СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИНТРАНАЗАЛЬНО ВВОДИМОГО ИНСУЛИНА И ПЕРОРАЛЬНО ВВОДИМОГО МЕТФОРМИНА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ И ГОРМОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 2 ТИПА И МЕТАБОЛИЧЕСКОМ СИНДРОМЕ Российский патент 2024 года по МПК A61K38/28 A61K31/175 A61P3/00 

Область техники

Изобретение относится к медицине, а именно к фармацевтике, в частности предназначено для восстановления метаболических и гормональных показателей при сахарном диабете 2 типа и метаболическом синдроме.

Уровень техники

Известен способ интраназального введения инсулина в мозг (US 5624898 A; US 6180603 B1; US 6313093 B1; US 6342478 B1 от 16.08.1999, класс МПК A61K38/18; A61K38/28; A61K38/30; A61K9/00), включающий нанесение фармацевтической композиции, содержащей вызывающее целевой эффект количество инсулина, в носовую полость млекопитающего. При этом инсулин всасывается через слизистую оболочку носа и транспортируется в мозг млекопитающего по нервным путям в количествах, необходимых для эффективной стимуляции роста клеток мозга, для повышения выживаемости клеток мозга, усиления их функциональной активности, а также для обеспечения нейропротекторного воздействия на клетки мозга.

Недостатком технического решения является тот факт, что оно предназначено для монотерапии интраназально вводимым инсулином, которая ориентирована на восстановление когнитивных функций у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и метаболическим синдромом, но мало эффективна для восстановления периферического глюкозного гомеостаза, метаболических и гормональных показателей, нарушенных при этих заболеваниях, вследствие чего клиническое применение этого решения ограничено лечением диабетической энцефалопатии и нейродегенеративных заболеваний, развивающихся при длительно текущих формах сахарного диабета 2 типа и метаболического синдрома преимущественно в пожилом возрасте.

Известна интраназальная фармацевтическая композиция на основе инсулина (RU 2619855C1 от 27.09.2016 класс МПК A61K 38/28, A61K 31/205, A61K 9/08, A61K 9/12, A61K 9/06, A61P 25/28) для лечения болезни Альцгеймера, как нового способа предотвращения и терапии этого нейродегенеративного заболевания, развивающегося, как правило, в пожилом возрасте. Фармацевтическая композиция содержит от 0.05 до 100 международных единиц (МЕ) инсулина и от 0.05 до 10% дихолина сукцината. Предпочтительно указанная фармацевтическая композиция производится в форме интраназального спрэя. Фармацевтическая композиция, согласно данным ее изобретателей, улучшает когнитивные функции у млекопитающих с экспериментальной моделью болезни Альцгеймера.

Недостатком вышеприведенной фармацевтической композиции является то, что ее использование ограничено болезнью Альцгеймера, которая не является широко распространенным и социально значимым заболеванием, развивается в пожилом возрасте (как правило у пациентов старше 80 лет). При этом использование такой композиции для лечения и профилактики сахарного диабета 2 типа и метаболического синдрома авторами не рассматривалось, нет данных о ее влиянии на метаболические и гормональные показатели, отсутствуют сведения о возможной комбинированной терапии инсулином в составе этой композиции и другими фармакологическими препаратами, в том числе с антидиабетическим препаратом метформином.

Известен фармацевтический препарат для назальной доставки инсулина мужчинам (WO 9422461 A1 от 13.10.1994, класс МПК A61K38/28; A61K47/40; A61K9/00), содержащий природный гормон инсулин или его синтетический аналог и метилированный β-циклодекстрин со степенью замещения от 0.5 до 3.0. Он представляет собой твердый порошок или полутвердую субстанцию. Для создания препарата сначала получают раствор инсулина (или его аналога) и метилированного β-циклодекстрина, затем замораживают полученный раствор, лиофилизуют его, что позволяет получить целевую субстанцию (твердый порошок или полутвердый продукт).

Недостатком указанной фармацевтической композиции для назальной доставки инсулина является то, что не представлен спектр ее клинического применения у мужчин, а также отсутствуют какие-либо сведения о возможности ее использования и потенциальной эффективности для восстановления глюкозного гомеостаза, метаболических и гормональных показателей, массы тела, нарушенных у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и метаболическим синдромом.

Известно устройство для назальной доставки лекарств (WO 2020142206 A1, US 2019066921 W от 17.12.2019, класс МПК A61M11/02; A61M15/00; A61M15/08), которое представляет собой генератор струи, включающей интраназально вводимое целевое лекарственное соединение и вещество-носитель. Лекарственное соединение находится в виде порошка, суспензии, диспергированной субстанции или жидкости. Вводимый интраназально лекарственный препарат откладывается в верхней части полости носа – в обонятельной области. Далее лекарственный препарат, депонированный в обонятельной области, доставляется в мозг, минуя гематоэнцефалический барьер. Носитель, производное гидрофторалканов, из баллончика под давлением направляется в диффузор и канал, содержащий интраназально вводимый лекарственный препарат, в результате чего этот препарат переходит в форму аэрозоля. В форме аэрозоля интраназально вводимый лекарственный препарат проходит через сопло, что обеспечивает доставку струи, содержащий этот препарат, в верхнюю часть носовой полости пользователя.

Недостатком способа доставки с использованием разработанного авторами устройства является наличие лишь общих сведений для интраназального введения различных препаратов, отсутствие сведений о применении этого устройства для интраназального способа доставки инсулина при сахарном диабете 2 типа и метаболическом синдроме, как в клинике, так и в условиях эксперимента, а также отсутствие данных о возможном влиянии инсулина при его доставке с помощью разработанного авторами устройства для назальной доставки лекарств на метаболические и гормональные показатели и на чувствительность к инсулину при диабете и метаболическом синдроме.

Известны также различные комбинации метформина с другими препаратами, различающимися по фармакологическому профилю, мишеням и механизмам действия, где метформин длительное время применяется для лечения сахарного диабета 2 типа, метаболического синдрома и ожирения, а также некоторых эндокринных патологий репродуктивной системы (синдром поликистозных яичников). Некоторые из этих комбинаций предназначены для ослабления гипергликемии и улучшения метаболических и гормональных показателей при диабетической патологии и метаболическом синдроме. Среди таких комбинаций использование метформина с инъекционно (подкожно, внутривенно) вводимым инсулином, который по механизмам и мишеням действия качественно отличается от интраназально вводимого инсулина.

При этом имеется ряд патентов по таким комбинациям, один из которых приведен ниже, но патентов по совместному применению интраназально вводимого инсулина и перорально вводимого метформина или его аналогов не имеется.

Известна комбинация метформина и другого фармакологического препарата, предназначенная для ослабления гипергликемии (RU 2207850 C2 от 30.01.1999, класс МПК A61K 31/192, A61K 31/155, A61P 3/10), где описывается композиция, содержащая в качестве действующих веществ метформин в форме одной из его фармацевтически приемлемых солей (первый компонент) и фибрат, выбранный из фенофибрата и безафибрата, в сочетании с одним или несколькими фармацевтически приемлемыми наполнителями (эксципиентами). Эта композиция пригодна для нормализации глюкозного гомеостаза при лечении инсулиннезависимого сахарного диабета (диабета 2 типа), причем при комбинированном применении метформина и фибрата отмечается синергизм в их действии, что улучшает антидиабетические свойства метформина.

Недостатком этой композиции является то, что она ограничивается применением вместе с метформином только одного препарата – фибрата, не имеющего ничего общего с инсулином по фармакологическому профилю и мишеням действия. Кроме этого, фибрат, вводится не интраназально, а перорально, причем структуры мозга не являются прямыми мишенями его действия.

Известны различные статьи по совместному применению метформина и инъекционно вводимого (подкожно, внутривенно) инсулина, в том числе отечественных авторов:

1) Влияние метформина на массу тела у больных сахарным диабетом 2 типа, получающих аналоги инсулина. Авторов Романцова Т.И., Джавахишвили Т.Ш., Роик О.В. Сахарный диабет. 2013. № 1. С. 48-51. eLIBRARY ID: 18928248.

2) Эффективность сочетания инсулина и метформина в лечении больных сахарным диабетом 2 типа. Авторов Горохова Т.В. Вестник Российского государственного медицинского университета. 2009. № 1. С. 12-14. eLIBRARY ID: 12827742.

3) Комбинированная терапия антигипергликемическими пероральными препаратами (метформин, производные сульфонилмочевины) с инсулином в менеджменте больных сахарным диабетом 2-го типа (патогенетическая обоснованность и клиническая целесообразность). Горшунская М.Ю. Международный эндокринологический журнал. 2015. № 4 (68). С. 61-75. eLIBRARY ID: 23838568.

4) Влияние метформина в монотерапии и в сочетании с другими сахароснижающими препаратами на риск развития сердечно-сосудистых осложнений у пациентов сахарным диабетом типа 2. Леонова Н.В. Поликлиника. 2017. № 1-2. С. 21-25. eLIBRARY ID: 29364015.

5) Комбинированная терапия метформином и инсулином ослабляет системные изменения и изменения в печени на модели диабета, вызванного диетой с высоким содержанием жиров/стрептозотоцином. Silvares RR, Pereira EN, Flores EE, Estato V, Reis PA, Silva IJ, Machado MP, Neto HC, Tibiriça E, Daliry A. Int J Exp Pathol. 2016 Jun;97(3):266-77. doi: 10.1111/iep.12184. Epub 2016 Jul 6. PMID: 27381700; PMCID: PMC4960575.

В этих статьях, как клинических, так и экспериментальных, описаны положительные свойства совместного применения метформина и инъекционного инсулина при различных метаболических и эндокринных расстройствах.

Недостатком вышеприведенных статей является то, что в них не изучены совместные эффекты метформина (или его аналогов) и интраназально вводимого инсулина на метаболические и гормональные показатели при диабетической патологии, что является техническим решением настоящего патента.

В отношении совместного применения интраназально вводимого инсулина и перорально вводимого метформина имеются только два экспериментальных исследования.

Первая статья посвящена исследованию эффективности совместного применения интраназально вводимого инсулина и метформина у самок крыс со специфичной моделью метаболического синдрома, вызванного контрацептивами (Afolabi SO, Folahan J, Agede O, Olorundare O. Combined Intranasal Insulin/Saxagliptin/Metformin Therapies Ameliorate the Effect of Combined Oral Contraceptive- (COC-) Induced Metabolic Syndrome (MetS) with a Major Target on Glucose Metabolism in Adult Female Wistar Rats. Int J Reprod Med. 2021 Dec 13;2021:9693171. doi: 10.1155/2021/9693171. PMID: 34938803; PMCID: PMC8687792). Ее авторы показали, что использование метформина в сочетании с интраназально вводимым инсулином обращает вспять некоторые показатели метаболического синдрома, вызванного восьминедельным введением им оральных контрацептивов (этинилэстрадиола и левоноргестрела). В статье использовали суточную дозу перорально вводимого метформина, равную 150 мг/кг, и суточную дозу интраназально вводимого инсулина, равную 2 МЕ/крысу, лечение продолжалось 7 дней.

Недостатками этой статьи является то, что в качестве модели для исследования была выбрана редкая модель метаболического синдрома, вызванного введением животным оральных контрацептивов, для которой характерны совершенно иные патогенетические факторы, чем для развития сахарного диабета 2 типа и диета-индуцированного метаболического синдрома.

Во второй статье рассмотрено совместное применение метформина и интраназального инсулина на экспериментальной модели сахарного диабета 2 типа у самцов крыс (Деркач К.В., Бондарева В.М., Басова Н.Е., Кузнецова Л.А., Шпаков А.О. Совместное применение метформина и интраназального инсулина нормализует чувствительность к глюкозе и гормональный статус у крыс с диабетом 2 типа // Интегративная физиология. 2021. Т. 2. № 4. С. 399–411. doi: 10.33910/2687-1270-2021-2-4-399-411). В этой статье рассматривается применение комбинации перорально вводимого метформина и интраназально вводимого инсулина для лечения самцов крыс с экспериментальным сахарным диабетом 2 типа. Использовали метформин (100 мг/кг/сутки, перорально через зонд) и инсулин (0.5 МЕ/крысу/сутки, интраназально, один раз в сутки), лечение проводили в течение 4 недель, изучали монотерапию обоими препаратами и их совместное применение. Модель сахарного диабета 2 типа вызывали с помощью высококалорийной диеты, которая включала потребление избыточного количества насыщенных жиров (ежедневная добавка 5–6 г маргарина/крысу к стандартному сухому корму) и потребление 30%-ного раствора сахарозы вместо питьевой воды. Крыс переводили на диету в возрасте 26 дней, после окончания молочного вскармливания. Через 10 недель после начала диеты животным внутрибрюшинно вводили стрептозотоцин в дозе 15 мг/кг, растворенный в цитратном буфере (0.1 М, pH 4.5). Начиная с 15-й недели диеты, крыс распределяли на группы и часть из них лечили метформином и бычьим инсулином, по отдельности или совместно. Монотерапия метформином улучшала глюкозный гомеостаз, нормализовала базальные и стимулированные глюкозой концентрации инсулина, лептина и глюкагоноподобного пептида-1, что указывает на улучшение метаболических и гормональных показателей.

Совместное применение метформина и интраназального инсулина усиливало восстанавливающие эффекты метформина на чувствительность тканей к инсулину и базовые и постпрандиальные концентрации лептина в крови. Полученные данные указывают на перспективы комбинированного применения метформина и интраназально вводимого инсулина для улучшения некоторых метаболических и гормональных показателей, а также для нормализации функций эндокринной системы при сахарном диабете 2 типа. Указанная статья взята за прототип.

Недостатком данной статьи является выбранный способ индукции сахарного диабета 2 типа, так как высококалорийная диета была начата с 26-го дня постнатального развития крысят, что моделирует ранние формы диабетической патологии, в то время как в основе технического решения настоящего патента лежит разработка способа лечения сахарного диабета 2 типа и метаболического синдрома, которые развиваются во взрослом возрасте. Другим недостатком является применение только одной, сравнительно низкой дозы интраназально вводимого инсулина (0.5 МЕ/крысу/сутки), которая по ряду показателей менее эффективна для коррекции метаболических и гормональных расстройств.

Задача заявляемого технического решения состоит в разработке способа совместного применения интраназально вводимого инсулина и перорально вводимого метформина, при котором обеспечивается комплексность центральной и периферической регуляции углеводного и липидного обмена, инсулиновой чувствительности и нейроэндокринной системы, что позволяет более эффективно, чем при монотерапии метформином и интраназально вводимым инсулином, восстановить метаболические и гормональные показатели у крыс с различными моделями сахарного диабета 2 типа и метаболического синдрома.

Раскрытие сущности технического решения

Техническое решение вышеприведенной задачи решается за счет разработки способа совместного применения, включающего в себя использование комбинации двух препаратов – интраназально вводимого инсулина и перорально вводимого метформина в течение трех недель, которые при совместном применении усиливают действие друг друга, и отличающийся тем, что указанные препараты применяются для восстановления 8 (восемь) метаболических показателей, таких как масса тела, масса жировой ткани, базовый уровень глюкозы в крови, постпрандиальный уровень глюкозы в крови, содержание гликированного гемоглобина в крови, AUC_0-120 (интегрированная площадь под кривой «концентрация глюкозы (мМ) – время (мин)» в течение 120 мин в тесте с глюкозной нагрузкой), уровень общего холестерина в крови, уровень триглицеридов в крови, а также 10 (десять) гормональных показателей, таких как базовая концентрация инсулина, стимулированная глюкозой концентрация инсулина, базовая концентрация лептина, стимулированная глюкозой концентрация лептина, индекс инсулиновой резистентности, концентрация тестостерона в крови, концентрация свободного тироксина в крови, концентрация общего тироксина в крови, концентрация свободного трийодтиронина в крови, концентрация общего трийодтиронина в крови, при сахарном диабете 2 типа в диапазоне доз от 1.5 до 15 МЕ/кг/сутки для интраназально вводимого инсулина и в дозе 100 мг/кг/сутки для перорально вводимого метформина, и при метаболическом синдроме в диапазоне доз от 1.0 до 12 МЕ/кг/сутки для интраназально вводимого инсулина и в дозе 85 мг/кг/сутки для перорально вводимого метформина.

Возможен вариант технического решения, где интраназально вводимый инсулин может быть введен в виде спрея, ингаляций или капель.

Краткий перечень чертежей

Фиг. 1 – показано влияние трехнедельной обработки с помощью метформина и ИВИ на массу тела и жировой ткани и на уровни глюкозы (натощак, постпрандиальной) и на содержание гликированного гемоглобина (HbA1C) в крови самцов крыс с СД2, индуцированным высокожировой диетой и низкой дозой стрептозотоцина.

Д – диабетические без лечения; ДМ – диабетические с лечением метформином (100 мг/кг/сутки); ДИ(1.5), ДИ(6), ДИ(15) – диабетические с лечением ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки, соответственно; ДМИ(1.5), ДМИ(6), ДМИ(15) – диабетические с лечением метформином (100 мг/кг/сутки) и ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки, соответственно. ^a - различия между контролем и диабетическими группами статистически значимы при p<0.05; ^b - различия между группой Д и диабетическими группами с лечением статистически значимы при p<0.05; ^с - различия между группой ДМ и группами ДМИ(1.5), ДМИ(6) и ДМИ(15) статистически значимы при p<0.05.

Фиг. 2 – показано влияние трехнедельной обработки с помощью метформина и ИВИ на уровни глюкозы в ИГТТ (по значению AUC_0-120), а также на базовые и стимулированные глюкозой через 120 мин после глюкозной нагрузки концентрации инсулина и лептина в крови у самцов крыс с СД2, индуцированным высокожировой диетой и низкой дозой стрептозотоцина.

Д – диабетические без лечения; ДМ – диабетические с лечением метформином (100 мг/кг/сутки); ДИ(1.5), ДИ(6), ДИ(15) – диабетические с лечением ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки, соответственно; ДМИ(1.5), ДМИ(6), ДМИ(15) – диабетические с лечением метформином (100 мг/кг/сутки) и ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки, соответственно. ^a - различия между контролем и диабетическими группами статистически значимы при p<0.05; ^b - различия между группой Д и диабетическими группами с лечением статистически значимы при p<0.05; ^с - различия между группой ДМ и группами ДМИ(1.5), ДМИ(6) и ДМИ(15) статистически значимы при p<0.05. Значения AUC_0-120 – интегрированная площадь под кривой «концентрация глюкозы (мМ) – время (мин)», включающая временной промежуток 120 мин от момента в/б инъекции глюкозы (2 г/кг) с пятью измерениями уровня глюкозы в крови (до и через 15, 30, 60 и 120 мин после глюкозной нагрузки).

Фиг. 3 – показано влияние трехнедельной обработки с помощью метформина и ИВИ на чувствительность к инсулину, оцениваемое по изменению индекса инсулиновой резистентности (ИР), у самцов крыс с СД2, индуцированным высокожировой диетой и низкой дозой стрептозотоцина

Д – диабет без лечения; ДМ – диабет с лечением метформином (100 мг/кг/сутки); ДИ(1.5), ДИ(6), ДИ(15) – диабет с лечением ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки; ДМИ(1.5), ДМИ(6), ДМИ(15) – диабет с лечением метформином (100 мг/кг/сутки) и ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки. a - различия между контролем и диабетическими группами значимы при p<0.05; b - различия между Д и диабетическими группами с лечением значимы при p<0.05; с - различия между группой ДМ и группами ДМИ(1.5), ДМИ(6) и ДМИ(15) значимы при p<0.05.

Фиг. 4 – показано влияние трехнедельной обработки с помощью метформина и ИВИ на уровни общего холестерина и триглицеридов в крови у самцов крыс с СД2, индуцированным высокожировой диетой и низкой дозой стрептозотоцина

Д – диабет без лечения; ДМ – диабет с лечением метформином (100 мг/кг/сутки); ДИ(1.5), ДИ(6), ДИ(15) – диабет с лечением ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки; ДМИ(1.5), ДМИ(6), ДМИ(15) – диабет с лечением метформином (100 мг/кг/сутки) и ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки. a - различия между контролем и диабетическими группами значимы при p<0.05; b - различия между Д и диабетическими группами с лечением значимы при p<0.05; с - различия между группой ДМ и группами ДМИ(1.5), ДМИ(6) и ДМИ(15) значимы при p<0.05.

Фиг. 5 – показано влияние трехнедельной обработки с помощью метформина и ИВИ на концентрации тестостерона и тиреоидных гормонов в крови у самцов крыс с СД2, индуцированным высокожировой диетой и низкой дозой стрептозотоцина

fT4 – свободный тироксин, tT4 – общий тироксин, fT3 – свободный трийодтиронин, tT4 – общий трийодтиронин. Д – диабетические без лечения; ДМ – диабетические с лечением метформином (100 мг/кг/сутки); ДИ(1.5), ДИ(6), ДИ(15) – диабетические с лечением ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки, соответственно; ДМИ(1.5), ДМИ(6), ДМИ(15) – диабетические с лечением метформином (100 мг/кг/сутки) и ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки, соответственно. a - различия между контролем и диабетическими группами статистически значимы при p<0.05; b - различия между группой Д и диабетическими группами с лечением статистически значимы при p<0.05; с - различия между группой ДМ и группами ДМИ(1.5), ДМИ(6) и ДМИ(15) статистически значимы при p<0.05.

Осуществление технического решения

В техническом решении под используемыми терминами понимаются следующие понятия:

Интраназально вводимый инсулин (ИВИ) (intranasally administered insulin) – инсулин, доставляемый в организм с помощью интраназального способа введения путем закапывания в нос, ингаляций или спрея, принятые синонимы – интраназальный инсулин (intranasall insulin), назальный инсулин (nasal insulin).

Сахарный диабет 2 типа (СД2) (инсулинрезистентный или инсулиннезависимый диабет) – хроническое эндокринное заболевание, при котором организм не может эффективно использовать инсулин, вырабатываемый в достаточных количествах бета-клетками поджелудочной железы, основным симптомом СД2 является гипергликемия, часто ассоциирован с ожирением, дислипидемией и артериальной гипертензией.

Гипергликемия – повышение уровня глюкозы в сыворотке крови по сравнению с нормой (для человека и крысы – 3.3–5.5 мМ), является основной характеристикой сахарного диабета.

Гиперинсулинемия – повышение уровня инсулина в крови по сравнению с нормальным уровнем гормона, избыточный уровень инсулина в крови по сравнению с уровнем глюкозы, гиперинсулинемия тесно связана с инсулиновой резистентностью и непереносимостью глюкозы, является одним из характерных признаков сахарного диабета 2 типа и метаболического синдрома.

Гиперлептинемия – повышение уровня лептина в крови по сравнению с нормальным уровнем этого адипокина, тесно связана с лептиновой резистентностью, является одним из характерных признаков сахарного диабета 2 типа и метаболического синдрома с ожирением.

Гипоталамо-гипофизарно-гонадная ось (ГГГ ось) – эндокринный комплекс, включающий в себя гипоталамус, гипофиз и семенники (у мужчин) и яичники (у женщин), регулирует репродуктивную и иммунную системы, контролирует развитие организма и размножение, в качестве эффекторного гормона включает тестостерон (у мужчин) и эстрогены (у женщин).

Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось (ГГТ ось) – эндокринный комплекс, включающий в себя гипоталамус, гипофиз и щитовидную железу, регулирует метаболизм и ответ на стрессовые воздействия, в качестве эффекторного гормона включает трийодтиронин, который образуется из тироксина.

Глюкоза натощак и постпрандиальная – уровни глюкозы в крови после ограничения приема пищи (натощак) и после приема пищи (обычно через 2 ч, постпрандиальная).

Дислипидемия (гиперлипидемия) – аномально повышенный уровень липидов в крови.

Инсулин – полипептидный гормон, секретируемый бета-клетками поджелудочной железы, основное его действие – регуляция углеводного обмена, в том числе путем повышения утилизации глюкозы клетками, применяется для лечения пациентов с сахарным диабетом 1 типа (с абсолютной инсулиновой недостаточностью) и с сахарным диабетом 2 типа (с относительной инсулиновой недостаточностью и(или) инсулиновой резистентностью).

Инсулиновая резистентность (ИР) – снижение чувствительности к инсулину, являющееся характерным признаком сахарного диабета 2 типа и метаболического синдрома, оценивается с помощью индекса ИР – произведение концентраций инсулина и глюкозы в крови с соответствующим пересчетным коэффициентом.

Интраперитонеальный глюкозотолерантный тест (ИГТТ) – лабораторный тест для диагностики нарушения толерантности к глюкозе (предиабет, метаболический синдром) и сахарного диабета 2 типа, включает нагрузку глюкозой (внутрибрюшинное введение раствора глюкозы) с последующим мониторингом уровня глюкозы (обычно в течение 120 мин).

Лептин – полипептидный гормон, вырабатываемый белой жировой тканью, регулирующий пищевое поведение и энергетический обмен.

Липидный обмен – процесс деградации липидов в клетке, включающий расщепление и накопление жиров для получения энергии, а также синтез структурных и функциональных липидов для построения мембранных структур клетки, нарушается при диабете и метаболическом синдроме.

Метаболический синдром (МС) – комплексное метаболическое расстройство, включающее увеличение массы висцерального жира, снижение чувствительности периферических тканей к инсулину (инсулиновая резистентность), гиперинсулинемию, что является показателем нарушения углеводного и липидного обмена, а также артериальную гипертензию, сопряженную с различными патологиями сердечно-сосудистой системы.

Метформин – пероральный гипогликемический препарат из группы бигуанидов (диметилбигуанид), используемый для лечения сахарного диабета 2 типа (инсулиннезависимого) при неэффективности диетотерапии и физической нагрузки, у пациентов с ожирением, а также для лечения метаболического синдрома, подавляет глюконеогенез, образование свободных жирных кислот и окисление жиров, повышает чувствительность периферических рецепторов к инсулину и утилизацию глюкозы клетками, чем обусловлены его гипогликемический и антилипидемический эффекты, а также снижение инсулиновой резистентности.

Нарушенная толерантность к глюкозе – состояние, характеризующееся нормальным уровнем глюкозы натощак, ее отсутствием в моче, но повышенным уровнем глюкозы при глюкозной нагрузке или потреблении высокоуглеводной пищи (оценивается в глюкозотолерантном тесте).

Полные аналоги метформина – фармакологические препараты Форметин, Форметин Лонг, Ринформин, Сиофор, Метформин Рихтер, Метформин Вертекс, Метформин Лонг, Мерифатин, Диаформин, Глиформин, Глиформин Пролонг, Глюкофаж, Глюкофаж Лонг, Метфорвел производства различных фирм Российской Федерации и зарубежных фармацевтических компаний.

Потенцирование – усиление действия препаратов при их одновременном (совместном) применении.

Сахарный диабет (СД) – эндокринное заболевание, для которого характерны нарушения обмена веществ и обусловленное этим повышение содержания уровня глюкозы в крови, развивается в результате нарушений выработки инсулина бета-клетками поджелудочной железы, нарушением функционирования инсулиновой системы в тканях-мишенях или обоими этими факторами совместно.

Тестостерон – основной мужской половой стероидный гормон (класс – андрогены), синтезируется из холестерина в клетках Лейдига семенников под воздействием лютеинизирующего гормона, вырабатываемого аденогипофизом.

Тиреоидные гормоны – йодированные производные аминокислоты тирозина – тироксин (тетрайодтиронин) и трийодтиронин, обладающие сходными физиологическими свойствами и вырабатываемые тироцитами щитовидной железы из тиреоглобулина под воздействием тиреотропного гормона, вырабатываемого аденогипофизом.

Углеводный обмен – процесс, в ходе которого поступающие с пищей углеводы превращаются в глюкозу, нарушается при диабете и метаболическом синдроме.

Центральная нервная система (ЦНС) – основная часть нервной системы у человека и позвоночных животных, состоящая из нейронов, их отростков и вспомогательной глии, основной функцией которой является реализация простых и сложных рефлексов, когнитивная деятельность, регуляция взаимосвязи и взаимодействий организма, как единого целого, с внешней средой.

AUC_0-120 – интегрированная площадь под кривой «концентрация глюкозы (мМ) – время (мин)», является интегративным показателем изменений уровня глюкозы в течение 120 мин в тесте с глюкозной нагрузкой, представляется в условных единицах.

Известно, что при изучении влияния комбинации метформина и ИВИ на показатели самцов крыс с СД2, индуцированным высокожировой диетой (продолжительность 4 месяца) и низкой дозой стрептозотоцина, исследовали продолжительность лечения 3 недели, а также следующие дозы препаратов: для ИВИ от 1.5 до 15 МЕ/кг/сутки, для метформина 100 мг/кг/сутки. Метформин вводили перорально через зонд, в водном растворе. ИВИ вводили в объеме от 20 до 40 мкл в зависимости от дозы инсулина, в 0.1 М натрий-цитратном буфере, pH 4.5, поочередно в каждую ноздрю. Использовали инсулин человека или свиньи, как выделенные из биологических источников гормоны, так и рекомбинантные формы инсулина – все эти формы инсулина применяются в условиях клиники для лечения диабетической патологии.

При СД2 в случае совместного применения метформина в дозе 100 мг/кг/сутки и ИВИ в дозах от 1.5 до 15 МЕ/кг/сутки в течение 3 недель отмечали в различной степени выраженное усиление восстанавливающего эффекта метформина на массу тела и жировой ткани, на маркеры глюкозного гомеостаза, такие как толерантность к глюкозе, оцениваемая по значению AUC_0-120, на базовый и постпрандиальный уровни глюкозы и содержание гликированного гемоглобина в крови, на показатели липидного обмена, такие как уровни общего холестерина и триглицеридов в крови, на показатели чувствительности к инсулину и лептину, такие как базовые и стимулированные глюкозой концентрации инсулина и лептина, индекс инсулиновой резистентности (ИР), и восстанавливающий эффект комбинации метформина и ИВИ был выше, чем при монотерапии метформином. В сравнении с раздельным использованием, при комбинированной терапии крыс с СД2 усиливались восстанавливающие эффекты метформина и ИВИ на показатели активности ГГГ и ГГТ осей, что оценивалось по концентрациям тестостерона, общего и свободного тироксина, общего и свободного трийодтиронина в крови.

Вывод. При комбинированной терапии перорально вводимым метформином в дозе 100 мг/кг/сутки и ИВИ в диапазоне доз от 1.5 до 15 МЕ/кг/сутки в течение 3 недель показан их восстанавливающий эффект на массу тела, массу жировой ткани, базовый и постпрандиальный уровни глюкозы и содержание гликированного гемоглобина в крови, толерантность к глюкозе (AUC_0-120), уровни общего холестерина и триглицеридов в крови, базовые и стимулированные глюкозой концентрации инсулина и лептина в крови, индекс ИР, концентрации тестостерона, свободного и общего тироксина и свободного и общего трийодтиронина в крови у крыс с СД2, а также его усиление в сравнении с раздельным применением этих препаратов.

В качестве примера технического решения представлены данные по влиянию комбинации перорально вводимого метформина в дозе 100 мг/кг/сутки и ИВИ в дозах 1.5, 6.0 и 15.0 МЕ/кг/сутки при продолжительности лечения 3 недели у крыс с СД2, индуцированным четырехмесячной высокожировой диетой и низкой дозой стрептозотоцина. Для индукции СД2 использовали низкую дозу стрептозотоцина (15 мг/кг, внутрибрюшинно), и высокожировую диету, включавшую потребление животными ежедневно по 5-7 г смеси, обогащенной насыщенными жирами.

Для исследования были сформированы 9 групп животных, включая контроль, диабетическую группу (Д), диабетические группы с лечением раздельно метформином (ДМ) и ИВИ в различных дозах (ДИ(1.5), ДИ(6), ДИ(15)), диабетические группы с лечением совместно метформином и ИВИ в различных дозах (ДМИ(1.5), ДМИ(6), ДМИ(15)), во всех группах число животных составило 6. За три дня до окончания эксперимента животным делали интраперитонеальный глюкозотолерантный тест (ИГТТ), измеряя у них уровни гормонов (инсулина, лептина) до и через определенное время после глюкозной нагрузки, а также оценивали значение AUC_0-120, как интегрированную площадь под кривой «концентрация глюкозы (мМ) – время (мин)».

Трехнедельное лечение самцов крыс с СД2 с помощью метформина снижало массу тела и жировой ткани, уровни глюкозы натощак и постпрандиальной глюкозы, а также содержание гликированного гемоглобина (HbA1C), которые были повышены у крыс с СД2 (фиг. 1). Монотерапия изученными дозами ИВИ не влияла на повышенную у диабетических крыс массу тела, лишь в высокой дозе (15.0 МЕ/кг/сутки) снижала массу жировой ткани, и в небольшой степени снижала повышенные при СД2 уровни глюкозы и содержание HbA1C в крови (фиг. 1). Совместное использование метформина с ИВИ приводило к усилению эффектов метформина на массу тела и показатели глюкозного гомеостаза. При этом в группе ДМИ(6) отмечали значимое по сравнению с группой ДМ (монотерапия метформином) снижение массы тела и содержания HbA1C, а в группе ДМИ(15) – уровней глюкозы и содержания HbA1C (фиг. 1). Тем самым, совместное применение усиливает восстанавливающие эффекты метформина на массу тела, уровни глюкозы и глюкозный гомеостаз при СД2.

Лечение диабетических крыс с помощью метформина снижало базовую концентрацию лептина и стимулированные глюкозой концентрации инсулина и лептина (через 120 мин после глюкозной нагрузки), значение AUC_0-120 для глюкозной кривой в ИГТТ (фиг. 2) и индекс инсулиновой резистентности (ИР), рассчитанный как произведение уровней глюкозы и инсулина натощак (фиг. 3). Действие ИВИ на эти показатели было выражено в меньшей степени, в сравнении с метформином. В то же время в группе ДИ(15) ИВИ значимо влиял на уровни инсулина, что обусловлено ингибирующим влиянием инсулина мозга, уровень которого повышался при обработке ИВИ, на продукцию периферического инсулина (фиг. 2). Наряду с этим, во всех группах с обработкой ИВИ отмечали значимое снижение индекса ИР в сравнении с группой Д (фиг. 3).

Комбинированное воздействие приводило к усилению эффекта метформина, причем в группах ДМИ(6) и ДМИ(15) значения AUC_0-120, концентрации инсулина и базовая концентрация лептина в этом случае не отличались от таковых в контрольной группе (фиг. 2). Во всех группах с комбинированной обработкой метформином и ИВИ отмечали значимое в сравнении с группой ДМ снижение индекса ИР, причем в группах ДМИ(6) и ДМИ(15) значения этого индекса не отличались от контроля (фиг. 3). На основании этого можно сделать вывод, что при совместном воздействии метформина и ИВИ на диабетических крыс, восстанавливающее воздействие метформина на толерантность к глюкозе и инсулиновую и лептиновую чувствительность усиливается, на что указывает более быстрая утилизация глюкозы в ИГТТ (более низкие значения AUC_0-120), нормализация концентраций инсулина и глюкозы, в том числе в ответ на глюкозную нагрузку, а также нормализация индекса ИР.

Лечение диабетических крыс метформином улучшало показатели липидного обмена, но восстанавливающий эффект препарата был выражен слабо и снижение повышенных уровней общего холестерина и триглицеридов было значимым только в случае общего холестерина (фиг. 4). ИВИ существенно не влиял на исследуемые показатели липидного обмена, но в комбинации с метформином в значительной степени усиливал эффекты последнего. Во всех группах с сочетанным лечением отмечали значимое снижение концентрации в крови уровней общего холестерина и триглицеридов, повышенных при СД2, причем в случае уровня общего холестерина имелись статистически значимые отличия не только от группы Д, но и от группы ДМ с монотерапией метформином (фиг. 4).

Трехнедельное лечение с помощью метформина повышало концентрацию тестостерона, предотвращая тем самым андрогенный дефицит у самцов крыс с СД2, но не было столь эффективным в отношении восстановления сниженных у диабетических животных концентраций тиреоидных гормонов (фиг. 5). Монотерапия ИВИ слабо влияла на сниженную при СД2 концентрацию тестостерона. При этом она была эффективной в отношении восстановления концентраций тиреоидных гормонов, причем в случае тироксина и общего трийодтиронина концентрации гормонов в группах с обработкой ИВИ были значимо выше, чем у диабетических животных, а в группе ДМИ(6) также повышалась концентрация свободного трийодтиронина (фиг. 5). При совместном применении отмечали усиление восстанавливающего эффекта метформина на продукцию тестостерона, особенно в группе ДМИ(6), а также сохранение и даже усиление (концентрации трийодтиронина в группе ДМИ(6)) стимулирующего эффекта ИВИ на продукцию тиреоидных гормонов (фиг. 5). Тем самым, комбинация метформина и ИВИ является эффективной для нормализации тиреоидного и андрогенного статуса при СД2.

Метаболический синдром, вызванный высококалорийной диетой:

При изучении влияния комбинации метформина и ИВИ на показатели самцов крыс с МС, вызванным высококалорийной диетой (продолжительность 5 месяцев), сочетающей избыточное потребление насыщенных жиров и легких углеводов, исследовали продолжительность лечения 3 недели, а также следующие дозы препаратов: для ИВИ от 1.0 до 12 МЕ/кг/сутки и для метформина 85 мг/кг/сутки. Метформин вводили перорально через зонд, в водном растворе. ИВИ вводили в объеме от 20 до 40 мкл в зависимости от дозы инсулина, в 0.1 М натрий-цитратном буфере, pH 4.5, поочередно в каждую ноздрю.

В случае совместного применения метформина в дозе 85 мг/кг/сутки и ИВИ в дозах от 1.0 до 12 МЕ/кг/сутки в течение от 3 недель отмечали усиление восстанавливающего эффекта метформина на метаболические и гормональные показатели у животных с МС. Было показано в различной степени выраженное усиление восстанавливающего эффекта метформина при его совместном введении с ИВИ на такие показатели, как масса тела, масса жировой ткани, толерантность к глюкозе, оцениваемая по значению AUC_0-120, базовый и постпрандиальный уровни глюкозы, содержание гликированного гемоглобина, уровни общего холестерина и триглицеридов в крови, базовые и стимулированные глюкозной нагрузкой концентрации инсулина и лептина в крови, индекс ИР, концентрации тестостерона (маркер активности ГГГ оси), свободного и общего тироксина и свободного и общего трийодтиронина (маркеры активности ГГТ оси) в крови, меняющиеся при длительном диета-индуцированном МС.

Вывод. При комбинированной терапии перорально вводимым метформином в дозе 85 мг/кг/сутки и ИВИ в диапазоне доз от 1.0 до 12 МЕ/кг/сутки в течение от 3 недель показан восстанавливающий эффект этих препаратов на массу тела и жировой ткани, толерантность к глюкозе, базовый и постпрандиальный уровни глюкозы, содержание гликированного гемоглобина, уровни общего холестерина и триглицеридов в крови, базовые и стимулированные глюкозной нагрузкой концентрации инсулина и лептина в крови, индекс ИР, концентрации тестостерона, свободного и общего тироксина и свободного и общего трийодтиронина в крови у крыс с диета-индуцированным МС, а также его усиление в сравнении с раздельным применением ИВИ и метформина в тех же дозах.

Изобретение относится к медицине, а именно к эндокринологии, и может быть использовано при совместном применении интраназально вводимого инсулина и перорально вводимого метформина для восстановления метаболических и гормональных показателей при сахарном диабете 2 типа и метаболическом синдроме. Способ включает применение в течение трех недель комбинации двух препаратов – интраназально вводимого инсулина и перорально вводимого метформина для восстановления восьми метаболических показателей, таких как масса тела, масса жировой ткани, базовый уровень глюкозы в крови, постпрандиальный уровень глюкозы в крови, содержание гликированного гемоглобина в крови, интегрированная площадь под кривой «концентрация глюкозы, мМ – время, мин» в течение 120 мин в тесте с глюкозной нагрузкой (AUC_0-120), уровень общего холестерина в крови, уровень триглицеридов в крови, а также десяти гормональных показателей, таких как базовая концентрация инсулина, стимулированная глюкозой концентрация инсулина, базовая концентрация лептина, стимулированная глюкозой концентрация лептина, индекс инсулиновой резистентности, концентрация тестостерона в крови, концентрация свободного тироксина в крови, концентрация общего тироксина в крови, концентрация свободного трийодтиронина в крови, концентрация общего трийодтиронина в крови. При сахарном диабете 2 типа комбинацию вводят в диапазоне доз от 1.5 до 15 МЕ/кг/сутки для интраназально вводимого инсулина и в дозе 100 мг/кг/сутки для перорально вводимого метформина. При метаболическом синдроме - в диапазоне доз от 1.0 до 12 МЕ/кг/сутки для интраназально вводимого инсулина и в дозе 85 мг/кг/сутки для перорально вводимого метформина. Использование изобретения позволяет повысить эффективность восстановления метаболических и гормональных показателей при сахарном диабета 2 типа и метаболическом синдроме по сравнению с монотерапией. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 пр.

1. Способ восстановления метаболических и гормональных показателей при сахарном диабете 2 типа и метаболическом синдроме путем комбинации двух препаратов – интраназально вводимого инсулина и перорально вводимого метформина, отличающийся тем, что комбинацию указанных препаратов применяют в течение трех недель для восстановления восьми метаболических показателей, таких как масса тела, масса жировой ткани, базовый уровень глюкозы в крови, постпрандиальный уровень глюкозы в крови, содержание гликированного гемоглобина в крови, интегрированная площадь под кривой «концентрация глюкозы, мМ – время, мин» в течение 120 мин в тесте с глюкозной нагрузкой (AUC_0-120), уровень общего холестерина в крови, уровень триглицеридов в крови, а также десяти гормональных показателей, таких как базовая концентрация инсулина, стимулированная глюкозой концентрация инсулина, базовая концентрация лептина, стимулированная глюкозой концентрация лептина, индекс инсулиновой резистентности, концентрация тестостерона в крови, концентрация свободного тироксина в крови, концентрация общего тироксина в крови, концентрация свободного трийодтиронина в крови, концентрация общего трийодтиронина в крови, при сахарном диабете 2 типа в диапазоне доз от 1.5 до 15 МЕ/кг/сутки для интраназально вводимого инсулина и в дозе 100 мг/кг/сутки для перорально вводимого метформина, и при метаболическом синдроме в диапазоне доз от 1.0 до 12 МЕ/кг/сутки для интраназально вводимого инсулина и в дозе 85 мг/кг/сутки для перорально вводимого метформина.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что интраназально вводимый инсулин может быть введен в виде спрея, ингаляций или капель.