Влияние метформина пролонгированного высвобождения на гуморальные кардиометаболические маркеры и параметры перекисного окисления липидов у пациентов с предиабетом, хронической сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса и абдоминальным ожирением

Введение

С позиций современных знаний обсуждается протективная роль метформина при хронической сердечной недостаточности (ХСН). С одной стороны, препарат способен корректировать некоторые факторы риска развития и прогрессирования атеросклероз-ассоциированных заболеваний и, следовательно, ХСН [1-4]. В основе такой атеропротекции лежит снижение инсулинорезистентности, характерной для пациентов с абдоминальным ожирением (АО), нарушениями углеводного обмена, и редукция связанных с ней процессов вялотекущего воспаления, окислительного стресса, а также системного дисметаболизма [5-8]. Окислительный стресс является универсальным патологическим феноменом для различных сердечно-сосудистых заболеваний, который может моделировать метформин за счет увеличения продукции оксида азота (NO) и улучшения функции митохондрий [9][10]. С другой стороны, для метформина продемонстрированы определенные положительные эффекты на морфологию левого желудочка (ЛЖ) и его систоло-диастолическую функцию. Экспериментальные данные документируют его прямое воздействие как на изолированные кардиомиоциты, так и на работающее сердце [11]. Доказано, что метформин стимулирует кардиопротективные механизмы, реализуемые преимущественно за счет стимуляции аденозинмонофосфат-активируемой протеинкиназы, что индуцирует утилизацию глюкозы, окислительное фосфорилирование в митохондриях, синтез аденозинтрифосфата с улучшением систолической и диастолической функции ЛЖ [12][13]. Данные девяти рандомизированных клинических исследований (РКИ), включенных в систематический обзор Dludla PV, et al. (2021) [14], подтверждают позитивные эффекты метформина на потребление миокардом кислорода и снижение на фоне его приема уровня N-концевого промозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP) сыворотки крови у пациентов с ХСН со сниженной фракцией выброса (ХСНнФВ) и инсулинорезистентностью или сахарным диабетом 2 типа (СД2) [14]. Имеются достаточные основания для реализации положительного воздействия метформина на функциональные показатели миокарда и гуморальные кардиометаболические параметры у пациентов с ХСН с сохраненной ФВ (ХСНсФВ).

В проведенном нами исследовании изучалось влияние метформина пролонгированного высвобождения (XR) на гуморальные кардиометаболические маркеры и параметры перекисного окисления липидов (ПОЛ) у пациентов с ХСНсФВ, предиабетом и АО. В статье представлены результаты динамики изучаемых показателей по истечении первых 6 мес. исследования.

Материал и методы

Работа проводилась в рамках одноцентрового открытого рандомизированного контролируемого исследования PredMet (Эффективность и безопасность применения метформина пролонгированного высвобождения у пациентов с предиабетом, ХСН и АО) (протокол этического комитета № 48 от 08.06.2021; регистрационный номер в регистре НАРНИС РНИ.25.004) на базе НИИТПМ — филиала ИЦиГ СО РАН (г. Новосибирск). Исследование состоит из 4 последовательных этапов: 1) скрининг (визит 0); 2) вводный период (в течение 4 нед. до рандомизации, когда все пациенты принимали оригинальный метформин XR 1000 мг (минимальная доза для включения в исследование) или 1500 мг (оптимальная доза) в сут. с оценкой его переносимости); 3) рандомизация — визит 1 (группа А продолживших прием метформина на фоне стандартной терапии ХСНсФВ и контрольная группа В получающих только стандартную терапию ХСНсФВ) и 4) основной период — наблюдение, клинический, лабораторный и инструментальный мониторинг пациентов двух указанных групп в течение 52 нед. (рисунок 1). В настоящей статье описывается 28-недельный сегмент наблюдения за пациентами (визиты 1 и 2).

Критерии включения:

— лица мужского или женского пола в возрасте 45-60 лет;

— предиабет¹ и ХСН I-III функционального класса (ФК) по классификации Нью-Йорской ассоциации сердца (NYHA — New York Heart Association), установленные не менее чем за 3 мес. до скрининга [15];

— фракция выброса ЛЖ ≥50% по данным эхокардиографии в период скрининга или в течение 12 мес. до него;

— структурные поражения сердца — расширение левого предсердия (ЛП)² или гипертрофия ЛЖ³, или толщине межжелудочковой перегородки, или задней стенки ЛЖ ≥1,1 см), подтвержденные результатами эхокардиографии в период скрининга или в течение 12 мес. до начала участия в исследовании;

— уровень NT-proBNP ≥125 пг/мл; АО (окружность талии >80 см для женщин и >94 см для мужчин);

— офисное артериальное давление ≤140/85 мм рт.ст., в т.ч. на фоне оптимальной антигипертензивной терапии;

— применение подобранной оптимальной фармакотерапии по поводу ХСН в течение, как минимум, 3 мес. до скрининга.

Критерии невключения:

— непереносимость метформина;

— расчетная скорость клубочковой фильтрации (рСКФ) <45 мл/мин/1,73 м²;

— эндокринопатии, кроме предиабета;

— фибрилляция предсердий, острый коронарный синдром, инсульт или вмешательство на сердце (аортокоронарное шунтирование, чрескожная коронарная ангиопластика или вальвулопластика) в анамнезе;

— симптомы острой декомпенсированной ХСН с уровнем NT-proBNP ≥600 пг/мл на момент обследования или за последние 3 мес.;

— применение биологически активных добавок, гипогликемических препаратов, препаратов для лечения ожирения в течение 6 мес. до включения в исследование и во время участия в нем;

— беременность, лактация;

— частое употребление алкоголя/алкоголизм (определяется как потребление >10 единиц алкоголя в нед. (1 единица =200 мл сухого вина, 500 мл пива, или 50 мл 40% спиртного напитка));

— наркомания;

— другие противопоказания, согласно инструкции по медицинскому применению оригинального препарата метформина XR.

Все пациенты дали информированное согласие на участие в исследовании.

В основном периоде наблюдения пять пациентов были исключены из исследования: диагностирован СД2 (n=3), развитие ишемического инсульта (n=1), отзыв согласия на участие в исследовании (n=1). В общей сложности в анализ на 24 нед. (визит 2) вошло 59 пациентов: 31 в группе А и 28 в группе В.

Пациентам на визите 1 и 2 проводилось общеклиническое обследование, стандартная антропометрия, лабораторные исследования (в т.ч. оценка параметров липидного профиля, метаболизма глюкозы, рСКФ по формуле CKD-EPI, уровня растворимой формы рецептора интерлейкина 33 (soluble, sST2), известной также как растворимая форма продукта гена IL1RL1, методом иммуноферментного анализа на микропланшетном фотометре "Multiskan EX" ("Thermo Fisher Scientific", США) с использованием реактивов Presage ST2 Assay (Critical Diagnostics, США), количественного уровня NT-proBNP электрохемилюминесцентным иммуноанализом на анализаторе Roche Cobas e601 (Швейцария) с использованием набора реагентов Roche (Швейцария), С-реактивного белка (вчСРБ) сыворотки крови, определенного высокочувствительным иммунотурбидиметрическим методом (нижний предел обнаружения — 0,1 мг/л), исходного уровня малонового диальдегида (МДА) в липопротеинах низкой плотности (ЛНП) флуориметрическим методом на спектрофлуориметре "Hitachi F-300" (Япония) и их резистентность к окислению с ионами меди in vitro по авторской методике, разработанной в НИИТПМ — филиала ИЦиГ СО РАН. Выделенные из сыворотки крови осаждением в присутствии гепарина и хлорида марганца ЛНП промывали 0,9% раствором хлорида натрия (NaCl), растворяли в 1 М растворе NaCl, и, после измерения в них концентрации белка по методу Лоури, пробы, содержащие 0,2 мг белка ЛНП инкубировали в среде Дульбекко без кальция и магния на водяной бане при 37^о С в течение 30 мин в присутствии 50 мкМ ионов меди, затем оценивали степень окислительной модификации ЛНП путем определения МДА флуориметрическим методом на спектрофлуориметре "Hitachi F-300"⁴.

Статистический анализ. Описание количественных признаков представлено в виде медианы и интерквартильного размаха (Me [Q25; Q75]) в связи с отличным от нормального распределением изучаемых переменных (критерий Колмогорова-Смирнова). Использованы стандартные критерии оценки статистических гипотез: критерий Манна-Уитни для сравнения двух независимых выборок по количественному признаку, Т-критерий Уилкоксона и критерий Мак-Немара для связанных значений. Сравнение групп по частотам выполнялось с помощью таблиц сопряженности с использованием критерия χ² Пирсона или точного теста Фишера. За критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали р<0,05. Данные анализировались с использованием программы SPSS Statistics for Windows, версия 20.0 (SPSS Inc., США).

Результаты

Исходно группы пациентов А и В не различались по возрасту, полу, ФК ХСН по NYHA, значениям NT-proBNP, sST2, вчСРБ, статусу курения, антропометрическим параметрам, характеристикам углеводного и липидного обмена (таблица 1). Все рандомизированные участники имели артериальную гипертензию (по офисным цифрам систолического и диастолического артериального давления, частоте сердечных сокращений группы также не различались). Средняя доза метформина во вводном периоде в группе А составила 1469 мг/сут., в группе В – 1453 мг/сут. (р=0,644). Структура кардиологической терапии у пациентов обеих групп отражена на рисунке 2.

На визите 2 не зафиксирована динамика ФК ХСН по NYHA ни в группе А, ни в контроле. У пациентов, получавших метформин XR в течение 6 мес. на фоне стандартной терапии ХСН, было зарегистрировано снижение индекса массы тела на 1,8% (-0,62 [ -1,32; -0,18] кг/м²) (р=0,001), уровня глюкозы на 4,6% (-0,20 [ -0,50; 0,00] ммоль/л) (р=0,009) и гликированного гемоглобина на 3,3% (-0,20 [ -0,40; 0,00]%) (р=0,047) относительно исходных значений. В обеих группах пациентов не зарегистрирована динамика показателей липидного профиля и рСКФ через 6 мес. от начала исследования.

При оценке уровней биомаркеров ХСН на фоне стандартной терапии ХСНсФВ в группе А зарегистрирована положительная динамика в виде снижения концентрации NT-proBNP на 3,7% (-27,00 [ -86,00; -4,00] ммоль/л) (р<0,001), напротив, в группе В значения NT-proBNP увеличились на 2,7% (-7,00 [ -46,00; 3,00] ммоль/л) (р=0,013) (таблица 2). Снижение натрийуретического пептида (НУП) в группе приема метформина сопровождалось уменьшением уровня вчСРБ на 31% (-0,70 [ -2,00; -0,30] ммоль/л) (р<0,001) по сравнению с исходным значением. Динамики концентрации sST2 в сыворотке крови в обеих группах на визите 2 продемонстрировано не было.

Уровень МДА в ЛНП через 6 мес. терапии метформином на фоне стандартной терапии ХСН стал ниже на 20% (-1,00 [ -2,00; 0,00] ммоль/л) (р=0,002) относительно исходного значения, в то же время при оценке резистентности к окислению ЛНП после 30 мин инкубации с ионами меди, содержание МДА не отличалось от показателя, измеренного на визите 1 (таблица 3). Нарастание выраженности процессов перекисного окисления наблюдалось в контрольной группе В: увеличилось как исходное содержание МДА в ЛНП на 3,7% (0,45 [ 0,75; 1,35] ммоль/л) (р=0,002), так и его уровень после инкубации с ионами меди на 31,8% (9,04 [ 2,52; 18,01] ммоль/л) (р<0,0001). Разница уровней базального содержания МДА в ЛНП на визите 2 между двумя группами составила 2,3 раза (p<0,0001), после инкубации ЛНП с окислителем (ионами меди) показатели различались меньше — в 1,6 раза (p<0,0001).

Обсуждение

В настоящее время выявлено большое количество биомаркеров, которые отражают различные патофизиологические аспекты развития ХСН: повреждение кардиомиоцитов, воспаление, фиброз, миокардиальный стресс [16]. Влияя на эти механизмы при помощи того или иного вида терапии, можно достичь снижения уровней соответствующих маркеров и, следовательно, корректировать лечение в зависимости от их значений. Самые изученные биомаркеры — семейство НУП, к которому относится NT-proBNP, и активно изучающийся в последнее время sST2. НУП имеют хорошо известные ограничения, поскольку на их уровни в крови влияют такие факторы как почечная дисфункция, возраст, ожирение, фибрилляция предсердий и ряд прочих кардиальных и некардиальных состояний, отличных от ХСН [17].

Несмотря на то, что эскалация НУП выше пороговых значений является одним из диагностических критериев ХСН и стратификации сердечно-сосудистого прогноза, характер их динамики как критерий эффективности проводимой терапии еще четко не определен [18]. Действительно, исследование GUIDE-IT (The GUIDing Evidence Based Therapy Using Biomarker Intensified Treatment in Heart Failure) (2017) показало, что терапевтическая стратегия, основанная на контроле за уровнем NT-proBNP сыворотки крови, не приводит к лучшим результатам, чем обычная лечебная тактика у пациентов с ХСНнФВ [19]. В проводимом нами исследовании в группе приема метформина XR на фоне оптимальной фармакотерапии ХСН (проводилась в течение, как минимум, 3 мес. до скрининга и была продолжена во время наблюдения за пациентами) зарегистрировано снижение уровня NT-proBNP по сравнению с исходными параметрами, однако он не достигал значений <125 пг/мл. В то же время, как упомянуто выше, по данным современных рекомендаций, указанный рубикон является лишь пороговым диагностическим значением и не рассматривается как цель терапии ХСН [15].

Данные о влиянии метформина на уровень NT-proBNP у пациентов с СД2 противоречивы, ряд авторов отмечает отсутствие его снижения. Так, Türkmen Kemal Y, et al. (2007) у лиц с СД2 без ХСН продемонстрировали, что метформин немедленного высвобождения (IR) не влияет на уровень NT-proBNP сыворотки крови при приеме в дозе 1700 мг в течение 6 мес. [20]. Напротив, в исследовании Rosiak M, et al. (2013), в которое было включено 185 пациентов с СД2, причем 42% (n=77) из них имели ХСН ≤2 ФК по NYHA, без указания фракции выброса ЛЖ, такой эффект был показан. Пациенты получали либо пероральные противодиабетические средства (49,7%), либо инсулин (17,8%), либо и то и другое (32,5%) и были разделены на две группы: с высокими (>200 пг/мл) и низкими (≤200 пг/мл) концентрациями NT-proBNP. В многофакторном анализе приём метформина был отрицательным предиктором высокой концентрации NT-proBNP [21].

В исследовании GIPS-III (Metabolic Modulation With Metformin to Reduce Heart Failure After Acute Myocardial Infarction: Glycometabolic Intervention as Adjunct to Primary Coronary Intervention in ST Elevation Myocardial Infarction) (2014) оценивалось влияние терапии метформином IR в дозе 500 мг 2 раза/сут. на функцию ЛЖ у пациентов без диабетической гипергликемии, перенесших чрескожное коронарное вмешательство по поводу инфаркта миокарда с подъемом сегмента ST. В группу лечения метформином был случайным образом распределен 191 пациент, а 189 — в группу плацебо. Межгрупповой разницы концентраций NT-proBNP по истечении 4 мес. исследования зафиксировано не было: 167 [ 65; 393] нг/л — для группы метформина и 167 [ 74; 375] нг/л — для группы плацебо (р=0,66). Этот результат не изменился при анализе чувствительности с поправкой на возраст, пол, исходную концентрацию NT-proBNP и степень миокардиального свечения контраста [22].

Также в широко обсуждаемом двойном слепом плацебоконтролируемом исследовании MET-REMODEL (MetfoRmin and Its Effects on Myocardial Dimension and Left Ventricular Hypertrophy in Normotensive Patients With Coronary Artery Disease) (2019) у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) и предиабетом/инсулинорезистентностью (без выделения пула пациентов с ХСН) спустя 12 мес. наблюдения не было выявлено существенных различий в концентрациях NT-proBNP на финальном визите: медиана НУП в группе метформина XR (2000 мг/сут.) составила 957,8 нг/л, в группе плацебо — 796,5 нг/л (p=0,435) [23]. В проводимом нами исследовании зарегистрировано значимое снижение уровня NT-proBNP в группе приема метформина на 3,7% (р<0,001), наряду с увеличением NT-proBNP на 2,7% (р=0,013) в контрольной группе, спустя 6 мес. наблюдения. Небольшая разница в изменении данного показателя, вероятно, связана не только с "неклассическим" влиянием на него метформина, но и с тем, что пациенты исходно получали всю рекомендованную терапию ХСН и у них не было госпитализаций по поводу ее декомпенсации как минимум за 3 мес. до включения в исследование.

Снижение основного биомаркера ХСН в группе А, в отличие от группы В, было сопряжено с падением уровня вчСРБ на 31% (р<0,001). Снижение уровня СРБ на фоне приема метформина было продемонстрировано в экспериментальных моделях и на различных выборках пациентов [24-27]. Влияние метформина XR на уровень СРБ у пациентов с ХСН не изучено. В исследовании CAMERA (Carotid Atherosclerosis: MEtformin for Insulin ResistAnce Study) (2014) у пациентов с ИБС, АО и недиабетическим уровнем глюкозы, принимавших метформин IR по 850 мг 2 раза/сут. в течение 18 мес., не было продемонстрировано снижения уровня вчСРБ [28]. Данный аспект требует дальнейшего изучения.

Данные последних исследований демонстрируют все более нарастающий интерес к серийному определению sST2 в дополнении к NT-proBNP в рамках оптимизации медикаментозной терапии ХСН [29][30]. sST2 вырабатывается в ответ на гемодинамическую перегрузку, воспаление и профибротические стимулы, которые характерны для патогенеза ХСН [31]. Современные мировые и отечественные клинические рекомендации не рассматривают использование уровня sST2 для диагностики ХСН [15][32], но указывают на его важную роль в стратификации риска у этих пациентов, что продемонстрировано многочисленными исследованиями [29][33][34]. Стоит отметить, что sST2 как прогностический фактор работает паритетно как у пациентов с ХСНнФВ, так и с ХСНсФВ [32]. Предиктивная ценность sST2 при ХСН, как показано в исследовании Emdin M, et al. (2018), не зависела от NT-proBNP, тропонина T, определенного высокочувствительным методом, и в меньшей степени зависела от возраста и СКФ, чем два указанных биомаркера [35].

До сих пор нет единого мнения о том, какое значение sST2 является наилучшим прогностическим показателем при ХСН, что связано с ограниченным количеством РКИ. Наиболее часто используемое пороговое значение составляет 35 нг/мл [36], в нашем исследовании исходно только у 2-х пациентов из группы А и 1-го пациента группы В уровень sST2 был >35 нг/мл. Динамики концентрации sST2 как в группе приема метформина, так и в группе контроля на визите 2 продемонстрировано не было. РКИ, посвященные влиянию метформина на уровень sST2, в настоящее время отсутствуют. В 2019г на модели крыс линии Wistar с инфарктом миокарда, вызванным путем длительной перевязки межжелудочковой ветви левой коронарной артерии, продемонстрировано положительное влияние метформина IR на ремоделирование миокарда, что может быть связано с подавлением внутриядерного уровня транскрипционного фактора Yin-Yang 1 и, как следствие, снижением уровня sST2 [37].

Окислительный стресс — ключевой процесс патологического функционирования эндотелия, приводящий к развитию и прогрессированию сердечно-сосудистых заболеваний, в т.ч. ХСН [38, 39]. В рутинной клинической практике его выраженность не определяется, в протоколе нашего исследования оценивался классический маркер перекисного окисления липидов — МДА непосредственно в ЛНП, не только исходно, но и на фоне инкубации ЛНП с окислителем — ионами меди. Через 6 мес. терапии метформином XR зарегистрировано снижение базального уровня продуктов ПОЛ в ЛНП по сравнению с визитом 1, наряду с возрастанием базальных и полученных при инкубации с окислителем концентраций МДА в группе сравнения, что иллюстрирует универсальность изученного ранее противовоспалительного эффекта метформина, имеющего место не только у пациентов с СД2, но и у пациентов с ХСНсФВ, АО и предиабетом, представленных в настоящей работе.

В исследовании MET-REMODEL лечение метформином XR значительно снижало концентрацию веществ, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой и являющихся побочными продуктами ПОЛ и маркерами окислительного стресса (группа приёма метформина -0,26±1,04 мкМ по сравнению с группой приема плацебо 0,33±1,14 мкМ) (р=0,04) [23]. Ранее в исследовании Esteghamati A, et al. (2013), изучавших влияние метформина IR на маркеры окислительного стресса и антиоксидантный резерв у пациентов с впервые диагностированным СД2, была продемонстрирована его эффективность в снижении продуктов ПОЛ сыворотки крови по сравнению с немедикаментозной стратегией — модификацией образа жизни [40]. Интересная выборка пациентов представлена в исследовании Meaney E, et al. (2008) — лица, имеющие метаболический синдромом (в т.ч. предиабет). На фоне приема метформина XR (n=30) в дозе 850 мг 1 раз/сут. в течение 12 мес. наблюдалось снижение уровней карбонилов, дитирозинов и конечных продуктов гликирования в плазме крови, наряду со снижением уровня вчСРБ, тогда как концентрация уровни оксида азота (NO) повышалась, что свидетельствует об улучшении функции эндотелия [41].

Единственным доступным нам исследованием, посвященным оценке влияния метформина на уровень окислительного стресса у пациентов с ХСН, является работа Kamel AM, et al. (2023) [42]. В нее было включено 70 человек, средний возраст 66 лет, с ХСНнФВ (средняя фракция выброса ЛЖ 37±8%) без СД2. Все пациенты находились на стандартной терапии ХСНнФВ (35 пациентов в группе приема метформина, 35 пациентов в группе контроля). По истечении 6 мес. только в группе терапии метформином IR 2000 мг/сут. показано увеличение общей антиоксидантной способности (p=0,007), а также снижение концентрации МДА, оцененных колориметрический методом [42].

Заключение

Исследование PredMet впервые в рамках РКИ продемонстрировало, что на фоне стандартной терапии ХСН у пациентов с предиабетом, ХСНсФВ и АО дополнительное назначение метформина XR на протяжении 6 мес. ассоциировано со снижением уровня ключевого гуморального биомаркера ХСН — NT-proBNP, а также выраженности окислительного стресса в виде уменьшения концентрации МДА непосредственно в ЛНП и уровня вчСРБ сыворотки крови. Следующая контрольная точка для оценки динамики изучаемых показателей в исследовании PredMet — 12 мес.

Отношения и деятельность. Исследование выполнено при финансовой поддержке компании Merck и частично государственного задания в рамках бюджетной темы, рег. № FWNR-2024-0004.