دراسة مقارنة لبعض التأثيرات الفسيولوجية والنسيجية المرضية (الميتافورمين والإمباكليفلوزين) لدى الرجال وذكور الجرذان المصابة بالسكري من النوع الثان

اطروحة دكتوراه

اسم الباحث : بركات واثق رباط العوادي

اسم المشرف : ا.د. عبد الحمزة راجوج حمود العامري أ.د. جاسم حنون هاشم العوادي

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية العلوم

الاختصاص : علوم الحياة

سنة نشر البحث : 2024

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة بالعربي
لا يزال التحكم في نسبة السكر في الدم هو الجانب الأكثر أهمية في علاج مرض السكري من النوع 2 . (T2DM) تعتبر مثبطات ناقل الصوديوم الجلوكوز -2 (SGLT2)، والإمباجليفلوزين، والعلاج بالميتفورمين فعالة وجيدة التحمل في المرضى الذين يعانون من داء السكري من النوع الثاني. الميتفورمين هو الأول من بين خيارات العلاج العديدة الموصى بها. نظرًا لأن إمباغليفلوزين لم تتم دراسته بشكل جيد فقط أو بالمقارنة مع الميتفورمين، فإن الدراسة الحالية تهدف إلى مقارنة تأثير هذه الأدوية على مستويات نسبة السكر في الدم بشكل فردي في المرضى الذين يعانون من داء السكري من النوع 2 (T2DM). بالإضافة إلى ذلك، ولزيادة إثراء النتائج، تهدف الدراسة الحالية إلى تقييم تأثيرات كلا الدواءين على وظائف الكبد والكلى والبنكرياس مقارنة بمجموعات المراقبة من حيوانات التجارب.
كانت الدراسة عبارة عن تحقيق تجريبي كمي (دراسة مقطعية) قارنت تأثير الميتفورمين والإمباجليفلوزين على مستوى نسبة السكر في الدم على المدى القصير، وتضمنت مجموعة الميتفورمين 30 مريضًا تم تشخيصهم حديثًا بمرض السكري من النوع 2 والذين تم علاجهم بـ 1500 ملغ من الميتفورمين والتي تم تقسيمها 3 مرات يوميًا، وتضم مجموعة إمباغليفلوزين 30 مريضًا تم تشخيصهم حديثًا بمرض السكري من النوع 2 والذين تم علاجهم بجرعة 10 ملغ من إمباغليفلوزين مرة واحدة يوميًا. تم تسجيل ما مجموعه ستين مريضا من الذكور الذين تتراوح أعمارهم بين (30-70) سنة في هذه الدراسة. تم إجراء هذه الدراسة في الفترة من مايو 2022 إلى أغسطس 2022. وقد تم بالفعل تشخيص جميع المرضى حديثًا على أنهم مرضى السكري المصابين بداء السكري من النوع الثاني وفقًا لتاريخهم الطبي ومعايير التشخيص الصادرة عن الجمعية الأمريكية للسكري (ADA) ومنظمة الصحة العالمية (WHO). . وتم إبلاغهم بجرعة الدواء، والآثار الضارة المتوقعة، والآثار المتوقعة، وما يتعين عليهم فعله فيما يتعلق بنمط حياتهم ومذكراتهم الخاصة بمرض السكري.
في الأساس، تم توجيه المرضى لاستخدام جهاز مراقبة الجلوكوز المنزلي (الدم الشعري) وتوثيق قراءات الجلوكوز أربع مرات يوميًا. كانت المواعيد متوافقة مع الجمعية الأمريكية للسكري ويجب أن تتضمن قراءة الجلوكوز أثناء الصيام وقراءات ما بعد الوجبة بساعة أو ساعتين. تم تحليل عينات الدم والبول لإجراء التحقيقات الأساسية والمتقدمة. تعداد خلايا الدم الكامل (CBC)، وملف الدهون، واختبار وظائف الكبد، واختبارات وظائف الكلى، وهرمون تحفيز الغدة الدرقية (TSH)، واختبار الهيموجلوبين الغليكوزيلاتي A1C (HbA1c).
بالإضافة إلى ذلك، قياس المعلمة المناعية للأجسام المضادة لحمض ديكاربوكسيلاز حمض الجلوتاميك (GAD65).
كما تضمنت الدراسة تجارب على الحيوانات، حيث تم استخدام أربعين فأراً سويسرياً من الذكور الأصحاء بعمر (10-12 أسبوعاً تقريباً) بأوزان (200 -225 جم) في هذا البحث. تم إجراء تحريض مرض السكري من النوع 2 من خلال نموذج فرط شحميات الدم والمقاوم للأنسولين والذي تم تطويره باستخدام نظام غذائي غني بالدهون والسكر. تم تحضير نسبة عالية من الدهون عن طريق خلط السمن النباتي والزيت بنسبة 3: 1 (حجم / حجم). تم إعطاؤه للفئران بجرعة 3 مل يوميًا. يتكون النظام الغذائي عالي السكر من 25٪ سكروز والذي تم تغذيته عن طريق الفم للفئران لمدة 8 أسابيع.
تم اعتبار الفئران الباقية على قيد الحياة بعد 8 أسابيع بتركيز جلوكوز في الدم قدره 200 ملغم / مل فئران مصابة بداء السكري الناجم عن الغذاء HFHS واستخدمت كنماذج لمزيد من الدراسة. بعد فترة التكيف لمدة أسبوع واحد، تم تقسيم الفئران بشكل عشوائي إلى المجموعة العادية: – مجموعة التحكم الصحية (NG، ن = 10) ومجموعة الفئران التي تتغذى على HFHS (ن = 30). في نهاية 8 أسابيع، تم تقسيم الفئران التي تتغذى على HFHS بشكل عشوائي إلى ثلاث مجموعات (العدد = 10)، فئران المجموعة أ المصابة بداء السكري من النوع 2 (DM2)، المجموعة ب: – المعدلات – DM2 المعالجة بالميتفورمين 500 ملغم / كغم، المجموعة ج:- الجرذان-DM2 المعالجة بالإمباجليفلوزين 10 ملجم/كجم. تم إعطاء كلا الدواءين للفئران-DM2 في مجموعات تجريبية، وتم تطبيق تزقيمية الفم لمدة ثلاثة أسابيع.
بالنسبة لجميع مجموعات الجرذان، تم التضحية بفئران التجارب وجمع عينات الدم لتقييم المؤشرات الدموية والمناعية والكيميائية الحيوية الأساسية في العلاجات، وكذلك دراسة التغيرات النسيجية في البنكرياس والكبد والكلى.

أشارت نتائج العينات البشرية إلى أن المجموعة المعالجة بالميتفورمين أظهرت فرقًا كبيرًا في متوسط مستوى اختبار الجلوكوز قبل وبعد مقارنتها بالمجموعة التي تناولت عقار إمباغليفلوزين. انخفض مستوى الجلوكوز بشكل ملحوظ (P<0.001) في المجموعة المعالجة بالميتفورمين أكثر منه في المجموعة المعالجة بالإمباجليفلوزين.
أظهرت نتائج التجربة على الحيوانات أن عدد كرات الدم الحمراء انخفض بشكل ملحوظ (P<0.05) في الجرذان-DM II المجموعة C المعالجة بالإمباجليفلوزين مقارنة بالمجموعتين A وB، وانخفض عدد كرات الدم الحمراء بنسبة 18% في المجموعة C، و8% في المجموعة C. % في المجموعة ب على التوالي. انخفض مستوى السكر في الدم بشكل ملحوظ (P<0.05) في الفئران-DM II المجموعة B المعالجة بالميتفورمين وفي المجموعة C المعالجة بالإمباجليفلوزين مقارنة بالمجموعة A التي لم تعالج، انخفض مستوى السكر بنسبة 43% في المجموعة B، و35% في المجموعة B. المجموعة ج على التوالي. كما أظهر اختبار وظائف الكبد وجود فرق معنوي في متوسط مستوى الفوسفاتيز القلوي (ALP) وإجمالي البيليروبين في الدم (TSB). انخفضت كلا العلامتين بشكل ملحوظ (P <0.001) في معدلات المجموعة B – DM2 المعالجة بالميتفورمين وفئران المجموعة C – DM2 المعالجة بالإمباجليفلوزين. وانخفض المستوى المتوسط لكلا العلامتين بحوالي (44%).
كما أظهرت النتائج وجود انخفاض معنوي (P<0.05) في تركيز الدهون الثلاثية في مجموعتي الجرذان المعالجة بالسكري (B&C) مقارنة؛ ومع ذلك، انخفض مستوى الدهون الثلاثية في المجموعة غير المعالجة (أ) والمجموعة الطبيعية بنسبة 44٪ في مرضى السكري الذين عولجوا بالميتفورمين و 40٪ في مرضى السكري الذين عولجوا بإمباجليفلوزين. وقد لوحظ ارتفاع معنوي (P<0.001) في متوسط مستوى اختبارات المناعة للبروتين C التفاعلي (CRP) والإنترلوكين-6 (IL6) في الجرذان المصابة بالسكري غير المعالجة مقارنة بالمجموعات المعالجة. أظهرت المجموعة المعالجة بالميتفورمين مستوى منخفض من CRP و IL6 مقارنة بالمجموعة المعالجة بالإمباجليفلوزين.
عندما تم فحص المقاطع النسيجية للبنكرياس والكليتين والكبد تحت المجهر، تبين أن البنكرياس DM2-الفئران الذي أظهر زيادة حجم جزر لانجرهانس، وتضخم خلايا الجزر، واحتقان الأوعية الدموية. كانت تأثيرات الميتفورمين في المجموعة B (DM2-فئران) واضحة للعيان وشملت الحجم الطبيعي لجزر لانغرهانس وعدم وجود تغييرات نسيجية، في حين أن تأثير إمباغليفلوزين في البنكرياس في المجموعة C DM2-فئران ظهر أنه لا يزال يتزايد في حجم جزر لانغرهانس. جزر لانجرهانس واحتقان خفيف. أشار الفحص النسيجي لكبد الفئران DM2 إلى احتقان مع تسلل خلايا التهابية مزمنة خفيفة في القناة البابية وتنكس دهني. يُظهر تأثير الميتفورمين على كبد فئران DM2 الترتيب الطبيعي للخلايا الكبدية مع تنكس دهني خفيف واحتقان خفيف وعدم وجود التهاب كبير. علاوة على ذلك، فإن تأثير الإمباجليفلوزين على كبد المجموعة C يشمل احتقانًا خفيفًا وعدم وجود التهاب. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت كلية الجرذ DM2 احتقانًا مع ضمور خفيف في الكبيبات والأنابيب ذات الهيالين الخفيف المصبوب في بعض الأنابيب الكلوية مع تنكس الخلايا الظهارية الأنبوبية الخفيف. من بين النتائج التشريحية المرضية، تبين أن استخدام الميتفورمين يؤدي إلى الحجم الطبيعي للاحتقان الكبيبي الخفيف، وتشكل زجاجي خفيف في بعض الأنابيب الكلوية، وعدم وجود التهاب أو أمراض أخرى، ولكن تأثير إمباغليفلوزين على كلية الفئران DM2 المجموعة C قد شمل الاحتقان، انحطاط الخلايا الظهارية الأنبوبية ومساحة بومان واسعة من الكبيبة.

 

A Comparative Study of Some Physiological and Histopathological Effects of (Metformin and Empagliflozin) on Male Humans and Rats Diabetics Type II

Summary

Glycemic control is still the most important aspect of type 2 diabetes mellitus (T2DM) treatment. Sodium-glucose cotransporter-2 (SGLT2) inhibitor, empagliflozin, and metformin therapy are effective and well tolerated in patients with type 2 diabetes mellitus. Metformin is the first of the several recommended treatment options. Since empagliflozin is poorly studied solely or in comparison with metformin, the current study aims to compare these drugs’ influence on glycemic levels individually in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM).

The study was a quantitative experimental investigation (cross-sectional study) that compared the influence of metformin and empagliflozin on the short-term glycemic level, the metformin group included 30 newly diagnosed type 2 diabetic patients who were treated with 1500mg of metformin which was divided 3 times daily and empagliflozin group includes 30 newly diagnosed type 2 diabetic patients who were treated with 10mg of Empagliflozin once time daily. A total of sixty male patients aged (30-70) years were enrolled in this study. This study was performed in the period from May 2022 to April 2023. All patients were already newly diagnosed as diabetic patients with type two Diabetes mellitus according to their medical history, American Diabetes Association (ADA), and World Health Organization (WHO) diagnostic criteria. They were informed about the medication’s dose, probable expected adverse effects, anticipated effects, and what they have to do in relation to their lifestyle and diabetic diary. In essence, patients were instructed to use their home glucose monitor (capillary blood) and to document their glucose readings four times per day. The timings were in accordance with the American Diabetic association and should include a fasting glucose reading and 1-2 hours post-meal readings. Blood and urine samples were analysed for basic and advanced investigations. A complete blood cell count (CBC), Lipid profile, Liver function test, Renal function tests, Thyroid Stimulating Hormone (TSH), and Glycosylated Hemoglobin A1C (HbA1c) test.
Additionally, measurement of the immunological parameter glutamic acid decarboxylase antibody (GAD65).
The results of human samples indicated that the metformin-treated group was shown a significant difference in the mean level of pre-post glucose test when compared to the empagliflozin-consuming group. The level of glucose was decreased significantly (P<0.001) in the group treated with metformin more than in the group treated with empagliflozin.

The study also included animal experiments, forty healthy, Swiss male albino rats of approximately (10–12 weeks old) with weights of (200 -225 g) were used in this research. The Induction of type 2 Diabetes Mellitus was performed through hyperlipidemia and insulin resistant model which was developed using the high fat and high sugar diet. High fat was prepared by mixing vegetarian ghee and oil in the ratio of 3:1 (v/v). it was given to the rats at a dose of 3ml per day. High sugar diet consisted of 25% sucrose which was orally fed to the rats for 8 weeks. Surviving rats after 8 weeks with a blood glucose concentration of 200mg/ml were considered HFHS-food-induced diabetic rats and used as models for further study. After the one-week adaption period, the rats were randomly divided into the Normal group:- the control healthy group (NG,n=10) and the HFHS-feeding rats group (n=30). At the end of 8 weeks, the HFHS-feeding rats were randomly divided into three groups (n=10), Group A rats with diabetes type 2 (DM2), Group B:- rates-DM2 treated with metformin 500mg/kg, Group C:- rats-DM2 treated with empagliflozin 10mg/kg. Both medications were administered to the rats-DM2 in experimental groups, and oral gavage for three weeks was applied. For all rats groups, the experimental rats were sacrificed and collected blood samples for assessment of hematological, immunological, and basic biochemical indicators in treatments, as well as, studying the histological changes in pancreas, liver and kidneys.
The results of the animal experiment showed that the RBCs number were decreased significantly (P<0.05) in rats-DM II group C that treated with empagliflozin compared to the groups A & B, the RBCs decreased by 18% in group C, and 8% in Group B respectively. The blood sugar level decreased significantly (P<0.05) in rats-DM II group B treated with metformin and in group C treated with empagliflozin compared to group A who was untreated, sugar levels decreased by 43% in Group B, and 35 % in group C respectively. The liver function test also showed a significant difference in the mean level of Alkaline Phosphatase (ALP) & Total Serum Bilirubin (TSB). Both markers were decreased significantly (P<0.001) in group B rates-DM2 treated with metformin and Group C rats-DM2 treated with empagliflozin. The mean level of both markers was decreased by about (44%).
Results also showed a significant decrease (P<0.05) in triglyceride concentration was observed in both treated diabetic rats’ groups (B&C) compared; the triglyceride level in the non-treated group (A) and the normal group was, however, reduced by 44% in the diabetic treated with metformin and 40% in the diabetic treated with empagliflozin. A significantly high(P<0.001) concentration of the mean level of immunity tests C-Reactive Protein (CRP) and Interlukein-6 (IL6) was observed in the untreated diabetic rats compared to the treated groups. Metformin treated group showed a low level of CRP and IL6 compared to the empagliflozin-treated group.

When pancreas, kidneys, and liver histological sections examined under a microscope, the DM2-rat pancreases which were shown increasing size islets Langerhans, hypertrophy cells of islets, and vascular congestion. The effects of the metformin in group B (DM2-rat) were clearly visible and included, normal size of islets Langerhans and no histological changes, While, the effect of empagliflozin in the pancreas of group C DM2-rat was shown still increasing size of islets Langerhans and mild congestion. The histological examination of DM2-rats liver indicated congestion with mild chronic inflammatory cell infiltration at the portal tract and lipid steatosis. The effect of metformin on the liver of DM2-rats shows the normal arrangement of hepatic cells with mild lipid steatosis, mild congestion, and no significant inflammation. Moreover, the effect of empagliflozin on the liver of group C included mild congestion and no inflammation. In addition, the DM2-rat kidney demonstrated congestion with mild atrophy of glomeruli and tubules with mild hyaline cast in some renal tubules with mild tubular epithelial cell degeneration. Among the histopathological consequences, using Metformin was shown to normal size of glomeruli mild congestion, mild hyaline cast in some renal tubules, and no inflammation or other pathology, but the effect of empagliflozin on the kidney of DM2-rat group C has included congestion, tubular epithelial cell degeneration and wide bowman space of glomerulus.