Abstract

Er is nog nooit onderzocht wat het effect is van vitamine C in combinatie met metformine op nuchtere bloedglucose (FBS) en bloedglucose na de maaltijd (PMBG), en op geglycosyleerd hemoglobine (HbA1c) bij de behandeling van type 2 diabetes mellitus (DM). Het doel was het effect te onderzoeken van orale vitamine C met metformine op FBS, PMBG, HbA1c, en plasma ascorbinezuur niveau (PAA) bij type 2 DM. Zeventig patiënten met type 2 DM namen deel aan een prospectieve, dubbelblinde, placebogecontroleerde, 12 weken durende studie. De patiënten met type 2 DM werden willekeurig verdeeld in een placebo- en een vitamine C-groep van elk 35 personen. Beide groepen kregen de behandeling gedurende twaalf weken. Verlaagde PAA niveaus werden gevonden bij patiënten met type 2 diabetes mellitus. Dit niveau werd significant omgekeerd na behandeling met vitamine C samen met metformine in vergelijking met placebo met metformine. FBS, PMBG, en HbA1c niveaus toonden significante verbetering na 12 weken behandeling met vitamine C. Concluderend, orale suppletie van vitamine C met metformine keert het ascorbinezuur niveau om, verlaagt FBS, PMBG, en verbetert HbA1c. Vandaar dat beide geneesmiddelen in combinatie kunnen worden gebruikt bij de behandeling van type 2 DM om een goede glycemische controle te behouden.

1. Inleiding

Diabetes mellitus (DM) is een van de belangrijkste stofwisselingsziekten die gepaard gaan met veel morbiditeit en economische kosten. Naast hyperglykemie wordt DM ook gekenmerkt door oxidatieve stress, ontsteking en insulineresistentie. Verschillende onderzoekers hebben de rol van vrije radicalen in diabetes mellitus aangetoond. De ziekte heeft een slechte afloop ondanks de beste thans beschikbare behandelingen. De ontwikkeling van nieuwe strategieën om het resultaat te verbeteren zal dan ook van groot nut zijn. De thans beschikbare orale hypoglycemische middelen geven geen duidelijke verbetering van de oxidatieve stress bij diabetespatiënten te zien. Ascorbinezuur (vitamine C), een antioxidant vitamine, speelt een belangrijke rol bij de bescherming van door vrije radicalen veroorzaakte schade. Eerdere studies hebben aangetoond dat de basale vitamine C-spiegel daalt bij type 2 DM. Vitamine C is structureel vergelijkbaar met glucose en kan het vervangen in veel chemische reacties en is dus effectief voor het voorkomen van niet-enzymatische glycosylering van eiwitten.

Up-to-date, beschikbare literatuur suggereert tegenstrijdige resultaten met betrekking tot suppletie van vitamine C en verbetering van de bloedglucosespiegel en geglycosyleerd hemoglobine (HbA1c). Geen enkele studie heeft echter ooit de effecten van vitamine C met metformine onderzocht bij de behandeling van type 2 diabetes mellitus, met name op de bloedglucosespiegel na de maaltijd (PPBG). Recent onderzoek meldde verlaging van de nuchtere bloedglucose (FBG) en geglycosyleerd hemoglobine na suppletie met vitamine C, maar het was een open-label, niet-gecontroleerde en kortdurende studie. Daarom werd het de moeite waard geacht om het effect van vitamine C samen met metformine op de niveaus van FBG, PPBG, HbA1c, en plasma ascorbinezuur te meten in een dubbelblind, gecontroleerd onderzoek van langere duur bij patiënten met type 2 diabetes mellitus.

2. Materialen en Methoden

2.1. Patiënten, inclusie- en exclusiecriteria

zeventig patiënten met diabetes mellitus type 2 namen deel aan een prospectieve, dubbelblinde, placebogecontroleerde, non-crossover, 12 weken durende studie, goedgekeurd door de Institutionele Ethische Commissie van het Indira Gandhi Government Medical College, Nagpur, India. Alle patiënten gaven hun geïnformeerde toestemming voorafgaand aan hun inclusie in de studie. De inclusiecriteria waren patiënten van de polikliniek (OPD) van de afdeling Geneeskunde en gediagnosticeerde patiënten met DM type 2 in de leeftijdsgroep tussen dertig en zestig jaar, die metformine gebruikten en een nuchtere bloedglucosespiegel hadden van 126 tot 250 mg/dL. Exclusiecriteria voor de patiënten waren een nuchtere bloedglucosespiegel van meer dan 250 mg/dL, medische aandoeningen waaronder andere endocriene, metabole, type 1 DM, zwangerschap, geïsoleerde postprandiale hyperglykemie, en een leeftijd van meer dan 60 jaar of minder dan 30 jaar. Geen van de proefpersonen was een regelmatige drinker, zware roker, of had een psychotrope drug genomen. Routine-onderzoeken zoals elektrocardiogram, serumelektrolyten, bloedureum, serumwaarden en leverfunctietest werden uitgevoerd om actieve medische problemen bij alle patiënten uit te sluiten. Patiënten die de laatste drie maanden vitamine C of een ander anti-oxidant hadden gekregen, werden ook uitgesloten van het onderzoek. De periode van de huidige studie was van februari 2009 tot november 2010.

2.2. Steekproefgrootte, randomisatie en behandeling

Patiënten met type 2 DM werden willekeurig verdeeld in twee groepen, A en B van elk 35. De steekproefgrootte werd berekend met de standaardafwijking uit de vorige studie en een significantieniveau van 0,05 met een power van 80%. De blok randomisatie procedure werd gebruikt voor de willekeurige toewijzing van studiemedicijnen, dat wil zeggen, vitamine C en placebo met blokken van grootte 4 in gelijke verhoudingen om een uniforme toewijzingsratio (1 : 1) te verzekeren. Aangezien de studie dubbelblind was, waren de geneesmiddelen identiek in formulering, vorm, grootte, gewicht, textuur en verpakking. De gerandomiseerde volgorde van behandelingstoewijzing werd gegenereerd door een statisticus met behulp van een willekeurige getallentabel. Deze werd samen met identieke plastic recipiënten gevuld met de studiegeneesmiddelen (zestig vitamine C en placebo) overhandigd aan een derde persoon die niet rechtstreeks bij het onderzoek betrokken was. Deze persoon etiketteerde de recipiënten volgens de willekeurige toewijzingsvolgorde van de patiënten met de verstrekte geneesmiddelen. De code van deze willekeurige volgorde van toewijzing werd door deze persoon in de verzegelde envelop bewaard en werd pas geopend na de voltooiing van het onderzoek bij de analyse van de gegevens. Zowel de patiënten als de onderzoekers waren niet op de hoogte van de behandeling (vitamine C of placebo) die werd toegediend. De medicijnen werden telkens voor dertig dagen aan de patiënten verstrekt. Patiënten werd gevraagd de ongebruikte medicijnen en de verpakking mee te nemen tijdens de follow-up. Negentig procent consumptie werd als therapietrouw beschouwd. De teruggebrachte geneesmiddelen werden weggegooid. Aan het einde van de proef werden de medicijnen gedecodeerd. Groep A kreeg vitamine C samen met metformine en groep B kreeg placebo samen met metformine. De dosis vitamine C was 500 mg tweemaal daags en werd vastgesteld op basis van eerder onderzoek. Alle patiënten kregen open label tabletten metformine 500 mg tweemaal daags oraal bij de lunch en het avondeten, omdat het onethisch is om alleen placebo of alleen vitamine C aan diabetespatiënten te geven. Deze patiënten, die metformine kregen, gebruikten geen andere geneesmiddelen, waaronder andere antidiabetica. De inname van metformine begon niet op hetzelfde moment als de inname van vitamine C omdat de patiënten metformine gebruikten voor een variabele periode van 0 tot 6 maanden, maar niet langer dan 6 maanden.

In ons voorbereidend experiment werd vastgesteld dat de proefpersonen een nieuwe lagere steady-state plasmaconcentratie bereikten na één week op gecontroleerd dieet. Placebo- of vitamine C-suppletie werd gestart na één week vitamine C-beperkt dieet. De patiënten kregen aan het eind van elke vierde week een nieuwe voorraad tabletten. Dezelfde doses werden gehandhaafd gedurende het onderzoek. De patiënten werden niet gestabiliseerd voor ze aan de studie deelnamen, aangezien ze voldeden aan onze belangrijkste inclusiecriteria. Maar als we een verhoogde nuchtere bloedsuikerspiegel van meer dan 250 vonden tijdens de studieperiode, dan sloten we die patiënt uit van de studie. Geen comorbide conditie of infectie kwam voor bij deze studie patiënten gedurende de studie periode. Na afloop van de studieperiode werden de proefpersonen overgedragen aan de respectievelijke artsen.

2.3. Dieet en Onderzoeken

Alle patiënten werden op hun gebruikelijke dieetpatroon gehouden, terwijl hun consumptie van vitamine C-rijke voedingsmiddelen gedurende de studie werd beperkt. Aangezien patiënten een zelfgekozen dieet volgden, werd elke patiënt door een diëtist geïnstrueerd om een uitgebreide voedingslijst te gebruiken die voedingsmiddelen bevatte naar soort, portiegrootte, bereidingswijze en vitamine C-gehalte. Dit stelde de patiënten in staat om voedingsmiddelen met een laag vitaminegehalte te vervangen door voedingsmiddelen die normaal een hoger vitamine C-gehalte bevatten, en ook om ervoor te zorgen dat hun dagelijkse inname uit voedingsbronnen gelijk zou blijven. De naleving van de dieetbeperkingen van ascorbinezuur werd bepaald door het verkrijgen van een 24 uurs voedingsherinnering van de proefpersonen gedurende elke maandperiode. Na twaalf weken werden nuchter bloedglucose, bloedglucose na de maaltijd, geglycosyleerd hemoglobine, ascorbinezuur in plasma, en lever- en nierfunctietests herhaald. Op de basislijn werden nuchtere bloedmonsters genomen voor de bepaling van nuchtere bloedwaarden, geglycosyleerd hemoglobine en plasmaascorbinezuur (één week na het vitamine C-beperkte dieet), terwijl bloedmonsters na de maaltijd werden genomen voor de bepaling van bloedglucose na de maaltijd, 2 uur na de maaltijd. De algemene klinische veiligheid werd bewaakt door een waakzame follow-up van patiënten voor de behandeling van eventuele bijwerkingen, die in het case report formulier werden genoteerd. Patiënten met bijwerkingen werden op de juiste wijze behandeld door de arts in de medische OPD. Plasma ascorbinezuur werd geschat door een eenstaps calorimetrische methode met behulp van gemodificeerd zuur fosfotungstaat reagens. Het supernatans werd gebruikt om de absorptie bij 700 nm te meten. Standaards van zuiver ascorbinezuur verkregen van Sigma Company, USA, in het bereik van 0,10 tot 0,90 mg % werden bereid in 0,5% oxaalzuur oplossing. Voor alle onderzoeken werden chemicaliën van analytische reagenskwaliteit gebruikt. Het nuchtere en postprandiale bloedglucosegehalte en het HbA1c werden kwantitatief bepaald met behulp van de glucoseoxidase-methode en de kationenwisselaarharsmethode, respectievelijk met behulp van een semiauto-analysator, TRANSASIA, ERBA, CHEM-5 PLUS.

2.4. Statistische Analyse

Resultaten werden uitgedrukt als gemiddelde ± standaardfout van het gemiddelde (SEM). Groepsverschillen werden vastgesteld door gepaarde of ongepaarde t-test. Het verband tussen variabelen werd bepaald met behulp van de correlatiecoëfficiënt van Pearson of Spearman, afhankelijk van de verdeling van de gegevens. Chi-kwadraat toets werd gebruikt voor de analyse van demografische gegevens. Er werd steeds een tweestaartwaarde gebruikt en waarden kleiner dan 0,05 werden statistisch significant geacht. GraphPad Prism versie 5.00 software werd gebruikt voor analyse.

3. Resultaten

De gemiddelde leeftijd van de patiënten met diabetes mellitus in vitamine C groep ( jaren) en placebo groep ( jaren) was niet significant verschillend van elkaar (Tabel 1). De nuchtere bloedglucosewaarde, de bloedglucosewaarde na de maaltijd en het ascorbinezuurgehalte in het plasma verschilden niet tussen de proefpersonen vóór de placebo- en de vitamine C-behandeling ().

In de placebogroep daalde het nuchtere bloedglucosegehalte en het bloedglucosegehalte na de maaltijd aanzienlijk (), en tegelijkertijd steeg het ascorbinezuurgehalte in plasma na 12 weken behandeling in vergelijking met het niveau vóór de behandeling, maar dit was niet significant. Vermindering van geglycosyleerd hemoglobine werd waargenomen, maar het bereikte geen statistisch significant niveau (tabel 2). Bij patiënten die vitamine C kregen, was de verlaging van nuchtere bloedglucose en bloedglucose na de maaltijd significant op week twaalf. Daarentegen steeg het ascorbinezuurgehalte in plasma significant na twaalf weken behandeling. Gelijktijdig werd na twaalf weken een significante verlaging van het geglycosyleerd hemoglobinegehalte waargenomen (tabel 3).

Om te testen of orale suppletie van vitamine C beter is in het omkeren van nuchtere bloedglucose, bloedglucose na de maaltijd en geglycosyleerd hemoglobine in vergelijking met placebo, vergeleken we effecten van geneesmiddelen in placebo- en vitamine C-groep na 12 weken behandeling, rekening houdend met de verandering ten opzichte van de uitgangswaarden van deze parameters. De daling van de nuchtere bloedglucosespiegel en de bloedglucosespiegel na de maaltijd was significant na twaalf weken in de vitamine C-groep vergeleken met de placebogroep. Daarentegen deed de vitamine C-suppletie het ascorbinezuurgehalte in het plasma significant stijgen in de vitamine C-groep in vergelijking met de placebogroep. Tegelijkertijd daalde de geglycosyleerde hemoglobinespiegel significant in de vitamine C-groep vergeleken met de placebogroep (Tabel 4). Er bestond geen correlatie tussen plasma ascorbinezuur en enige van de parameters zoals FBS, PPBS, en HbA1c voor zowel de vitamine C- als de placebogroep.

Van de zeventig patiënten die aan het onderzoek deelnamen, werden er vier teruggetrokken (twee in de placebogroep en twee in de vitamine C-groep). De meest voorkomende oorzaak was het niet terugkeren; één patiënt werd in de placebogroep teruggetrokken vanwege een ongecontroleerde bloedglucosespiegel aan het eind van de vier weken en werd overgeplaatst naar het andere geneesmiddel. Er werden geen ernstige bijwerkingen gemeld, en er werden geen afwijkingen in laboratoriumtests gevonden tijdens de proefperiode.

4. Discussie

4.1. Vitamine C en DM

De belangrijkste bevinding van de huidige studie is een significante daling van FBG, PPBG, en HbA1c en een stijging van het plasma ascorbinezuur gehalte na vitamine C suppletie samen met metformine bij patiënten met type 2 DM. Voor zover wij weten, is dit het eerste rapport over een significante verbetering in alle bovengenoemde parameters na gelijktijdig gebruik van metformine en vitamine C. De resultaten van deze studie zijn in overeenstemming met eerder gepubliceerde gegevens die een betere glykemische controle laten zien met vitamine C-suppletie. In onze studie kregen de patiënten ook metformine en dit is een gevestigd eerstelijns medicijn voor de behandeling van type 2 DM. Daarom is het moeilijk te zeggen of dit gunstige effect van ascorbinezuur supplement kan worden toegeschreven aan het effect op de onderliggende ziekte of aan de correctie van de inadequate vitamine C status. Het exacte mechanisme waardoor vitamine C deze veranderingen teweegbrengt is niet bekend. Het is goed gedocumenteerd dat er een verhoogde productie is van schadelijke vrije radicalen bij type 2 DM patiënten. Glucose autooxidatie, proteïne glycosylatie, vorming van geavanceerde glycatie eindproducten, en polyol pathway zijn betrokken bij het genereren van oxidatieve stress, die betrokken is bij het ontstaan van zowel type 1 als 2 DM. De bescherming tegen dergelijke schade kan worden geboden door vrije radicalen-vangende anti-oxidanten.

Een verhoogde vraag naar vitamine C om de verhoogde oxidatieve stress te compenseren en een verstoord transport of een tekort aan vitamine C via de voeding kunnen bijdragen tot de verlaagde vitamine C-spiegels in het plasma die bij DM type 2-patiënten worden waargenomen. Hoge maar fysiologische concentraties van ascorbinezuur kunnen erytrocyten aldose reductase direct remmen en vormen een reden voor het gebruik van orale vitamine C supplementen bij diabetes. Een significant omgekeerd evenredig verband tussen plasma-AA en DNA-beschadiging bij type 2 DM-patiënten wijst erop dat slecht gecontroleerde diabetici baat zouden kunnen hebben bij meer vitamine C in de voeding. Suppletie met ascorbinezuur voor diabetici kan een eenvoudige manier zijn om de complicaties van diabetes te voorkomen en te verbeteren. De zwakke methodologie in vroegere onderzoeken leidt tot tegenstrijdige resultaten omdat de studies niet gecontroleerd waren. Daarom moeten, net als onze studie, gerandomiseerde, dubbelblinde klinische studies van ascorbinezuursuppletie voor langere duur een hoge prioriteit hebben voor het vaststellen van de rol van ascorbinezuur bij diabetes.

Supplementatie van vitamine C verlaagde FBG en HbA1c niveaus bij type 2 DM patiënten; het kan verband houden met suppletie van een hogere dosis vitamine C. In eerdere studie resulteerde suppletie met 500 mg/dag vitamine C bij diabetespatiënten niet in veranderingen in FBG en HbA1c in vergelijking met placebo. Dit kan te maken hebben met de lage dosis vitamine C die in deze studie werd gebruikt. Suppletie met AA per dag gedurende twee weken verminderde de sorbitolverhouding in erytrocyten en de sorbitol/plasmaglucoseverhouding in rode cellen (S/PG) aanzienlijk, en er werd geconcludeerd dat suppletie met 1000 mg AA per dag een eenvoudig, veilig en doeltreffend middel zou kunnen zijn om chronische complicaties van diabetes te voorkomen en te verbeteren. Maar paradoxaal genoeg vertoonden de nuchtere plasmaglucosewaarden geen verandering. De kortere duur van de studie kan een verklaring zijn voor deze bevinding. Hogere doses AA zorgden voor een betere glycemische controle bij personen met type 2 DM en zowel FBG als HbA1c verbeterden. Een andere studie meldde dat AA de glycemische controle kan verbeteren, en zowel FBG als HbA1c verlaagt. De verbetering van de glykemische controle werd voornamelijk geïnitieerd door een gunstig effect van antioxidant op β-cellen. We kunnen echter niet volledig de mogelijkheid ontkennen dat de antioxidant behandeling een invloed kan hebben gehad op andere doelweefsels dan de β-cellen, zoals spieren en vet. Behandeling met antioxidanten heeft gunstige effecten op het behoud van de β-celfunctie bij diabetes, hoewel de effecten mogelijk niet volledig worden uitgeoefend door de directe werking op β-cellen. Ongeacht de invloed op de insulinegevoeligheid, verlaagde de behandeling met antioxidanten inderdaad de bloedglucosespiegel. Vitamine C verminderde dus de glucosetoxiciteit en droeg gedeeltelijk bij tot het voorkomen van een afname van de β-celmassa en het insulinegehalte. Een andere verklaring voor de verlaging van de bloedglucosespiegel is dat de plasma vitamine C-spiegel een rol lijkt te spelen bij de modulatie van de insulinewerking bij diabetici. Vitamine C-gemedieerde verhoging van de insulinewerking is voornamelijk te wijten aan een verbetering van het niet-oxidatieve glucosemetabolisme.

De tweede belangrijkste observatie van de studie was een significante verlaging van het HbA1c na twaalf weken in de groep met vitamine C-supplementen in vergelijking met de placebogroep. Maar helaas konden we geen significante correlatie vinden tussen plasma ascorbinezuur en HbA1c op de basislijn en na twaalf weken. Er werd een significante daling van serum HbA1c vastgesteld bij patiënten die gedurende zes weken vitamine C toegediend kregen. Dit zou kunnen worden toegeschreven aan concurrentie van vitamine C met glucose voor reactie met aminogroepen op de hemoglobine beta keten. Een verdere verklaring stelde dat de toename van serum antioxidant glutathion en de afname van geglycosyleerd hemoglobine na langdurige ascorbinezuur suppletie met elkaar in verband staan. Onze resultaten sluiten metabole of farmacokinetische interacties tussen ascorbinezuur en metformine niet uit. In ieder geval wijzen de resultaten van de huidige studie erop dat ascorbinezuur van cruciaal belang is bij de modulatie van biochemische effecten van metformine. In eerdere studies werd de normale inname van vitamine C via de voeding uitvoerig bestudeerd, maar deze bleek geen nut te hebben voor de controle van diabetes en voor het verminderen van het risico van diabetes in de toekomst. Veel onderzoekers gebruikten hogere doses dan de normale inname van vitamine C via de voeding en bewezen dat hogere doses nodig zijn voor glycemische controle. In onze studie werden misselijkheid en abdominaal ongemak gemeld bij één patiënt in de placebogroep en bij twee patiënten in de vitamine C-groep. Deze patiënten werden behandeld door de arts in de medische OPD. Alle patiënten reageerden op de symptomatische behandeling en zetten de studie voort. Er werden geen ernstige bijwerkingen gerapporteerd in de studie.

4.2. Beperkingen

Hoewel de steekproefgrootte van de studie klein is en de duur kort is, kan de waarde van de resultaten van de huidige studie niet worden weggenomen. Echter, studies met een grotere steekproefgrootte en een langere follow-up periode, samen met metingen van andere gerelateerde antioxidantspiegels, kunnen meer zinvolle gegevens opleveren over de rol van het antioxidantensysteem in het klinische beloop van DM type 2. Er is behoefte aan een groter aantal follow-up bezoeken om deze studie robuuster, breder opgezet en representatiever te maken voor de Indiase bevolking. Verdere studies van gecompliceerde en ongecompliceerde type 2 DM zijn nodig om de exacte rol van vitamine C suppletie in type 2 DM op te helderen. Conclusie

Behandeling met vitamine C met metformine werd goed verdragen en was vrij van bijwerkingen. De afwezigheid van substantiële bijwerkingen, de goedkopere kosten, de verbetering van FBS, PPBS en HBA1c, en het feit dat de plasma ascorbinezuurspiegels verlaagd zijn bij DM en verhoogd na orale suppletie, maken het een bijzonder aantrekkelijke therapeutische adjuvans bij de behandeling van type 2 DM.