Клинико-фармакологическое обоснование новых направлений патогенетической терапии диабетической полинейропатии

Рис. 1. Взаимосвязь пуринергических и нейротрофинергических систем

Рис. 2. Механизмы действия уридина при диабетической нейропатии

Рис. 3. Мембранный цикл Кеннеди и роль уридинмонофосфата в его реализации

Диабетическая полинейропатия (ДПН) – частое осложнение сахарного диабета (СД) 1 и 2 типов. Однако оно развивается не у всех пациентов. Факторами риска развития ДПН при СД являются недостаточный гликемический контроль [1], сердечно-сосудистая коморбидность, в частности артериальная гипертензия, повышенный уровень триглицеридов, ожирение, курение [2], а также врожденная (генетическая) предрасположенность, заключающаяся в более высокой чувствительности периферических тканей к гипергликемии [3].

Понимание причин возникновения ДПН тем не менее не дает ответа на вопрос: почему у одних пациентов развивается это осложнение, а у других нет?

Другой не менее важный вопрос, не решенный до настоящего времени, – причины, по которым некоторые пациенты испытывают нейропатическую боль. Согласно эпидемиологическим данным, нейропатическая боль отмечается у 20–50% пациентов с СД и примерно у 60% больных ДПН [4].

Ключевыми факторами, приводящими к развитию ДПН, являются гипергликемия и дислипидемия. Влияние этих факторов опосредовано метаболическим и окислительным стрессом, приводящим к дегенерации аксонов [5, 6]. Повышенный уровень глюкозы способствует активации полиолового и гексозаминового путей, что ведет к образованию активных форм кислорода и развитию системного воспаления. Эти же процессы запускает дислипидемия, что в совокупности значительно усугубляет еще один крайне важный механизм поражения периферической нервной системы – повреждение митохондрий [7]. Крайне важно, что доминирующую роль в дебюте ДПН играет именно системное воспаление [8, 9].

При гипергликемии также наблюдается усиленное гликирование многочисленных структурных и функциональных белков нервной ткани с образованием конечных продуктов, которые тоже стимулируют высвобождение провоспалительных молекул и свободных радикалов. Изменение функции белков наблюдается и при естественном старении, поэтому у возрастных пациентов с диабетом модификация экспрессии генов и внутриклеточного (инсулинового) сигналинга выражена особенно ярко [10]. Аналогичные процессы происходят и в малых сосудах, изменения в которых вызывают нарушение перфузии нервов, провоцируя их гипоксию и дисфункцию [11].

Развитие ДПН связано также со снижением биодоступности тканей (чувствительности тканей и их рецепторов) к действию различных аутокоидов – нейромедиаторов, факторов роста, включая инсулиноподобный фактор роста, фактор роста эндотелия сосудов, а также газотрансмиттеров (оксида азота и углерода), обеспечивающих условия для нормального функционирования сосудов и нервов [12, 13].

Важно отметить, что строгий контроль уровня глюкозы способен снизить частоту развития ДПН только при СД 1 типа. При СД 2 типа данное направление лечения не сопровождается достоверными положительными результатами [14]. При СД 2 типа невелика значимость и коррекции гипергликемии инсулином в отличие от СД 1 типа, при котором подобная терапия достаточно эффективна в отношении ДПН [15].

Описанные механизмы приводят к возникновению различных соматосенсорных фенотипов ДПН. Клиническая симптоматика при этом определяется преимущественным поражением толстых или тонких волокон. При поражении толстых волокон у пациентов выявляются расстройства тактильной (онемение) и вибрационной чувствительности, нарушается восприятие тела в пространстве (проприоцепция), в связи с чем возрастает риск падений и переломов, снижаются миотатические рефлексы, прежде всего ахиллов, могут наблюдаться уменьшение мышечной силы и атрофия мышц стопы. Поражение тонких волокон сопровождается появлением расстройств температурной чувствительности. Пациенты предъявляют жалобы на чувство прохождения электрического тока, жжение. Кроме того, у них может наблюдаться вегетативная дисфункция.

Боль при ДПН встречается как при поражении толстых волокон (Аβ), так и при поражении тонких (С). При поражении первых боль имеет более глубокое распределение, а при поражении вторых – более поверхностное.

Таким образом, в клинической картине ДПН могут наблюдаться как симптомы выпадения (онемение, гипорефлексия), так и симптомы раздражения.

Болевые феномены могут быть спонтанными. При поражении толстых волокон это чаще ноющая боль или покалывание, а при поражении тонких – чаще жжение, острая или колющая боль [16]. Могут определяться повышенная чувствительность к болевым стимулам (гипералгезия) или болевые ощущения к стимулам различных неболевых модальностей (аллодиния – чаще при поражении тонких волокон). Механическая гипералгезия при ДПН имеет достаточно высокую распространенность [17–19]. Тепловая гипералгезия (обычно в сочетании с сохраненной функцией тонких волокон – фенотип раздраженного ноцицептора) встречается существенно реже. У большинства пациентов с ДПН наблюдается сочетанное поражение толстых и тонких волокон (фенотип деафферентации), при этом механическая боль в глубоких тканях (оценивается по порогу боли при давлении) отмечается редко [20].

В настоящее время не изучены клинико-патогенетические параллели, позволяющие определить ведущий механизм развития того или иного фенотипа ДПН. Для болевых форм ДПН описаны модифицируемые и немодифицируемые факторы риска. Нейропатическая боль при ДПН чаще встречается у женщин [21], в старших возрастных группах [22], у пациентов с ожирением [23], повышенным уровнем гликированного гемоглобина [17], значительным потреблением алкоголя, длительным течением СД и выраженными сенсорными расстройствами [24], наследственной предрасположенностью [25].

В патогенезе боли при ДПН немаловажную роль играют структурно-функциональные поражения сосудов нервной системы [26] и нарушения регуляции периферического кровотока [27]. Обнаружено, что при гипоксии, связанной с нарушением регуляции местного кровотока в коже, вырабатываются специфические белки – фактор, индуцируемый гипоксией, 1α [28], и фактор фон Виллебранда [29], концентрация которых прямо коррелирует с выраженностью боли. Было также установлено, что у пациентов с болевой формой ДПН снижена концентрация витамина D в плазме крови [30]. Наконец, результаты ряда исследований свидетельствуют о том, что в патогенезе нейропатической боли при СД участвует метил­глиоксаль (альдегид пировиноградной кислоты) – побочный цитотоксический продукт гликолиза, который реализует свои эффекты через активацию С-ноцицепторов и тепловую гипералгезию [31].

У пациентов с болевой формой ДПН помимо периферических обнаруживаются центральные изменения невральных структур. Структурные и функциональные модификации определяются в спинальных, соматомоторных, лимбических, таламических, восходящих и нисходящих модуляционных системах [32]. Выявлены изменения в высших корковых центрах: атрофия и аномальная активность соматомоторной и островковой коры головного мозга [29, 33], усиление мозгового кровотока в передней поясной коре [34]. Эти модификации могут быть следствием первичного поражения, а также хронизации нейропатической боли.

Отсутствие единой четкой концепции, позволяющей установить в каждом конкретном случае вероятность запуска и релевантность механизмов возникновения и развития ДПН, в том числе ее болевых форм, послужило предпосылкой к продолжению исследований, значительная часть которых в настоящее время сконцентрирована на оценке роли глиальных клеток в патогенезе неврологических осложнений СД.

При ДПН в первую очередь страдают нейрональные структуры, однако клетки глии являются такой же мишенью СД, что подтверждается выявлением признаков демиелинизации у части пациентов [7, 35]. Очевидно, что глиальные клетки периферической нервной системы также реагируют на диабетические состояния, что в свою очередь влияет на их важную функцию – питание и содействие выживанию нейронов.

В экспериментах на животных с помощью стрептозотоцина, специфической диеты и генетической индукции были созданы модели СД 1 и 2 типов [36, 37]. В рамках исследований определялись не только поражения дистальных аксонов, но и изменение взаимодействия нейронов с глиальными клетками. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при СД поражаются все структуры первичного сенсорного нейрона. Остается открытым вопрос о том, повреждаются ли в первую очередь периферические аксоны и связанные с ними шванновские клетки или доминирует поражение перикариона нейронов с сателлитными глиальными клетками, находящимися в дорсальных спинномозговых ганглиях.

Сателлитные глиальные клетки локализуются в сенсорных и автономных ганглиях периферической нервной системы, образуя тонкую и плотную оболочку вокруг каждой отдельной нейрональной сомы. Их количество пропорционально размеру нейрона. Двунаправленная связь между нейронами и сателлитными глиальными клетками обнаружена в спинномозговых ганглиях и в значительной степени опо­средована пуринергическими системами, особенно представленными классом P2 [38]. Сателлитные глиальные клетки экспрессируют рецепторы нейротрансмиттеров, транспортеры и ионные каналы, что позволяет контролировать метаболический и нейрональный гомеостаз. Кроме того, они высвобождают нейроактивные вещества, такие как аденозинтрифосфат и цитокины, которые способны самостоятельно передавать сигналы от глии к нейрону [39].

Сателлитные глиальные клетки, окружающие нейроны спинномозгового ганглия, реагируют на повреждение нерва, вызывая сопряженную активность нейронов, а блокирование этих контактов ослабляет гипервозбудимость нервных клеток и механическую гипералгезию [40]. Вместе с тем реакция сателлитных глиальных клеток на СД может быть первичной, и тогда их взаимосвязь с сомой нейронов, опосредованная пуринергическими рецепторами, определяет феномен нейронального раздражения, клиническими эквивалентами которого в том числе являются болевые феномены. Подтверждением этого тезиса служат результаты исследований, в которых у крыс с моделью диабета ингибировали пуринергическую связь пораженных сателлитных глиальных клеток с нейронами и получали клинический эффект в виде снижения выраженности механической и тепловой гипералгезии [41].

При СД также нарушается функция шванновских клеток, причем легкая сегментарная демиелинизация наблюдается уже в дебюте ДПН при сохранном аксоне. Это позволяет предположить, что миелинопатия может лежать в основе первичного повреждения нервных волокон и быть первым звеном в патогенезе ДПН [42]. Механизмы поражения нервных волокон при СД также актуальны для шванновских клеток, причем некоторые из них преобладают именно в данных глиальных элементах. В частности, это касается полиолового пути как наиболее изученного механизма развития ДПН. Доказано, что важнейший фермент этого метаболического процесса – альдозоредуктаза экспрессируется именно в шванновских клетках, что приводит к снижению выработки белков миелина и нейротрофических факторов [43, 44]. При этом также снижается экспрессия специфических белков клеточного сигналинга, что дополнительно способствует поражению нервных волокон, нарушению скорости проведения возбуждения, индуцирует эндотелиальную дисфункцию и в конечном счете способствует развитию ДПН [45, 46].

В шванновских клетках, так же как в нервных волокнах, при диабете наблюдаются ультраструктурные аномалии в митохондриях [47]. Кроме того, специфические рецепторы, на которые действуют конечные продукты усиленного гликирования, расположены не только на аксонах, но и на шванновских клетках. Это позволяет предполагать возможный запуск окислительного стресса и воспаления в этих структурах еще до манифестации ДПН [48].

При диабете усиливаются иммунные реакции. Шванновские клетки считаются иммунокомпетентными, поскольку экспрессируют основные молекулы комплекса гистосовместимости II и несколько Toll-подобных и воспалительных рецепторов, а также продуцируют ряд провоспалительных цитокинов, которые участвуют в патогенезе ДПН, могут сенсибилизировать Aβ- и С-волокна и способствовать развитию боли [49].

Таким образом, участие глиальных клеток в патогенезе ДПН очевидно. При этом морфофункциональные изменения в них имеют клинические эквиваленты лишь на поздних стадиях ДПН, однако могут стать значимым или даже пусковым механизмом поражения нервных волокон и появления боли уже в дебюте заболевания.

С этой точки зрения определенным прорывом в лечении ДПН могло бы стать применение препаратов, влияющих на процессы регенерации нервной ткани, скорость химического синтеза миелина и метаболизм глиальных элементов. Их традиционно относят к нестероидным анаболическим средствам. Перспективными соединениями этой группы являются вещества, обеспечивающие образование пиримидинов и пуринов, участвующие в синтезах ДНК и РНК. Среди них в большей степени изучено действие производных уридина, агониста Р2Y-медиаторных пуринергических систем, в которых он выполняет трансмиттерную функцию, столь важную, что за это открытие в 1972 г. была присуждена Нобелевская премия.

Пуринергические рецепторы относят к классу типичных 7ТМ-рецепторов. Это трансмембранные рецепторы с семью внешними петлями узнавания лиганда уридина, имеющие свою топику и четко очерченную функцию. Уридин участвует в системной нейротрансмиттерной регуляции жизненно важных функций организма, таких как промежуточный обмен, терморегуляция, кровоток, сократимость. Он оказывает ко-трансмиттерное действие прежде всего в отношении к ГАМК-, холин- и дофаминергических систем, каждая из которых несет антиноцицептивный потенциал. Нейрональная сеть пуринергических систем образует регулирующий ноцицепцию Hub-рецептор. Доказано, что на ранних стадиях поражения нервных стволов при сбое процессинга (созревание pre-mRNA) и сплайсинга (вырезание и соединение нуклеотидов) усиливается поглощение уридина и цитидина, а их назначение сопровождается нормальным синтезом и регенерацией компонентов нервного кластера, при этом повышаются болевой порог и проводимость возбуждения по нерву [50].

В исследованиях на клеточных культурах установлено, что внеклеточный уридинтрифосфат (УТФ) взаимодействует с рецепторами P2Y шванновских клеток и активирует молекулярные механизмы, которые вызывают изменения в их цитоскелете, улучшают межклеточные контакты и стимулируют их миграцию [51, 52]. Накопленные к настоящему времени данные позволяют констатировать, что уридин, включаясь в механизмы процессинга, по сути перепрограммирует шванновские клетки, результатом чего является активация восстановления нервных волокон [53]. Полученные на клеточных культурах результаты были подтверждены данными экспериментов на животных. В ходе их проведения зафиксирована значительная активация процессов ремиелинизации и регенерации аксонов травматически поврежденного нерва с восстановлением скорости проведения возбуждения при использовании уридинмонофосфата (УМФ) и цитидинмонофосфата (ЦМФ) в течение 60 дней [54].

Следует различать действие уридина-медиатора и уридина-метаболита. Метаболотропные реакции промежуточного и липидного обменов регулирует уридин-мeтаболит, одной из метаболических ветвей которого является поддержание синтеза нуклеотидов, обеспечивающих синтез и кругооборот миелина. Помимо этого уридин-метаболит (в виде УМФ) кооперативно связан с цитидином и фосфохолином. В этой связке он регулирует синтез фосфатидилхолина, структурообразующего фосфолипида клеточных мембран любого типа. Фосфатидилхолин обеспечивает постоянство каркасной и матричной функций в мембранном цикле Кеннеди. В данном цикле финальными метаболитами фосфатидилхолина являются миелин и сурфактант – главные мишени диабетической нейропатии и различных болезней легких. Следовательно, снижение пула УМФ может сопровождаться не только нарушением целостности мембран, но и снижением образования миелина и сурфактанта [55].

Важной особенностью действия уридина-медиатора и препаратов, разработанных на его основе, является пострецепторное действие пуринергических систем, особенно реализуемое через Р2Y- и P4Y-рецепторы. Оно включает цепь молекулярных реакций, опосредуемых АМРК-системой – внутриклеточным белковым комплексом, который обеспечивает окисление глюкозы и жирных кислот в условиях низкой выработки клеточной энергии, что наблюдается при диабете, тем самым стимулируется митохондриальный биогенез за счет увеличения пула его ферментов, таких как цитохром С, сукцинатдегидрогеназа, малатдегидрогеназа [56].

Пуринергический сигналинг также затрагивает верхние этажи биотрансформации глюкозы, увеличивает активность ферментов ее массопереноса, таких как глюкозный транспортер 4 (ГЛЮТ-4) и гексокиназа [57].

Помимо усиления активности АМРК-системы важной особенностью пострецепторного действия уридина является активация тирозинкиназных рецепторов, расположенных на мембранах ядер клеток, в частности TrkA-рецепторов. Эта взаимосвязь двух систем очень важна, так как лигандами Trk-рецепторов являются нейротрофины, один из которых – фактор роста нервов (NGF) поддерживает жизнеспособность нейронов и стимулирует их развитие и активность (рис. 1) [58].

Таким образом, пострецепторное действие пуринергических систем обеспечивает [59]:

• увеличение глюкозозависимого высвобождения инсулина;
• усиление потребления глюкозы периферическими тканями;
• защиту островкового аппарата поджелудочной железы от апоптоза.

Иными словами, в действии уридина и препаратов, созданных на его основе, в частности комплекса Нейроуридин, прослеживаются три важных компонента: метаболический, нейротропный и пострецепторный, каждый из которых вносит свой вклад в репаративные процессы, имеющие место в развитии диабетической нейропатии (рис. 2).

Накопленная доказательная база позволила провести ряд клинических исследований по оценке целесо­образности применения уридина и его производных при ДПН. В одном из них эффективность пиримидиновых нуклеотидов оценивалась у пациентов с СД 2 типа и ДПН второй и третьей стадий. Обследование показало, что демиелинизация у больных имела не только вторичное, но и первичное происхождение, которое авторы связали с иммунными механизмами диабета. Терапия осуществлялась комплексом уридиндифосфата (УДФ), УТФ, УМФ, ЦМФ в течение 30 дней. Полученные результаты свидетельствовали о статистически значимом улучшении показателей ремиелинизации и реиннервации у принимавших пиримидиновые нуклеотиды. При этом достигнутая положительная динамика сохранялась в течение трех месяцев после начала терапии [60].

В другом двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании эффективность уридина оценивалась у пациентов с СД 1 и 2 типов. Препарат назначали трехкратно в дозе 900 мг/сут в течение 180 дней. Авторы исследования констатировали повышение скорости распространения возбуждения по нерву у принимавших уридин в течение всего времени наблюдения. Примечательным является тот факт, что побочных эффектов и осложнений на фоне терапии выявлено не было [61].

Было также проведено клиническое исследование эффективности применения уридина при болевых формах ДПН. Пациентам с СД 1 и 2 типов в течение трех месяцев назначался комплекс пиримидиновых нуклеотидов (УТФ, УДФ, УМФ, ЦМФ). Наряду с улучшением клинических и инструментальных показателей, свидетельствующих об ускорении регенерации нервов и процессов ремиелинизации, отмечено выраженное снижение болевого синдрома – примерно на 30% [62].

Анальгетические эффекты уридина связаны с его прямым и опосредованным действием на механизмы боли. Прямое действие прежде всего подразумевает влияние на факторы системного воспаления – приоритетной составляющей развития ДПН, особенно на начальных стадиях поражения невральных структур. Опосредованное действие реализуется через восстановление структурной целостности и нормального функционирования невральных и глиальных элементов.

Как уже было сказано выше, любое поражение нервов сопровождается дефицитом уридина, являющегося важным компонентом ДНК и РНК. Дефицит возникает из-за возросшей потребности в этом нуклеотиде и невозможности его внутриклеточного синтеза. По-видимому, поэтому при нейропатической боли наблюдается экспрессия пуриновых рецепторов в различных структурах центральной и периферической нервной системы. Например, рецепторы P2Y2, которые расположены в нейронах тройничного ганглия, начинают инициировать и поддерживать аллодинии [63]. Рецепторы P2Y6 и P2Y11 экспрессируются в спинальной микроглии и регулируются в ответ на повреждение спинномозгового нерва, что проявляется гиперчувствительностью к механической боли и тактильной аллодинией [64, 65].

Таким образом, своевременное применение уридина предотвращает хронизацию болевых феноменов.

Представленный на отечественном рынке комплекс Нейроуридин содержит 150 мг УМФ, холин, фолиевую кислоту и витамины группы В (В₁, В₆ и В₁₂). Нейроуридин относится к биологическим активным добавкам, что не умаляет его свойств. Компоненты Нейроуридина органично дополняют действие УМФ на нервную ткань. В частности, синтез холина, из которого образуется ацетилхолин-медиатор (АЦХ), поддерживается пулом уридина, без которого уровень АЦХ снижается. Субстрат холина был введен в рецептуру Нейроуридина еще по одной причине. При синтезе миелина, в котором участвует уридин, вектор цикла Кеннеди смещается в сторону образования фосфатидилхолина, вследствие чего синтез холина, из которого образуется АЦХ, снижается (рис. 3). Холин 82,5 мг при резорбции, распределении и поступлении в мембраны создает тот необходимый пул, при котором синтез АЦХ не страдает. Таким образом, продуманный состав Нейроуридина позволяет обеспечить синтез миелина и не допустить потери АЦХ.

Более того, в экспериментальных исследованиях были продемонстрированы анальгезирующий эффект холина, в том числе при нейропатической боли, улучшение функционального восстановления и регенерации нерва, сенсорных симптомов и скорости проведения возбуждения по моторному нерву, регенерации и восстановления аксонов при рассечении периферического нерва [66–68]. Преимущества анальгетического действия холина в комбинации с пиримидиновыми нуклеотидами представлены в ряде фундаментальных работ, на основании анализа результатов которых сделан вывод о возможном синергизме эффектов компонентов данной комбинации [69].

Фолиевая кислота и витамины группы В, входящие в состав Нейроуридина, содержатся в пределах суточной потребности, которая обеспечивает их участие как в метаболических процессах, регулируемых витаминопрепаратами, так и в синаптических системах, где они выполняют роль аллостерических эффекторов (см. рис. 2). Следует добавить, что такие дозы не обеспечивают самостоятельного анальгетического действия, но способствуют регенерации нервов, снижают риск нежелательных проявлений фармакотерапии и поддерживают Hub-рецептор в его взаимосвязях с другими синаптическими системами.

Следовательно, применение Нейроуридина уже на самых ранних этапах ДПН способно улучшить метаболические и регенеративные процессы в периферических нервах, а также функциональное состояние нервной ткани.

Проведенный обзор литературы не подразумевает применения уридиновых комплексов при ДПН в качестве монотерапии. Тем не менее уридинмонофосфат может быть использован в качестве дополнительного средства патогенетического лечения наряду с препаратами, позволяющими корректировать гипергликемию, дислипидемию, другие факторы риска развития ДПН, α-липоевой кислотой, бенфотиамином, ингибиторами альдозоредуктазы и протеинкиназы С, γ-линоленовой кислотой. Перспективным также видится применение уридинмонофосфата как ко-анальгетика при болевых формах ДПН в дополнение к антидепрессантам и габапентиноидам.