Abstract

Ingen studie har någonsin undersökt effekten av C-vitamin tillsammans med metformin på fasteblodglukos (FBS) och blodglukos efter måltid (PMBG) samt glykosylerat hemoglobin (HbA1c) vid behandling av typ 2-diabetes mellitus (DM). Målet var att undersöka effekten av oralt C-vitamin tillsammans med metformin på FBS, PMBG, HbA1c och plasmanivå av askorbinsyra (PAA) vid typ 2 DM. Sjuttio patienter med typ 2 DM deltog i en prospektiv, dubbelblind, placebokontrollerad, 12 veckors studie. Patienterna med typ 2 DM delades slumpmässigt in i en placebogrupp och en C-vitamingrupp med 35 personer vardera. Båda grupperna fick behandlingen i tolv veckor. Sänkta PAA-nivåer hittades hos patienter med diabetes mellitus typ 2. Denna nivå vändes signifikant efter behandling med C-vitamin tillsammans med metformin jämfört med placebo med metformin. FBS-, PMBG- och HbA1c-nivåerna uppvisade en signifikant förbättring efter tolv veckors behandling med C-vitamin. Sammanfattningsvis vänder oralt tillskott av C-vitamin tillsammans med metformin askorbinsyranivåerna, minskar FBS, PMBG och förbättrar HbA1c. Därför kan båda läkemedlen i kombination användas vid behandling av typ 2 DM för att upprätthålla god glykemisk kontroll.

1. Introduktion

Diabetes mellitus (DM) är en av de viktigaste metaboliska sjukdomarna som är förknippad med stor sjuklighet och ekonomiska kostnader. Förutom hyperglykemi kännetecknas DM också av oxidativ stress, inflammation och insulinresistens . Flera forskare har pekat på den roll som friradikalmedierad patologi spelar för diabetes mellitus . Sjukdomen har ett dåligt utfall trots de bästa tillgängliga behandlingarna. Därför kommer utvecklingen av nya strategier för att förbättra resultatet att vara till stor nytta. För närvarande tillgängliga orala hypoglykemiska medel visar ingen markant förbättring av oxidativ stress hos diabetespatienter . Askorbinsyra (C-vitamin), ett antioxidantvitamin, spelar en viktig roll för att skydda mot skador orsakade av fria radikaler. Tidigare studier har visat att den basala C-vitaminnivån minskar vid typ 2-diabetes. C-vitamin liknar strukturellt glukos och kan ersätta glukos i många kemiska reaktioner och är därför effektivt för att förebygga icke-enzymatisk glykosylering av protein .

Aktuell tillgänglig litteratur tyder på motstridiga resultat när det gäller tillskott av C-vitamin och förbättring av blodglukosnivå och glykosylerat hemoglobin (HbA1c) . Ingen studie har dock någonsin undersökt effekterna av C-vitamin tillsammans med metformin vid behandling av typ 2-diabetes mellitus, särskilt på blodglukosnivån efter måltid (PPBG). I en nyligen genomförd studie rapporterades en minskning av fasteblodsocker (FBG) och glykosylerat hemoglobin efter tillskott av C-vitamin, men det var en öppen, icke-kontrollerad och kortvarig studie . Därför ansågs det värt att mäta effekten av C-vitamin tillsammans med metformin på nivåerna av FBG, PPBG, HbA1c och plasmaaskorbinsyra i en dubbelblind, kontrollerad studie under längre tid hos patienter med typ 2-diabetes mellitus.

2. Material och metoder

2.1. Patienter, inklusions- och exklusionskriterier

Sjuttio patienter med diabetes mellitus typ 2 deltog i en prospektiv, dubbelblind, placebokontrollerad, non-crossover, 12-veckors studie som godkändes av Institutional Ethics Committee of Indira Gandhi Government Medical College, Nagpur, Indien. Alla patienter gav sitt informerade samtycke innan de ingick i studien. Inklusionskriterierna var patienter från den medicinska öppenvårdsavdelningen (OPD) och diagnostiserade patienter med typ 2-diabetes i åldersgruppen 30-60 år som stod på metformin och hade en fasteblodsockernivå i intervallet 126-250 mg/dl. Uteslutningskriterier för patienterna var fasteblodglukosnivå över 250 mg/dl, medicinska sjukdomar inklusive andra endokrina och metaboliska sjukdomar, typ 1-diabetes, graviditet, isolerad postprandial hyperglykemi och ålder över 60 år eller under 30 år. Ingen av försökspersonerna var regelbunden drickare, storrökare eller hade tagit något psykotropt läkemedel. Rutinundersökningar som elektrokardiogram, serumelektrolyter, blodurea, serumsior och leverfunktionstest utfördes för att utesluta aktiva medicinska problem hos alla patienter. Patienter som fått C-vitamin eller någon annan antioxidant under de senaste tre månaderna uteslöts också från studien. Perioden för denna studie var från februari 2009 till november 2010.

2.2. Urvalsstorlek, randomisering och behandling

Patienter med typ 2 DM delades slumpmässigt in i två grupper, A och B med 35 personer vardera. Urvalsstorleken beräknades med standardavvikelsen hämtad från den tidigare studien och signifikansnivån 0,05 med en styrka på 80 %. Block randomiseringsförfarande användes för slumpmässig fördelning av studieläkemedel, det vill säga C-vitamin och placebo med block av storlek 4 i lika stora proportioner för att säkerställa ett enhetligt fördelningsförhållande (1 : 1). Eftersom studien var dubbelblind var läkemedlen identiska i fråga om formulering, form, storlek, vikt, konsistens och förpackning. Den slumpmässiga behandlingsfördelningen genererades av en statistiker med hjälp av en tabell med slumptal. Den överlämnades tillsammans med identiska plastbehållare fyllda med studieläkemedel (60 stycken C-vitamin och placebo) till en tredje person som inte var direkt involverad i studien. Denna person märkte behållarna i enlighet med den slumpmässiga fördelningssekvensen mellan patienterna och de tillhandahållna läkemedlen. Koden för denna slumpmässiga fördelningssekvens förvarades i det förseglade kuvertet av denna person och öppnades först efter studiens avslutande i samband med analysen av uppgifterna. Patienterna och utredarna kände inte till vilken behandling (C-vitamin eller placebo) som gavs. Läkemedlet gavs till patienterna för trettio dagar i taget. Patienterna ombads att ta med sig de oanvända läkemedlen och behållaren vid uppföljningen. Nittio procent av konsumtionen ansågs vara följsam. De återlämnade läkemedlen kasserades. Läkemedlen avkodades i slutet av försöket. Grupp A fick C-vitamin tillsammans med metformin och grupp B fick placebo tillsammans med metformin. Dosen C-vitamin var 500 mg två gånger om dagen och bestämdes på grundval av tidigare studier. Alla patienter fick öppen tablett metformin 500 mg två gånger dagligen oralt till lunch och middag, eftersom det är oetiskt att ge antingen bara placebo eller C-vitamin till diabetespatienter. Dessa patienter, som fick metformin, fick inga andra läkemedel inklusive andra antidiabetika. Intaget av metformin började inte samtidigt som intaget av C-vitamin eftersom patienterna stod på metformin under en varierande period inom 0 till 6 månader men inte mer än 6 månader.

I vårt preliminära experiment fastställdes att försökspersonerna nådde en ny lägre steady-state plasmakoncentration efter en vecka på kontrollerad kost. Placebo- eller C-vitamintillskott påbörjades efter en veckas C-vitaminbegränsad kost. Patienterna fick ett nytt förråd av tabletter i slutet av varje fjärde vecka. Samma doser bibehölls under hela studien. Patienterna stabiliserades inte innan de skrevs in i studien eftersom de uppfyllde våra huvudsakliga inklusionskriterier. Men om vi fann en förhöjd fasteblodsockernivå över 250 under studieperioden uteslöt vi patienten från studien. Inga komorbiditeter eller infektioner förekom hos dessa patienter under studieperioden. När studieperioden var slut överlämnades patienterna till respektive läkare.

2.3. Kost och undersökningar

Alla patienter bibehölls på sitt vanliga kostmönster samtidigt som de begränsade sin konsumtion av C-vitaminrika livsmedel under hela studien. Eftersom patienterna hade en självvald diet instruerades varje patient av en dietist att använda en omfattande livsmedelslista som innehöll livsmedel efter typ, portionsstorlek, beredningsmetod och C-vitamininnehåll. Detta gjorde det möjligt för patienterna att ersätta livsmedel med lågt vitamininnehåll för de patienter som normalt konsumerar högre nivåer av C-vitamin och även se till att deras dagliga intag från kostkällor skulle förbli detsamma. Efterlevnaden av kostrestriktionerna för askorbinsyra fastställdes genom att man fick en 24-timmarsupplysning om kosten från försökspersonerna under varje månadsperiod. Blodglukos vid fasta och efter måltid, glykosylerat hemoglobin, plasmaaskorbinsyra samt lever- och njurfunktionstester upprepades efter tolv veckor. Fasteblodprov togs vid baslinjen för bedömning av fasteblod, glykosylerat hemoglobin och plasmaaskorbinsyra (en vecka efter C-vitaminbegränsad diet), medan blodprov efter måltid togs för bedömning av blodglukos efter måltid två timmar efter måltid. Den allmänna kliniska säkerheten övervakades genom vaksam uppföljning av patienterna för behandling av eventuella uppkomna biverkningar som registrerades på blanketten för fallrapportering. Patienter med läkemedelsbiverkningar behandlades på lämpligt sätt av läkaren på den medicinska mottagningen. Plasmaascorbinsyra uppskattades med en kalorimetrisk metod i ett enda steg med hjälp av ett modifierat surt fosfotungstat-reagens. Supernatanten användes för att mäta absorbansen vid 700 nm. Standarder av ren askorbinsyra från Sigma Company, USA, i intervallet 0,10-0,90 mg % framställdes i 0,5 % oxalsyrelösning. För alla undersökningar användes kemikalier av analytisk reagenskvalitet. Fasteblodglukosnivån och HbA1c uppskattades kvantitativt med glukosoxidasmetoden och katjonbyteshartsmetoden med hjälp av en semiautoanalysator, TRANSASIA, ERBA, CHEM-5 PLUS, respektive.

2.4. Statistisk analys

Resultaten uttrycktes som medelvärde ± standardfel för medelvärdet (SEM). Gruppskillnader fastställdes med hjälp av antingen parade eller oparade t-test. Sambandet mellan variablerna fastställdes med hjälp av antingen Pearsons eller Spearmans korrelationskoefficient beroende på fördelningen av uppgifterna. Chi-square-test användes för analys av demografiska uppgifter. Tvåstjärtat värde användes genomgående, och värden under 0,05 bedömdes som statistiskt signifikanta. Programvaran GraphPad Prism version 5.00 användes för analysen.

3. Resultat

Medelåldern för patienterna med diabetes mellitus i C-vitamin-gruppen ( år) och placebogruppen ( år) skilde sig inte signifikant från varandra (tabell 1). Nivåerna av fasteblod, blodglukos efter måltid och plasmanivåer av askorbinsyra skiljde sig inte åt mellan försökspersonerna innan de fick placebo- och C-vitaminbehandling ().

I placebogruppen sjönk nivåerna av fasteblodsocker och blodglukos efter måltid signifikant (), och samtidigt ökade nivåerna av plasmaaskorbinsyra efter 12 veckors behandling jämfört med nivåerna före behandling, men var inte signifikanta. Minskning av glykosylerat hemoglobin sågs men den nådde inte upp till statistiskt signifikant nivå (tabell 2). Hos patienter som fick C-vitamin var minskningen av fasteblodsocker och blodsocker efter måltid signifikant vid vecka tolv. Däremot ökade plasmanivåerna av askorbinsyra signifikant efter tolv veckors behandling. Samtidigt observerades efter tolv veckor en signifikant minskning av glykosylerat hemoglobin (tabell 3).

För att testa om ett oralt tillskott av C-vitamin är bättre på att reversera fasteblodglukos, blodglukos efter måltid och glykosylerat hemoglobin jämfört med placebo, jämförde vi effekterna av läkemedel i placebo- och C-vitamingruppen efter 12 veckors behandling, med hänsyn till förändringen från baslinjevärdena för dessa parametrar. Minskning av fasteblodglukosnivån och blodglukosnivån efter måltid var signifikant efter tolv veckor i vitamin C-gruppen jämfört med placebogruppen. Däremot ökade tillskott av C-vitamin plasmaascorbinsyra signifikant i C-vitamingruppen jämfört med placebogruppen. Samtidigt minskade den glykosylerade hemoglobinnivån signifikant i C-vitamingruppen jämfört med placebogruppen (tabell 4). Ingen korrelation fanns mellan plasmaaskorbinsyra och någon av parametrarna såsom FBS, PPBS och HbA1c för både C-vitamin- och placebogruppen.

Av de sjuttio patienter som ingick i studien drogs fyra ut (två i placebogruppen och två i C-vitamingruppen). Den vanligaste orsaken var utebliven återgång; en patient avbröts i placebogruppen på grund av okontrollerad blodglukosnivå i slutet av fyra veckor och övergick till det andra läkemedlet. Ingen allvarlig biverkning rapporterades och inga avvikelser i laboratorietest hittades under försöksperioden.

4. Diskussion

4.1. C-vitamin och DM

Det primära resultatet av denna studie är en signifikant minskning av FBG, PPBG och HbA1c och en ökning av plasmanivån av askorbinsyra efter C-vitamintillskott tillsammans med metformin hos patienter med typ 2 DM. Såvitt vi vet är detta den första rapporten om en signifikant förbättring av alla ovanstående parametrar efter samtidig användning av metformin och C-vitamin. Resultaten av denna studie stämmer överens med tidigare publicerade data som visar att den glykemiska kontrollen förbättras med C-vitamintillskott. I vår studie fick patienterna också metformin och det är ett etablerat förstahandsläkemedel för behandling av typ 2-diabetes. Det är därför svårt att säga om denna positiva effekt av askorbinsyratillskott kan tillskrivas dess effekt på den underliggande sjukdomen eller korrigering av den otillräckliga C-vitaminstatusen. Den exakta mekanism genom vilken C-vitamin åstadkommer dessa förändringar är inte känd. Det är väldokumenterat att det finns en ökad produktion av skadliga fria radikaler hos patienter med typ 2-diabetes. Glukosautooxidation, proteinglykosylering, bildning av avancerade glykningsändprodukter och polyolvägen är involverade i genereringen av oxidativ stress, som är inblandad i uppkomsten av både typ 1- och typ 2-diabetes. Skydd mot sådana skador kan erbjudas av antioxidanter som tar upp fria radikaler.

En ökad efterfrågan på C-vitamin för att kompensera den ökade oxidativa stressen och försämrad transport eller brist på C-vitamin i kosten kan bidra till de sänkta C-vitaminnivåerna i plasma som observerats hos patienter med typ 2-diabetes. Höga men fysiologiska koncentrationer av askorbinsyra kan direkt hämma erytrocyternas aldosreduktas och ger en motivering för användningen av orala C-vitamintillskott vid diabetes . Ett signifikant omvänt förhållande mellan AA i plasma och DNA-skador hos patienter med diabetes typ 2 tyder på att dåligt kontrollerade diabetiker kan dra nytta av ökad mängd C-vitamin i kosten . Askorbinsyratillskott till diabetiker kan vara ett enkelt sätt att förebygga och lindra diabeteskomplikationer. Den svaga metodiken i tidigare forskning leder till motstridiga resultat eftersom studierna inte var kontrollerade. Därför bör, i likhet med vår studie, randomiserade, dubbelblinda kliniska studier av askorbinsyratillskott under längre tid ha hög prioritet för att fastställa askorbinsyrans roll vid diabetes.

Supplementering av C-vitamin minskade FBG- och HbA1c-nivåerna hos patienter med typ 2-diabetes; det kan vara relaterat till tillskott av högre doser C-vitamin. I en tidigare studie resulterade ett tillskott av 500 mg C-vitamin per dag till diabetespatienter inte i några förändringar av FBG- och HbA1c-nivåerna i jämförelse med placebo. Detta kan vara kopplat till den låga dosen C-vitamin som användes i denna studie . Tillägg av AA per dag i två veckor minskade signifikant erytrocytens sorbitol och förhållandet mellan sorbitol och plasmaglukos (S/PG) i de röda blodkropparna, och man drog slutsatsen att ett tillskott av 1 000 mg AA per dag skulle kunna vara ett enkelt, säkert och effektivt sätt att förebygga och förbättra kroniska komplikationer av diabetes. Men paradoxalt nog visade fastande plasmaglukosnivåer ingen förändring. Detta kan bero på att studien pågick under kortare tid. Högre dos AA gav förbättrad glykemisk kontroll bland personer med typ 2-diabetes och både FBG och HbA1c förbättrades. En annan studie rapporterade att AA kan förbättra den glykemiska kontrollen och sänka både FBG och HbA1c . Förbättringen av den glykemiska kontrollen initierades huvudsakligen av en gynnsam effekt av antioxidanten på β-celler. Vi kan dock inte helt förneka möjligheten att antioxidantbehandlingen kan ha utövat ett inflytande på andra målvävnader än β-cellerna, t.ex. muskler och fett. Antioxidantbehandling har gynnsamma effekter på bevarandet av β-cellfunktionen vid diabetes, även om effekterna kanske inte utövas helt och hållet genom dess direkta verkan på β-celler. Dessutom minskade antioxidantbehandlingen verkligen blodglukosnivåerna, oberoende av påverkan på insulinkänsligheten. Därför minskade C-vitaminet glukostoxiciteten och bidrog delvis till att förhindra en minskning av β-cellmassan och insulinhalten. En annan förklaring som föreslås till minskningen av blodglukosnivån är att plasmanivåerna av C-vitamin verkar spela en roll i moduleringen av insulinverkan hos diabetiker. C-vitaminmedierad ökning av insulinverkan beror främst på en förbättring av den icke-oxidativa glukosmetabolismen .

Den näst viktigaste observationen i studien var en signifikant minskning av HbA1c vid tolv veckor i den C-vitaminsupplementerade gruppen i jämförelse med placebogruppen. Men tyvärr kunde vi inte hitta någon signifikant korrelation mellan plasmaascorbinsyra och HbA1c vid baslinjen och vid tolv veckor. En signifikant minskning noterades i serum HbA1c hos patienter som kompletterades med C-vitamin i sex veckor . Detta skulle kunna bero på att C-vitamin konkurrerar med glukos för att reagera med aminogrupper på hemoglobinets betakedja . Ytterligare förklaring föreslog att ökningen av serumantioxidanten glutation och minskningen av glykosylerat hemoglobin efter långvarigt tillskott av askorbinsyra är relaterade till varandra . Våra resultat utesluter inte metaboliska eller farmakokinetiska interaktioner mellan askorbinsyra och metformin. I vilket fall som helst pekar resultaten av denna studie på att askorbinsyra är avgörande för att modulera metformins biokemiska effekter. I tidigare studier har normalt intag av C-vitamin i kosten undersökts i detalj, men man har funnit att det inte är till någon nytta för kontroll av diabetes och för att minska risken för diabetes i framtiden. Många forskare använde högre doser än normalt intag av C-vitamin i kosten och bevisade att det behövs högre doser för glykemisk kontroll. I vår studie rapporterades illamående och obehag i buken hos en patient i placebogruppen och hos två patienter i C-vitamingruppen. Dessa patienter behandlades av läkaren på medicinens OPD. Alla patienter svarade på den symtomatiska behandlingen och fortsatte studien. Inga allvarliga biverkningar rapporterades i studien.

4.2. Begränsningar

Trots att studiens urvalsstorlek är liten och att varaktigheten är kort kan värdet av resultaten från den aktuella studien inte tas bort. Studier med ett större urval och längre uppföljningstid tillsammans med mätning av andra relaterade antioxidantnivåer kan dock ge mer meningsfulla uppgifter om antioxidantsystemets roll i det kliniska förloppet av typ 2 DM. Det finns ett behov av ett ökat antal uppföljningsbesök för att göra denna studie mer robust, bredbaserad och representativ för den indiska befolkningen. Ytterligare studier av komplicerad och okomplicerad typ 2 DM krävs för att belysa den exakta rollen av C-vitamintillskott vid typ 2 DM.

4.3. Slutsats

Behandling med C-vitamin tillsammans med metformin tolererades väl och saknade biverkningar. Avsaknaden av betydande biverkningar, billigare kostnad, förbättring av FBS, PPBS och HBA1c samt det faktum att plasmaascorbinsyrenivåerna minskar vid DM och ökar efter oralt tillskott gör det till ett särskilt attraktivt terapeutiskt adjuvans vid behandling av typ 2 DM.