Hydroxylfri radikalassocierade effekter av SGLT-2-hämmare i typ 2-diabetes

Distal symmetrisk polyneuropati (DSPN) är en av de vanligaste mikrovaskulära komplikationerna av typ 2 -diabetes mellitus (T2D), vilket påverkar cirka 50% av patienterna under deras sjukdom. Denna komplexa störning involverar både metaboliska och vaskulära förolämpningar som leder till nervfiberskador med hyperglykemi-driven oxidativ stress, minskat nervblodflöde och kronisk subklinisk inflammation som bidrar till dess patogenes.

Närvaron av DSPN försämrar livskvaliteten och är också förknippad med ökad dödlighet.

Trots att man uppnår optimal glykemisk kontroll fortskrider diabetisk neuropati ofta på grund av multifaktoriella påverkan, inklusive kronisk oxidativ stress och mikrovaskulär skada. Traditionella terapier har fokuserat på symtomatisk lättnad, såsom smärtbehandling med antikonvulsiva medel eller antidepressiva medel och på försök att bromsa sjukdomens progression genom att rikta in sig på hyperglykemi. Följaktligen kan nya interventioner som behandlar ytterligare patogena faktorer, inklusive oxidativ stress, erbjuda förbättrade kliniska resultat i DSPN. I etiologin för diabetisk neuropati spelar oxidativ stress en viktig roll.

Under fysiologiska förhållanden är fenylalanin hydroxylerad enzymatiskt vid para-positionen och producerar para-tyrosin. Under förhållanden med ökad oxidativ stress, till exempel under hydroxylradikal (• OH) attack, kan fenylalanin emellertid missupplösta vid orto- och metapositionerna, vilket ger upphov till orto-tyrosin (O-TYR) och meta-tyrosin (M -Tyr). Dessa atypiska tyrosinisomerer är vanligtvis försumbara i friska tillstånd; Således tjänar deras förhöjda nivåer eller ökade onormala förhållanden som känsliga biomarkörer för hydroxylradikalmedierad oxidativ skada, vilket kan vara särskilt relevant vid kroniska sjukdomar förknippade med ihållande oxidativ stress. Med tanke på dessa oxidativa stressvägar har alfa-lipoesyra (ALA) undersökts som en antioxidantbehandling som främst riktar sig till fri radikalproduktion.

ALA har använts som en parallell eller tilläggsmetod för befintliga glykemiska hanteringsstrategier, med kortvariga studier som visar betydande förbättringar i nervledningshastigheten och neuropatiska symtom. Samtidigt kan ALA -terapi som en systemisk antioxidantbehandling samtidigt ha en gynnsam effekt på de kardiovaskulära hårda slutpunkterna, som vi bevisade tidigare.

Medan ALA-terapi understryker vikten av att hantera oxidativa mekanismer, undersöks natrium-glukos cotransporter-2 (SGLT-2) hämmare för närvarande för potentiellt bredare skyddande effekter.

SGLT-2-hämmare utövar sin primära effekt i den proximala tubuli av njurarna genom att blockera reabsorptionen av glukos och natrium, vilket resulterar i insulinoberoende glykemisk kontroll genom förbättrad uringlukosutskillnad. Denna process inducerar en mild osmotisk diuresis och natriuresis, vilket minskar blodvolymen och leder till kliniskt relevanta minskningar i blodtrycket, vanligtvis i intervallet 2-5 mmHg. Dessutom har SGLT-2-hämmare visat sig mildra oxidativ stress och inflammation, dvs mekanismer som kan understryka de hjärt-skyddande och njurskyddande effekterna.

Djurförsök har bekräftat förbättrade nervledningsunderskott och förebyggande av intraepidermal nervfiberförlust med SGLT-2-hämning i diabetiska råttmodeller, förmodligen genom reducerad glykemisk variation, förbättrad mikrovaskulär funktion och modulering av hydroxylradikala vägar.

Stora kardiovaskulära studier (t.ex. EMPA-reg, duk, förklarar) har främst fokuserat på hjärt-kärlsändpunkter snarare än neuropati-specifika mätvärden. I en post hoc-analys av EMPA-REG-resultatet uppskattades förändringar i hematokrit enbart för att stå för cirka 52% av Empagliflozins kardiovaskulära fördel.

Även om andra huvudsakliga SGLT-2-hämmare-studier (Decare-Timi 58, Canvas, Empa-Kidney) inte gav en nedbrytning av liknande procentandel, rapporterade de var och en hematokrithöjningar som kan återspegla en möjlig erytropoietinliknande effekt-en effekt ytterligare markerad i DAPA -CKD, där ökad hematokrit ansågs vara en nyckelfaktor i de nefrotektiva fördelarna med läkemedlet.

Å andra sidan visade en liten, mekanistisk studie en tillfällig förhöjning av erytropoietinnivån med användning av canagliflozin, som endast var närvarande under de första fyra veckorna av SGLT-2-terapi, medan ökningen av hematokrit förlängdes under hela, 12 veckor Lång behandlingsperiod. Även om det finns andra studier antingen som tyder på längre varaktighet av erytropoietinhöjning även i 12 veckor av empagliflozin, eller ingen ökning av det vid 24 veckor av Dapagliflozin, verifierade båda studierna en behållen ökning av RBC-parametrar för hela behandlingsperioden med SGLT-2 hämmare.

Men till detta datum har få studier systematiskt utvärderat den kortvariga neurobeskyttande påverkan av SGLT-2-hämmare tillsammans med förändringar i hydroxylradikala markörer och RBC-parametrar i en enda kohort.

Noterbart visade en omfattande systematisk översyn och metaanalys av Kandeel, som involverade sex mänskliga studier och totalt 5 312 diabetespatienter, att SGLT-2-hämmare måttligt förbättrade diabetiska perifera neuropati symtom, inklusive förbättrade sensoriska och motoriska nederkonditioneringshastigheter och potentiella autonomiska stabilisering .

Till stöd för dessa resultat har Ishibashi et al. rapporterade att tre års SGLT-2-hämmareterapi hos patienter med blygsamt kontrollerad typ 2-diabetes förbättrade neuropatiska resultat signifikant och retarderade nefropati-progression. Dessutom betonar de senaste perspektiven att tidig intervention och adressering av flera metaboliska faktorer kan stabilisera eller till och med vända nervskador i DSPN och kortvariga kliniska bevis visar att empagliflozin kan förbättra elektrofysiologiska parametrar, minska oxidativa stressmarkörer och måttliga neuropatiska symtom i typ 2 diabetespatienter.

Dessa fynd pekar på mekanismer som sträcker sig utöver glykemisk kontroll, omfattande RBC-bildning, förändringar i hydroxylradikala metaboliter (såsom orto- och meta-tyrosin) och njurhemodynamik.

Med tanke på denna uppmuntrande data testade vi en 4-veckors intervention för att fånga omedelbar RBC och hydroxylradikalförändringar såväl som tidiga neuropatiska förändringar.

Med tanke på den begränsade effekten av befintliga behandlingar är dessa potentiella skyddande effekter särskilt framträdande i samband med diabetisk neuropati komplexitet och genom att direkt eller indirekt minska oxidativ stress och påverka vägar som ligger till grund för nervskador, kan SGLT-2-hämmare säga ett paradigmskifte i den Hantering av denna utmanande komplikation.

Against this background, our study focuses on evaluating the short-term effects of SGLT-2 inhibitor (dapagliflozin or empagliflozin) therapy on diabetic neuropathy-related measures, hydroxyl radical markers, abnormal albuminuria, and RBC-parameters in patients with type 2 diabetes mellitus . Specifikt syftar vi till att bestämma om en fyra veckors SGLT-2-hämmare-terapi kan ge mätbara förändringar i neuropatisk funktion bland T2D-patienter med tidiga eller milda avvikelser och att granska hur förändringar i hydroxylradikala markörer relaterar till dessa kliniska och laboratorieresultat.

Material och metoder

Studiepopulation, inkludering/uteslutningskriterier Totalt 40 vuxna T2D -patienter registrerades till studien. Berättigade deltagare inkluderade de för vilka, förutom att administrera någon befintlig antidiabetisk regim, beslutade den behandlande läkaren att initiera SGLT-2-hämmareterapi (empagliflozin eller dapagliflozin) baserat på kliniska standardindikationer.

Studien inkluderade T2D -patienter i åldern 18 till 75 år med HbA1c <10% och EGFR> 30 ml/min/1,73 m2. Av de 40 patienterna rapporterade ingen smärtsam neuropati (DN4 -frågeformulär), 9 uppvisade neuropatiska sensoriska symtom (NTSS -frågeformulär), och 9 visade förlust av skyddande sensation (monofilamenttest). Enligt Neuropathy Disability Score (NDS) hade 14 patienter mild neuropati, 16 hade måttlig neuropati och 4 hade allvarlig neuropati, vilket indikerade att de flesta patienter hade förekommande asymptomatisk neuropati. Patienter utesluts om de hade neuropatier av icke-diabetisk etiologi (d.v. Hepatisk njursjukdom uppfyller inte inkluderingskriterierna, autoimmun sjukdom, malignitet eller om de var engagerade i regelbunden överdriven alkoholkonsumtion (mer än två enheter hos män och mer än en enhet per dag hos kvinnor - en enhet som definierades som 15 g av ren alkohol). Patienter med svår perifer arteriell sjukdom, en historia av fotsår eller återkommande könsinfektioner utesluts också.

Studiedesign och mål Denna prospektiva, öppen etikett, enarmad klinisk studie syftade till att undersöka de kortvariga effekterna av natrium-glukos cotransporter-2 (SGLT-2) hämmare på distala symmetrisk polyneuropati, hydroxylradikalmarkörer och relaterade hematologiska och njurparametrar hos patienter med typ 2 -diabetes mellitus (T2D). Skälen baserades på den förmodade mekanismen där SGLT-2-hämmare, utöver deras glukos-sänkande effekt, kan påverka hydroxylradikalmarkörbildning och därmed förbättra mikrovaskulära komplikationer. Detta inkluderar potentiella fördelar på parametrar med röda blodkroppar (RBC), onormal albuminuri och diabetisk neuropati i tidigt stadium. Den primära hypotesen var att kortvarig SGLT-2-hämmarterapi skulle mildra hydroxylfria radikala vägar specifikt tyrosinmetabolitförhållanden åtföljda av förbättrade neuropatiska mätningar och RBC-relaterade index.

Interventions- och studieprotokoll Alla deltagare genomgick en baslinje (vecka 0) bedömning följt av en uppföljningsutvärdering efter 4 veckors SGLT-2-hämmareterapi. Dosen och valet av SGLT-2-hämmare bestämdes av det kliniska teamet baserat på standardbehandlingsindikationer. Inga ytterligare interventioner fick mandat av studien.

Datainsamling och frågeformulär Deltagare slutförde livsstils- och medicineringsfrågeformulär vid baslinjen, dokumenterade diet, träning, rökning och alkoholvanor, samtidiga mediciner och komorbiditeter. Den neuropatiska totala symptompoängen (NTSS) och DN4 -frågeformulär administrerades för att utvärdera subjektiva neuropatiska klagomål.

Neuropatiska bedömningar Neuropatiutvärdering utfördes vid Neuropathy Center of the 2nd Department of Medicine and Nefhrology-Diabetes Center, University of Pécs Medical School, med användning av CA-12-programvarubaserade system (MSB-Met Ltd., Balatonfüred, Ungern). Kvantitativ sensorisk testning genomfördes för att mäta aktuella uppfattningströsklar (CPT) vid tre frekvenser (2000 Hz, 250 Hz och 5 Hz) på både median- och peronealnerv, vilket ger insikt i stor myelinerad (2000Hz Ap), medelstora myelinerade (250Hz AΔ) och omnyelinerade (5Hz C) små fibrer. CPT -värden under det normala intervallet indikerar hyperestesi, och värden över det normala området indikerar hypestesi.

Ytterligare kliniska undersökningar genomfördes för distal symmetrisk polyneuropati (DSPN):

1. Djup senreflextestning och 128 Hz kalibrerade avstämningsgaffel (vibration) för stor fiberdysfunktion, och
2. Pinprick (smärta) och temperaturuppfattning för små fiberdysfunktion. Utvärderingen av 10 g monofilament (skyddande sensation) för risken för att utveckla fotsår DSPN är en av de vanligaste komplikationerna hos patienter med typ 2-diabetes (T2D), även med välkontrollerad glykemi. DSPN kan påverka antingen små eller stora nervfibrer eller en kombination av båda på ett längdberoende sätt, i en "strump-glove" -fördelning.

Laboratoriemätningar blod och urinprover uppsamlades vid baslinjen och vid vecka 4. Inget ytterligare venipunktur utöver rutinprovtagning krävdes; Cirka 10 ml blod erhölls för forskningsändamål.

Rutinparametrar HbA1C mättes vid vecka 0. Serumfruktosamin, fastande glukos och seruminsulin mättes vid både vecka 0 och vecka 4. Serumkreatinin och uppskattad glomerulär filtreringshastighet (EGFR) bedömdes vid vecka 0 och vecka 4. Serumbilirubin , AST, ALT, GGT, ALP, LDH, INR, serum total protein, albumin, total cholesterol, HDL, LDL, uric acid serum iron, transferrin, transferrin saturation, and ferritin were measured at week 0, whereas triglycerides, serum sodium, Kalium, erytrocytsedimentationshastighet (ESR), C-reaktivt protein (CRP) och urinalbumin och kreatinin mättes vid både vecka 0 och vecka 4.

Hydroxylfria radikala markörer För att utforska den hydroxylfria radikala vägen och dess länk till neuropati, RBC-formation och njurparametrar, mättes markörer vid baslinjen och vid vecka 4. Serum och urinfenylalanin (PHE), para-tyrosin (P- Tyr), meta-tyrosin (M-Tyr) och orto-tyrosin (O-Tyr) kvantifierades genom högpresterande vätskekromatografi (HPLC). Förutom de direkta koncentrationerna av dessa metaboliter beräknades följande förhållanden för att karakterisera förändringar i den oxidativa miljön under SGLT-2-hämmarterapi: 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, såväl som motsvarande serum- och urinvärden. Denna omfattande panel med hydroxyleringsprodukter och härledda förhållanden syftar till att ge en detaljerad bedömning av hydroxylfri radikalaktivitet och dess potentiella inflytande på diabetiska komplikationer.

Ytterligare beräkningar Homeostasmodellbedömningen av insulinresistens (HOMA-IR) beräknades för att bedöma insulinkänslighet. Förändringar i urinalbumin/kreatininförhållandet (ACR) och korrelationer med aktuell perparametrar (CPT -tröskel (CPT) utvärderades också under hela studien.

Neuropathy Disability Score (NDS) beräknades med hjälp av en standardiserad klinisk undersökningsmetod. Denna bedömning utvärderar ankelreflexer, vibrationskänsla, stift-prick-känsla och temperatursensation vid Big Toe. Den maximala totala poängen är 10, kategoriserad enligt följande:

3-5 poäng: mild neuropati 6-8 poäng: måttlig neuropati 9-10 poäng: allvarlig neuropati

Högpresterande vätskekromatografi (HPLC) analyser venöst blod togs från patienter i infödda rör under rutinmässigt blodprovtagning. Serum extraherades genom centrifugering och lagrades vid -80 ° C väntande ytterligare undersökning. Därefter tillsattes 125 | il triklor-etsyra (TCA) till 500 | il serum, sedan inkuberades prover på is i 30 minuter. Därefter separerades fällningen genom centrifugering och supernatanten filtrerades med användning av ett 0,2 μm sprutfilter (Millipore Inc.). Supernatant lagrades vid -80 ° C tills den genomgick ytterligare process eller analyserades omedelbart med HPLC. HPLC-analys utfördes med användning av en Shimadzu-klass LC-10 ADVP HPLC-enhet (Shimadzu Manufacturing Inc., USA). En 20 ul filtrat injicerades på en licrospher-C18 kiseldioxidkolonn (Merck). Olika aminosyror och isomerer: fenylalanin (PHE), para-tyrosin (P-Tyr), meta-tyrosin (M-Tyr), orto-tyrosin (O-Tyr) detekterades med användning av deras autofluorescens. P-, M-, O-Tyr mättes vid 275 nm excitation och 305 nm-utsläpp, medan Phe utvärderades vid 258 nm excitation och 288 nm emission med användning av en Shimadzu RF-10AXL-fluorescerande detektor. Ett isokratiskt flöde av elueringsmedel innehållande 1% ättiksyra, 1% natriumacetat och 98% destillerat vatten utfördes. För bestämning av koncentrationerna av olika aminosyror och isomerer användes externa standarder.

Statistiska analysdata analyserades av en biostatistiker med användning av lämpliga metoder för parade jämförelser samt korrelations- och regressionsanalyser för att identifiera potentiella prediktorer för förändring i neuropati, hydroxylradikalrelaterade och metaboliska parametrar. Undergruppsanalyser granskade patienter med onormala baslinje CPT-värden för att urskilja om SGLT-2-hämmarterapi kan ge större neurologiska fördelar hos dem med befintliga neuropatiska förändringar. Distribution av parametrar testades med användning av Kolmogorov-Smirnovs normalitetstest. Förändringar av parametrar mellan baslinjen och vecka 4 jämfördes med användning av parat provtest.

Korrelationsanalyser utfördes av Pearsons test (normal distribution) eller Spearmans Rho (icke-normala distribution). Linjära regressionsmodeller med stegvis metod fastställdes för utvärdering av prediktorer för neuropati, RBC -parametrar och albuminuri. Det statistiska paketet för sociala vetenskaper (SPSS) version 28 (IBM, Armonk, New York, USA) användes för statistiska analyser. Ett "p" -värde under 0,05 ansågs vara statistiskt signifikant.

Sammanfattningsvis utformades metoderna för att undersöka om kortvarig SGLT-2-hämmare terapi, genom att minska hydroxylfritt radikalgenerering och förbättra RBC-index och onormal albuminuri, kan också ge mätbara förbättringar i diabetisk neuropatisk funktion och relaterade hydroxylfria radikaler.