Biofactorii în abordarea bolilor metabolice

Biofactorii sunt substanțele implicate în menținerea normală a funcțiilor biologice. Aceștia se pot clasifica în substanțe organice (macronutrienți și vitamine) sau substanțe anorganice (minerale). Rolul biofactorilor în patologiile metabolice și complicațiile acestora este susținut de multiple studii preclinice și clinice. Biofactorii pot îmbunătăți calitatea vieții pacientului prin ameliorarea simptomelor asociate complicațiilor bolilor metabolice. De exemplu, biofactorii precum benfotiamina și acidul lipoic atenuează simptomele asociate neuropatiei diabetice.

Introducere

Biofactorii sunt compușii cu rol în reglarea funcțiilor biologice. Practic, biofactorii sunt substanțele necesare organismului pentru o bună funcționare. Ei au rol biologic și sunt esențiali deoarece previn apariția bolilor. Există diferite clasificări pentru acești biofactori. De exemplu, biofactorii sunt endogeni (când sunt produși în organism) sau exogeni (când aportul lor depinde de surse externe), esențiali sau neesențiali, organici (macronutrienți și vitamine) sau anorganici (minerale) [1].

Pornind de la informațiile prezentate mai sus, a fost conturat rolul esențial al biofactorilor în diverse patologii, precum bolile metabolice (de exemplu, diabet zaharat, dislipidemii, obezitate).

Rolul biofactorilor în diabetul zaharat și complicațiile asociate diabetului zaharat

            Diabetul zaharat este o boală cronică caracterizată prin hiperglicemie în perioada de post sau postprandială. Hiperglicemia din diabetul zaharat este responsabilă de apariția complicațiilor precum afectarea organelor, disfuncții sau insuficiența organelor și țesuturilor (precum retina, rinichii, nervii, inima și vasele de sânge) [2]. Este o patologie asociată cu morbiditate și mortalitate crescută. Complicațiile diabetului zaharat se pot clasifica în două categorii:

1. complicații macrovasculare (de exemplu, accidentul vascular cerebral);
2. complicații microvasculare (de exemplu, neuropatia, nefropatia și retinopatia) [3].

Mai mult decât atât, Federația Internațională de Diabet afirmă o prevalență la nivel global a diabetului zaharat de 366 de milioane în 2011 și estimează o creștere la 552 de milioane până în anul 2030 (4).

Dintre complicațiile cronice ale diabetului zaharat, cea mai frecvent întâlnită este neuropatia diabetică. Tratamentul neuropatiei diabetice prezintă trei direcții importante:

1. menținerea unui control optim al glicemiei pacientului și reducerea factorilor de risc pentru agravarea complicațiilor, dar și a patologiei de bază;
2. ameliorarea simptomelor cu ajutorul tratamentului medicamentos, în vederea creșterii calității vieții pacientului;
3. reglarea mecanismelor patologice subadiacente, prin utilizarea biofactoriilor precum benfotiamina sau acidul alfa-lipoic – acest tip de terapie este utilizată cu scopul tratării complicației asociate diabetului zaharat, dar este considerat și un tratament simptomatic, deoarece studiile susțin ameliorarea simptomelor după utilizarea sa [1].

Benfotiamina

Tiamina sau vitamina B1 are rol esențial în ceea ce privește integritatea proceselor celulare și se găsește în concentrații crescute în mușchii scheletici, inimă, ficat, rinichi și creier. Mai mult decât atât, este cofactor pentru enzimele implicate în sinteza substanțelor cu rol benefic, precum neurotransmițătorii, antioxidanții, acizii nucleici și pentru enzimele implicate în metabolismul glucozei [5,6]. Prin urmare, prin comparație cu pacienții fără diabet zaharat, pacienții diagnosticați cu diabet zaharat de tipul 1 sau 2 au prezentat concentrații plasmatice și serice reduse de tiamină. Acest deficit poate fi contracarat prin administrarea de benfotiamină, cu biodisponibilitate superioară tiaminei. Benfotiamina se poate administra ca monoterapie sau în asociere cu ciancobalamina și piridoxina. Multiple studii susțin beneficiile terapiei cu benfotiamină la pacienții cu diabet zaharat și complicații precum neuropatia diabetică (tratamentul a ameliorat simptomele și deficitele neuropatice) [7,8,9]. Ameliorarea simptomelor asociate neuropatiei diabetice a fost observată în studiul BENDIP, după administrarea benfotiaminei în doză de 300 mg de două ori pe zi, timp de 6 săptămâni [10].

Acidul lipoic

Acidul lipoic este un antioxidant important prin capacitatea sa de a capta radicalii liberi și prin chelatarea ionilor metalici tranzitorii divalenți. Utilizarea sa ca biofactor în complicațiile diabetului zaharat este susținută de observația că stresul oxidativ este implicat în patogeneza complicațiilor microvasculare diabetice. Studiile clinice au confirmat efectele sale benefice deoarece s-a observat că tratamentul cu acid lipoic în doză de 600 mg/zi a redus intensitatea simptomelor și deficitelor neuropatiei diabetice. Durata tratamentului variază de la 3 săptămâni la 4 ani, în funcție de studiul clinic realizat. Mai mult decât atât, această substanță nu prezintă efecte benefice doar în cazul diabetului zaharat. S-a observat că utilizarea sa a fost asociată cu o scădere a greutății corporale, a biomarkerilor inflamatori, trigliceridelor, colesterolului total și colesterolului LDL [11,12,13].

Alți biofactori cu rol benefic în diabetul zaharat și complicațiile sale

Coenzima Q10 prezintă un rol protector în nefropatia diabetică, deoarece este implicată în conservarea funcției mitocondriale. Administrarea în doză de 100 mg/zi, timp de 12 săptămâni, la pacienții cu diabet zaharat și nefropatie diabetică, a fost corelată cu efecte benefice în ceea ce privește metabolismul glucozei [14].

Vitamina D este esențială pentru imunitate și prezintă inclusiv efecte antiinflamatoare și antiangiogenetice. Studiile preclinice au demonstrat efectele favorabile ale utilizării vitaminei D – aceasta a redus inflamația de la nivelul ochiului și a inhibat neovascularizarea retinei. Prin urmare, sunt necesare studii clinice pentru verificarea efectelor benefice ale vitaminei D la pacienții cu diabet zaharat și retinopatie [15,16].

Rolul biofactorilor în obezitate

            Obezitatea este o patologie metabolică caracterizată prin acumularea de grăsime în zona abdomenului și a viscerelor sau la nivel periferic. Pacienții diagnosticați cu obezitate prezintă o reducere a calității vieții și afectarea stării generale de sănătate. Indicele de masă corporală este cea mai simplă metodă utilizată în scop de diagnostic. Conform Organizației Mondiale a Sănătății, un IMC de minimum 30 kg/m² este un indicator al obezității. În prezent, obezitatea este o problemă de sănătate majoră, fapt susținut de riscurile asociate acestei boli [17].

Vitamina C

A fost observată o reducere a nivelului de vitamina C la pacienții cu obezitate sau dislipidemie (cu hipertrigliceridemie și colesterol HDL scăzut). Studiile preclinice, realizate pe animale de laborator, au demonstrat că vitamina C activează receptorul PPAR-alfa și, ca urmare a acestui mecanism de acțiune, reduce obezitatea viscerală [18,19]. De asemenea, stresul oxidativ împreună cu inflamația sunt implicați în apariția și menținerea obezității. Prin urmare, substanțele cu rol antiinflamator și/sau antioxidant, precum vitamina C, pot prezenta efecte benefice la pacienții diagnosticați cu obezitate. Această ipoteză a fost studiată și confirmată prin studii in vitro și in vivo pe animale de laborator. Sunt necesare însă studii clinice pentru confirmarea sau infirmarea rezultatelor obținute din studiile non-clinice [20].

Vitamina D

O reducere a nivelului de vitamina D a fost stabilită în studii clinice pentru pacienții obezi. Suplimentarea cu vitamina D la această categorie de pacienți necesită doze mai mari decât în cazul pacienților din rândul populației generale. În prezent, există diverse ipoteze care susțin rolul vitaminei D în obezitate, însă efectele sale nu pot fi stabilite cu exactitate deoarece acestea ar putea fi influențate și de calciu. Astfel, sunt necesare studii clinice pentru stabilirea și confirmarea efectelor benefice ale suplimentelor cu vitamina D la pacienții obezi [21].

Rolul biofactorilor în dislipidemii

Dislipidemiile sunt tulburări metabolice caracterizate prin modificarea valorilor colesterolului seric, colesterolului HDL, colesterolului LDL și trigliceridelor. Tulburările lipidice sunt asociate cu un risc cardiovascular crescut, având astfel un impact major asupra sănătății pacienților diagnosticați cu această patologie [22].

Niacina

Niacina, numită și vitamina B3, are un impact pozitiv asupra tulburărilor metabolice. În prezent, acțiunile sale sunt complexe și incomplet înțelese. După administrare, această substanță scade sinteza hepatică de lipoproteine cu densitate foarte mică (VLDL), trigliceride (TG) și lipoproteine cu densitate mică (LDL) și crește nivelul lipoproteinelor de înaltă densitate (HDL). Pornind de la aceste efecte benefice, conform unui studiu, niacina a redus incidența infarctului de miocard și a evenimentelor cerebrovasculare după 6 luni de tratament [23].

Concluzii

Studiile experimentale susțin beneficiile utilizării biofactorilor în bolile metabolice, deoarece aceștia acționează asupra mecanismelor subsadiacente. Observațiile au fost subliniate ulterior de administrarea biofactorilor în studiile respective.

Biofactorii pot îmbunătăți calitatea vieții pacientului prin ameliorarea simptomelor asociate complicațiilor bolilor metabolice, însă sunt necesare studii clinice de lungă durată pentru a valida rezultatele obținute până la momentul actual.

Referințe bibliografice:

1. Frank J, Kisters K, Stirban OA, Obeid R, Lorkowski S, Wallert M, … Golombek J (2021). The role of biofactors in the prevention and treatment of age‐related diseases. BioFactors, 47(4), 522–550. doi: 10.1002/biof.1728;
2. Alam U, Asghar O, Azmi S, & Malik RA (2014). General aspects of diabetes mellitus. Handbook of Clinical Neurology, 211–222. doi: 10.1016/b978-0-444-53480-4.00015-1;
3. American Diabetes Association. Introduction: standards of medical Care in Diabetes (2018). Dia Care. 2018; 41:S1–2;
4. Whiting DR, Guariguata L, Weil C, & Shaw J (2011). IDF Diabetes Atlas: Global estimates of the prevalence of diabetes for 2011 and 2030. Diabetes Research and Clinical Practice, 94(3), 311–321;
5. Singleton CK, Martin PR. Molecular mechanisms of thiamine utilization. (2001) Curr Mol Med; 1:197–207;
6. Volvert M-L, Seyen S, Piette M, Evrard B, Gangolf M, Plumier JC, et al. (2008) Benfotiamine, a synthetic S-acyl thiamine derivative, has different mechanisms of action and a different pharmacological profile than lipid-soluble thiamine disulfide derivatives. BMC Pharmacol; 8:10;
7. Ledermann H, Wiedey KD. Behandlung der manifesten diabetischen Polyneuropathie. (1989) Therapiewoche; 39:1445–9;
8. Stracke H, Gaus W, Achenbach U, Federlin K, Bretzel RG. Benfotiamine in diabetic polyneuropathy (BENDIP): results of a randomised, double blind, placebo-controlled clinical study. (2008) Exp Clin Endocrinol Diabetes; 116:600–5;
9. Winkler G, Pál B, Nagybéganyi E, Ory I, Porochnavec M, Kempler P. Effectiveness of different benfotiamine dosage regimens in the treatment of painful diabetic neuropathy. (1999) Arzneimittelforschung; 49:220–4;
10. Stracke H, Gaus W, Achenbach U, Federlin K, Bretzel RG. Benfotiamine in diabetic polyneuropathy (BENDIP): results of a randomised, double blind, placebo-controlled clinical study. (2008). Exp Clin Endocrinol Diabetes; 116(10):600–605;
11. Serhiyenko VA, Serhiyenko AA. Cardiac autonomic neuropathy: Risk factors, diagnosis and treatment. (2018). World J Diabetes; 9(1):1–24. doi: 10.4239/wjd.v9.i1.1;
12. Hamilton SJ, Chew GT, Watts GF. Therapeutic regulation of endothelial dysfunction in type 2 diabetes mellitus. (2007) Diab Vasc Dis Res; 4(2):89–102;
13. Ziegler D, Porta M, Papanas N, et al. The Role of Biofactors in Diabetic Microvascular Complications. Curr Diabetes Rev (2022); 18(4):e250821195830;
14. Sourris KC, Harcourt BE, Tang PH, Morley AL, Huynh K, Penfold SA, Coughlan MT, Cooper ME, Nguyen TV, Ritchie RH, Forbes JM. Ubiquinone (coenzyme Q10) prevents renal mitochondrial dysfunction in an experimental model of type 2 diabetes;
15. Baeke F, Takiishi T, Korf H, Gysemans C, Mathieu C. Vitamin D: modulator of the immune system. (2010) Curr Opin Pharmacol; 10(4):482–496;
16. Albert DM, Scheef EA, Wang S, Mehraein F, Darjatmoko SR, Sorenson CM, Sheibani N. Calcitriol is a potent inhibitor of retinal neovascularization. (2007) Invest Ophthalmol Vis Sci; 48(5):2327–2334. doi: 10.1167/iovs.06-1210;
17. Leong KS, & Wilding, J.P (1999). Obesity and diabetes. Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism, 13(2), 221–237. doi: 10.1053/beem.1999.0017;
18. Yin J, Du L, Sheng C, et al. (2022) Vitamin C status and its change in relation to glucose-lipid metabolism in overweight and obesity patients following laparoscopic sleeve gastrectomy. Eur J Clin Nutr; 76, 1387–1392;
19. Lee H, Ahn J, Shin SS, et al. (2019) Ascorbic acid inhibits visceral obesity and nonalcoholic fatty liver disease by activating peroxisome proliferator-activated receptor α in high-fat-diet-fed C57BL/6j mice. Int J Obes; 43, 1620–1630;
20. Lee CY. Effects of dietary vitamins on obesity-related metabolic parameters. (2023) Journal of Nutritional Science; 12:e47. doi: 10.1017/jns.2023.30;
21. Vanlint S. Vitamin D and Obesity. (2013) Nutrients, 5, 949–956. https://doi.org/10.3390/nu5030949;
22. Amanda J Berberich, Robert A Hegele. A Modern Approach to Dyslipidemia (2022), Endocrine Reviews, 43, 4: 611–653;
23. Bajorek SA, Morello CM. Effects of Dietary Fiber and Low Glycemic Index Diet on Glucose Control in Subjects with Type 2 Diabetes Mellitus (2010). Annals of Pharmacotherapy; 44(11):1786–1792.