Abstract

Nigdy nie badano wpływu witaminy C z metforminą na stężenie glukozy we krwi na czczo (FBS) i po posiłku (PMBG), jak również hemoglobiny glikozylowanej (HbA1c) w leczeniu cukrzycy typu 2 (DM). Celem pracy było zbadanie wpływu doustnego podawania witaminy C z metforminą na FBS, PMBG, HbA1c oraz stężenie kwasu askorbinowego w osoczu (PAA) pacjentów z cukrzycą typu 2. Siedemdziesięciu pacjentów z DM typu 2 uczestniczyło w prospektywnym, podwójnie zaślepionym, kontrolowanym placebo, 12-tygodniowym badaniu. Pacjenci z typem 2 DM zostali losowo podzieleni na grupę placebo i grupę witaminy C po 35 osób. Obie grupy otrzymywały leczenie przez dwanaście tygodni. Stwierdzono obniżony poziom PAA u pacjentów z cukrzycą typu 2. Poziom ten uległ znacznemu odwróceniu po leczeniu witaminą C wraz z metforminą w porównaniu do placebo z metforminą. Poziomy FBS, PMBG i HbA1c wykazały znaczącą poprawę po 12 tygodniach leczenia witaminą C. Podsumowując, doustna suplementacja witaminy C z metforminą odwraca poziom kwasu askorbinowego, zmniejsza FBS, PMBG i poprawia HbA1c. Stąd oba leki w połączeniu mogą być stosowane w leczeniu DM typu 2 w celu utrzymania dobrej kontroli glikemii.

1. Wprowadzenie

Cukrzyca (DM) jest jednym z głównych zaburzeń metabolicznych związanych z dużą zachorowalnością i kosztami ekonomicznymi. Oprócz hiperglikemii, DM charakteryzuje się również stresem oksydacyjnym, stanem zapalnym i insulinoopornością. Wielu badaczy przypisuje cukrzycy rolę patologii, w której pośredniczą wolne rodniki. Choroba ta ma złe rokowanie pomimo najlepszych obecnie dostępnych metod leczenia. W związku z tym, opracowanie nowych strategii poprawiających wyniki leczenia będzie bardzo korzystne. Obecnie dostępne doustne leki hipoglikemizujące nie wykazują wyraźnej poprawy w zakresie stresu oksydacyjnego u pacjentów z cukrzycą. Kwas askorbinowy (witamina C), witamina antyoksydacyjna, odgrywa ważną rolę w ochronie przed uszkodzeniami wywołanymi przez wolne rodniki. Poprzednie badania wykazały obniżenie podstawowego poziomu witaminy C u pacjentów z DM typu 2. Witamina C jest strukturalnie podobna do glukozy i może ją zastępować w wielu reakcjach chemicznych, a zatem jest skuteczna w zapobieganiu nieenzymatycznej glikozylacji białek. Aktualne, dostępne piśmiennictwo sugeruje sprzeczne wyniki związane z suplementacją witaminy C i poprawą poziomu glukozy we krwi oraz hemoglobiny glikozylowanej (HbA1c). Jednak w żadnym z dotychczasowych badań nie analizowano wpływu witaminy C w połączeniu z metforminą w leczeniu cukrzycy typu 2, zwłaszcza na poziom glukozy po posiłku (PPBG). Ostatnie badania wykazały zmniejszenie stężenia glukozy we krwi na czczo (FBG) i hemoglobiny glikozylowanej po suplementacji witaminą C, ale było to badanie otwarte, niekontrolowane i krótkotrwałe. Dlatego uznano, że warto zmierzyć wpływ witaminy C wraz z metforminą na poziom FBG, PPBG, HbA1c i kwasu askorbinowego w podwójnie ślepym, kontrolowanym badaniu przez dłuższy czas u pacjentów z cukrzycą typu 2.

2. Materiały i metody

2.1. Patients, Inclusion, and Exclusion Criteria

Seventy patients with type 2 diabetes mellitus participated in a prospective, double-blind, placebo-controlled, noncrossover, 12-week study approved by Institutional Ethics Committee of Indira Gandhi Government Medical College, Nagpur, India. Wszyscy pacjenci wyrazili świadomą zgodę przed włączeniem do badania. Kryteria włączenia do badania stanowili pacjenci z ambulatorium (OPD) i zdiagnozowani pacjenci z DM typu 2 w wieku od 30 do 60 lat, którzy przyjmowali metforminę i mieli poziom glukozy we krwi na czczo w zakresie od 126 do 250 mg/dl. Kryteriami wyłączenia z badania były: poziom glukozy na czczo powyżej 250 mg/dl, choroby medyczne, w tym inne choroby endokrynologiczne, metaboliczne, DM typu 1, ciąża, izolowana hiperglikemia poposiłkowa oraz wiek powyżej 60 lat lub poniżej 30 lat. Żaden z badanych nie nadużywał alkoholu, nie palił tytoniu, nie przyjmował leków psychotropowych. Rutynowe badania, takie jak elektrokardiogram, elektrolity w surowicy, mocznik we krwi, pewności surowicy i test funkcji wątroby były wykonywane w celu wykluczenia aktywnych problemów medycznych u wszystkich pacjentów. Pacjenci, którzy otrzymywali witaminę C lub inny antyoksydant w ciągu ostatnich trzech miesięcy również zostali wykluczeni z badania. Okres obecnego badania trwał od lutego 2009 do listopada 2010 roku.

2.2. Wielkość próby, randomizacja i leczenie

Pacjentów z DM typu 2 podzielono losowo na dwie grupy, A i B po 35 osób każda. Wielkość próby obliczono na podstawie odchylenia standardowego zaczerpniętego z poprzedniego badania oraz poziomu istotności 0,05 przy mocy 80%. Procedura randomizacji blokowej została zastosowana do losowego przydziału badanych leków, tj. witaminy C i placebo z bloków o wielkości 4 w równych proporcjach, aby zapewnić jednolity stosunek przydziału (1 : 1). Badanie było podwójnie zaślepione, leki były identyczne pod względem składu, kształtu, wielkości, wagi, tekstury i opakowania. Sekwencja randomizowanego przydziału leków została wygenerowana przez statystyka przy użyciu tabeli liczb losowych. Został on przekazany wraz z identycznymi plastikowymi pojemnikami wypełnionymi badanymi lekami (po sześćdziesiąt z witaminą C i placebo) trzeciej osobie, która nie była bezpośrednio zaangażowana w to badanie. Osoba ta oznakowała pojemniki zgodnie z sekwencją losowego przydziału pacjentów z dostarczonymi lekami. Kod tej losowej sekwencji alokacji został zachowany w zapieczętowanej kopercie przez tę osobę i został otwarty tylko po zakończeniu badania podczas analizy danych. Zarówno pacjenci, jak i prowadzący badanie nie wiedzieli, jakie leczenie (witamina C czy placebo) jest podawane. Lek był wydawany pacjentom jednorazowo na okres trzydziestu dni. Pacjenci zostali poproszeni, aby przynieść niewykorzystane leki i pojemnik podczas followup. Dziewięćdziesiąt procent konsumpcja została uznana za zgodną. Zwrócone leki były wyrzucane. Leki zostały zdekodowane na koniec procesu. Grupa A otrzymała witaminę C z metforminą, a grupa B otrzymała placebo wraz z metforminą. Dawka witaminy C wynosiła 500 mg dwa razy dziennie i została ustalona na podstawie wcześniejszych badań. Wszyscy pacjenci otrzymali otwarte tabletki metforminy 500 mg dwa razy dziennie doustnie z obiadem i kolacją, ponieważ jest nieetyczne, aby dać tylko placebo lub witaminy C do pacjentów z cukrzycą. Ci pacjenci, którzy byli na metforminy, nie były na żadnych innych leków, w tym innych środków przeciwcukrzycowych. Przyjmowanie metforminy nie rozpoczęło się w tym samym czasie, co przyjmowanie witaminy C, ponieważ pacjenci byli na metforminie przez zmienny okres od 0 do 6 miesięcy, ale nie dłużej niż 6 miesięcy.

W naszym wstępnym eksperymencie ustalono, że uczestnicy osiągnęli nowe niższe stężenie w osoczu w stanie stacjonarnym po jednym tygodniu na kontrolowanej diecie. Suplementacja placebo lub witaminą C została rozpoczęta po jednym tygodniu diety z ograniczeniem witaminy C. Pacjenci otrzymywali nowy zapas tabletek na koniec każdego czwartego tygodnia. Te same dawki były utrzymywane przez cały czas trwania badania. Pacjenci nie byli stabilizowani przed zapisaniem się do badania, ponieważ spełniali nasze główne kryteria włączenia. Jeśli jednak w okresie badania stwierdziliśmy podwyższony poziom cukru we krwi na czczo powyżej 250, wówczas wykluczaliśmy takiego pacjenta z badania. W czasie trwania badania u badanych pacjentów nie występowały żadne choroby współistniejące ani infekcje. Po zakończeniu okresu badania badani zostali przekazani odpowiedniemu lekarzowi.

2.3. Dieta i badania

Wszyscy pacjenci byli utrzymywani na ich zwykłym wzorcu żywieniowym przy jednoczesnym ograniczeniu ich konsumpcji pokarmów bogatych w witaminę C podczas całego badania. Ponieważ pacjenci byli na samodzielnie wybranej diecie, każdy pacjent został poinstruowany przez dietetyka do korzystania z kompleksowej listy żywności, która zawierała pozycje żywnościowe według typu, wielkości porcji, sposobu przygotowania i zawartości witaminy C. Umożliwiło to pacjentom zastąpienie żywności o niskiej zawartości witaminy C dla tych pacjentów, którzy normalnie spożywają większe ilości witaminy C, a także zapewnienie, że ich dzienne spożycie ze źródeł dietetycznych pozostanie na tym samym poziomie. Zgodność z ograniczeniami dietetycznymi kwasu askorbinowego określono poprzez uzyskanie 24-godzinnego podsumowania diety od badanych w każdym okresie miesięcznym. Glukoza na czczo, po posiłku, hemoglobina glikozylowana, kwas askorbinowy w osoczu oraz badania czynności wątroby i nerek zostały powtórzone po dwunastu tygodniach. Próbki krwi na czczo pobierano na początku do oceny stężenia glukozy na czczo, hemoglobiny glikozylowanej i kwasu askorbinowego w osoczu (tydzień po zakończeniu diety z ograniczeniem witaminy C), natomiast próbki krwi po posiłku pobierano do oceny stężenia glukozy 2 godziny po posiłku. Ogólne bezpieczeństwo kliniczne było monitorowane przez czujne śledzenie pacjentów w celu leczenia nagłych zdarzeń niepożądanych, jeśli takie wystąpiły, i rejestrowane w formularzu raportu z przypadku. Pacjenci z niepożądaną reakcją na lek byli odpowiednio traktowani przez lekarza w OPD medycyny. Kwas askorbinowy w osoczu oceniano jednoetapową metodą kalorymetryczną z użyciem zmodyfikowanego odczynnika fosforanowo-kwasowego. Supernatant był używany do pomiaru absorbancji przy 700 nm. Standardy czystego kwasu askorbinowego otrzymane z Sigma Company, USA, w zakresie od 0,10 do 0,90 mg%, przygotowano w 0,5% roztworze kwasu szczawiowego. Do wszystkich badań użyto odczynników chemicznych klasy analitycznej. Stężenie glukozy we krwi na czczo i po posiłku oraz HbA1c oceniano ilościowo metodą oksydazy glukozowej i metodą żywicy kationowymiennej przy użyciu semiautoanalizatora, odpowiednio TRANSASIA, ERBA, CHEM-5 PLUS.

2.4. Analiza statystyczna

Wyniki wyrażono jako średnie ± standardowy błąd średniej (SEM). Różnice między grupami ustalono za pomocą sparowanego lub niesparowanego testu t. Zależności między zmiennymi określano za pomocą współczynnika korelacji Pearsona lub Spearmana w zależności od rozkładu danych. Do analizy danych demograficznych zastosowano test Chi-kwadrat. Użyto wartości dwuogonowej, a wartości mniejsze od 0,05 uznano za istotne statystycznie. Do analizy użyto oprogramowania GraphPad Prism wersja 5.00.

3. Wyniki

Średni wiek pacjentów z cukrzycą w grupie witaminy C ( lat) i grupie placebo ( lat) nie różnił się istotnie od siebie (Tabela 1). Poziomy glukozy na czczo, glukozy we krwi po posiłku i kwasu askorbinowego w osoczu nie różniły się między badanymi przed otrzymaniem placebo i leczenia witaminą C ().

W grupie placebo, poziomy glukozy na czczo i po posiłku zmniejszyły się znacząco (), a jednocześnie poziom kwasu askorbinowego w osoczu wzrósł po 12 tygodniach leczenia w porównaniu z poziomami sprzed leczenia, ale był nieistotny. Obserwowano zmniejszenie stężenia hemoglobiny glikozylowanej, ale nie osiągnęło ono poziomu istotnego statystycznie (tab. 2). U pacjentów otrzymujących witaminę C zmniejszenie stężenia glukozy we krwi na czczo i po posiłku było istotne w dwunastym tygodniu. Natomiast poziom kwasu askorbinowego w osoczu wzrósł istotnie po dwunastu tygodniach leczenia. Równocześnie po dwunastu tygodniach obserwowano istotne zmniejszenie stężenia hemoglobiny glikozylowanej (tab. 3).

W celu sprawdzenia, czy doustna suplementacja witaminy C jest lepsza w odwracaniu zmian stężenia glukozy we krwi na czczo, po posiłku oraz hemoglobiny glikozylowanej w porównaniu z placebo, porównano działanie leków w grupie placebo i witaminy C po 12 tygodniach leczenia, biorąc pod uwagę zmianę w stosunku do wartości wyjściowych tych parametrów. Obniżenie poziomu glukozy na czczo i po posiłku było istotne po dwunastu tygodniach w grupie witaminy C w porównaniu z grupą placebo. Z kolei suplementacja witaminą C istotnie zwiększyła stężenie kwasu askorbinowego w osoczu krwi w grupie witaminy C w porównaniu z grupą placebo. Jednocześnie poziom hemoglobiny glikozylowanej obniżył się istotnie w grupie witaminy C w porównaniu do grupy placebo (Tabela 4). Nie stwierdzono korelacji pomiędzy stężeniem kwasu askorbinowego w osoczu a żadnym z parametrów, takich jak FBS, PPBS i HbA1c, zarówno w grupie witaminy C, jak i placebo.

Spośród siedemdziesięciu pacjentów włączonych do badania, czterech zostało wycofanych (dwóch w grupie placebo i dwóch w grupie witaminy C). Najczęstszą przyczyną było niepowodzenie w ponownym zgłoszeniu się do badania; jeden pacjent został wycofany w grupie placebo z powodu niekontrolowanego poziomu glukozy we krwi pod koniec czterech tygodni i został przesunięty na drugi lek. Nie zgłoszono żadnego poważnego zdarzenia niepożądanego i nie stwierdzono żadnych nieprawidłowości w badaniach laboratoryjnych w okresie próbnym.

4. Dyskusja

4.1. Witamina C a DM

Podstawowym wnioskiem z niniejszego badania jest istotne obniżenie FBG, PPBG i HbA1c oraz wzrost poziomu kwasu askorbinowego w osoczu po suplementacji witaminą C wraz z metforminą u pacjentów z DM typu 2. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, jest to pierwsze doniesienie dotyczące istotnej poprawy wszystkich powyższych parametrów po jednoczesnym stosowaniu metforminy i witaminy C. Wyniki tego badania są zgodne z wcześniej opublikowanymi danymi wskazującymi na poprawę kontroli glikemii przy suplementacji witaminą C. W naszym badaniu pacjenci otrzymywali również metforminę, która jest lekiem pierwszego rzutu w leczeniu DM typu 2. W związku z tym trudno jest powiedzieć, czy ten korzystny efekt suplementacji kwasu askorbinowego można przypisać jego wpływowi na chorobę podstawową, czy też korekcie nieodpowiedniego statusu witaminy C. Dokładny mechanizm, za pomocą którego witamina C wywołuje te zmiany, nie jest znany. Dobrze udokumentowane jest, że u pacjentów z DM typu 2 dochodzi do zwiększonej produkcji szkodliwych wolnych rodników. Autooksydacja glukozy, glikozylacja białek, powstawanie końcowych produktów zaawansowanej glikacji oraz szlak poliolowy są zaangażowane w generowanie stresu oksydacyjnego, implikowanego w powstawanie zarówno typu 1, jak i 2 DM. Ochrona przed takimi uszkodzeniami może być oferowana przez antyoksydanty wyłapujące wolne rodniki.

Zwiększone zapotrzebowanie na witaminę C w celu skompensowania zwiększonego stresu oksydacyjnego oraz upośledzony transport lub niedobór witaminy C w diecie mogą przyczyniać się do obniżonych poziomów witaminy C w osoczu obserwowanych u pacjentów z DM typu 2. Wysokie, ale fizjologiczne stężenia kwasu askorbinowego mogą bezpośrednio hamować erytrocytarną reduktazę aldozową i stanowią uzasadnienie dla stosowania doustnych suplementów witaminy C w cukrzycy . Istotna odwrotna zależność między AA w osoczu a uszkodzeniami DNA u pacjentów z DM typu 2 wskazuje, że słabo kontrolowane osoby z cukrzycą mogą odnieść korzyści ze zwiększonej ilości witaminy C w diecie. Suplementacja kwasu askorbinowego u osób z cukrzycą może stanowić prosty sposób zapobiegania i łagodzenia powikłań cukrzycy. Słaba metodologia w dotychczasowych badaniach prowadzi do sprzecznych wyników, ponieważ badania nie były kontrolowane. Dlatego też, podobnie jak w naszym badaniu, randomizowane, podwójnie zaślepione badania kliniczne suplementacji kwasu askorbinowego przez dłuższy czas powinny mieć priorytetowe znaczenie dla ustalenia roli kwasu askorbinowego w cukrzycy.

Suplementacja witaminy C zmniejszyła stężenie FBG i HbA1c u pacjentów z DM typu 2; może to być związane z suplementacją wyższej dawki witaminy C. We wcześniejszym badaniu suplementacja 500 mg/dobę witaminy C u pacjentów z cukrzycą nie spowodowała zmian w FBG i HbA1c w porównaniu z placebo. Może to być związane z niską dawką witaminy C stosowaną w tym badaniu. Suplementacja AA dziennie przez dwa tygodnie znacząco zmniejszyła stężenie sorbitolu w erytrocytach i stosunek sorbitolu do glukozy w osoczu krwi (S/PG). Stwierdzono, że suplementacja 1000 mg AA dziennie może stanowić prosty, bezpieczny i skuteczny sposób zapobiegania i łagodzenia przewlekłych powikłań cukrzycy. Jednak, paradoksalnie, poziom glukozy w osoczu na czczo nie uległ zmianie. Krótszy czas trwania badania może mieć wpływ na ten wynik. Wyższa dawka AA zapewniała lepszą kontrolę glikemii wśród osób z DM typu 2, a zarówno FBG, jak i HbA1c uległy poprawie. W innym badaniu wykazano, że AA może poprawić kontrolę glikemii, obniżając zarówno FBG, jak i HbA1c. Poprawa kontroli glikemii została zapoczątkowana głównie przez korzystny wpływ antyoksydantów na komórki β. Nie można jednak całkowicie zaprzeczyć możliwości, że leczenie antyoksydantami mogło wywierać wpływ na tkanki docelowe inne niż komórki β, takie jak mięśnie i tłuszcz. Leczenie antyoksydantami ma korzystny wpływ na zachowanie funkcji komórek β w cukrzycy, chociaż efekty te mogą nie być całkowicie wywierane poprzez ich bezpośrednie działanie na komórki β. Ponadto, niezależnie od wpływu na wrażliwość na insulinę, leczenie antyoksydantami rzeczywiście obniżało stężenie glukozy we krwi. Tak więc witamina C zmniejsza toksyczność glukozy i częściowo przyczynia się do zapobiegania spadkowi masy komórek β i zawartości insuliny. Innym proponowanym wyjaśnieniem obniżenia stężenia glukozy we krwi jest fakt, że stężenie witaminy C w osoczu wydaje się odgrywać rolę w modulacji działania insuliny u osób z cukrzycą. Witamina C-mediated wzrost działania insuliny jest głównie ze względu na poprawę nieoksydacyjnego metabolizmu glukozy .

Druga najważniejsza obserwacja badania była znacząca redukcja HbA1c na dwanaście tygodni w grupie suplementowanej witaminą C w porównaniu z grupą placebo. Niestety, nie udało się znaleźć istotnej korelacji pomiędzy stężeniem kwasu askorbinowego w osoczu a HbA1c na poziomie wyjściowym i po dwunastu tygodniach. Odnotowano znaczący spadek HbA1c w surowicy u pacjentów suplementowanych witaminą C przez sześć tygodni. Można to przypisać konkurencji witaminy C z glukozą o reakcję z grupami aminowymi na łańcuchu beta hemoglobiny. Dalsze wyjaśnienia sugerują, że wzrost stężenia antyoksydacyjnego glutationu w surowicy i spadek hemoglobiny glikozylowanej po długotrwałej suplementacji kwasem askorbinowym są ze sobą powiązane. Nasze wyniki nie wykluczają metabolicznych lub farmakokinetycznych interakcji pomiędzy kwasem askorbinowym a metforminą. W każdym razie, wyniki obecnego badania wskazują na kwas askorbinowy jako krytyczny w modulowaniu biochemicznych efektów metforminy. W poprzednich badaniach szczegółowo analizowano normalne spożycie witaminy C w diecie, ale okazało się, że nie jest ono przydatne w kontroli cukrzycy i zmniejszaniu ryzyka jej wystąpienia w przyszłości. Wielu badaczy stosowało wyższe dawki niż normalne spożycie witaminy C i udowodniło, że wyższe dawki będą potrzebne do kontroli glikemii. W naszym badaniu, nudności i dyskomfort w jamie brzusznej zostały zgłoszone u jednego pacjenta w grupie placebo, podczas gdy dwóch pacjentów w grupie witaminy C. Pacjenci ci byli leczeni przez lekarza w OPD. Wszyscy pacjenci zareagowali na leczenie objawowe i kontynuowali badanie. W badaniu nie odnotowano żadnych poważnych działań niepożądanych.

4.2. Ograniczenia

Chociaż wielkość próby badawczej jest mała i czas trwania jest krótki, wartość wyników obecnego badania nie może być odebrana. Jednak badania z większą liczebnością próby i dłuższym okresem obserwacji wraz z pomiarami innych powiązanych poziomów antyoksydantów mogą przynieść bardziej znaczące dane na temat roli układu antyoksydacyjnego w przebiegu klinicznym DM typu 2. Istnieje potrzeba zwiększenia liczby wizyt kontrolnych, aby badanie to było bardziej solidne, oparte na szerokiej podstawie i reprezentatywne dla populacji indyjskiej. Konieczne są dalsze badania nad powikłanym i niepowikłanym typem 2 DM w celu wyjaśnienia dokładnej roli suplementacji witaminy C w typie 2 DM.

4.3. Wnioski

Terapia witaminą C z metforminą była dobrze tolerowana i pozbawiona jakichkolwiek działań niepożądanych. Brak istotnych działań niepożądanych, niższy koszt, poprawa w zakresie FBS, PPBS i HBA1c oraz fakt, że stężenie kwasu askorbinowego w osoczu jest obniżone w DM i podwyższone po doustnej suplementacji, czynią ją szczególnie atrakcyjnym adiuwantem terapeutycznym w leczeniu DM typu 2.

.