Abstract

Nessuno studio ha mai esaminato l’effetto della vitamina C con metformina sulla glicemia a digiuno (FBS) e post-pasto (PMBG) così come l’emoglobina glicosilata (HbA1c) nel trattamento del diabete mellito di tipo 2 (DM). L’obiettivo era quello di esaminare l’effetto della vitamina C orale con metformina su FBS, PMBG, HbA1c, e il livello di acido ascorbico nel plasma (PAA) con tipo 2 DM. Settanta pazienti con DM di tipo 2 hanno partecipato a uno studio prospettico, in doppio cieco, controllato con placebo, di 12 settimane. I pazienti con DM di tipo 2 sono stati divisi a caso in gruppo placebo e vitamina C di 35 ciascuno. Entrambi i gruppi hanno ricevuto il trattamento per dodici settimane. Nei pazienti con diabete mellito di tipo 2 è stata riscontrata una diminuzione dei livelli di PAA. Questo livello è stato invertito significativamente dopo il trattamento con la vitamina C insieme alla metformina rispetto al placebo con la metformina. I livelli di FBS, PMBG e HbA1c hanno mostrato un miglioramento significativo dopo 12 settimane di trattamento con vitamina C. In conclusione, l’integrazione orale di vitamina C con metformina inverte i livelli di acido ascorbico, riduce FBS, PMBG e migliora HbA1c. Quindi, entrambi i farmaci in combinazione possono essere utilizzati nel trattamento del DM tipo 2 per mantenere un buon controllo glicemico.

1. Introduzione

Il diabete mellito (DM) è uno dei principali disturbi metabolici associati a una grande quantità di morbilità e costi economici. Oltre all’iperglicemia, il DM è anche caratterizzato da stress ossidativo, infiammazione e resistenza all’insulina. Diversi ricercatori hanno implicato il ruolo della patologia mediata dai radicali liberi nel diabete mellito. La malattia ha scarso esito nonostante i migliori trattamenti attualmente disponibili. Quindi, lo sviluppo di nuove strategie per migliorare il risultato sarà di grande beneficio. Gli agenti ipoglicemici orali attualmente disponibili non mostrano un netto miglioramento dello stress ossidativo nei pazienti diabetici. L’acido ascorbico (vitamina C), una vitamina antiossidante, svolge un ruolo importante nella protezione dei danni indotti dai radicali liberi. Uno studio precedente ha mostrato una diminuzione del livello basale di vitamina C nel DM di tipo 2. La vitamina C è strutturalmente simile al glucosio e può sostituirlo in molte reazioni chimiche e quindi è efficace per la prevenzione della glicosilazione nonenzimatica delle proteine.

Fino ad oggi, la letteratura disponibile suggerisce risultati contrastanti relativi alla supplementazione di vitamina C e il miglioramento del livello di glucosio nel sangue e emoglobina glicosilata (HbA1c). Tuttavia, nessuno studio ha mai esaminato gli effetti della vitamina C con la metformina nel trattamento del diabete mellito di tipo 2, in particolare sul livello di glucosio nel sangue dopo il pasto (PPBG). Uno studio recente ha riportato la riduzione della glicemia a digiuno (FBG) e dell’emoglobina glicosilata dopo l’integrazione con la vitamina C, ma era uno studio in aperto, non controllato e di breve durata. Pertanto, si è ritenuto utile misurare l’effetto della vitamina C insieme alla metformina sui livelli di FBG, PPBG, HbA1c e acido ascorbico plasmatico in uno studio controllato e in doppio cieco di più lunga durata in pazienti con diabete mellito di tipo 2.

2. Materiali e metodi

2.1. Pazienti, criteri di inclusione ed esclusione

Settanta pazienti con diabete mellito di tipo 2 hanno partecipato a uno studio prospettico, in doppio cieco, controllato con placebo, non crossover, di 12 settimane, approvato dal Comitato Etico Istituzionale dell’Indira Gandhi Government Medical College, Nagpur, India. Tutti i pazienti hanno dato il loro consenso informato prima della loro inclusione nello studio. I criteri di inclusione erano pazienti dell’ambulatorio (OPD) di medicina e pazienti con diagnosi di DM di tipo 2 di età compresa tra i trenta e i sessant’anni che assumevano metformina e avevano un livello di glicemia a digiuno compreso tra 126 e 250 mg/dl. I criteri di esclusione per i pazienti erano il livello di glicemia a digiuno più di 250 mg/dL, malattie mediche tra cui altri endocrini, metabolici, tipo 1 DM, gravidanza, isolato iperglicemia postprandiale, e l’età più di 60 anni o meno di 30 anni. Nessuno dei soggetti era un bevitore regolare, un fumatore accanito, o aveva assunto alcun farmaco psicotropo. Le indagini di routine come l’elettrocardiogramma, gli elettroliti del siero, l’urea del sangue, le certezze del siero e il test di funzionalità epatica sono stati eseguiti per escludere problemi medici attivi in tutti i pazienti. I pazienti che hanno ricevuto vitamina C o qualsiasi altro antiossidante negli ultimi tre mesi sono stati anche esclusi dallo studio. Il periodo del presente studio è stato da febbraio 2009 a novembre 2010.

2.2. Dimensione del campione, randomizzazione e trattamento

I pazienti con DM di tipo 2 sono stati divisi a caso in due gruppi, A e B di 35 persone ciascuno. La dimensione del campione è stata calcolata con la deviazione standard presa dallo studio precedente e il livello di significatività a 0,05 con una potenza dell’80%. La procedura di randomizzazione a blocchi è stata utilizzata per l’assegnazione casuale dei farmaci dello studio, cioè la vitamina C e il placebo con blocchi di dimensioni 4 in proporzioni uguali per garantire un rapporto di assegnazione uniforme (1 : 1). Essendo lo studio in doppio cieco, i farmaci erano identici per formulazione, forma, dimensione, peso, consistenza e imballaggio. La sequenza di assegnazione randomizzata del trattamento è stata generata da uno statistico utilizzando una tabella di numeri casuali. È stata consegnata insieme a contenitori di plastica identici riempiti con i farmaci dello studio (sessanta ciascuno di vitamina C e placebo) a una terza persona non direttamente coinvolta in questo studio. Questa persona ha etichettato i contenitori secondo la sequenza di assegnazione casuale dei pazienti con i farmaci forniti. Il codice di questa sequenza di assegnazione casuale è stato conservato in una busta sigillata da questa persona ed è stato aperto solo dopo il completamento dello studio durante l’analisi dei dati. I pazienti e gli investigatori non erano a conoscenza del trattamento (vitamina C o placebo) che veniva somministrato. Il farmaco è stato rilasciato ai pazienti per una durata di trenta giorni alla volta. Ai pazienti è stato chiesto di portare i farmaci inutilizzati e il contenitore durante il follow-up. Il novanta per cento del consumo è stato considerato conforme. I farmaci di ritorno sono stati scartati. I farmaci sono stati decodificati alla fine della prova. Il gruppo A ha ricevuto la vitamina C con la metformina e il gruppo B ha ricevuto il placebo insieme alla metformina. La dose di vitamina C era di 500 mg due volte al giorno e decisa sulla base dello studio precedente. Tutti i pazienti hanno ricevuto in etichetta la metformina 500 mg due volte al giorno per via orale con il pranzo e la cena, poiché non è etico dare solo placebo o vitamina C ai pazienti diabetici. Questi pazienti, che prendevano la metformina, non prendevano nessun altro farmaco, compresi altri agenti antidiabetici. L’assunzione di metformina non è iniziata contemporaneamente all’assunzione di vitamina C perché i pazienti erano in metformina per un periodo variabile da 0 a 6 mesi, ma non più di 6 mesi.

Nel nostro esperimento preliminare, è stato determinato che i soggetti hanno raggiunto una nuova concentrazione plasmatica allo stato stazionario inferiore dopo una settimana di dieta controllata. L’integrazione di placebo o di vitamina C è stata iniziata dopo una settimana di dieta limitata alla vitamina C. I pazienti hanno ricevuto una nuova fornitura di compresse alla fine di ogni quarta settimana. Le stesse dosi sono state mantenute per tutto lo studio. I pazienti non sono stati stabilizzati prima dell’arruolamento nello studio in quanto soddisfacevano i nostri principali criteri di inclusione. Ma se abbiamo trovato un aumento della glicemia a digiuno oltre 250 durante il periodo di studio, allora abbiamo escluso quel paziente dallo studio. Nessuna condizione comorbida o infezione si è verificata in questi pazienti durante il periodo di studio. Dopo che il periodo di studio era finito, i soggetti sono stati consegnati al rispettivo medico.

2.3. Dieta e indagini

Tutti i pazienti sono stati mantenuti sul loro schema dietetico abituale, limitando il loro consumo di alimenti ricchi di vitamina C durante lo studio. Poiché i pazienti seguivano una dieta autoselezionata, ogni paziente è stato istruito da un dietologo a utilizzare una lista completa di alimenti che conteneva i prodotti alimentari per tipo, dimensioni delle porzioni, metodo di preparazione e contenuto di vitamina C. Questo ha permesso ai pazienti di sostituire gli alimenti a basso contenuto di vitamina con quelli che normalmente consumano livelli più alti di vitamina C e anche di garantire che il loro apporto giornaliero da fonti alimentari rimanesse lo stesso. La conformità alle restrizioni dietetiche di acido ascorbico è stata determinata ottenendo un richiamo dietetico di 24 ore dai soggetti durante ogni mese. La glicemia a digiuno e postprandiale, l’emoglobina glicosilata, l’acido ascorbico plasmatico e i test di funzionalità epatica e renale sono stati ripetuti dopo dodici settimane. I campioni di sangue a digiuno sono stati ottenuti al basale per la valutazione del digiuno, dell’emoglobina glicosilata e dell’acido ascorbico plasmatico (una settimana dopo la dieta con restrizione di vitamina C), mentre i campioni di sangue post-pasto sono stati prelevati per la valutazione della glicemia post-pasto 2 ore dopo il pasto. La sicurezza clinica generale è stata monitorata da un follow-up vigile dei pazienti per il trattamento di eventi avversi emergenti, se presenti, e registrati nel modulo di rapporto del caso. I pazienti con reazioni avverse ai farmaci sono stati trattati in modo appropriato dal medico in medicina OPD. L’acido ascorbico plasmatico è stato stimato con un metodo calorimetrico a fase singola utilizzando un reagente acido fosfotungstato modificato. Il surnatante è stato usato per misurare l’assorbanza a 700 nm. Gli standard di acido ascorbico puro ottenuti da Sigma Company, USA, nell’intervallo da 0,10 a 0,90 mg % sono stati preparati in una soluzione di acido ossalico allo 0,5%. Per tutte le indagini, i prodotti chimici utilizzati erano di grado analitico reagente. Il livello di glucosio nel sangue a digiuno e postprandiale e l’HbA1c sono stati stimati quantitativamente con il metodo della glucosio ossidasi e il metodo della resina a scambio cationico con l’uso del semiautoanalizzatore, TRANSASIA, ERBA, CHEM-5 PLUS, rispettivamente.

2.4. Analisi statistica

I risultati sono stati espressi come media ± errore standard della media (SEM). Le differenze tra i gruppi sono state accertate mediante il test T appaiato o non appaiato. La relazione tra le variabili è stata determinata per mezzo del coefficiente di correlazione di Pearson o di Spearman a seconda della distribuzione dei dati. Il test Chi-quadro è stato utilizzato per l’analisi dei dati demografici. Il valore a due code è stato utilizzato in tutto, e i valori inferiori a 0,05 sono stati giudicati statisticamente significativi. Il software GraphPad Prism versione 5.00 è stato utilizzato per l’analisi.

3. Risultati

L’età media dei pazienti con diabete mellito nel gruppo vitamina C ( anni) e nel gruppo placebo ( anni) non era significativamente diversa l’una dall’altra (Tabella 1). I livelli di glucosio nel sangue a digiuno e dopo i pasti e i livelli di acido ascorbico nel plasma non differivano tra i soggetti prima di ricevere il placebo e il trattamento con vitamina C ().

Nel gruppo placebo, i livelli di glicemia a digiuno e post-pasto si sono ridotti significativamente (), e allo stesso tempo, i livelli di acido ascorbico nel plasma sono aumentati dopo 12 settimane di trattamento rispetto ai livelli di pretrattamento ma non era significativo. La riduzione dell’emoglobina glicosilata è stata vista ma non ha raggiunto un livello statisticamente significativo (tabella 2). Nei pazienti che ricevono la vitamina C, la riduzione della glicemia a digiuno e postprandiale era significativa alla dodicesima settimana. Al contrario, i livelli plasmatici di acido ascorbico sono aumentati significativamente dopo dodici settimane di trattamento. Contemporaneamente dopo dodici settimane, è stata osservata una riduzione significativa dell’emoglobina glicosilata (tabella 3).

Per verificare se l’integrazione orale di vitamina C è migliore nell’invertire la glicemia a digiuno e postprandiale e l’emoglobina glicosilata rispetto al placebo, abbiamo confrontato gli effetti dei farmaci nel gruppo placebo e vitamina C dopo 12 settimane di trattamento, prendendo in considerazione il cambiamento dai valori basali di questi parametri. La diminuzione del livello di glucosio nel sangue a digiuno e dopo il pasto è stata significativa dopo dodici settimane nel gruppo della vitamina C rispetto al gruppo placebo. Al contrario, la supplementazione di vitamina C ha aumentato l’acido ascorbico nel plasma in modo significativo nel gruppo della vitamina C rispetto al gruppo placebo. Allo stesso tempo, il livello di emoglobina glicosilata è diminuito significativamente nel gruppo della vitamina C rispetto al gruppo placebo (Tabella 4). Nessuna correlazione esisteva tra l’acido ascorbico plasmatico e qualsiasi parametro come FBS, PPBS e HbA1c sia per la vitamina C che per il gruppo placebo.

Dei settanta pazienti inseriti nello studio, quattro sono stati ritirati (due nel gruppo placebo e due nel gruppo vitamina C). La causa più comune è stata la mancata partecipazione; un paziente è stato ritirato nel gruppo placebo a causa del livello incontrollato di glucosio nel sangue alla fine delle quattro settimane ed è stato spostato all’altro farmaco. Nessun evento avverso grave è stato riportato, e nessuna anomalia nei test di laboratorio è stata trovata durante il periodo di prova.

4. Discussione

4.1. Vitamina C e DM

Il risultato principale del presente studio è una diminuzione significativa di FBG, PPBG e HbA1c e un aumento del livello di acido ascorbico nel plasma dopo l’integrazione di vitamina C insieme alla metformina in pazienti con DM di tipo 2. Al meglio della nostra conoscenza, questo è il primo rapporto, relativo al miglioramento significativo in tutti i parametri di cui sopra dopo l’uso concomitante di metformina e vitamina C. I risultati di questo studio sono in accordo con i dati precedentemente pubblicati che mostrano un miglioramento nel controllo glicemico con supplementazione di vitamina C. Nel nostro studio, i pazienti hanno anche ricevuto metformina ed è un farmaco di prima linea stabilito per il trattamento del DM di tipo 2. Quindi, è difficile dire se questo effetto benefico del supplemento di acido ascorbico potrebbe essere attribuito al suo effetto sulla malattia sottostante o alla correzione dello stato inadeguato della vitamina C. L’esatto meccanismo con cui la vitamina C apporta questi cambiamenti non è noto. È ben documentato che c’è un aumento della produzione di radicali liberi dannosi nei pazienti con DM di tipo 2. L’autoossidazione del glucosio, la glicosilazione delle proteine, la formazione di prodotti finali di glicazione avanzati e la via dei polioli sono coinvolti nella generazione dello stress ossidativo, implicato nell’origine del DM di tipo 1 e 2. La protezione contro tali danni può essere offerta da antiossidanti che evitano i radicali liberi.

L’aumento della domanda di vitamina C per compensare l’aumento dello stress ossidativo e il trasporto compromesso o la carenza alimentare di vitamina C possono contribuire alla diminuzione dei livelli plasmatici di vitamina C osservati nei pazienti con DM di tipo 2. Concentrazioni elevate ma fisiologiche di acido ascorbico possono inibire direttamente l’aldoso reduttasi eritrocitaria e fornire un razionale per l’uso di integratori orali di vitamina C nel diabete. Una significativa relazione inversa tra AA plasmatico e danni al DNA in pazienti con DM di tipo 2 indica che i soggetti diabetici scarsamente controllati potrebbero beneficiare di un aumento della vitamina C nella dieta. L’integrazione di acido ascorbico per i soggetti diabetici può fornire un mezzo semplice per prevenire e migliorare le complicazioni del diabete. La metodologia debole nelle ricerche passate porta a risultati contrastanti in quanto gli studi non erano controllati. Pertanto, come il nostro studio, studi clinici randomizzati, in doppio cieco di integrazione di acido ascorbico per una durata più lunga dovrebbe essere una priorità assoluta per stabilire il ruolo dell’acido ascorbico nel diabete.

L’integrazione di vitamina C ha ridotto i livelli di FBG e HbA1c in pazienti con DM di tipo 2; può essere legato all’integrazione di una dose maggiore di vitamina C. In uno studio precedente, l’integrazione con 500 mg/giorno di vitamina C in pazienti diabetici ha portato a nessun cambiamento in FBG e HbA1c in confronto al placebo. Questo può essere legato alla bassa dose di vitamina C utilizzata in questo studio. La supplementazione di AA al giorno per due settimane ha ridotto significativamente il sorbitolo eritrocitario e il sorbitolo dei globuli rossi: rapporto di glucosio plasmatico (S/PG), e si è concluso che la supplementazione di 1.000 mg di AA al giorno potrebbe fornire un mezzo semplice, sicuro ed efficace per prevenire e migliorare le complicazioni croniche del diabete. Ma, paradossalmente, i livelli di glucosio plasmatico a digiuno non hanno rivelato alcun cambiamento. La breve durata dello studio può essere implicata per questo risultato. Una dose più alta di AA ha fornito un migliore controllo glicemico tra i soggetti DM di tipo 2 e sia FBG che HbA1c sono migliorati. Un altro studio ha riportato che AA può migliorare il controllo glicemico, abbassando sia FBG che HbA1c. Il miglioramento del controllo glicemico è stato avviato principalmente da un effetto benefico dell’antiossidante sulle cellule β. Tuttavia, non possiamo negare totalmente la possibilità che il trattamento antiossidante possa aver esercitato un’influenza su tessuti bersaglio diversi dalle cellule β, come il muscolo e il grasso. Il trattamento antiossidante ha effetti benefici sulla conservazione della funzione delle cellule β nel diabete, anche se gli effetti potrebbero non essere esercitati totalmente attraverso la sua azione diretta sulle cellule β. Inoltre, indipendentemente dall’influenza sulla sensibilità all’insulina, il trattamento antiossidante ha effettivamente ridotto i livelli di glucosio nel sangue. Quindi, la vitamina C ha ridotto la tossicità del glucosio e ha contribuito in parte alla prevenzione della diminuzione della massa delle cellule β e del contenuto di insulina. Un’altra spiegazione proposta per la riduzione del livello di glucosio nel sangue è che i livelli plasmatici di vitamina C sembrano avere un ruolo nella modulazione dell’azione dell’insulina nei soggetti diabetici. L’aumento mediato dalla vitamina C nell’azione dell’insulina è dovuto principalmente a un miglioramento del metabolismo non ossidativo del glucosio.

La seconda osservazione più importante dello studio è stata la riduzione significativa di HbA1c a dodici settimane nel gruppo integrato con vitamina C rispetto al gruppo placebo. Ma purtroppo, non abbiamo potuto trovare una correlazione significativa tra l’acido ascorbico plasmatico e HbA1c al basale e a dodici settimane. Una diminuzione significativa è stata notata nel siero HbA1c nei pazienti integrati con vitamina C per sei settimane. Questo potrebbe essere attribuito alla competizione della vitamina C con il glucosio per la reazione con i gruppi amminici sulla catena beta dell’emoglobina. Un’ulteriore spiegazione ha proposto che l’aumento del glutatione antiossidante del siero e la diminuzione dell’emoglobina glicosilata dopo la supplementazione di acido ascorbico a lungo termine sono correlati tra loro. I nostri risultati non escludono interazioni metaboliche o farmacocinetiche tra acido ascorbico e metformina. In entrambi i casi, i risultati del presente studio indicano l’acido ascorbico come critico nella modulazione degli effetti biochimici della metformina. In studi precedenti, la normale assunzione di vitamina C nella dieta è stata studiata in dettaglio, ma si è scoperto che non è utile nel controllo del diabete e nella riduzione del rischio di diabete in futuro. Molti ricercatori hanno usato dosi più elevate del normale apporto dietetico di vitamina C e hanno dimostrato che dosi più elevate saranno necessarie per il controllo glicemico. Nel nostro studio, nausea e disagio addominale sono stati riportati in un paziente nel gruppo placebo mentre due pazienti nel gruppo della vitamina C. Questi pazienti sono stati trattati dal medico nell’OPD di medicina. Tutti i pazienti hanno risposto al trattamento sintomatico e hanno continuato lo studio. Non sono stati riportati effetti avversi gravi nello studio.

4.2. Limitazioni

Anche se la dimensione del campione dello studio è piccola e la durata è breve, il valore dei risultati del presente studio non può essere tolto. Tuttavia, studi con un campione più grande e un periodo di follow-up più lungo, insieme alla misurazione di altri livelli di antiossidanti correlati, possono fornire dati più significativi sul ruolo del sistema antiossidante nel decorso clinico del DM di tipo 2. C’è bisogno di un maggior numero di visite di follow-up per rendere questo studio più robusto, ampio e rappresentativo della popolazione indiana. Ulteriori studi sul complicato e non complicato tipo 2 DM sono necessari per chiarire il ruolo esatto della supplementazione di vitamina C nel tipo 2 DM.

4.3. Conclusione

Il trattamento con vitamina C con metformina è stato ben tollerato e privo di effetti collaterali. L’assenza di effetti collaterali sostanziali, il costo più economico, il miglioramento di FBS, PPBS e HBA1c, e il fatto che i livelli plasmatici di acido ascorbico sono diminuiti nel DM e aumentati dopo la supplementazione orale ne fanno un coadiuvante terapeutico particolarmente attraente nel trattamento del DM tipo 2.

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