Метформин используется более 60 лет и является наиболее часто назначаемым лекарством от диабета в мире. Введение метформина снижает уровень сахара в крови, но механизм этого эффекта не ясен. Таким образом, механизм действия метформина активно исследуется во всем мире.

Воспользовавшись новым аппаратом биовизуализации ПЭТ-МРТ, исследовательская группа обнаружила, что метформин способствует выведению сахара из толстой кишки в стул. Это совершенно новое открытие, которое никогда ранее не предсказывалось.

Нынешнее открытие может объяснить биологические действия метформина, основной механизм которых неизвестен, и способствовать разработке новых лекарств от диабета.

Эти выводы были опубликованы 3 июня 2020 года в интернет-издании Лечение диабета, медицинский журнал, издаваемый Американской диабетической ассоциацией.

Основные положения

• Метформин — наиболее часто назначаемый препарат для лечения диабета в мире. Механизм, с помощью которого этот препарат снижает концентрацию сахара в крови, не ясен.
• В исследовании биовизуализации на людях было обнаружено, что метформин способствует «выделению сахара со стулом».
• Это недавно открытое действие метформина может объяснить некоторые биологические эффекты препарата и способствовать разработке новых лекарств от диабета.

Фон исследования

Диабет характеризуется повышением концентрации сахара в крови, что повреждает кровеносные сосуды и, в свою очередь, приводит к различным заболеваниям. Более 400 миллионов человек во всем мире страдают диабетом, поэтому профилактика диабета и связанных с ним заболеваний является важной глобальной медицинской проблемой.

Доступен ряд препаратов, снижающих концентрацию сахара в крови. Среди них метформин является одним из старейших классов препаратов и используется уже более 60 лет. Метформин, рекомендованный в качестве препарата первой линии во многих странах, является наиболее часто назначаемым лекарством для лечения диабета.

Однако механизм, с помощью которого метформин снижает концентрацию сахара в крови, не ясен. Выяснение этого механизма будет способствовать разработке новых и лучших лекарств от диабета. Следовательно, активно проводились исследования действия метформина.

Краткое изложение открытия

ФДГ-ПЭТ (фтордезоксиглюкозо-позитронно-эмиссионная томография) — визуализирующий тест для изучения того, где и сколько ФДГ (вещества, похожего на сахар) накапливается в организме после введения этого вещества через сосуды. Поскольку ФДГ ведет себя аналогично сахару в организме человека, ФДГ-ПЭТ может выявить органы или ткани, которые потребляют или накапливают большое количество сахара (*1).

ФДГ-ПЭТ обычно проводится с помощью устройства, объединяющего как ПЭТ, так и КТ (компьютерную томографию). Получение изображений с помощью ФДГ-ПЭТ и КТ позволяет детально изучить места накопления ФДГ. Недавно было разработано устройство, в котором объединены ПЭТ и МРТ (магнитно-резонансная томография) (ПЭТ-МРТ). МРТ используется для исследования внутренней части тела с помощью сильного магнитного поля. Он может исследовать структуры тела, которые не могут быть проанализированы с помощью КТ. ПЭТ-МРТ по-прежнему остается редким и ценным устройством; например, в Японии было установлено всего 9 единиц.

Исследовательская группа профессора Огавы использовала ПЭТ-МРТ для изучения движения сахара в организме пациентов с диабетом, как тех, кто принимал метформин, так и тех, кто не принимал. Команда обнаружила, что сахар (т.е. ФДГ) сильно накапливается в кишечнике пациентов, принимающих метформин. Чтобы понять, где в кишечнике накапливается сахар, исследовательская группа впоследствии исследовала «стенку кишечника» и «внутреннюю часть кишечника (кал и другое содержимое)» по отдельности, используя специальную методику.

Они обнаружили, что у пациентов, принимавших метформин, больше сахара накапливалось в участках кишечника, расположенных дистальнее подвздошной кишки (анальная часть тонкой кишки). С другой стороны, не было выявлено различий в накоплении сахара в «стенке кишечника» между пациентами, принимавшими и не принимавшими метформин.

Эти результаты показывают, что, когда пациент принимает метформин, сахар в крови высвобождается из кишечника в стул. Не только обнаружение того, что метформин способствует выведению сахара с калом, но и то, что сахар выводится из кишечника с калом, является новым открытием, которого не ожидали.

Недавно был запущен новый антидиабетический препарат; ингибитор SGLT2, который снижает концентрацию сахара в крови путем выделения сахара с мочой. Его полезные клинические эффекты привлекают большое внимание. Выделение сахара со стулом, вызванное метформином, также может быть связано с эффектом снижения сахара ингибитором SGLT2.

Значение этого исследования и его дальнейшее развитие

Предыдущие исследования с использованием ПЭТ-КТ показали накопление ФДГ в кишечнике пациентов, принимавших метформин. Однако предполагалось, что ФДГ (сахар) накапливается в «стенке кишечника» без достаточных доказательств, поскольку ПЭТ-КТ не может отдельно показать стенку и внутреннюю часть кишечника. В текущем исследовании новая технология визуализации ПЭТ-МРТ позволила исследовательской группе исследовать накопление в стенке и внутренней части кишечника (кал) по отдельности, впервые обнаружив, что вызванное метформином накопление сахара происходило исключительно внутри кишечник.

Прием ингибитора SGLT2 приводит к выделению десятков граммов сахара в день с мочой. В этом исследовании не было возможности количественно оценить, сколько граммов сахара выделяется с калом. Значение этого открытия будет дополнительно подтверждено с помощью нового метода визуализации, который позволит количественно определить сахар, выделяемый в стуле.

Считается, что изменения кишечной флоры, вызванные метформином (*2), связаны с его эффектом снижения уровня сахара в крови, но то, как метформин влияет на кишечную флору, совершенно неизвестно. Поскольку изменения в питательных веществах, таких как сахар, влияют на рост бактерий, возможно, эффект метформина по выведению сахара в кишечник также может быть связан с изменениями кишечной флоры.

Словарь терминов

*1 Поскольку рак потребляет больше сахара, чем нормальная ткань, ФДГ-ПЭТ обычно используется для выявления рака, который трудно обнаружить с помощью других тестов.

*2 В кишечнике человека обитает от 100 до 1000 триллионов кишечных бактерий, и эти бактерии в целом называются кишечной флорой. Известно, что изменения кишечной флоры связаны с патогенезом заболеваний и действием лекарственных препаратов.