Metabolomika i gojenie ran w cukrzycy

Dysfunkcja gojenia się ran w cukrzycy obejmuje wiele procesów gojenia poprzez osłabioną odpowiedź zapalną i opóźnione odkładanie składników macierzy, przebudowę rany i zamknięcie. Ponadto hiperglikemia zwiększa podatność ran na infekcje. Rany odnotowane w dystalnej części ciała, owrzodzenia stopy cukrzycowej, mają bardziej znaczący wpływ kliniczny i społeczno-ekonomiczny w porównaniu z urazami chirurgicznymi lub odleżynami.

1. Zapotrzebowanie na nowe metody leczenia pacjentów z owrzodzeniami stopy cukrzycowej:

   1.1. Fakty: Cukrzycowe owrzodzenie stopy (ZSC) jest głównym powikłaniem cukrzycy, które może prowadzić do utraty kończyny i przedwczesnej śmierci. Według raportu International Diabetes Federation z 2017 roku ZSC jest również najczęstszą przyczyną hospitalizacji pacjentów z cukrzycą.

   Na Tajwanie co roku 1% pacjentów z cukrzycą jest przyjmowanych do szpitala w celu leczenia ZSC. Biorąc jednak pod uwagę, że odsetek amputacji kończyn dolnych (LEA) wynosi około 30%, wyniki leczenia są oczywiście niezadowalające.

   1.2. Standardowe leczenie ZSC 1.2.1 W 2016 roku utworzyliśmy tajwańską krajową grupę roboczą ds. stopy cukrzycowej na mocy upoważnienia Stowarzyszenia Diabetologicznego Republiki Chińskiej, a następnie opublikowaliśmy wytyczne dotyczące stopy cukrzycowej na Tajwanie w 2017 r. (ISBN 978-986-82436- 8-2). Ponadto brałam również udział w pisaniu wytycznych dotyczących klinicznej pielęgnacji stóp wydanych w 2017 roku przez International Diabetes Federation. 1.2.2 Te dwa najbardziej aktualne wytyczne szczegółowo opisują diagnostykę, postępowanie i zapobieganie pacjentom z ZSC, ze szczególnym uwzględnieniem (1) zakażenia, (2) chorób tętnic obwodowych, (3) leczenia ran i interwencji chirurgicznej oraz (4) odciążenia i ryzyka zmniejszenie. Przedstawiono również sugestie dotyczące odpowiednich leków dla pacjentów o różnej charakterystyce klinicznej. Niemniej jednak, oprócz leczenia ostrych infekcji i niedokrwienia kończyn, optymalne wyleczenie owrzodzenia stopy wymaga leczenia złożonych procesów biologicznych i molekularnych, takich jak migracja i proliferacja komórek oraz odkładanie się macierzy zewnątrzkomórkowej, przebudowa i mikrokrążenie tkankowe. Z tego powodu rokowania dla pacjentów z ZSC są wciąż niezadowalające na całym świecie. Potrzebne są zatem nowe metody leczenia, aby zapewnić lepsze gojenie się tkanek u pacjentów z cukrzycą. Niestety, ostatnie wyniki dobrze zaprojektowanych nowych metod leczenia pacjentów z ZSC są rozczarowujące.

2. Rola odżywiania w gojeniu się ran Związek między odżywianiem a gojeniem się ran, czy to po urazie, czy po interwencji chirurgicznej, jest znany od wieków i wiadomo, że odpowiednie spożycie węglowodanów, tłuszczów i białek jest niezbędne do zagojenia. Niewydolność rany, przejawiająca się infekcjami rany i/lub opóźnionym gojeniem, znacząco przyczynia się do obciążenia finansowego systemów opieki zdrowotnej na całym świecie.

   2.1. Molekularna patogeneza gojenia się ran cukrzycowych U zdrowych osób gojenie się ran wymaga utrzymania wielu sygnałów (cytokin i chemokin) uwalnianych przez keratynocyty, fibroblasty, komórki śródbłonka, makrofagi i płytki krwi. Podczas niedotlenienia wywołanego raną VEGF uwalniany przez makrofagi, fibroblasty i komórki nabłonka indukuje syntazę tlenku azotu (NOS), co powoduje wzrost poziomu tlenku azotu (NO).

   2.2. Rola żywienia w gojeniu się ran u pacjentów z cukrzycą Badania wykazały, że zmiany w metabolizmie energii, węglowodanów, białek, tłuszczów, witamin i minerałów wpływają na proces gojenia12. Utrata białka z powodu niedożywienia białkowo-kalorycznego, najpowszechniejszej formy niedożywienia, prowadzi do zmniejszenia wytrzymałości rany na rozciąganie, osłabienia funkcji limfocytów T, zmniejszenia aktywności fagocytarnej oraz zmniejszenia poziomu dopełniacza i przeciwciał, ostatecznie zmniejszając zdolność organizmu do obrony rany przed infekcją.

   Ponadto zranienie zwiększa tempo metabolizmu, poziom katecholamin, utratę całkowitej wody w organizmie i obrót białkami komórkowymi, co prowadzi do ogólnego stanu katabolizmu.

   Pacjenci z cukrzycą mają znacznie upośledzoną zdolność gojenia się ran, a zatem wykazują zwiększoną częstość powikłań w porównaniu z ich rówieśnikami z euglikemią. Mechanizmy działania są wieloczynnikowe i wymagają dalszej weryfikacji. Ostatnie dowody wykazały, że pacjenci z cukrzycą wykazują zmniejszoną wczesną odpowiedź zapalną oraz hamowanie aktywności fibroblastów i komórek śródbłonka. Następnie, gdy komórki zapalne w końcu dotrą do miejsca urazu, inicjują przedłużoną fazę zapalną, która powoduje opóźnione odkładanie składników macierzy, przebudowę rany i zamknięcie. Ponadto hiperglikemia zakłóca transport komórkowy kwasu askorbinowego do fibroblastów i leukocytów oraz zmniejsza chemotaksję leukocytów. Ponadto pacjenci z cukrzycą są bardziej podatni na infekcje2 z powodu zmniejszonej odporności gospodarza i zdolności fagocytozy.

3. Wstępne dane podkreślają rolę L-argininy w gojeniu się ran u pacjentów z ZSC W naszym ośrodku leczenia stopy cukrzycowej konsekwentnie obserwujemy, że niższy poziom albumin w surowicy jest niezależnym czynnikiem ryzyka amputacji kończyn dolnych (LEA). Ponadto zidentyfikowaliśmy związek między stanem odżywienia a wynikami leczenia u pacjentów z DFU zagrażającą kończynie. Korzystając z narzędzi Mini Nutritional Assessment (MNA) i Geriatric Nutritional Risk Index (GNRI), potwierdziliśmy wysoką częstość występowania problemów żywieniowych wśród tych pacjentów. Ponadto stwierdziliśmy, że stan odżywienia pacjentów był niezależnym predyktorem ostrych wyników leczenia.

Niedawno przeanalizowaliśmy wpływ cząsteczek metabolomicznych oraz charakterystyki klinicznej i rany na roczne wyniki gojenia się ran u pacjentów z zagrażającym kończynie owrzodzeniem stopy.