The Examiner of Alternative MedicineThursday, August 11, 2022
Леон Ф. Вильегас Вильчес,1,2 Хулио Идальго Асенсиос,2 и Томас П. Дули3
Данная статья перепечатывается с согласия авторов в виде отредактированного краткого изложения: León F. Villegas Vílchez, Julio Hidalgo Ascencios, and Thomas P. Dooley. ГлюкоМедикс®, экстракт Stevia rebaudiana и Uncaria tomentosa, снижает гипергликемию, гиперлипидемию и гипертонию в крысиных моделях без токсичности: метод лечения метаболического синдрома. BMC Complementary Medicine and Therapies. (2022) 22:62; https//doi.org/10.1186/s12906-022-03538-9
Аннотация
Предпосылки: Цель данного исследования in vivo — оценить на пяти моделях крыс фармакологические эффекты и токсичность коммерческого водно-спиртового экстракта ГлюкоМедикс®, полученного из Stevia rebaudiana и пентациклического хемотипа Uncaria tomentosa (Willd.). DC, для использования в качестве средства лечения метаболического синдрома. Экстракт содержит фитохимические вещества стевии (например, стевиоловые гликозиды) и ункарии (например, пентациклические оксиндоловые алкалоиды, но не содержит тетрациклических оксиндоловых алкалоидов).
Методы: Фармакологические оценки на трех моделях крыс включают снижение химически индуцированной гипергликемии, гиперлипидемии (холестерин и триглицериды) и гипертонии, которые являются сопутствующими симптомами метаболического синдрома. Острую токсичность и 28-дневную подострую токсичность оценивали на моделях крыс в дозах, превышающих те, которые использовались в моделях эффективности.
Результаты: При оценке острой пероральной токсичности на крысах Хольцмана экстракт не оказывал острого токсического действия и не приводил к летальному исходу, а LD50 >5000 мг/кг (влажный вес экстракта). Кроме того, в течение 28 дней на крысах в суточных дозах 2000 мг/кг оценивалась подострая пероральная токсичность, которая не сопровождалась токсичностью и аномальными клинико-химическими и гематологическими эффектами. Суточные пероральные дозы 250-1000 мг/кг использовались для оценки эффекта лечения в моделях гипергликемии (вызванной аллоксаном и контролируемой глибенкламидом), гиперлипидемии (вызванной холестерином и контролируемой аторвастатином) и гипертензии (вызванной L-NAME и контролируемой эналаприлом) у крыс. Гипергликемия, вызванная аллоксаном, снижалась дозозависимым образом в течение 28 дней или менее. У крыс с холестерин-индуцированной гиперлипидемией наблюдалось дозозависимое снижение уровня холестерина и триглицеридов на 21 день. Кроме того, ГлюкоМедикс® вызывал дозозависимое снижение систолического и диастолического артериального давления у крыс с L-NAME-индуцированной гипертензией в течение 28 дней.
Выводы: На пяти моделях крыс in vivo было показано, что полностью натуральный фитопрепарат ГлюкоМедикс® является безопасным и эффективным средством лечения гипергликемии, гиперлипидемии и гипертонии. Предполагается, что этот экстракт может оказывать влияние на многочисленные сопутствующие заболевания, связанные с метаболическим синдромом, не обладая при этом острой или подострой пероральной токсичностью у человека. Несмотря на то, что для лечения отдельных сопутствующих заболеваний метаболического синдрома хорошо известны несколько рецептурных препаратов, ни один препарат монотерапии не лечит одновременно все три коморбидных заболевания.
Результаты: Фармакологический ответ на дозу
На рис. 8 (см. ниже) приведены дозовые ответы различных моделей эффективности на крысах. Эффект лечения препаратом GlucoMedix® выражается в процентах от максимальных уровней, индуцированных химическими препаратами, за вычетом исходных уровней, не индуцированных химическими препаратами, в каждой модели животных. При этом 100% означает отсутствие подавления индуцируемого параметра, а 0% — полное подавление индуцируемого параметра (т.е. снижение до исходного уровня). Результат по глюкозе — через 28 дней лечения, по холестерину и триглицеридам — через 21 день, по артериальному давлению — через 28 дней. Неизвестно, будет ли достигнуто дальнейшее снижение уровня холестерина и/или триглицеридов в результате дополнительной недели лечения (т.е. с 21 по 28 день).
Кривые дозового отклика очевидны для каждой из исследованных моделей животных, причем антигипергликемический эффект ГлюкоМедикса® оказался наиболее мощным при сравнении трех независимых моделей животных. Обратите внимание в предыдущих трех разделах (выше) на относительную эффективность максимальной дозы ГлюкоМедикса® по сравнению с тремя фармацевтическими положительными контролями — эналаприлом, аторвастатином и глибенкламидом. Даже в самой низкой дозе 250 мг/кг экстракта Uncaria plus Stevia наблюдается снижение артериального давления, липидов и глюкозы.
Если применить к препарату ГлюкоМедикс® значения ингибирующей концентрации 50% (IC50), то значения IC50 для глюкозы, холестерина и триглицеридов в этих выбранных моделях крыс составляют менее 250 мг/кг, а для среднего артериального давления — около 500 мг/кг. Таким образом, для достижения минимального полумаксимального ингибирования в генетической или вызванной диетой модели метаболического синдрома у крыс как такового (т.е. проявляющегося множеством коморбидных состояний) и для всех конечных точек, оцененных в настоящем документе на отдельных моделях крыс, рекомендуемая доза составляет 500 мг/кг. Если желательна полная фармакологическая блокада (и при данной длительности лечения), то значения 100% ингибирующей концентрации (IC100) в выбранных здесь моделях крыс будут составлять примерно 1000 мг/кг для глюкозы и более 1000 мг/кг для холестерина, триглицеридов и среднего АД. Также следует отметить, что дозировка 1000 мг/кг сопоставима с клиническим эффектом фармацевтических положительных контролей. Кроме того, эти значения IC50 служат ориентиром для аллометрической шкалы начальных пероральных доз препарата для людей (см. раздел «Обсуждение» ниже).
Эффекты лечения Глюкомедикс® (250, 500, 1000 мг/кг), выраженные в процентах от максимума, вызванного химическим воздействием, за вычетом исходного уровня без воздействия; глюкоза на 28 сутки; холестерин и триглицериды на 21 сутки; систолическое, диастолическое и среднее АД на 28 сутки.
Обсуждение
ГлюкоМедикс® не оказывает острого токсического действия на крыс; ЛД50 составляет более 5,0 г/кг. Кроме того, в 28-дневных исследованиях подострой токсичности мы не наблюдали смертности и признаков токсичности, не было зарегистрировано и значительного снижения массы тела. Поэтому NOAEL для исследования подострой токсичности составил 2000 мг/кг. Согласно уровням доз, оцененным в исследованиях подострой и острой токсичности, LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level) не был найден. Единственным статистически значимым эффектом при 28-дневном пероральном лечении было незначительное увеличение гематокрита, гемоглобина и эритроцитов у мужчин и гематокрита у женщин. Таким образом, ГлюкоМедикс® можно считать с большим запасом безопасным для перорального применения у людей.
Что касается эффективности на трех животных моделях, то ГлюкоМедикс® снижал систолическое и диастолическое артериальное давление у животных с гипертонией, вызванной L-NAME, что было подтверждено 28-дневным курсом лечения. У животных с гипергликемией и гиперлипидемией, получавших ГлюкоМедикс®, наблюдался существенный и статистически значимый положительный эффект. Все три модели эффективности на грызунах показали мощный и дозозависимый эффект при дозе 250-1000 мг/кг (влажный вес экстракта), продемонстрировав тем самым фармакологические преимущества без каких-либо сопутствующих побочных токсических эффектов. Наибольшая доза (1 000 мг/кг) была сопоставима с фармацевтическими положительными контролями.
Различные фармакологические механизмы действия (ФМД) препарата ГлюкоМедикс® позволяют достоверно снизить уровень глюкозы, липидов, триглицеридов и артериального давления на животных моделях крыс.
Стевия и гликозиды стевии могут снижать уровень глюкозы и липидов в крови, а также снижать артериальную гипертензию. Фитохимические вещества стевии, или гликозиды стевии, в клинических испытаниях на людях показали, что они влияют на течение сахарного диабета 2-го типа.1,2 Имеются данные о возможном положительном эффекте в отношении гипертонии у людей.3 Однако в другом исследовании, включавшем всего 7 пациентов в каждой группе, был получен отрицательный результат в отношениигипертонии4 , хотя наблюдалось статистически значимое снижение уровня холестерина, ЛПНП и глюкозы.
Компоненты, полученные из стевии, были также эффективны в крысиных моделях гипергликемии, вызванной аллоксаном,5-7 гипергликемии, вызванной стрептозотоцином,8 игиперлипидемии, вызванной холестерином.9 В другом исследовании на крысах было показано, что стевиозид и порошок листьев стевии в составе высокоуглеводных и высокожировых рационов вызывали значительное снижение уровня глюкозы в крови после 4 недель лечения.10 Наши исследования на трех моделях эффективности на крысах согласуются с этими предыдущими результатами, что позволяет предположить, что гликозиды стевии вносят свой вклад в общую эффективность препарата ГлюкоМедикс®.
Установлено, что экстракты ункарии снижают уровень глюкозы в организме мышей и крыс на животных моделях.11,12 Гидроспиртовой экстракт Uncaria, содержащий POAs (29,1 мг/г), в мышиной модели, вызванной стрептозотоцином, показал снижение уровня гликемии.11 Аналогичным образом, у крыс, получавших сухой экстракт Uncaria tomentosa в дозах 75 и 150 мг/кг, наблюдалось снижение уровня глюкозы в крови.12 Одна из возможных МОА снижения уровня глюкозы объясняется ингибирующей активностью альфа-глюкозидазы и альфа-амилазы, входящих в состав экстрактов Uncaria.13,14 Эти ферменты катализируют гидролиз сложных полисахаридов, таких как пищевой крахмал и эндогенный гликоген. Такой ферментативный антагонизм биодеградации полисахаридных предшественников может способствовать снижению уровня глюкозы в крови, а значит, и общей гликемической эффективности препарата ГлюкоМедикс®.
Гликозиды стевии и/или фитопрепараты ункарии могут оказывать влияние на эндокринную и/или нейроэндокринную систему, в частности на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось (HPA). Уровень кортизола может быть возможным медиатором под влиянием этих биологически активных соединений. Известно, что кортизол играет ключевую роль в утилизации глюкозы. У пациентов с метаболическим синдромом наблюдаются повышенные свойства оси HPA, приводящие к гиперкортизолизму.15,16 В будущих исследованиях GlucoMedix® можно оценить уровень кортизола и инсулина.
Другая возможная МОА заключается в том, что НПВ Uncaria воздействуют на иммунную систему.11,17-19 Однако следует отметить, что в ходе подострого токсикологического исследования в дозах 2000 мг/кг в течение четырех недель не было выявлено существенных изменений количества и соотношения лейкоцитов. Если МОА является иммуномодулирующей, то она достигается не за счет изменения количества лейкоцитов.
Независимо от МОА, следует учитывать тот факт, что в трех моделях эффективности на грызунах использовались экспериментальные индукторы (аллоксан, L-NAME, холестерин), которые приводили к повышению параметров выше нормальных физиологических уровней, в то время как модели острой и подострой токсикологии не зависели от каких-либо индукторов. Иными словами, модель токсичности проводилась в естественном физиологическом состоянии. Исследования токсичности в течение 28 дней еще раз подчеркивают, что не ожидается, что любое повышение эффективности при сверхнормативных физиологических состояниях (например, индуцированных состояниях или состояниях болезни) приведет к каким-либо неблагоприятным последствиям, превышающим исходные параметры у нормальных лабораторных животных (или людей).
Положительным аспектом параллельного проведения исследований эффективности и токсичности на животных моделях является установление благоприятного терапевтического индекса. Другими словами, ГлюкоМедикс® достиг желаемых конечных точек эффективности без какой-либо наблюдаемой токсичности в эффективной дозе (дозах) или выше и в совпадающих временных точках (т.е. на 3-4 неделе).
Токсикологические исследования на грызунах показали безопасность экстрактов и выделенных из них соединений Uncaria tomentosa и Стевия ребаудиана (Stevia rebaudiana).7, 20, 21 Наше исследование показало, что ГлюкоМедикс® ЛД50 у крыс превышает 5 000 мг/кг массы тела, при этом такие параметры самочувствия, как сон, поведение, двигательная активность, состояние кожи, шерсти и аппетит, были в норме. После двух недель наблюдения потери веса не наблюдалось.
Метаболический синдром часто ассоциируется с сахарным диабетом 2-го типа, но он может существовать и у пациентов, не имеющих этого сопутствующего заболевания. В США диагноз обычно ставится при наличии любых трех из пяти сопутствующих заболеваний в соответствии с критериями NCEP-ATP III. Хотя диабет 2-го типа встречается часто, он не является основным фактором, определяющим патофизиологию метаболического синдрома у всех пациентов.
Хотя в некоторых статьях утверждается, что индукция аллоксаном является экспериментальной моделью диабета 2-готипа5,6 , следует отметить, что модель крыс, индуцированная аллоксаном и контролируемая глибенкламидом, более близка к диабету 1-го типа (инсулиновая недостаточность), а не 2-го типа (инсулинорезистентность). Это позволяет предположить, что ГлюкоМедикс® может стимулировать выработку инсулина оставшимися бета-клетками поджелудочной железы после токсического повреждения ткани аллоксаном. Таким образом, эта животная модель не дает точной корреляции диабета 2-го типа в рамках метаболического синдрома. За рамками настоящего эксперимента можно рассмотреть две соответствующие модели грызунов для будущих подтверждающих исследований: мышей-самцов C57BL6J на высокожировой диете и крыс с диабетом Цукера (ZDF).22,24
Экстракт стевии издавна используется для лечения диабета в Южной Америке.25 Кроме того, стевиозид является мощным подсластителем, не содержащим калорий. Таким образом, продукты на основе стевии позволяют добиться снижения уровня глюкозы в крови человека двумя способами: (a) в качестве заменителя пищевых сахаров, что позволяет снизить количество потребляемых сахаров; и (b) в качестве фармакологического активного ингредиента, влияющего на гомеостаз глюкозы.
ГлюкоМедикс® экстракт ункарии и стевии проявляет антигипергликемическую активность у крыс, получавших аллоксан в дозах 250-1000 мг/кг массы тела. ГлюкоМедикс® может регулировать уровень глюкозы за счет увеличения секреции инсулина и/или лучшей утилизации глюкозы периферическими тканями и мышцами у крыс-диабетиков.
Одним из наиболее частых осложнений сахарного диабета являются сердечно-сосудистые заболевания. По данным других исследований, ункария, стевия и их метаболиты способствуют укреплению здоровья сердечно-сосудистой системы и снижению артериальной гипертензии. Наши результаты применения препарата ГлюкоМедикс® свидетельствуют о снижении уровня холестерина и триглицеридов у крыс с гиперлипидемией на 21 день и о снижении артериального давления, индуцированного L-NAME, у крыс с гипертонией на 28 день лечения в дозах 250-1000 мг/кг.
Суточная доза 1000 мг/кг массы тела эквивалентна введению 81,8 мг стевиоловых гликозидов, 16,98 мкг изоптероподина и 4,71 мкг птероподина на кг массы тела крыс. Максимальная испытанная доза препарата ГлюкоМедикс® показала такую же или схожую эффективность с тремя фармацевтическими положительными контролями. Однако сравнение дозировки с другими опубликованными моделями грызунов, получавших другие экстракты, несколько проблематично. Например, Ahmad и соавт. продемонстрировали антигиперлипидемический эффект у крыс с холестериновым индексом при использовании 200-500 частей на миллион экстракта стевии; предположительно это соответствует 200-500 мг/кг сухого веса порошка стевии.9 Так, в настоящем исследовании они тестировали 200-500 мг/кг против 29,2-116,7 мг/кг порошка стевии в составе GlucoMedix®. В качестве другого примера, Куджур и соавторы продемонстрировали антигипергликемический эффект у крыс, вызванных аллоксаном, при использовании 50-100 мг/кг (влажный вес) экстрактов стевии в течение 28 дней; сухой вес неизвестен.7
Если суточные дозы 250, 500 и 1000 мг/кг для крыс (около 0,24 кг) экстраполировать через аллометрический пересчет доз для перорального применения у человека (65 кг и 0,75 экспонента), то соответствующие аллометрические суточные дозы ГлюкоМедикса® для «аналогичного» фармакологического эффекта у взрослого человека составляет 4, 8 и 16 г (влажный вес).
Учитывая, что смесь экстрактов содержит ок. 2,56 мг/100 мл, то эти аллометрические дозы для человека будут содержать только 0,10, 0,20 и 0,41 мг POAs. Следует отметить, что лишь немногие активные фармацевтические ингредиенты (АФИ), имеющиеся в фармакопее, эффективны на субмиллиграммовом уровне у взрослых людей. Однако предикатные примеры существуют, например, фитохимический препарат скополамин, который эффективен в дозе 0,1-0,5 мг для человека.26,27 Если POA вносят вклад в конечные точки эффективности, то они должны быть высокомощными фитохимическими препаратами.
Аллометрическое преобразование доз предполагает сходство между двумя видами в отношении патофизиологии, фармакокинетики и фармакодинамики. Предполагаемая начальная суточная доза ГлюкоМедикс® для человека, которая может быть эффективной в течение 4 недель при лечении метаболического синдрома и сопутствующих заболеваний, составляет 4 г. Учитывая, что значения IC50 для глюкозы и липидов (холестерина и триглицеридов) у крыс были ниже 250 мг/кг, можно предположить, что дозы для взрослых ниже 4 г (и/или при большей продолжительности лечения) могут быть эффективны и у человека.
В ретроспективном исследовании, проведенном по инициативе врача, было описано шесть человек, страдающих диабетом 2-го типа, которые принимали ГлюкоМедикс® в суточной дозе 4 или 6 г (28). У пациентов наблюдалось уменьшение гипергликемии, а у некоторых из них совпало с сокращением или прекращением лечения рецептурными препаратами или инсулином. Таким образом, предлагаемая минимальная аллометрическая доза (4 г), основанная на модели эффективности при гипергликемии у крыс, совпадает с минимальной дозой, используемой в серии случаев диабета 2-го типа.
Кроме того, судя по относительным значениям потенции у крыс по трем показателям, представленным на рис. 8, наиболее мощный эффект наблюдался в отношении гипергликемии(IC50 <250 мг/кг), затем гиперлипидемии (IC50 <250 мг/кг) и, наконец, среднего артериального давления (IC50 ~500 мг/кг). Если данная корреляция применима и у людей, то это позволяет предположить, что для лечения гипертонии может потребоваться более высокая суточная дозировка препарата ГлюкоМедикс®, чем для регуляции уровня глюкозы.
Выводы
Следует отметить ограничения данной работы: (a) Фармакологические эффекты могут быть обусловлены только стевией, только ункарией или их комбинацией; (b) Исследования эффективности проводились на основе установленных моделей химической индукции, а не генетических моделей заболеваний, предрасполагающих к диабету, гиперлипидемии и гипертонии. Будущие исследования также могут быть сосредоточены на альтернативных моделях грызунов для гипергликемии (и ожирения), отражающих диабет 2-го типа, таких как мыши-самцы C57BL6J на высокожировой диете или крысы-диабетики Цукера (ZDF); и (c) Благоприятные фармакологические эффекты и отсутствие токсичности оценивались в течение 21 дня (антигиперлипидемия) или 28 дней (антигипергликемия, антигипертензия и подострая токсичность).
Безопасный и эффективный натуральный препарат, такой как ГлюкоМедикс®, способный устранять многочисленные сопутствующие заболевания, связанные с метаболическим синдромом, был бы желанным дополнением к фармакопее и рынку. Нам не известно ни одного препарата, одобренного Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США, который мог бы устранить все три заболевания, хотя существуют недорогие монопрепараты для лечения гипертонии (например, ингибиторы АПФ и бета-блокаторы), гиперлипидемии (например, статины) и диабета II типа (например, метформин). Проведенная врачом серия исследований шести пациентов с сахарным диабетом 2-го типа свидетельствует о том, что этот натуральный продукт в дозе, составляющей 1-1,5х от предложенной начальной аллометрической дозы, позволяет устранить по крайней мере одно из трех показаний, а именно гипергликемию.28
1
Кафедра клеточных и молекулярных наук, отделение фармацевтических наук, факультет естественных наук и философии, Перуанский университет Кайетано Эредиа, Лима, Перу
2
Служба контроля качества, научно-исследовательские лаборатории, Перуанский университет Кайетано Эредиа, Лима, Перу
3
Исследования и разработки, LivFul Inc., Чешир, Великобритания (соответствующий автор)E примерный выпуск
