Спосіб профілактики цукрового діабету та його ускладнень

Реферат: Спосіб профілактики цукрового діабету та його ускладнень включає в себе введення селективного інгібітору індуцибельної NO-синтази і неферментативного глікозилювання. Як інгібітор використовують водний розчин аміногуанідину, який вводять per os 1г на 1л води цілодобово упродовж 3-4 тижнів діабетичним щурам. UA 75566 U (54) СПОСІБ ПРОФІЛАКТИКИ ЦУКРОВОГО ДІАБЕТУ ТА ЙОГО УСКЛАДНЕНЬ UA 75566 U UA 75566 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, зокрема до ендокринології, і стосується лікування діабету та зв'язаних з ним ускладнень за допомогою препарату, який інгібує неферментативне глікозилювання білків і може бути використаний для зменшення чи усунення проявів окисного стресу за даної патології. Відомий спосіб використання інгібітору NO-синтази - L-NNA [Висмонт Ф.И., Степанова Н.А. О роли монооксида азота в регуляции детоксикационной функции печени, тиреоидного статуса и температуры тела при эндотоксиновой лихорадке / БМЖ. - 2003] за яким вводять інгібітор NOсинтази - L-NNA внутрішньоочеревно одноразово у дозі 20 мг щурам з лихоманкою. Це послаблює лихоманкову реакцію на ендотоксин, попереджає активацію детоксикаційної функції печінки і системи гіпофіз - щитовидна залоза. Блокатор NO-синтази в організмі послаблює гіпотермію, зміну вмісту загального білка і альбумінів, продуктів перекисного окиснення ліпідів, а також тиреоїдного статусу, викликаного гепатотропним ядом ССl4. Проте він є неселективний інгібітор NO-синтази. Найближчим за технічною суттю і дією - прототипом - є спосіб за яким вводять інгібітор NOсинтази - L-NАМЕ(N-нітро-L-аргінінметилестер) цілодобово per os, як водний розчин 70 мг на 1 л води протягом 3-4 тижнів діабетичним щурам (Патент: Сибірна Н.О., Бурда В.А. "Спосіб профілактики цукрового діабету та його ускладнень", № 46519, 25.12.2009 p., Львівський національний університет імені Івана Франка). Введення цього препарату забезпечує позитивний ефект за рахунок зниження активності NO-синтази і кінцевих метаболітів оксиду азоту нітритів і нітратів. Оскільки інгібітор L-NAME є неселективним інгібітором родини NO -синтаз, то за умов цукрового діабету, коли значних змін зазнає індуцибельна NO-синтаза, його використання є неефективним. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалити спосіб профілактики цукрового діабету та його ускладнень шляхом використання речовини селективного інгібітора індуцибельної NO-синтази, а також неферментативного глікозилювання - аміногуанідину на NOсистему організму, що дасть можливість послабити токсичну дію NO та реакцію неферментативного глікозилювання. Поставлена задача вирішується так, що у способі профілактики цукрового діабету та його ускладнень, що містить введення інгібітору індуцибельної NO-синтази і неферментативного глікозилювання, при цьому як інгібітор використовують водний розчин аміногуанідину 1 г на 1 л води, що вводять цілодобово per os упродовж 3-4 тижнів діабетичним щурам. Розвитку оксидативного стресу за умов цукрового діабету сприяють численні порушення метаболізму, перш за все, гіперглікемія і дисліпідемія, ендокринні розлади, зумовлені патологічними змінами секреції інсуліну, патоімунні реакції, а також вичерпання антиоксидантного резерву. Разом з тим, вільні радикали можуть сприяти розвитку гіперглікемії. Підвищення рівня NO сприяє ушкоджуючій дії продуктів перекисного окиснення ліпідів і суттєво підсилює ефект вільнорадикального окиснення. Ця обставина диктує необхідність пошуку і застосування усе нових антиоксидантів у комплексній терапії цукрового діабету. На пізніх стадіях діабету оксидативний стрес стає однією із ключових ланок патогенезу різних ускладнень діабету, оскільки на його фоні відбувається накопичення токсичних продуктів у результаті деструкції білків і нуклеотидів, а також перекисне окислення ліпідів з наступним пошкодженням клітинних компонентів, вичерпання антиоксидантної системи, активація факторів транскрипції, перш за все NF-κВ, гіперактивація апоптозу, порушення синтезу простаноїдів і системи зсідання крові [Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., 2000]. У хворих людей цукровим діабетом та із діабетичними ускладненнями порушується NO система організму. Гіперглікемія, яка виникає при діабеті, призводить до зростання рівня глікозильованого гемоглобіну, котрий сприяє, поряд з іншими факторами, розвитку гіпоксії, оскільки глікозильований гемоглобін у фізіологічних умовах має підвищену спорідненість до кисню. Висока спорідненість глікозильованого гемоглобіну до кисню пов'язана з присутністю молекули глюкози на N-кінцях β-ланцюгів глобіну, що робить неможливим взаємодію його з 2,3дифосфоліцератом, який є фактором що знижує кисневий афінітет. Глікозильований гемоглобін утворює міцний зв'язок з киснем і сприяє розвитку тканинної гіпоксії. Відомо, що для захисту клітин від можливих пошкоджень, викликаних надмірним утворенням активних кисневих молекул, існують численні антиоксидантні ферментні системи. Утворення внутрішньоклітинних ферментів антиоксидазного захисту як відповідь на високий рівень глюкози може бути дефектним у пацієнтів, хворих на цукровий діабет 1-го типу з нефропатією [Ляйфер А.И., Солун М.Н., 1993]. Гіперглікемія не лише провокує надлишкове утворення вільних радикалів кисню, але і знижує активність захисних механізмів внаслідок процесу неферментативного глікозилювання 1 UA 75566 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 антиоксидантних ферментів. Глікозилювання білків - неферментативне приєднання глюкози до аміногруп білка є одним із важливих механізмів у формуванні судинних ускладнень цукрового діабету. При інкубації білка з глюкозою протягом короткого проміжку часу, за декілька годин утворюються зворотні основи Шиффа. При подальшій експозиції з глюкозою протягом тижнів вони перетворюються у стабільні сполуки, такі як продукти Амадорі або кетоаміни - зворотні продукти раннього глікозилювання. Їх концентрація підвищується з ростом гіперглікемії та тривалістю інкубації, включення у структуру білків швидко досягає стійкого "плато". За умов тривалої гіперглікемії продукти Амадорі перебудовуються з утворенням стабільних комплексів AGEs. Ці сполуки накопичуються на білках тривалого існування, призводячи до їх структурних та функціональних пошкоджень. Зниження рівня глікозильованого гемоглобіну у хворих на діабет лише на 1 % знижує ризик виникнення мікросудинних уражень на 37 %, уражень периферійних судин - на 43 %, летальність, пов’язану з цукровим діабетом, - на 21 %. З літературних джерел відомо, що аміногуанідин має протекторну дію при розвитку нефропатії при стрептозотоциновому діабеті, а також може виступати у ролі фармакологічного інгібітору ретинопатії за умов алоксанового діабету. Також він є селективним інгібітором індуцибельної NO-синтази - однієї з ізоформ сім'ї синтаз оксиду азоту і антиоксидантом. Авторами вперше запропоновано як селективний інгібітор індуцибельної NO-синтази та інгібітор неферментативного глікозилювання білків використати аміногуанідин, який незворотно реагує з карбоксильними групами зворотних продуктів глікозилювання, а саме шифові основи та продукти Амадорі, чим, власне, і припиняє процес глікозилювання і тим самим корегує паталогічний стан, пов'язаний з цими процесами в організмі. Фіг. 1. Типові криві оксигенації гемоглобіну щурів у нормі та за умов експериментального цукрового діабету на фоні впливу аміногуанідину, де 1 - діабет; 2 - діабет + аміногуанідин; 3 контроль; 4 - контроль + аміногуанідин. Спосіб можна проілюструвати наступними прикладами. У дослідах використовують кров щурів із експериментальним стрептозотоциновим діабетом. Діабет викликають введенням стрептозотоцину у розрахунку 7 мг на 100 г маси тіла внутрішньоочеревно. Водним розчином аміногуанідину у концентрації 1 г/л поять щурів протягом 30 днів. Вміст глікозильованого гемоглобіну в еритроцитах визначають колориметричним способом, який ґрунтується на кислотному гідролізі кетоамінного зв'язку за присутності щавелево-оцтової кислоти (Галєнок В.А., Боднар П.Н., 1989). Спорідненість гемоглобіну до кисню визначають спектрофотометричним способом побудови кривих кисневої рівноваги гемоглобіну [Іванов Ю.І., 1975]. Дослідження антиоксидантної системи ферментів та продуктів перекисного окиснення ліпідів проводять, визначаючи супероксиддисмутазну активність [Костюк В.А., 1990], активність каталази [Королюк М.А., Іванова Л.І., 1988], глутатіонпероксидази (Моин В.І., 1986), вміст ТБКпозитивних продуктів [Тимирбулатов P.P., Селезнев Е.И., 1981], активність NO-синтази (Онуфриев М.В., Гуляева Н.В., 1995). Глікозильований гемоглобін характеризується підвищеною спорідненістю до кисню, тобто дисоціація і вивільнення кисню в тканинах сповільнюється, що поряд з іншими факторами сприяє розвитку тканинної гіпоксії. Універсальним показником ступеня спорідненості гемоглобіну до кисню є параметр Р50, тобто такий парціальний тиск кисню, при якому оксигенується 50 % гемоглобіну. Відомо, що NO може впливати на спорідненість гемоглобіну до кисню. Met-Hb і SNO-Hb підвищують її, а NO-Нb знижує. Зв'язування NO з оксигемоглобіном є кооперативним, йогоокиснення у метгемоглобін при фізіологічних умовах обмежене і 2+ переважають реакції, які ведуть до посиленого утворення HbFe NO. Тому авторами проводились дослідження впливу аміногуанідину на стан киснево-транспортної системи еритроцитів в нормі та за умов цукрового діабету, оскільки він є селективним інгібітором індуцибельної NO-синтази, а також інгібітором неферментативного глікозилювання. Також досліджувався вміст глікозильованого гемоглобіну як маркера глікемії за даних умов. В результаті проведених досліджень отримують типові криві оксигенації гемоглобіну у досліджуваних групах тварин, які наведені на фіг. 1. Аналіз кривих дисоціації оксигемоглобіну демонструє чітко виражений зсув кривої дисоціації вліво і зниження Р5о У щурів з експериментальним цукровим діабетом. Виявлено також достовірне зростання вмісту глікозильованого гемоглобіну, що є одним з факторів, що викликає ці зміни (табл. 1.). Введення аміногуанідину контрольним щурам викликає зсув кривої дисоціації вправо порівняно з контролем, що свідчить про зменшення спорідненості гемоглобіну до кисню (Р50=29,31±1,39). При дії аміногуанідину за умов цукрового діабету нормалізуються кисневотранспортні функції гемоглобіну, тобто відбувається зсув кривої вправо порівняно з діабетом і 2 UA 75566 U наближення до контролю (фіг. 1), вміст глікозильованого гемоглобіну при цьому достовірно зменшується (табл. 1). Значення Р50 наведено у табл. 1. Табл. 1. Напівнасичення гемоглобіну киснем та вміст глікозильованого гемоглобіну (М±т, n=8-10) Варіант досліду Р 50, мм рт. ст.. Вміст Нb А1с, % Контроль 26,61±2,11 4,53±0,05 Діабет 19,20±1,60* 8,81±0,41* Контроль + AG 29,31±1,38 4,49±0,07 Діабет + AG 23,31±1,08** 6,03±0,28** * - різниця вірогідна порівняно з контролем, р