Перспективы применения противодиабетического средства метформина как способ замедления биологического старения и возраст-ассоциированных заболеваний

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В обзоре рассматриваются вопросы применения противодиабетического средства метформина как одного из наиболее исследованных кандидатов на роль геропротектора с доказанным профилем безопасности. Проанализированы основные теории старения и развития возраст-ассоциированных заболеваний, таких как сахарный диабет и болезнь Альцгеймера, взаимосвязь сахарного диабета 2-го типа с развитием когнитивных нарушений. Предполагается, что метформин улучшает когнитивные функции и уменьшает выраженность тревожного состояния, снижает риск развития болезни Альцгеймера, способен замедлять процессы старения и увеличивать продолжительность жизни в экспериментах у мышей и крыс. Несмотря на то что метформин является одним из наиболее часто назначаемых препаратов в мире, проникает через гематоэнцефалический барьер и распределяется по всем отделам мозга, механизм, лежащий в основе его воздействия на мозг, до конца не изучен. Исследования показывают, что метформин способен активировать 5'АМФ-активируемую протеинкиназу, снижая концентрацию конечных продуктов гликирования и восстанавливая функции митохондрий, усиливает аутофагию, оказывая нейропротекторное действие на нервные стволовые клетки. Результаты многих исследований указывают на то, что спектр полезных эффектов метформина включает антиоксидантные и противовоспалительные свойства.

Об авторах

Айгуль Зульфаровна Хафизова

Казанский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: aygul_khafizova_1997@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7690-7341
SPIN-код: 6140-5941

асп., каф. фармакологии

Россия, 420015, Казань, ул. Толстого, д. 6/30

Ирина Ивановна Семина

Казанский государственный медицинский университет

Email: seminai@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3515-0845
SPIN-код: 4385-3650

д-р мед. наук, проф. каф., каф. фармакологии, зав. Центральной научно-исследовательской лабораторией

Россия, 420015, Казань, ул. Толстого, д. 6/30

Дмитрий Олегович Никитин

Казанский государственный медицинский университет

Email: Richard4777@Yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5773-867X
SPIN-код: 3132-2628

асс., каф. фармакологии

Россия, 420015, Казань, ул. Толстого, д. 6/30

Руслан Ибрагимович Мустафин

Казанский государственный медицинский университет

Email: ruslan.mustafin@kazangmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-0916-2853
SPIN-код: 9244-1081

канд. фарм. наук, доц., директор Института фармации

Россия, 420015, Казань, ул. Толстого, д. 6/30

Список литературы

  1. United Nations Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2022). World Population Prospects 2022: Summary of Results. United Nations, 2022.
  2. Ageing [Internet]. United Nations Population Fund. Режим доступа: https://www.unfpa.org/ageing#readmore-expand Дата обращения: 30.12.2022.
  3. Численность населения Российской Федерации по полу и возрасту [Internet]. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ГОСУДАРСТВЕННОЙ СТАТИСТИКИ (РОССТАТ). Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Bul_chislen_nasel-pv_01-01-2021.pdf Дата обращения: 01.12.2022.
  4. Ferrucci L., Gonzalez-Freire M., Fabbri E., et al. Measuring biological aging in humans: A quest // Aging cell. 2020. Vol. 19, N. 2. P. e13080. doi: 10.1111/acel.13080 EDN: TIPZFN
  5. Li Z., Zhang Z., Ren Y., et al. Aging and age-related diseases: from mechanisms to therapeutic strategies // Biogerontology. 2021. Vol. 22, N. 2. P. 165–187. doi: 10.1007/s10522-021-09910-5
  6. Arafa N.M.S., Marie M.A., AlAzimi S.A. Effect of canagliflozin and metformin on cortical neurotransmitters in a diabetic rat model // Chemico-Biological Interactions. 2016. Vol. 258. P. 79–88. doi: 10.1016/j.cbi.2016.08.016
  7. Екушева Е.В. Когнитивные нарушения — актуальная междисциплинарная проблема // Российский медицинский журнал. 2018. Т. 12, № I. С. 32–37. EDN: YOCIRN
  8. Sanchez-Rangel E., Inzucchi S.Е. Metformin: clinical use in type 2 diabetes // Diabetologia. 2017. Vol. 60, N. 9. P. 1586–1593. doi: 10.1007/s00125-017-4336-x
  9. Bailey C.J. Metformin: historical overview // Diabetologia. 2017. Vol. 60, N. 9. P. 1566–1576. doi: 10.1007/s00125-017-4318-z
  10. Организация Объединенных Наций [internet]. Диабет — не приговор: тысячи украинцев протестировали при поддержке ООН. Режим доступа: https://news.un.org/ru/story/2021/11/1413872 Дата обращения: 12.01.2023.
  11. Khan M.A.B., Hashim M.J., King J.K., et al. Epidemiology of type 2 diabetes–global burden of disease and forecasted trends // J epidemiol glob health. 2020. Vol. 10, N. 1. P. 107. doi: 10.2991/jegh.k.191028.001
  12. Markowicz-Piasecka M., Huttunen M.K., Mateusiak L., et al. Is metformin a perfect drug? Updates in pharmacokinetics and pharmacodynamics // Current Pharmaceutical Design. 2017. Vol. 23, N. 17. P. 2532–2550. doi: 10.2174/1381612822666161201152941
  13. Кузник Б.И., Чалисова Н.И., Цыбиков Н.Н., и др. Стресс, старение и единая гуморальная защитная система организма. Эпигенетические механизмы регуляции // Успехи физиологических наук. 2020. Т. 51, № 3. С. 51–68. doi: 10.31857/S030117982002006X
  14. Пристром М.С., Пристром С.Л., Семененков И.И. Старение физиологическое и преждевременное. Современный взгляд на проблему // Международные обзоры: клиническая практика и здоровье. 2017. Т. 5–6, № 28. С. 40–64. EDN: YMPBPN
  15. Савина Н.В., Никитченко Н.В., Кужир Т.Д., Гончарова Р.И. Полиморфизм генов, кодирующих ДНК-геликазы: влияние на продолжительность жизни // Молекулярная и прикладная генетика. 2016. Т. 20. С. 46–54. doi: 10.23888/HMJ201973340-348
  16. Боголепова А.Н., Васенина Е.Е., Гомзякова Н.А., и др. Клинические рекомендации «Когнитивные расстройства у пациентов пожилого и старческого возраста» // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2021. Т. 121, № 10–3. С. 6–137. doi: 10.17116/jnevro20211211036
  17. Зоткин Е.Г., Дыдыкина И.С., Лила А.М. Воспалительная теория старения, возраст-ассоциированные заболевания и остеоартрит // Русский Медицинский Журнал. 2020. Т. 7. С. 33–38. EDN: WUCBVJ
  18. Du Y., Gao Y., Zeng B., et al. Effects of anti-aging interventions on intestinal microbiota // Gut Microbes. 2021. Vol. 13, N. 1. P. 1994835. doi: 10.1080/19490976.2021.1994835
  19. Kim M., Benayoun B.A. The microbiome: an emerging key player in aging and longevity // Transl Med Aging. 2020. Vol. 4. P. 103–116. doi: 10.1016/j.tma.2020.07.004
  20. Тополянская С.В. Роль интерлейкина 6 при старении и возраст-ассоциированных заболеваниях // Клиницист. 2020. Т. 14, № 3–4. С. 10–17. doi: 10.17650/1818-8338-2020-14-3-4-К-633
  21. Li Z., Zhang Z., Ren Y., et al. Aging and age-related diseases: from mechanisms to therapeutic strategies // Biogerontology. 2021. Vol. 22, N. 2. P. 165–187. doi: 10.1007/s10522-021-09910-5
  22. Mathews J., Davy P.M., Gardner L.H., Allsopp R.C. Stem cells, telomerase regulation and the hypoxic state // Front Bioscie. 2016. Vol. 21, N. 2. P. 303–315. doi: 10.2741/4389
  23. Zhu Y., Liu X., Ding X., et al. Telomere, and its role in the aging pathways: telomere shortening, cell senescence and mitochondria dysfunction // Biogerontology. 2019. Vol. 20, N. 1. P. 1–16. doi: 10.1007/s10522-018-9769-1
  24. Ahmad R., Haque M. Oral Health Messiers: Diabetes Mellitus Relevance // Diabetes Metab Syndr Obes. 2021. Vol. 14. P. 3001–3015. doi: 10.2147/DMSO.S318972
  25. Markowicz-Piasecka M., Sikora J., Szydłowska A., et al. Metformin–a future therapy for neurodegenerative diseases // Pharmaceutical research. 2017. Vol. 34, N. 12. P. 2614–2627. doi: 10.1007/s11095-017-2199-y
  26. Du Y., Gao Y., Zeng B., et al. Effects of anti-aging interventions on intestinal microbiota // Gut Microbes. 2021. Vol. 13, N. 1. P. 1994835. doi: 10.1080/19490976.2021.1994835
  27. Пальцев М.А., Полякова В.О., Линькова Н.С., и др. Молекулярно–клеточные механизмы болезни Альцгеймера // Молекулярная медицина. 2016. Т. 14, № 6. С. 3–10. EDN: XHLYSV
  28. Kandimalla R., Thirumala V., Reddy P.H. Is Alzheimer’s disease a type 3 diabetes? A critical appraisal // Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2017. Vol. 1863, N. 5. P. 1078–1089. doi: 10.1016/j.bbadis.2016.08.018
  29. De Sousa R.A.L., Harmer A.R., Freitas D.A., et al. An update on potential links between type 2 diabetes mellitus and Alzheimer’s disease // Mol Biol Rep. 2020. Vol. 47, N. 8. P. 6347–6356. doi: 10.1007/s11033-020-05693-z
  30. Zhang J., Chen C., Hua S., et al. An updated meta-analysis of cohort studies: diabetes and risk of Alzheimer’s disease // Diabetes research and clinical practice. 2017. Vol. 124. P. 41–47. doi: 10.1016/j.diabres.2016.10.024
  31. Остроумова О.Д., Суркова Е.В., Голобородова И.В., и др. Гипогликемии и риск когнитивных нарушений и деменции у больных пожилого и старческого возраста с сахарным диабетом 2 типа // Сахарный диабет. 2020. Т. 23, № 1. С. 72–87. doi: 10.14341/DM10202
  32. Kim W.J., Lee S.J., Lee E., et al. Risk of Incident Dementia According to Glycemic Status and Comorbidities of Hyperglycemia: A Nationwide Population–Based Cohort Study // Diabetes care. 2022. Vol. 45, N. 1. P. 134–141. doi: 10.2337/dc21-0957
  33. Khan S., Barve K.H., Kumar M.S. Recent advancements in pathogenesis, diagnostics, and treatment of Alzheimer’s disease // Curr Neuropharmacol. 2020. Vol. 18, N. 11. P. 1106–1125. doi: 10.2174/1570159X18666200528142429
  34. Cassano V., Leo A., Tallarico M., et al. Metabolic and cognitive effects of ranolazine in Type 2 Diabetes Mellitus: Data from an in vivo Model // Nutrients. 2020. Vol. 12, N. 2. P. 382. doi: 10.3390/nu12020382
  35. Щербакова Е.М. Старение населения и устойчивое развитие // Демоскоп Weekly. 2016. № 709–710. С. 15–30. EDN: XDYGPX
  36. Moskalev А.A., Guvatova Z., Lopes I.D.A., et al. Targeting aging mechanisms: pharmacological perspectives // Trends in Endocrinology & Metabolism. 2022. Vol. 33, N. 4. P. 266–280. doi: 10.1016/j.tem.2022.01.007
  37. Rayson A., Boudiffa M., Naveed M., et al. Geroprotectors and Skeletal Health: Beyond the Headlines // Front Cell Dev Biol. 2022. Vol. 10. P. 682045. doi: 10.3389/fcell.2022.682045
  38. Moskalev A.А., Chernyagina E., Kudryavtseva A., Shaposhnikov M.V. Geroprotectors: A Unified Concept and Screening Approaches // Aging and Disease. 2017. Vol. 8, N. 3. doi: 10.14336/AD.2016.102
  39. Moskalev A.А., Shaposhnikov M.V., Solovev I.A. Studying the geroprotective effects of inhibitors suppressing aging-associated signaling cascades in model organisms // Medical News of North Caucasus. 2017. Vol. 12, N. 3. P. 342–7. doi: 10.14300/mnnc.2017.12090
  40. Гильмутдинова И.Р., Кудряшова И.С., Костромина Е.Ю., и др. Современные подходы диагностики и коррекции биомаркеров старения // Вестник восстановительной медицины. 2021. Т. 20, № 6. С. 96–102. doi: 10.38025/2078-19
  41. Wang C., Liu C., Gao K., et al. Metformin preconditioning provide neuroprotection through enhancement of autophagy and suppression of inflammation and apoptosis after spinal cord injury // Biochem Biophys Res Commun. 2016. Vol. 477, N. 4. P. 534–540. doi: 10.1016/j.bbrc.2016.05.148
  42. Chiang M.C., Cheng Y.C., Chen S.J., et al. Metformin activation of AMPK-dependent pathways is neuroprotective in human neural stem cell agains amyloid-betainduced mitochodrial dysfunction // Exp Cell Res. 2016. Vol. 347, N. 2. P. 322–31. doi: 10.1016/j.yexcr.2016.08.013
  43. Chung M.M., Chen Y.L., Pei D., et al. The neuroprotective role of metformin in advanced glycation end product treated human neural stem cells is AMPK-dependent // Biochim Biophys Acta. 2015. Vol. 1852, N. 5. P. 720–31. doi: 10.1016/j.bbadis.2015.01.006
  44. Benito-Cuesta I., Ordonez-Gutierrez L., Wandosell F. AMPK activation does not enhance autophagy in neurons in contrast to MTORC1 inhibition: Different impact on beta-amyloid clearance // Autophagy. 2021. Vol. 17. P. 656–671. doi: 10.1080/15548627.2020.1728095
  45. Guangli L., Zhen W., Jia S., et al. The effects of metformin on autophagy // Biomed Pharmacother. 2021. Vol. 137. P. 111286. doi: 10.1016/j.biopha.2021.111286
  46. Chung M.M., Nicol C.J., Cheng Y.C., et al. Metformin activation of AMPK suppresses AGE-induced inflammatory response in hNSCs // Exp Cell Res. 2017. Vol. 352. P. 75–83. doi: 10.1016/j.yexcr.2017.01.017
  47. Oliveira W.H., Nunes A.K., RochaFrança M.E., et al. Effects of metformin on inflammation and short-term memory in streptozotocin-induced diabetic mice // Brain Res. 2016. Vol. 1644. P. 149–60. doi: 10.1016/j.brainres.2016.05.013
  48. Thies W., Bleile L. Alzheimer’s disease facts and figures // Alzheimers Dementia. 2022. Vol. 18, N. 4. P. 700–789. doi: 10.1002/alz.12638
  49. Ashrostaghi Z., Ganji F., Sepehri H. Effect of metformin on the spatial memory in aged rats // National Journal of Physiology Pharmacy and Pharmacology. 2015. Vol. 5. P. 416–420. doi: 10.5455/njppp.2015.5.1208201564
  50. Qin Z., Zhou C., Xiao X., Guo C. Metformin attenuates sepsis-induced neuronal injury and cognitive impairment // BMC Neuroscience. 2021. Vol. 22, N. 1. P. 78. doi: 10.1186/s12868-021-00683-8
  51. Le Douce J., Maugard M., Veran J., et al. Impairment of glycolysis–derived l–serine production in astrocytes contributes to cognitive deficits in Alzheimer’s disease // Cell metabolism. 2020. Vol. 31, N. 3. P. 503–517. doi: 10.1016/j.cmet.2020.02.004
  52. Руяткина Л.А., Руяткин Д.С. Многоплановые эффекты метформина у пациентов с сахарным диабетом 2 типа // Сахарный диабет. 2017. Т. 20, № 3. С. 210–219. doi: 10.14341/DM2003458-64
  53. Wang C.P., Lorenzo C., Habib S.L., et al. Differential effects of metformin on age related comorbidities in older men with type 2 diabetes // J Diabetes Complications. 2017. Vol. 31. P. 679–686. doi: 10.1016/j.jdiacomp.2017.01.013
  54. Samaras K., Makkar S., Crawford J.D., et al. Metformin Use Is Associated with Slowed Cognitive Decline and Reduced Incident Dementia in Older Adults with Type 2 Diabetes: The Sydney Memory and Ageing Study // Diabetes Care. 2020. Vol. 43. P. 2691–2701. doi: 10.2337/dc20-0892
  55. Kuan Y.C., Huang K.W., Lin C.L., et al. Effects of metformin exposure on neurodegenerative diseases in elderly patients with type 2 diabetes mellitus. Prog. Neuropsychopharmacol // Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 2017. Vol. 79. P. 77–83. doi: 10.1016/j.pnpbp.2017.06.002
  56. Ou Z., Kong X., Sun X., et al. Metformin treatment prevents amyloid plaque deposition and memory impairment in APP/PS1 mice // Brain Behavior and Immunity. 2018. Vol. 69. P. 351–363. doi: 10.1016/j.bbi.2017.12.009
  57. Farr S.A., Roesler E., Niehoff M.L., et al. Metformin Improves Learning and Memory in the SAMP8 Mouse Model of Alzheimer’s Disease // Journals of Alzheimer’s Disease. 2019. Vol. 68. P. 1699–1710. doi: 10.3233/JAD-181240
  58. Левин О.С., Чимагомедова А.Ш., Арефьева А.П. Тревожные расстройства в пожилом возрасте // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019. Т. 119, № 6. С. 113–118. doi: 10.17116/jnevro2019119061113
  59. Грибанов А.В., Джос Ю.С., Дерябина И.Н., и др. Старение головного мозга человека: морфофункциональные аспекты // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2017. Т. 117, № 1–2. С. 3–7. doi: 10.17116/jnevro2017117123-7
  60. Fang W., Zhang J., Hong L., et al. Metformin ameliorates stress-induced depression-like behaviors via enhancing the expression of BDNF by activating AMPK/CREB-mediated histone acetylation // Journal of Affective Disorders. 2020. Vol. 260. P. 302–313. doi: 10.1016/j.jad.2019.09.013
  61. Fan J., Di L., Hong-Sheng C., et al. Metformin produces anxiolytic-like effects in rats by facilitating GABAA receptor trafficking to membrane // British Journal of Pharmacology. 2019. Vol. 176. P. 297–316. doi: 10.1111/bph.14519
  62. Owen M.D., Baker B.C., Scott E.M., Forbes K. Interaction between Metformin, Folate and Vitamin B12 and the Potential Impact on Fetal Growth and Long-Term Metabolic Health in Diabetic Pregnancies // International Journal of molecular scientist. 2021. Vol. 22, N. 11. P. 5759. doi: 10.3390/ijms22115759
  63. Connelly P.J., Lonergan M., Soto-Pedre E., et al. Acute kidney injury, plasma lactate concentrations and lactic acidosis in metformin users: a GoDarts study // Diabetes Obes Metab. 2017. Vol. 19, N. 11. P. 1579–1586. doi: 10.1111/dom.12978
  64. Madsen KS, Kähler P, Kähler LKA, et al. Metformin and second-or third generation sulphonylurea combination therapy for adults with type 2 diabetes mellitus. Cochrane Database Syst Rev // 2019. Vol. 4, N. 4. doi: 10.1002/14651858.CD012368.pub2
  65. Mohammed I., Hollenberg M.D., Ding H., Triggle C.R. A Critical Review of the Evidence That Metformin Is a Putative Anti-Aging Drug That Enhances Healthspan and Extends Lifespan // Front Endocrinol. 2021. Vol. 12. P. 718942. doi: 10.3389/fendo.2021.718942

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© 2025 Эко-Вектор

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».