Metabolomik och sårläkning vid diabetes

Sårläkningens dysfunktion vid diabetes involverar flera läkningsprocesser genom minskade inflammatoriska svar och fördröjd avsättning av matriskomponenter, ombyggnad av sår och stängning. Dessutom ökar hyperglykemi infektionskänsligheten hos sår. De sår som noteras vid den distala delen av kroppen, diabetiska fotsår, har mer betydande effekter kliniskt och socioekonomiskt jämfört med skador från operation eller trycksår.

1. Uppmaning till nya behandlingar hos patienter med diabetiska fotsår:

   1.1. Fakta: Diabetiskt fotsår (DFU) är en stor komplikation av diabetes som kan leda till förlust av extremiteter och för tidig död. Enligt en rapport från International Diabetes Federation 2017 är DFU också den vanligaste orsaken till sjukhusvistelse för patienter med diabetes.

   I Taiwan läggs 1 % av patienterna med diabetes in på sjukhus för behandling av DFU årligen. Men med tanke på att amputationsfrekvensen i lägre extremiteter (LEA) är cirka 30 %, är behandlingsresultaten uppenbarligen otillfredsställande.

   1.2. Standardbehandling för DFU 1.2.1 Under 2016 bildade vi en Taiwans nationell arbetsgrupp för diabetisk fot under godkännande av Diabetes Association of the Republic of China och publicerade därefter en diabetisk fotriktlinje i Taiwan 2017 (ISBN 978-986-82436- 8-2). Dessutom deltog jag i skrivandet av en klinisk fotvårdsriktlinje som släpptes 2017 av International Diabetes Federation. 1.2.2 Dessa två mest uppdaterade riktlinjer beskriver diagnos, hantering och förebyggande av patienter med DFU med specifikt fokus på (1) infektion, (2) perifera artärsjukdomar, (3) sårvård och kirurgisk ingrepp och (4) avlastning och risker minskning. Förslag på lämpliga mediciner för patienter med olika kliniska egenskaper gavs också. Icke desto mindre, förutom att behandla akuta infektioner och extremitetsischemi, kräver den optimala läkningen av ett fotsår behandling av de komplexa biologiska och molekylära händelserna av cellmigration och -proliferation, och av extracellulär matrisavsättning, remodellering och vävnadsmikrocirkulation. Det är därför prognosen för patienter med DFU fortfarande är otillfredsställande, över hela världen. Nya behandlingar behövs därför för att ge bättre vävnadsläkning hos patienter med diabetes. Tyvärr har de senaste resultaten av väldesignade nya behandlingar för patienter med DFU varit en besvikelse.

2. Näringens roll i sårläkning Förhållandet mellan näring och sårläkning, vare sig det är efter skada eller kirurgiskt ingrepp, har erkänts i århundraden och tillräckligt intag av kolhydrater, fett och protein är känt för att vara nödvändigt för att läkning ska ske. Sårsvikt, vilket återspeglas av sårinfektioner och/eller försenad läkning, bidrar väsentligt till den ekonomiska bördan som läggs på hälso- och sjukvårdssystemen över hela världen.

   2.1. Molekylär patogenes för diabetisk sårläkning Hos friska individer kräver sårläkningen underhåll av flera signaler (cytokiner och kemokiner) som frisätts av keratinocyter, fibroblaster, endotelceller, makrofager och blodplättar. Under sårinducerad hypoxi inducerar VEGF frisatt av makrofager, fibroblaster och epitelceller kväveoxidsyntas (NOS) vilket resulterar i en ökning av kväveoxidnivåer (NO).

   2.2. Näringens roll i sårläkning hos patienter med diabetes Studier har visat att förändringar i energi-, kolhydrat-, protein-, fett-, vitamin- och mineralmetabolism påverkar läkningsprocessen12. Förlust av protein på grund av protein-kalori undernäring, den vanligaste formen av undernäring, leder till minskad sårdragstyrka, minskad T-cellsfunktion, minskad fagocytisk aktivitet och minskade komplement- och antikroppsnivåer, vilket i slutändan minskar kroppens förmåga att försvara såret. mot infektion.

   Dessutom ökar skador metaboliska hastigheter, katekolaminnivåer, förlust av totalt kroppsvatten och cellulär proteinomsättning, vilket resulterar i ett övergripande tillstånd av katabolism.

   Patienter med diabetes har en signifikant försämrad förmåga att läka sår och uppvisar därför ökade komplikationsfrekvenser jämfört med deras euglykemiska motsvarigheter. Mekanismerna i arbetet är multifaktoriella och behöver verifieras ytterligare. Nya bevis har visat att patienter med diabetes uppvisar ett minskat tidigt inflammatoriskt svar och hämning av fibroblast- och endotelcellsaktiviteter. Därefter, när inflammatoriska celler så småningom anländer till platsen för skadan, initierar de en förlängd inflammatorisk fas som resulterar i försenad avsättning av matriskomponenter, ombyggnad av sår och stängning. Dessutom stör hyperglykemi den cellulära transporten av askorbinsyra till fibroblaster och leukocyter och minskar leukocytkemotaxi. Dessutom är patienter med diabetes mer mottagliga för infektion2 på grund av minskad värdresistens och fagocytosförmåga.

3. Preliminära data belyser L-arginins roll i sårläkning hos patienter med DFU I vårt diabetesfotcenter har vi konsekvent observerat att en lägre serumalbuminnivå är en oberoende riskfaktor för amputation i lägre extremiteter (LEA). Dessutom identifierade vi ett samband mellan näringsstatus och behandlingsresultat hos patienter med extremitetshotande DFU. Med hjälp av verktygen Mini Nutritional Assessment (MNA) och Geriatric Nutritional Risk Index (GNRI) bekräftade vi en hög förekomst av näringsproblem bland dessa patienter. Vi identifierade vidare att patienternas näringsstatus var en oberoende prediktor för akuta behandlingsresultat.

På senare tid analyserade vi effekten av metabolomiska molekyler och kliniska egenskaper och såregenskaper på 1-årsresultaten av sårläkning hos patienter med extremitetshotande fotsår.