ISSN 2073–4034
eISSN 2414–9128

Diabetic neuropathy: pathophysiological mechanisms and metabolic therapy

I.A. Kurnikova

RUDN University, Moscow, Russia
The presented scientific and analytical article discusses the modern scientific literature data on structural and physiological changes in nervous tissue in patients with diabetes mellitus. A complex of mechanisms leading to disruption of antioxidant protection, changes in protein structure and activity of enzyme systems, leading to hypoxia, the development of axonal degeneration and demyelenation of nerve fibers, has been analyzed. The multicomponent nature of metabolic disorders has been identified as the main problem that needs to be solved, which dictates the need to find and use means with not just precise, but also complex effects. Analysis of data on the presentation of domestic drugs with complex effects on the Russian pharmaceutical market drew our attention to a drug containing inosine +nicotinamide+riboflavin+succinic acid.. Pharmacokinetics of Cytoflavin allows it to simultaneously influence several pathophysiological mechanisms, providing to predict the complex effect on metabolic processes in nervous tissue. Currently, one of the most promising areas for using this drug is in the treatment of diabetic neuropathy.

Keywords

diabetic neuropathy
oxidative stress
antioxidant system
metabolic therapy
neurometabolic effect
inosine+nicotinamide+riboflavin +succinic acid

Актуальность

Невропатия (НП) – невоспалительное поражение нервной ткани – может наблюдаться при различных заболеваниях и состояниях. НП проявляется на фоне интоксикаций (алкогольная, уремическая, при отравлении солями тяжелых металлов и некоторыми лекарственными препаратами), диагностируется при недостаточности определенных витаминов (тиамин, цианокобаламин, пантотеновая кислота, a-токоферола ацетат), при некоторых инфильтративных и воспалительных заболеваниях (саркоидоз, туберкулез, грыжа межпозвонковых дисков, узелковый периартериит), при депрессии или истерии. Но наиболее часто НП является осложнением эндокринных заболеваний – гипотиреоза, акромегалии и сахарного диабета (СД).

Принимая во внимание высокую распространенность СД, частоту развития поздних осложнений, их влияние на течение СД, на продолжительность и качество жизни пациентов, изучение механизмов формирования и разработка методов лечения такого осложнения, как диабетическая НП (ДНП), приобретают большое значение.

ДНП определяется как комплекс неврологических симптомов, основной причиной появления которых является СД, при этом рассматривается как многофакторное осложнение с мультифокальным поражением соматической и автономной нервной системы. В Алгоритмах диагностики и лечения СД в редакции 2023 г. выделяют диффузную НП, которая включает периферическую (моторная, сенсорная, смешанная) и автономную (кардиальная, гастроинтестинальная, урогенитальная, судомоторная, бессимптомная гипогликемия и др.); мононевропатию (мононевриты различной локализации) и др. [1].

Однако, какая бы классификация ни применялась для структурирования НП, мы понимаем, что это деление достаточно условно, поскольку процесс формирования НП изначально генерализованный и происходит с вовлечением всех нервных клеток организма, а разделение на клинические формы обусловлено преобладанием в клинической картине тех или иных проявлений.

Цель статьи – на основании анализа научной литературы выделить основные патофизиологические звенья в развитии ДНП и провести параллели между происходящими патологическими процессами в нервной ткани и механизмом действия наиболее часто применяемых средств, представить обзор опубликованных стратегий в лечении этого осложнения СД с акцентом на средства многокомпонентного воздействия.

Нервная ткань и гипергликемия

Пусковым механизмом ДНП является гипергликемия, поскольку именно при наличии повышенного уровня гликемии в организме пациента начинаю происходить структурные изменения. Транспорт глюкозы осуществляется двумя группами транспортеров глюкозы: белки переносчики (Glucose Transporter – GLUT) и натрий глюкозные ко-транспортеры (sodium-glucose cotransporters – SGLT). Изучение транспорта глюкозы проводится достаточно давно [2–4].

К настоящему моменту установлено 14 типов белков-переносчиков от GLUT1, -2, -3 до -14 и они находятся на мембранах всех клеток человеческого организма. Группа SGLT включает 2 типа транспрортеров – SGLT1 и SGLT2 [2, 4].

Нервная ткань наиболее уязвима, т.к. относится к инсулиннезависимым тканям и не содержит белков-переносчиков 4-го типа (GLUT-4). В этом случае транспорт глюкозы в клетки осуществляется по градиенту концентрации при помощи облегченной диффузии с участием других белков-переносчиков – глюкозных транспортеров GLUT-1.

Наиболее изученными являются GLUT-1 и GLUT-4 [5]. Чувствительным к инсулину является только GLUT-4, который находится в клетках мышечной ткани, в т.ч. миокарда, и в жировой ткани. Находится под контролем инсулина, который соединяется со своим рецептором, что приводит к активации киназ, перемещению GLUT-4 к плазматической мембране, встраиванию в нее и проникновению глюкозы в клетку через протеиновые каналы GLUT-4 [2, 4].

GLUT-1 обнаружен в эритроцитах, мембранах клеток плаценты, мозга, канальцев почек и клеток кишечника; GLUT-2 – в мембране клеток печени, β-клеток, энтероцитов; GLUT-3 – в мембране клеток мозга, плаценты и в почечных клубочках; GLUT5 – в мембране клеток тонкого кишечника, почек, тестикул (GLUT5 является переносчиком фруктозы) [5, 6]. Некоторые ткани могут содержать несколько типов белков-переносчиков.

Так, например, на подоцитах почек экспрессируются GLUT-1, -2, -3, -4 и -8 [5].

Инсулиновые рецепторы присутствуют только в инсулинзависимых тканях и увеличивают поступление глюкозы в 30–40 раз. Однако практически 70% всей поступающей в организм глюкозы расходуются инсулиннезависимыми тканями (45–60%, мозг и нервная ткань), см. таблицу.

53-1.jpg (46 KB)

Патофизиология ДНП

Изучение патогенетических механизмов развития ДНП – процесс перманентный, и на сегодняшний день основные звенья патогенеза уже известны. Ведущие механизмы, участвующие в процессе развития ДНП, были известны достаточно давно и какое-то время существовали в виде отдельных теорий: теория полиол-сорбитолового шунта, теория недостаточности миоинозитола, теория эндоневральной микроангиопатии, оксидативного стресса и прямого глюкозотоксического действия. Однако на сегодняшний день уже доказано, что все эти механизмы в той или иной мере участвуют в процессах, происходящих в нервной ткани пациентов с СД. Запускает механизм формирования НП несомненно гипергликемия, которая и в дальнейшем поддерживает одновременно несколько процессов. Происходит развитие микроангиопатии vasa nervorum с атеросклерозом эпиневральных сосудов и гипоксией аксонов. Усиливается процесс превращения глюкозы в сорбитол (с 1% в норме до 7–8% при СД). Наблюдается активация альдозоредуктазы с последующей денервацией шванновых клеток, сегментарной демиелинизацией и аксонопатией. Имеют значение и снижение антиоксидантной защиты, недостаточность миоинозитола, ферментативное и неферментативное гликозилирование белков нервных волокон. Влияет на формирование и прогрессирование НП наличие антител к инсулину и аутоантител против симпатических ганглиев, блуждающего нерва и мозгового вещества надпочечников.

Изначально гипергликемия запускает каскад механизмов, приводящих к развитию оксидативного стресса, активации перекисного окисления липидов и усилению образования конечных продуктов избыточного гликирования (см. рисунок). Процесс продолжается избыточным образованием свободных радикалов, которые активно реагируют с белками, нарушают целостность клеточных структур (в первую очередь эндотелия) и вызывают эндоневральную гипоксию [7–10]. Факторы, связанные с СД 1 типа (снижение уровня инсулина и С-пептида), СД 2 типа (инсулинорезистентность и дислипидемия) или обоими (гипергликемия), вызывают повреждение ДНК, стресс эндоплазматического ретикулума, дисфункцию митохондрий и необратимое повреждение клеток [9–11]. Активность собственной антиоксидантной системы (супероксиддисмутаза, сукцинатдегидрогеназа, каталаза, глутатион и др.) при СД снижена. В конечном итоге оксидативный и воспалительный стрессы на фоне метаболической дисфункции повреждают нервные клетки.

54-1.jpg (102 KB)

Существующий патофизиологический механизм ДНП сложный и многокомпонентный, создает достаточно большие затруднения в достижении терапевтического эффекта.

Патоморфология

Соматические двигательные и чувствительные нервы покрыты миелином, который обеспечивает электрическую изоляцию аксона и увеличивает скорость проведения импульса по волокну. Периферические нервы представлены нервными клетками, покрытыми концентрически расположенными шванновскими клетками (миелиновая оболочка), способными к регенерации.

При СД накопление натрия в узлах Ранвье в связи со сниженной активностью Na-К-АТФазы избирательно блокирует деполяризацию нервных волокон и снижает скорость проведения нервного импульса. Локальный отек усиливает аксоглиальное разъединение, потерю кальциевых каналов, что и приводит к сегментарной демиелинизации. При метаболической агрессии погибают шванновские клетки (демиелинизация). Но те же клетки активируют регенерацию нерва из проксимального отрезка и выделяют нейротропные факторы роста нервов. Скорость регенерации аксонов составляет 0,25–4,0 мм/сут. В соединительнотканной оболочке нерва (периневрий) проходят сосуды (vasa nervorum) и нервы (nervi nervorum).

Морфологически при ДНП патологический процесс неспецифичен, наблюдаются аксональная дегенерация, фокальная и сегментарная демиелинизация, атрофия шванновских клеток, нарушение аксоплазматического транспорта и деполяризация клеточных мембран [12]. Насколько обратимы эти изменения и обратимы ли вообще – вопрос, очень важный при выборе терапии.

Клинические проявления

Выраженность клинических проявлений НП зависит от продолжительности СД и достижения или недостижения целевых показателей гликемического контроля. У пациентов с СД 2 типа НП может быть диагностирована уже при первичной постановке диагноза. Наиболее частым и ранним признаком периферической ДНП является повреждение «мелких» волокон, что проявляется в виде боли и дизестезии. Боль и является самой распространенной причиной, по которой пациенты с СД обращаются за медицинской помощью. При обследовании выявляются нарушение тактильной, температурной и вибрационной чувствительности, признаки мышечной слабости.

Вегетативная НП – серьезное осложнение СД, при котором доказано снижение качества и продолжительности жизни пациентов. Проявления этого осложнения определяются преимущественностью зоны поражения (преобладают кардиальная, гастроинтестинальная, урогенитальная формы и др.), что «маскирует» их под соматические заболевания, затрудняет диагностику и своевременное назначение терапии. У пациентов наблюдаются нарушение терморегуляции, ортостатическая гипотензия, нарушение ночного зрения и повышенная предрасположенность к гипогликемии [12].

Достаточно неплохо разработаны методы диагностики кардиальной НП, и включены в алгоритмы [1]. Однако, по данным некоторых исследований, проявления, например, гастроинтестинальной формы могут наблюдаться более чем у половины пациентов, даже не предъявляющих никаких жалоб со стороны желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). А это фактор значимого влияния на эффективность применения энтеральных лекарственных препаратов.

Современные подходы к терапии

При любом осложнении СД, в т.ч. и ДНП, не может быть достигнут хороший эффект от терапии без нормализации показателей гликемического контроля [13, 14]. Однако в отношении лечения ДНП гипогликемизирующая терапия – ответ неоднозначный. По мнению B.C. Callaghan et al. (2020) контроль гликемии оказывает существенное влияние на профилактику НП у лиц с СД 1 типа, но не с СД 2 типа, которые составляют подавляющее большинство пациентов [15]. Но, несомненно, ожидать высокого эффекта от терапии осложнений без достижения целевых показателей гликемического контроля не приходится, поэтому независимо от типа СД такая задача ставится в первую очередь.

Не получено убедительных данных по влиянию на профилактику и лечение ДНП немедикаментозных методов воздействия – физических упражнений или диетотерапии, хотя некоторые положительные эффекты и наблюдались у пациентов с периферической полиневропатией и ортостатической гипотензией [16–18], а от физиотерапевтических методов – у пациентов с мононевропатией [19].

Основные методы терапии ДНП – фармакологические. Причем подходы к лечению, как правило, определяются конкретными симптомами. При наличии болевых ощущений пациентам с периферической полиневропатией назначают препараты из различных классов – антиконвульсанты, антидепрессанты, опиоидные пептиды [20–22], при ортостатической гипотонии – симпатомиметики, агонисты ά1-адренорецепторов [23]. При других вариантах автономной ДНП требуется длительное и комплексное лечение. В терапии кардиальной автономной НП помимо гипогликемизирующих средств назначают препараты для коррекции артериальной гипертензии, дислипидемии и вторичной профилактики сердечно-сосудистых заболеваний [24–25]. При гастроинтестинальной форме автономной НП индивидуально подбирают препараты, влияющие на перистальтику ЖКТ (в зависимости от того – замедленная или ускоренная), с учетом противопоказаний – опиоиды, антихолинергические средства, трициклические антидепрессанты, глюкагоноподобный пептид и др. [25–28]. Хотя по мнению некоторых ученых, существующие варианты лечения вегетативной НП ЖКТ по большей части эмпирические и неоптимальные [26]. При урогенитальной форме автономной ДНП лечение симптоматическое [29, 30].

Метаболическая терапия

Несмотря на значительные успехи в лечении большинства клинических форм ДНП, остаются открытыми вопросы патогенетического подхода. НП – осложнение СД с многофакторными причинами и множественностью происходящих одновременно нарушений, требует использования в патогенетической терапии либо препаратов с генерализованным влиянием, либо средств, включающих комплекс компонентов, действующих одновременно на несколько патогенетических механизмов [31].

В настоящее время к средствам патогенетической фармакотерапии относят анитиоксиданты, среди которых лидирует естественный липофильный антиоксидант – ά-липоевая кислота [32–33]. Но активные разработки в области патогенетической терапии продолжаются.

С учетом многофакторности причин, в первую очередь обусловленных метаболическими нарушениями, и сложности комплексного патогенеза ДНП одним из ведущих направлений в терапии становится создание комбинированных лекарственных препаратов таргетного действия с максимально возможным охватом происходящих на клеточном уровне патологических процессов. К числу таких препаратов относится препарат, содержащий в своем составе инозин, никотинамид, рибофлавин и янтарную кислоту. Препарат обладает нейрометаболическим действием, разработан для лечения заболеваний нервной системы, данные по эффективности его применения в лечении астеноневротического синдрома, цереброваскулярных заболеваний и других неврологических нарушений публикуются исследователями на протяжении последних 20 лет [34, 35].

Все компоненты препарата – это естественные метаболиты организма с фармакологической активностью в отношении стимуляции тканевого дыхания. При этом каждый из компонентов этого препарата имеет точку приложения в патогенетических процессах. Янтарная кислота – эндогенный внутриклеточный метаболит цикла Кребса, реализует свои свойства через регуляцию функциональной активности митохондрий (при гипофункции – активация, при гиперфункции – понижение активности), обладает антигипоксическим действием и стимулирует аэробный гликолиз. При этом она полностью распадается в организме до конечных продуктов (углекислый газ и вода), являющихся естественными метаболитами организма. Рибофлавин (витамин В2) активирует факторы антиоксидантной защиты (сукцинатдегидрогеназу), которые у пациентов с СД в тканях содержатся в значительно меньшем количестве, чем у здоровых лиц. Никотинамид в клетках трансформируется в форму никотинамидадениннуклеотида (НАД) и никотинамидадениннуклеотида фосфата (НАДФ), которые активируют ферменты цикла Кребса, стимулируют клеточное дыхание и синтез АТФ. Инозин активирует ферменты цикла Кребса и стимулирует синтез НАД.

Препарат обладает высокой биодоступностью, хорошо абсорбируется из ЖКТ, что имеет большое значение для пациентов с СД, имеющих не только диагностированную, но чаще недиагностированную форму гастроинтестинальной автономной НП. Поскольку в составе препарата содержатся естественные компоненты обменных процессов, они легко проникают в ткани и легко выводятся из организма. По данным, представленным производителем, доклинические исследования безопасности, включающие исследования токсичности при многократном введении, генотоксичности, репродуктивной токсичности, изучение аллергизирующих свойств не выявили наличия у препарата токсичных или потенциально опасных для человека свойств.

По данным проведенного мета-анализа [34], данный препарат при разных типах неврологической патологии достоверно повышает вероятность позитивного исхода. Комплексное влияние препарата проявляется в положительном воздействии на патофизиологические механизмы: нормализует метаболические процессы на уровне нервной клетки, оказывает антигипоксическое и антиоксидантное воздействия и улучшает процесс утилизации глюкозы. Все эти эффекты имеют большое значение для коррекции неврологических нарушений у пациентов с СД. Перспективы применения этого комбинированного препарата в диабетологии подкреплены данными проведенных исследований [36–37].

Заключение

Проведенные научные исследования в разных странах позволили достигнуть значительного прогресса в изучении патофизиологии невропатических осложнений СД и представить последовательность процессов, происходящих в нервной ткани. Все это позволило совершенствовать таргетные подходы к терапии и шире включать в терапевтический комплекс многокомпонентные препараты, имеющие несколько точек приложения для коррекции развивающихся вариантов НП с позиций патофизиологического подхода.

About the Authors

Corresponding author: Irina A. Kurnikova, Dr. Sci. (Med.), Professor, Professor at the Department of Hospital Therapy with Courses in Endocrinology, Hematology and Clinical Laboratory Diagnostics, RUDN University, Moscow, Russia; curnikova@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5712-9679; eLibrary SPIN: 8579-9455

Similar Articles