CC BY
114
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ
Сахарный диабет и оксидативный стресс
A.C. Аметов1, Г.У. Алимова1,2
1ГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования» Минздрава России, Москва 2Городская поликлиника № 13, Москва
В настоящее время один из основных патогенетических механизмов развития сахарного диабета (СД) и его осложнений - процессы свободнорадикально-го окисления. В качестве дополнительной метаболической терапии СД активно изучаются вещества с антиоксидантной активностью природного происхождения. Одним из представителей природных соединений с ярковыраженными антиоксидантными свойствами являются хлорогеновые кислоты (ХГК). Наряду с антиоксидантными свойствами ХГК оказывают гипогликемическое, гиполипидемическое действие, а также способствуют снижению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, снижению АД и веса. Основным из наиболее богатых источников поступления ХГК в организм человека является
зеленый кофе. В ходе клинических исследований был изучен «Глюкоберри», имеющий полностью растительный состав и при этом содержащий необходимое количество ХГК. Результаты исследований показали, что применение «Глюкоберри» в качестве дополнительной метаболической терапии СД2 приводит к улучшению показателей гликемии, липидного спектра крови, снижению артериального давления, индекса массы тела. Таким образом, регулярное использование антиоксидантов должно стать неотъемлемой составляющей комплексного лечения больных сахарным диабетом и профилактики осложнений СД, а использование препаратов с антиоксидантной активностью на стадии предиабета может помочь отсрочить развитие заболевания.
Ключевые слова:
сахарный диабет
2 типа, хроническая
гипергликемия,
оксидативный стресс,
свободнорадикальное
окисление,
перекисное
окисление липидов,
свободные радикалы,
антиоксиданты,
хлорогеновые
кислоты,
многофакторное
управление
Diabetes mellitus and oxidative stress
A.S. Ametov1, G.U. Alimova12
1Russian Medical Academy of Postgraduate Education, Moscow 2MunicipaL Polyclinic № 13, Moscow
Main pathogenetic mechanisms of diabetes mellitus and its complications development are processes of free-radical oxidation. Substances with antioxidant activity of naturally occurring are actively studied as an additional metabolic support of diabetes mellitus. Among other naturally occurring substances with strongly pronounced antioxidant, properties are chlorogenic acids. Along with the antioxidant properties chlorogenic acids have hypoglycemic and hypolipidemic effects, decrease cardiovascular diseases development risk and decrease arterial tension and weight. One of the richest sources of chlorogenic acids for human body is green coffee.
During clinical trials, «Glukoberry» was studied. It has completely vegetation composition and including necessary quantity of chlorogenic acids. Research findings showed that «Glukoberry» application as an additional metabolic therapy of diabetes mellitus type 2 improving indices of glycemia and blood lipids, also it decrease arterial tension and body-weight index. Thus, regular usage of antioxidants should be part of patients with diabetes mellitus combination therapy and prevention of diabetes mellitus complication. Usage of medications with antioxidant activity at pre-diabetes stage can help to delay disease development.
Key words:
diabetes mellitus type 2, chronic hyperglycemia, oxidative stress, free-radical oxidation, lipid peroxidation processes, free radicals, antioxidants, chlorogenic acids, multifactorial management
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ
Сахарный диабет (СД) - глобальная проблема современности. Основной причиной инвалидизации и смертности больных являются быстропрогрессирующие микро-и макроангиопатии. В крупномасштабных исследованиях иКРОБ и ОССТ было доказано, что гипергликемия - ведущая причина развития осложнений СД [2, 3]. В настоящее время одним из основных патогенетических механизмов развития СД и его осложнений признаются процессы свободнорадикаль-ного окисления, инициатором которых являются свободные радикалы (СР) - высокоактивные молекулы (атомы) или фрагменты молекул с неспаренным электроном на внешней орбите. К наиболее важным для биологических систем СР относятся супероксидный анион-радикал (О./-), гидроксил-радикал (НО^) и оксид азота (N0^) [17, 18]. Образующиеся свободные радикалы, обладая очень высокой химической активностью, вступают в реакцию с фосфолипидами клеточных мембран, нуклеиновыми кислотами и белками, приводя к структурным изменениям и нарушениям проницаемости [19]. Для борьбы с повреждающим действием СР островки поджелудочной железы снабжены системой мощной антиоксидантной защиты. В нормальных физиологических условиях уровень СР и возможности антиоксидантной защиты примерно сбалансированы. Однако на фоне хронической гипергликемии развивается оксидативный стресс и возникает дисбаланс между прооксидантами и компонентами системы антиоксидантной защиты, приводящий к образованию избытка СР, активации процессов перекисного окисления липидов и накоплению высокотоксичных продуктов свободнорадикального окисления. Это сопровождается различной степенью выраженности дефицита инсулина и инсулинорезистентности. Одновременно с активацией образования СР происходит снижение активности факторов антиоксидантной защиты (суперок-сиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, глутатион-редуктазы, НАДФН, витаминов С и Е) и ускорение развития диабетических осложнений (нейро-, ретино- и нефропатии) [20-22]. Назначение только сахароснижающих препаратов не позволяет одновременно охватить несколько ключевых дефектов патогенеза СД, а следовательно, добиться целевых показателей гликемии и предотвратить развитие сосудистых осложнений СД, поэтому возникает необходимость укреплять механизмы защиты от вредного действия свободных радикалов. С этой целью широко применяются вещества, получившие название антиоксидантов. Это вещества, способные ослаблять окислительное действие СР. Их эффект обусловлен тем, что на внешней орбите антиоксидантного вещества имеются свободные электроны, которые связываясь с неспа-ренным электроном СР приводят к их нейтрализации. Использование веществ с антиоксидантными свойствами наряду с традиционной сахароснижающей терапией СД дает возможность комплексного многофакторного подхода в управлении СД типа 2 (СД2).
В настоящее время в качестве дополнительной метаболической терапии СД активно изучаются антиоксиданты природного происхождения. Одним из представителей природных соединений с ярко выраженными антиокси-дантными свойствами является хлорогеновая кислота (ХГК) [5, 7]. Наряду с антиоксидантными свойствами в ряде исследований были доказаны и другие биологические эффекты
ХГК [12, 13], в частности гипогликемическое [14, 15, 18] и гиполипидемическое [9], а также способность снижения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, артериального давления (АД) и веса [15].
Хлорогеновые кислоты
ХГК - это целое семейство сложных эфиров, образованных транс-коричной и хинной кислотами. Эти соединения широко распространены в растительном мире в основном в виде конъюгатов [4, 5]. После гидролиза они образуют свободные кислоты: кофейную, феруловую, сина-повую, р-кумаровую и ряд других [6]. Существует множество методов количественного анализа ХГК. Из изученных данных получено, что одним из наиболее богатых источников ХГК является зеленый кофе, который в значительной мере определяет уровень поступления этого полифенола в организм человека [6, 12]. Исследования по биодоступности показали, что после приема ХГК в тонком кишечнике всасывается около 33% ХГК, а в моче определялись лишь ее следы, что авторы объяснили интенсивным метаболизмом этого соединения в организме [1, 12, 35].
Биологическое действие ХГК и ее составных частей в первую очередь обусловлено ее мощным антиоксидантным действием [5, 7]. Представляя собой сложное полифенольное соединение, ХГК является как прямым, так и непрямым антиоксидантом. Она способна связываться со СР, нейтрализуя их, что препятствует развитию процессов свободно-радикального и перекисного окисления. Кроме того, ХГК способствует восстановлению основного клеточного анти-оксиданта - токоферола за счет участия в окислительно-восстановительных циклах с аскорбиновой кислотой. Также ХГК способствует увеличению синтеза ряда антиоксидант-ных ферментов.
В дополнение к антиоксидантным свойствам возрос интерес и к другим биологическим свойствам фенольных соединений [12, 13]. Значительный интерес представляют их сахароснижающее действие и влияние на массу тела. В ряде исследований использование в пищевом рационе ХГК или ее конъюгатов приводило к снижению веса, нормализации вариабельности гликемии [8, 23]. Кофейная кислота увеличивала концентрации инсулина, С-пептида, лептина, снижала концентрации глюкагона и гликированного гемоглобина, а также достоверно увеличивала концентрацию гликогена в печени. Под действием кофейной кислоты в печени возрастала активность глюкокиназы и снижалась активность глюкозо-6-фосфатазы [8, 24], что в свою очередь ведет к уменьшению поступления глюкозы в кровоток и, следовательно, предотвращению развития гиперинсули-немии [14, 15, 18]. Данные механизмы были подтверждены в исследованиях in vivo по изучению влияния экстрактов ХГК зеленого кофе и их производных на концентрацию сахара крови, секрецию инкретинов и глюкозозависимого инсули-нотропного полипептида (ГИП). Исследование показало, что зеленый кофе по сравнению с контрольным напитком значительно снижает постпрандиальное высвобождение ГИП в тонком кишечнике, приводя к снижению всасывания глюкозы [16, 17]. Результаты исследования продемонстри-
48
Журнал для непрерывного медицинского образования врачей
#
ровали достоверное снижение постпрандиальной гликемии и массы тела преимущественно за счет сжигания жировой ткани [15, 18].
Также были получены данные о гиполипидемических свойствах этого соединения. Так, ХГК снижает уровень малонового альдегида в плазме крови и в составе липопроте-инов низкой плотности (ЛПНП) [9]. Благодаря умеренному снижению чувствительности ЛПНП к окислению ХГК может уменьшать степень риска развития сердечно-сосудистых заболеваний.
Применение хлорогеновых кислот в комплексной терапии сахарного диабета типа 2
Полученные данные свидетельствуют о необходимости использования препаратов ХГК (в частности, высокое содержание ХГК встречается в экстракте зеленой ягоды кофе) в качестве дополнительной терапии пациентов с СД2 с целью улучшения компенсации углеводного обмена, нормализации показателей липидного профиля, снижения артериального давления и массы тела, уменьшения степени риска развития сердечно-сосудистых заболеваний.
Из продуктов, содержащих ХГК, которые можно назвать эффективными (основываясь на доказательной базе клинических исследований), можно выделить БАД «Глюкоберри», имеющий полностью растительный состав и при этом содержащий необходимое количество ХГК. В состав одной капсулы массой 200 мг входит 100 мг экстракта плодов кофейного дерева, 75 мг аскорбиновой кислоты, 25 мг вспомогательных веществ (МКЦ). На кафедре эндокринологии и диабетологии МГМСУ им. А.И. Евдокимова было проведено многоцентровое проспективное открытое исследование по изучению эффективности назначения «Глюкоберри» для коррекции метаболических нарушений в составе комплексной терапии СД2. Участники исследо-
А.С. Аметов, Г.У. Алимова САХАРНЫЙ ДИАБЕТ И ОКСИДАТИВНЫЙ СТРЕСС
вания в течение 3 мес принимали «Глюкоберри» по 2 капсуле в день наряду с традиционной сахароснижающей терапией. В ходе исследования оценивалось влияние «Глюкоберри» на клинические симптомы СД, биохимические показатели крови, показатели углеводного обмена, липидного профиля крови, эндотелиальную дисфункцию, уровни адипонек-тина и эндотелина. Результаты исследования показали, что применение в комплексной терапии СД2 «Глюкоберри» приводит к улучшению показателей гликемии, липид-ного спектра крови, снижению артериального давления, индекса массы тела. Также достоверно отмечено статистически значимое повышение уровня адипонектина в крови, что снижает уровень инсулинорезистентности и одновременно уровень эндотелина крови, что в результате препятствует развитию эндотелиальной дисфункции. Широко известно, что больные СД нуждаются примерно в 2-3 раза большем количестве витамина С, чем лица, не страдающие этим заболеванием, поскольку значительная часть поступающего витамина расходуется на ликвидацию избытка СР, что также подчеркивает целесообразность применения эффективной антиоксидантной поддержки. За счет высокого антиоксидантного потенциала ХГК и витамина С, являющихся основными компонентами БАД «Глюкоберри», его применение в качестве дополнительной метаболической терапии СД2 приводит к сокращению дозировок сахаро-снижающих и гипотензивных препаратов, расширению пищевого рациона и лучшему самочувствию пациентов.
Накопленные к настоящему времени результаты клинических наблюдений и специализированных исследований позволяют прийти к следующему выводу: регулярное использование антиоксидантов в физиологически обоснованных индивидуальных дозах должно стать неотъемлемой составляющей эффективного комплексного лечения больных СД и профилактики сосудистых осложнений СД. Использование антиоксидантной поддержки на стадии предиабета может помочь отсрочить развитие заболевание.
СВЕДЕНИЯ О ВЕДУШЕМ АВТОРЕ
Аметов Александр Сергеевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой эндокринологии и диабетологии ГБОУ ДПО «Российская медицинская академия последипломного образования» Минздрава России, член Президиума Правления Российской ассоциации эндокринологов, Москва E-mail: [email protected]
ЛИТЕРАТУРА
1. Farah A., Monteiro M., Donangelo C.M., Lafay S. Chloroge-nic acids from green coffee extract are highly bioavailable in humans // J. Nutr. Biochem., Molec., Gen. Mechan. - 2011. -P. 2309-2315.
2. UKPDS: United Kingdom Prospective Diabetes Study Group Intensive blood-glucose control with sulphonureas or insulin and risk of complications in patients with type 2 diabetes (UKPDS 33) // Lancet. - 1998. - Vol. 352. - P. 837-853.
3. DCCT: The Diabetes Control and complications Trial Research GrouP. The effect of intensive treatment of diabetes
on the development and progression of Long-term complications in insulin-dependent diabetes mellitus // N. Engl. J. Med. - 1993. - Vol. 329. - P. 977-986.
4. Clifford M.N. Chlorogenic acids and other cinnamates-nature, occurrence and dietary burden // J. Sci. Food Agric. -1999. - Vol. 79. - P. 362-372.
5. Clifford M.N. Chlorogenic acids and other cinnamates-nature, occurrence and dietary burden, absorption and metabolism // J. Sci. Food Agric. - 2000. - Vol. 80, N 7. - P. 10331043.
49
'ЭНДОКРИНОЛОГИЯ: новости, мнения, обучение №1/2 2014
#
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ
6. Тутельян В.А., Лашнева Н.В. Биологически активные вещества растительного происхождения. Фенольные кислоты: распространенность, пищевые источники, биодоступность // Вопр. питания. - 2008. - Т. 77, № 1. - С. 4-19.
7. Parr A.J., Boiweii G.P. Review: Phenols in the plant and in man. The potential for possible nutritional enchancement of the diet by modifying the phenols content or profile // J. Sci. Food Agric. - 2000. - Vol. 80. - P. 985-1012.
8. Un J.J., Mi-Kyung L., Yong B.P. et ai. Antihyperglycemic and Antioxidant Properties of Caffeic Acid in db/db Mice // J. Pharmacol. ExP. Ther. - 2006. - Vol. 318, N 2. - Р. 476-483.
9. Susin M.F., Souza V., Pauuiino N. et ai. Structure-antiox-idant activity relationships of phenolic compounds: Abstr. 9th Bieen. Meet. Int. Soc. Free Radic. Res. (San Paulo, 1998) // Rev. farm. e bioquim. Univ. San Paulo. - 1998. - Vol. 34, suppl. 1. - P. 202.
10. Oithof M.R., Hoiiman P.C.H., Katan M.B. Chlorogenic acid and caffeic acid are absorbed in humans // J. Nutr. - 2001. -Vol. 131. - Р. 66-71.
11. Lafay S., Gueux E., Rayssiguire Y. et ai. Caffeic acid inhibits oxidative stress and reduces hypercholesterolemia induced by iron overload in rats // Int. J. Vitam. Res. - 2005. -Vol. 75. - P. 119-125.
12. Arion W.J., Canfieid W.K., Ramos F.C. et ai. Chlorogenic acid and hydroxynitrobenzaldehyde: new inhibitors of hepatic glucose 6-phosphatase // Arch. Biochem. Biophys. - 1997. -Vol. 339. - P. 315-322.
13. Simon C. Upregulation of hepatic glucose-5-phos-phatase gene expression in rats treated with an inhibitor of glucose-6-phosphate translocase // Arch. Biochem. Biophys. -2000. - Vol. 373. - Р. 418-428.
14. Johnston K.L., Ciifford M.N., Morgan L.M. Coffee acutely modifies gastrointestinal hormone secretion and
glucose tolerance in humans: glycemic effects of chlorogenic acid and caffeine // Am. J. Clin. Nutr. - 2003. - Vol. 78. -P. 728-733.
15. Bidei S., Hu G., Sundvaii J. et ai. Effects of coffee consumption on glucose tolerance, serum glucose and insulin levels - a cross-sectional analysis // Horm. Metab. Res. -2006. - Vol. 38. - P. 38-43.
16. Heriing A.W., Burger H.J., Schwab D. et ai. Pharmacodynamic profile of a novel inhibitor of the hepatic glucose-6-phosphatase system // Am. J. Physiol. - 1998. - Vol. 274. -Р. 1087-1093.
17. Зенков Н.К., Кандалинцева Н.В., Ланкин В.З. и др. Фенольные биоантиоксиданты. - Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2003. - С. 328.
18. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс. Биохимический и патофизиологические аспекты. - М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. -С. 343.
19. Биохимия. 4-е изд., испр. / Под ред. Е.С. Северина. -4-е изд. испр. -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. - С. 429-431.
20. Giugiiano D., Cerieiio A., Paoiisso G. // Diabetes Care. -1996. - Vol. 3. - P. 257-267.
21. Kennedy A.L., Lyons T.J. // Metabolism. - 1997. -Vol. 12. - P. 14-21.
22. Rosen P., Du X., Tschope D. // Mol. Cell. Biochem. -1998. - N 1-2. - P. 103-111.
23. Pinent M., Biay M., Biade M.C. et ai. Grape seed-derived procyanidins have an antihyperglycemic effect in strepto-zotocin-induced diabetic rats and insulinomimetic activity in insulin-sensitive cell lines // Endocrinology. - 2004. -P. 4985-4990.
24. Arion W.J., Canfieid W.R., Rasnos F.C. et ai. // Arch. Biohem. Biophys. - 1997. -N 2. - P. 315-322.
50
Журнал для непрерывного медицинского образования врачей
