Метформин и GDF15: влияние на похудение и уменьшение рисков сердечно-сосудистых заболеваний

Метформин – лекарственный препарат, который известен, как средство для лечения диабета 2-го типа. Но наука постоянно находит новые свойства у старых лекарств, или более глубоко начинает понимать их полезное действие.

Статья основана на выводах 42 научных исследований

В статье цитируются такие авторы, как:

• Центр Исследований метаболизма, ожирения и диабета, Университет Макмастера, Гамильтон, Онтарио, Канада
• Department of Cardiovascular Medicine, The Second Xiangya Hospital, Central South University, Hunan, Китай
• MRC Metabolic Diseases Unit, Wellcome Trust – Совет по медицинским исследованиям институт метаболических наук, Кембриджский университет, Кембридж, Великобритания
• Центр клинических исследований Уппсалы (UCR) и Департамент медицинских наук, Университет Уппсалы, Уппсала, Швеция

Обратите внимание, что цифры в скобках (1, 2, 3 и т.д.) являются кликабельными ссылками на рецензируемые научные исследования. Вы можете перейти по этим ссылкам и ознакомиться с первоисточником информации для статьи.

Что такое метформин?

Метформин является членом класса гуанидинов, который является бигуанидом, несущим два метильных заместителя. Бигуаниды – это лекарственные вещества, снижающие уровень глюкозы в крови. Впервые гуанидины были обнаружены в экстракте Козлятника лекарственного (Galega officinalis), однако они имели очень токсическое воздействие на печень.

Подобное снижение глюкозы происходит за счет повышения количества инсулина. Однако действие метформина не связано напрямую с ростом выработки инсулина, а основано на подавлении выработки глюкозы из неуглеводных соединений и стимулировании усвоения глюкозы мышечными клетками.

При диабете 2-го типа метформин применяется совместно со здоровой диетой и физическими упражнениями, приводя к синергизму. Метформин обычно не приводит к снижению уровня глюкозы в крови (гипогликемии), но может способствовать этому, если его прием будет совместным с другими препаратами для снижения глюкозы.

Полезные свойства метформина:

• Снижает концентрацию глюкозы в крови при сахарном диабете 2-го типа
• Тормозит образование свободных жирных кислот и окисление жиров
• Понижает уровни триглицеридов и ЛПНП-липидов
• Способствует умеренному похудению, особенно людей с ожирением (2)

Ученые обнаружили, что более 60% всех возможностей метформина контролировать диабет 2-го типа происходит от снижения массы тела, однако, до сих пор, не было ясны ключевые молекулярные механизмы, лежащие в основе того, как действует лекарство.

Связь метформина и похудения

Английские ученые под руководством доктора Стивен О’Рейли и его коллег из Кембриджского университета взялись за серию исследований метформина на людях и лабораторных животных. Команда ученых показала, как препарат вызывает снижение  веса тела, даже среди людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, у которых нет диабета.

Помимо этой научной работы, другие ученые отмечают метформин как лекарство, способное оказывать положительное влияние не только на диабет 2-го типа, но и на течение онкологических заболеваний и на лечение людей с туберкулезом.

В тоже время, у людей с диабетом 2-го типа метформин вызывает незначительное снижение веса тела, вероятно потому, что при уменьшении уровня глюкозы в крови происходит и снижение потери калорий через глюкозу в моче, что тормозит похудение.

В среднем, люди, которые длительное время принимали метформин – теряли в среднем около 6% массы своего тела и могли поддерживать этот вес в течение многих лет.

Похудение основано на взаимодействии метформина и белка GDF15

Команда английски ученых во главе с доктором О’Рейли объяснили взаимосвязь между метформином и ключевым циркулирующим белком, известного как GDF15 (growth differentiation factor 15) – фактор роста и дифференцировки 15. Белок является членом суперсемейства TGF-β, обширной группы клеточных регуляторных белков.

GDF15 осуществляет широкий спектр биологических действий и обнаруживается в различных тканях, регулируя апоптоз и репарацию клеток. Этот белок играет роль в регуляции воспаления и апоптоза в тканях тела при их повреждении.

Как оказалось, GDF15 играет важную роль в присутствии метформина для контроля диабета 2-го типа. Метформин способствует довольно заметному повышению уровня белка GDF15 у тех людей, кто регулярно принимают этот лекарственных препарат. (1)

Например, в одном из клинических исследований на людях, команда ученых измерила циркулирующий белок GDF15 и обнаружила, что после 2-х недель приема метформина наблюдается примерно 2,5-кратное увеличение циркулирующего GDF15. Чтобы определить, был ли этот рост устойчивым, измеряли уровень белка в течение шести, 12 и 18 месяцев. Пациенты, принимавшие метформин, теряли около 3,5% своей массы тела. В другом исследовании пациенты потеряли еще больше веса. (2)

В экспериментах на мышах дикого типа прием метформина также увеличил показатели белка GDF15. Уровень белка дополнительно повышался в дистальном отделе кишечника и почках. Метформин предотвращал увеличение веса у тех животных, которые потребляли пищу с большим количеством жира, но этого не происходило у мышей, которым не хватало GDF15 или его рецепторного белка GFRAL.

Группа ученых обнаружила, что метформин оказывает влияние как на потребление энергии, так и на расход энергии, который требует GDF15.

Что такое ростовой фактор GDF15?

GDF15 был впервые идентифицирован как ингибирующий макрофаги цитокин-1 или МIC-1. Является членом цитокинового суперсемейства трансформирующего фактора роста β (TGF-β). В нормальных условиях белок GDF-15 выражен в низкой концентрации в большинстве органов тела и резко увеличивается при повреждении тканей таких органов как как печень, почки, легкие, предстательная железа. (3)

Некоторые функции белка GDF15:

• Регулирует активацию макрофагов через подавление ФНО-альфа (фактора некроза опухоли-альфа)
• Подавляет экспрессию рецепторов ЛПОНП-липидов (липопротеидов очень низкой плотности), что снижает скорость трансформации макрофагов в пенистые клетки

GDF-15 является независимым маркером долгосрочного риска развития как сердечно-сосудистых заболеваний, так и онкологической заболеваемости за пределами клинических и биохимических факторов риска.(4)

Повышение уровня GDF15 может быть положительным и отрицательным фактором рисков заболеваний и смертности. При воспалении уровень GDF15 растет, поэтому при активных воспалительных процессах показатели GDF15 могут быть высокими. При этом вырастает уровень смертности, но не из-за повышения GDF15, а из-за самого воспаления. (5)

При превышении значений GDF15 выше 1800 нг/л риски смертности от сердечно-сосудистых заболеваний вырастают в 10 раз. (6) Вообще, повышенные уровни GDF15 связаны с атеросклерозом, гипертонией, диабетом, курением и ухудшением функции почек.

С другой стороны, искусственное повышение уровня GDF15 с помощью лекарственных препаратов, например, метформина, или других различных веществ без роста воспаления, наоборот, способствует снижению рисков смертности. В этом случае повышение показателей белка играют защитную функцию. (7)

Что кроме метформина может увеличивать значения GDF15, или уменьшать 

Перечень некоторых веществ, способствующих росту GDF15:

• Ресвератрол (8)
• Силибинин (расторопша) (9, 10)
• Капсаицин (11)
• Сульфид сулиндака (12)
• Ибупрофен (13)
• Целекоксиб (14)
• Гингерол (имбирь) (15)
• Росиглитазон (16)
• Сулиндак (17)
• Третиноин (витамин А) (18)
• Индол-3-карбинол (крестоцветные растения) (19)
• Цинк (20)
• Фенофибрат (21)
• Аспирин (22)
• Чеснок (23)
• Диклофенак (24)
• Витамин Д (25, 26)
• Селенит натрия (27)
• Оливковое масло первого отжима (28)
• Бутиральдегид (яблоко, слива, ежевика и др.) (29)
• Пентаналь (яблоко, банан, черешня и др.) (30)
• Птеростильбен (черника, клюква и др.) (31)
• Дигидрокверцетин (таксифолин) (32)
• Марганец (33)

Перечень некоторых веществ, снижающих уровень GDF15:

• Эстроген (34)
• Генистейн (соя) (35)
• Индометацин (36)
• Прогестерон (37)
• Тамоксифен (38)
• Кверцетин (39)
• Дексаметазон (40)
• Колхицин (41)
• Теофиллин (42)