nerveledningshastighet og potensielle autonome stabilisering .

Til støtte for disse funnene har Ishibashi et al. rapporterte at tre års SGLT-2-hemmerterapi hos pasienter med beskjedent kontrollert type 2-diabetes forbedret nevropatiutfall betydelig og reduserte nefropati-progresjonen. I tillegg understreker nyere perspektiver at tidlig intervensjon og adressering av flere metabolske faktorer kan stabilisere seg eller til og med reversere nerveskader i DSPN, og kortsiktige kliniske bevis viser at empagliflozin kan forbedre elektrofysiologiske parametere, redusere oksidative stressmarkører og moderat neuropatiske symptomer i type 2 2 Diabetespasienter.

Disse funnene peker på mekanismer som strekker seg utover glykemisk kontroll, som omfatter RBC-dannelse, endringer i hydroksylradikale metabolitter (som orto- og metasin) og nyrehemodynamikk.

Gitt disse oppmuntrende dataene, testet vi en 4-ukers intervensjon for å fange opp umiddelbare RBC- og hydroksylradikale endringer samt tidlige nevropatiske skift.

Gitt den begrensede effekten av eksisterende behandlinger, er disse potensielle beskyttelseseffektene spesielt fremtredende i sammenheng med diabetisk nevropati's kompleksitet og ved direkte eller indirekte reduserende oksidativt stress og påvirkning av traséer som ligger til grunn for nerveskader, kan SGLT-2-hemmere innkoble et paradigmeforskyvning i de styring av denne utfordrende komplikasjonen.

På denne bakgrunnen fokuserer vår studie på å evaluere de kortsiktige effektene av SGLT-2-hemmer (dapagliflozin eller empagliflozin) terapi på diabetisk nevropati-relaterte tiltak, hydroksylradikale markører, abnormal albuminuria og RBC-parametere på pasienter med pasienter med typ 2-diabetes marg-parametere på pasienter med pasienter med pasienter med typ 2-diabetes marg-parametere på pasienter med pasienter med typ 2-diabetes marametere på pasienter med type 2-diabetes marametere på diabetin-diabetes marametere på pasienter med type 2-diabetin. . Spesifikt tar vi sikte på å avgjøre om en fire ukers SGLT-2-hemmerterapi kan gi målbare endringer i nevropatisk funksjon blant T2D-pasienter med tidlige eller milde avvik og å gjennomgå hvordan skift i hydroksylradikale markører forholder seg til disse kliniske og laboratoriefunnene.

Materialer og metoder

Studiepopulasjon, inkludering/eksklusjonskriterier Totalt ble 40 voksne T2D -pasienter registrert til studien. Kvalifiserte deltakere inkluderte de som, i tillegg til å administrere et eksisterende antidiabetisk regime, bestemte den behandlende legen seg for å sette i gang SGLT-2-hemmerterapi (Empagliflozin eller Dapagliflozin) basert på standard kliniske indikasjoner.

Studien inkluderte T2D -pasienter i alderen 18 til 75 år med HBA1c <10% og EGFR> 30 ml/min/1,73 M2. Av de 40 pasientene rapporterte ingen smertefull nevropati (DN4 -spørreskjema), 9 viste nevropatiske sensoriske symptomer (NTSS -spørreskjema), og 9 viste tap av beskyttende sensasjon (monofilament test). I følge nevropatihemmingspoeng (NDS) hadde 14 pasienter mild nevropati, 16 hadde moderat nevropati, og 4 hadde alvorlig nevropati, noe som indikerte at de fleste pasienter hadde eksisterende asymptomatisk nevropati. Pasientene ble ekskludert i tilfelle de hadde nevropatier av ikke-diabetisk etiologi (dvs. arvelig, medikament- eller toksinindusert, ubehandlet hypotyreose, folatmangel (under 3,9 ug/L), vitamin B12-mangel (under 200 ng/L), avansert Lever -nyresykdom som ikke oppfyller inkluderingskriteriene, autoimmun sykdom, malignitet, eller hvis de var engasjert i regelmessig overdreven alkoholforbruk (mer enn to enheter hos menn og mer enn en enhet per dag hos kvinner - en enhet ble definert som 15 g av ren alkohol). Pasienter med alvorlig perifer arteriell sykdom, en historie med fotsår eller tilbakevendende kjønnsinfeksjoner ble også ekskludert.

Studiedesign og mål Denne prospektive, åpne en-armen kliniske studien hadde som mål å undersøke de kortsiktige effektene av natrium-glukosekotransporter-2 (SGLT-2) hemmere på distale symmetriske diabetiske polyneuropati, hydroksylradikalmarkører, og relatert hematologisk og nyreparametere hos pasienter med type 2 diabetes mellitus (T2D). Begrunnelsen var basert på den antatte mekanismen der utover deres glukosesenkende effekt, SGLT-2-hemmere kan påvirke hydroksylradikal markørdannelse og derved forbedre mikrovaskulære komplikasjoner. Dette inkluderer potensielle fordeler på Red Blood Cell (RBC) -parametere, unormal albuminuri og diabetisk nevropati i tidlig stadium. Den primære hypotesen var at kortvarig SGLT-2-hemmerterapi ville dempe hydroksylfrie radikale veier spesifikt tyrosinmetabolittforhold ledsaget av forbedrede nevropatiske målinger og RBC-relaterte indekser.

Intervensjon og studieprotokoll Alle deltakere gjennomgikk en grunnleggende vurdering (uke 0) etterfulgt av en oppfølgingsevaluering etter 4 ukers SGLT-2-hemmerterapi. Dosen og valget av SGLT-2-hemmer ble bestemt av det kliniske teamet basert på standardbehandlingsindikasjoner. Ingen ytterligere inngrep ble pålagt av studien.

Datainnsamling og spørreskjemaer deltakerne fullførte livsstils- og medisineringsspørreskjemaer ved baseline, og dokumenterte kosthold, trening, røyking og alkoholvaner, samtidig medisiner og komorbiditeter. Den nevropatiske totale symptomscore (NTSS) og DN4 -spørreskjemaene ble administrert for å evaluere subjektive nevropatiske klager.

Nevropatiske vurderinger Nevropatievaluering ble utført ved nevropati-sentrum av 2. Department of Medicine and Nephrology-Diabetes Center, University of Pécs Medical School, ved bruk av CA-12-programvarebasert system (MSB-Met Ltd., Balatonfüred, Ungarn). Kvantitativ sensorisk testing ble utført for å måle gjeldende persepsjonsterskler (CPT) ved tre frekvenser (2000 Hz, 250 Hz og 5 Hz) på både median og peroneal nerve, noe som ga innsikt i stor myelinert (2000Hz Aβ), mellomstor myelinert (250Hz Aδ) og unmyelined (5Hz C) Små fibre fungerer. CPT -verdier under normalområdet indikerer hyperestesi, og verdier over normalt område indikerer hypoestesi.

Ytterligere kliniske undersøkelser ble utført for distal symmetrisk polyneuropati (DSPN):

1. Dyp senrefleks -testing, og 128 Hz kalibrert tuninggaffel (vibrasjon) for stor fiberdysfunksjon, og
2. Pinprick (smerter) og temperaturoppfatning for små fiberdysfunksjon. 10 g monofilament (beskyttende sensasjon) evaluering for risikoen for å utvikle fotsår DSPN er en av de vanligste komplikasjonene hos pasienter med diabetes type 2 (T2D), selv med godt kontrollert glykemi. DSPN kan påvirke enten små eller store nervefibre eller en kombinasjon av både på en lengdeavhengig måte, i en "strømpehansk" -fordeling.

Laboratoriemålinger Blod- og urinprøver ble samlet ved baseline og i uke 4. Ingen ekstra venipunktur utover rutinemessig prøvetaking var nødvendig; Omtrent 10 ml blod ble oppnådd for forskningsformål.

Rutinemessige parametere HbA1c ble målt i uke 0. Serum fruktosamin, fastende glukose og seruminsulin ble målt ved både uke 0 og uke 4. Serumkreatinin og estimert glomerulær filtreringshastighet (EGFR) ble vurdert i uke 0 og uke 4. Serum bilirubin , AST, ALT, GGT, ALP, LDH, INR, serum total protein, albumin, totalt kolesterol, HDL, LDL, urinsyreserumjern, transferrin, transferrinmetning og ferritin ble målt i uke 0, mens triglyserider, serumsodium, serum, serumsodium, serumsatium, serum, serumsatriat, i uke 0, mens triglyserider, serumsodium, serum, serum, serum, serum, serum, serum, serum, serumsatriat, serum, triglyser, serumsatrin, serum, serum, serum, serum, serum, serum, serum, serum, serum, serum, serum,. Kalium, erytrocytsedimenteringshastighet (ESR), C-reaktivt protein (CRP) og urinalbumin og kreatinin ble målt både i uke 0 og uke 4.

Hydroksylfrie radikale markører for å utforske den hydroksylfrie radikale banen og dens kobling til nevropati, RBC-formasjon og nyreparametere ble markører målt ved baseline og i uke 4. serum og urinfenylalanin (Phe), para-tyrosin (P- Tyr), meta-tyrosin (M-Tyr), og orto-tyrosin (O-Tyr), ble kvantifisert ved høy ytelse flytende kromatografi (HPLC). I tillegg til de direkte konsentrasjonene av disse metabolittene, ble følgende forhold beregnet for å karakterisere endringer i det oksidative miljøet under SGLT-2-hemmerterapi: 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, så vel som alle tilsvarende serum- og urinverdier. Dette omfattende panelet med hydroksyleringsprodukter og avledede forhold som hadde som mål å gi en detaljert vurdering av hydroksylfrie radikal aktivitet og dens potensielle innflytelse på diabetiske komplikasjoner.

Ytterligere beregninger Homeostase-modellvurderingen av insulinresistens (HOMA-IR) ble beregnet for å vurdere insulinfølsomhet. Endringer i urinalbumin/kreatininforhold (ACR) og korrelasjoner med gjeldende persepsjonsgrense (CPT) parametere ble også evaluert gjennom hele studien.

Nevropati -funksjonshemmingspoeng (NDS) ble beregnet ved bruk av en standardisert klinisk undersøkelsesmetode. Denne vurderingen evaluerer ankelreflekser, vibrasjonsfølelse, pin-prick-sensasjon og temperaturfølelse ved stortåen. Den maksimale totale poengsummen er 10, kategorisert som følger:

3-5 poeng: Mild nevropati 6-8 poeng: Moderat nevropati 9-10 poeng: Alvorlig nevropati

Høy ytelse væskekromatografi (HPLC) analyserer venøst ​​blod ble tatt fra pasienter til naturlige rør under rutinemessig blodprøvetaking. Serum ble ekstrahert ved sentrifugering og ble lagret ved -80 ° C i påvente av videre undersøkelse. Deretter ble 125 ul triklor-eddiksyre (TCA) tilsatt til 500 ul serum, deretter ble prøver inkubert på is i 30 minutter. Etterpå ble bunnfall separert ved sentrifugering og supernatant ble filtrert ved bruk av et 0,2 um sprøytefilter (Millipore Inc.). Supernatant ble lagret ved -80 ° C inntil det gjennomgikk videre prosess eller ble umiddelbart analysert ved HPLC. HPLC-analyse ble utført ved bruk av en Shimadzu Class LC-10 ADVP HPLC-enhet (Shimadzu Manufacturing Inc., USA). En 20 ul filtrat ble injisert på en licrospher-C18 silikakolonne (Merck). Ulike aminosyrer og isomerer: fenylalanin (PHE), para-tyrosin (p-Tyr), meta-tyrosin (M-Tyr), orto-tyrosin (O-Tyr) ble påvist ved bruk av deres autofluorescens. P-, M-, O-Tyr ble målt ved 275 nm eksitasjon og 305 nm emisjon, mens Phe ble evaluert ved 258 nm eksitasjon og 288 nm utslipp ved bruk av en Shimadzu RF-10AXL fluorescerende detektor. En isokratisk strømning av elueringsmidlet som inneholdt 1% eddiksyre, 1% natriumacetat og 98% destillert vann ble utført. For bestemmelse av konsentrasjonene av forskjellige aminosyrer og isomerer ble eksterne standarder brukt.

Statistisk analysedata ble analysert av en biostatistiker ved bruk av passende metoder for sammenkoblede sammenligninger, samt korrelasjons- og regresjonsanalyser for å identifisere potensielle prediktorer for endring i nevropati, hydroksylradikale og metabolske parametere. Undergruppeanalyser gjennomgikk pasienter med unormale baseline CPT-verdier for å skille om SGLT-2-hemmerterapi kan gi større nevrologiske fordeler hos de med eksisterende nevropatiske endringer. Distribusjon av parametere ble testet ved bruk av Kolmogorov-Smirnovs normalitetstest. Endringer av parametere mellom baseline og uke 4 ble sammenlignet ved bruk av sammenkoblet prøve t -test.

Korrelasjonsanalyser ble utført av Pearsons (normalfordeling) eller Spearmans Rho (ikke-normal distribusjon) tester. Lineære regresjonsmodeller med trinnvis metode ble etablert for å evaluere prediktorer for nevropati, RBC -parametere og albuminuri. Den statistiske pakken for Social Sciencies (SPSS) versjon 28 (IBM, Armonk, New York, USA) ble brukt til statistiske analyser. En 'P' verdi under 0,05 ble betraktet som statistisk signifikant.

Oppsummert ble metodene designet for å undersøke om kortvarig SGLT-2-hemmerterapi, ved å redusere hydroksylfrie radikaler og forbedre RBC-indekser og unormal albuminuri, kan også gi målbare forbedringer i diabetisk nevropatisk funksjon og relaterte hydroksylfrie radikaler.