CN100411615C - 氨基胍对难愈创面的防治作用 - Google Patents
氨基胍对难愈创面的防治作用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种氨基胍的用途,它用于制备治疗难愈创面的组合物,其中所述的难愈创面包括(a)糖尿病并发的溃疡;(b)慢性静脉性溃疡;(c)慢性感染创面;(d)高剂量射线照射所致的创面;(e)褥疮;(f)化疗药外渗所致的创面等。氨基胍能够显著治疗难愈创面,促使伤口愈合。
Description
技术领域
本发明涉及医学和药物学领域,更具体地涉及氨基胍对难愈创面的防治作用及其在制备治疗难愈创面的药物方面的应用。
背景技术
组织愈合或修复是指外伤或其他疾病过程造成组织缺损(如烧伤创面、撕脱伤创面等)或断裂(如切割伤等)后,局部组织通过再生或增生方式来进行修补的一系列病理生理过程。创面愈合的本质是生物体在长期进化过程中所获得的一种自我保护与组织更新方式的具体表现,是机体对外伤维持自身稳定的一种基本反应过程,是一个涉及凝血、止血、炎症反应、基质合成和沉积、血管生成、纤维组织形成、上皮形成及伤口收缩和重塑等病理生理步骤的复杂过程。当愈合过程在外源性或内源性因素干扰下不能以可以预见的生物学步骤,按时相规律有序地进行组织学修复,引起创面愈合延迟或经久不愈,从而形成难愈创面。
代表性的难愈创面的类型包括:(a)糖尿病并发的溃疡;(b)慢性静脉性溃疡;(c)慢性感染创面;(d)高剂量射线照射所致的创面;(e)褥疮;(f)化疗药外渗所致的创面等。
影响创面愈合的主要因素:就全身因素而言,患者营养缺乏、严重贫血、年老或患有全身疾病,如:糖尿病、动脉粥样硬化等,不仅延缓愈合过程,而且某些疾病还会成为局部慢性难愈创面形成的真正诱因,如:糖尿病并发的溃疡。类固醇类药物可通过抑制炎症反应和促进蛋白质分解来抑制修复过程。近来,随着肿瘤治疗的进程,高剂量射线照射和一些抗肿瘤药物,如:阿霉素类应用后对修复的影响也已引起人们的重视。此外,创伤后神经内分泌失调和免疫功能紊乱对修复的不利影响也是人们关注的重点。
就局部因素而言,反复损伤、缺血、感染、异物等是造成伤口慢性化的主要原因。因此,为了力求降低伤口慢性化原因的发生率,使创伤组织能在最佳条件下迅速再生或修复,应从各个角度,保证伤口顺利愈合,除了必要的伤口处理外,还包括顾及全身的营养和免疫状态,全身和局部的组织灌注和氧供,防止或减少感染机会,保护组织勿使重复受伤。
长久以来,人们一直希望能找到某种方法或药物来“促进”或“加速”这些慢性难愈创面修复。对“难愈”创面的研究分析表明:某些难愈创面,如:老年患者和糖尿病患者的创面,难愈与体内蛋白非酶糖基化终末产物(AGEs)和脂氧化终末产物(ALEs)形成增多有关;某些难愈创面,如:慢性感染、慢性静脉性溃疡以及糖尿病溃疡创面,则与创面中NO含量增加有关。抑制AGEs和ALEs形成,降低创面中NO含量,有利于这类创面的愈合。
研究发现,某些难愈创面,在形成创面之前就存在一些基础病变,如:糖尿病患者皮肤菲薄,是糖尿病易发生自发性溃疡,并导致创面难愈的病理基础。
氨基胍是一种具有亲核作用的肼化合物,能与缺乏电子的羰基基团起反应。肼能够使多种氧化还原酶失活,例如大鼠肝细胞色素P450、过氧化氢酶、辣根过氧化物酶、醛糖还原酶(aldose reductase,AR)、多巴胺-β-羟化酶和单胺氧化酶等。然而,迄今为止尚没有将氨基胍用于治疗难愈创面的报道。
因此,本领域迫切需要开发新的促进难愈创面愈合的药物。
发明内容
本发明的目的就是提供一种有效防治难愈创面愈合的药物。
在本发明的第一方面,提供了一种氨基胍的用途,它用于制备治疗难愈创面的组合物,其中所述的难愈创面选自下组:
(a)糖尿病诱发的溃疡;
(b)慢性静脉性溃疡;
(c)慢性感染创面;
(d)射线照射所致的创面;
(e)褥疮;
(f)化疗药外渗所致的创面。
在另一优选例中,所述组合物含有占组合物总重量0.01%-99%的氨基胍,更佳地含有占组合物总重量0.1%-90%的氨基胍。
在另一优选例中,所述组合物还含有占组合物总重量0.1%-90%的精氨酸。
在另一优选例中,所述组合物还含有适量的(通常小于20wt%)选自下组的物质:胰岛素、生长因子、生长激素、氨基酸、微量元素、维生素。
在另一优选例中,所述组合物用量为每天0.01-10mg/kg体重,按氨基胍计。
在另一优选例中,所述组合物用量为每天0.1-5mg/kg体重,按氨基胍计。
在另一优选例中,所述组合物为保健品。
在另一优选例中,所述组合物为药物组合物。
在另一优选例中,所述组合物为片剂、丸剂、胶囊剂、散剂、颗粒剂、乳浊剂、溶液剂、悬浮剂、糖浆剂、或酏剂。
在本发明的第二方面,提供了一种糖尿病保健品,含有1-900mg/g(更佳地10-900mg/g)的氨基胍和可接受的载体或稀释剂。更佳地,所述保健品还含有含有1-900mg/g(更佳地10-900mg/g)的精氨酸。
在本发明的第三方面,提供了一种药物组合物,它含有0.1-99wt%的氨基胍、0.1-99wt%的精氨酸和药学上可接受的载体。该药物组合物可更有效地防治难愈创面,尤其是改善糖尿病患者皮肤组织变薄的状况,有利于防止糖尿病自发性溃疡的发生。
附图说明
图1显示了糖尿病皮肤组织变薄,氨基胍导致糖尿病皮肤的厚度回复至接近正常水平。
图2显示了施用氨基胍能明显增加单位面积羟脯氨酸含量,从而提高糖尿病皮肤中的胶原含量。
具体实施方式
本发明人经过多年深入而广泛的研究发现,氨基胍能抑制AGEs和ALEs形成。氨基胍可抑制诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)活性;氨基胍可选择性抑制iNOS活性,有效降低创面中NO含量,促进难愈创面愈合;氨基胍还可抑制对半卡巴肼敏感的胺氧化酶活性,从而减少自由基形成、抑制血管硬化,改善创面血液供应,有利于创面愈合。因此,氨基胍能够显著改善治疗难愈创面,促使伤口愈合。在此基础上完成了本发明。
如本文所用,“难愈创面”指当愈合过程在外源性或内源性因素干扰下不能以可以预见的生物学步骤,按时相规律有序地进行组织学修复,从而引起创面愈合延迟或经久不愈。通常指在不施用任何药物的情况下,创面愈合时间超过10天或更长(如12、14、16、18天的创面)。代表性的难愈创面例子包括(但并不限于):
(a)糖尿病诱发的溃疡;
(b)慢性静脉性溃疡;
(c)慢性感染创面;
(d)高剂量射线照射所致的创面。
(e)褥疮;
(f)化疗药外渗所致的创面。
本发明人的研究发现:某些疾病(如:糖尿病、慢性静脉性溃疡等),溃疡发生前,其皮肤菲薄,易于发生溃疡。此类病变皮肤的变化,是创面“难愈”发生的病理基础,暂称之为皮肤的“隐性损害”。氨基胍可改善某些疾病皮肤的“隐性损害”,从而有效预防自发性溃疡的发生和治疗自发性溃疡。
本发明研究表明,氨基胍促进难愈创面的机理如下所述。应理解,本发明的保护范围并不受该机理的限制。
以氨基胍促进糖尿病难愈创面愈合为例,糖尿病并发症的成因之一为多元醇代谢活性亢进的渗透压学说,认为在一般组织中葡萄糖透入细胞内的过程是非胰岛素依赖性的,由于细胞内外的浓度差而被摄入细胞内的葡萄糖通常代谢成己糖,但如超过一定数量而形成高血糖时,由于醛糖还原酶(AR)活化而使山梨醇的形成亢进,其蓄集一方面会引起渗透压上升,产生组织(血管、神经、肾、视网膜、晶状体等)水肿,进展至基质变化而发生并发症;另一方面,可使其他具有渗透活性的物质如肌醇等代偿性耗竭,致使神经传递速度下降,同时减少还原型辅酶(NADPH)等辅助因子,影响谷胱甘肽还原酶、一氧化氮合成酶以及前列腺素氢过氧化酶等的活性。动物实验表明,抑制AR,可恢复神经传导速度,防止视网膜组织中蛋白异常渗透,减轻肾输入小动脉扩张,使肾小球滤过率恢复正常。氨基胍可抑制AR活性,减轻组织水肿,有利于创面修复。
高血糖时,糖与蛋白质结合而发生交联反应,使蛋白质发生不可逆变化,最后形成AGE,糖尿病患者体内各组织的AGE含量较正常人高5~50倍。糖与血红蛋白结合,可形成糖化血红蛋白,使其携氧能力下降;创面中某些生长因子(如碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)),某些受体(如表皮细胞生长因子受体(EGFR)等),也可发生糖基化,导致其生理功能减弱;细胞外基质的糖基化则可使其可塑性降低,从而使得创面愈合过程中所必须的血管形成过程受阻;AGEs还可通过与其受体结合,导致血管过度收缩,局部血栓形成,引起微血管及修复细胞损害和局部炎症反应;过量的ALEs可血管壁损伤,导致动脉粥样硬化发生。所以这些都严重影响了创面愈合的自然进程,参与“难愈”创面的形成。而氨基胍可显著抑制AGEs、ALEs形成,减轻其对修复过程中生长因子及基质蛋白等成分的毒害作用,招募免疫细胞,改善修复细胞功能及其作用环境,加快血管和肉芽组织形成,从而促进糖尿病难愈创面愈合。
氨基胍还可选择性iNOS活性,可防止创面中生成过量NO对修复细胞产生毒性作用,有利于创面愈合。
本发明提供了用于治疗难愈创面(尤其是糖尿病造成的难愈创面)的药物,其中含有安全有效量的氨基胍以及药学上可接受的载体、赋形剂或稀释剂。这类载体包括(但并不限于):盐水、缓冲液、葡萄糖、水、甘油、乙醇、及其组合。
本发明还提供了用于改善糖尿病人难愈创面的保健品,其中含有为10-900mg/克氨基胍。
A.剂量
在本发明中,对氨基胍的剂量没有特别限制,可用任何合适的剂量。载体的类型以及数量也可以很不相同,这取决于温血动物或人的种类、体重、和待治疗的难愈创面程度等。一般,合适的含量是氨基胍占药物组合物总重量的0.01%-99%,较佳地0.1-90%。作为药物治疗或作为保健品保养时,氨基胍的有效剂量范围通常为0.01-800毫克/千克·天或更高,较佳地为0.1-500毫克/千克·天,更佳地为0.5-200毫克/千克·天。
剂量单元包括一种氨基胍化合物,或者该氨基胍化合物与其他糖尿病治疗剂所形成的混合物。剂量单元还可含有稀释剂、填充剂、载体等。剂量单位是固体或凝胶形式,如丸剂、片剂、胶囊等,或者是液体形式,它们适合口服给药、直肠给药、局部给药或肠胃外给药、或者静脉内给药。
一种特别优选的组合物同时含有氨基胍和精氨酸。通常,氨基胍和精氨酸的总重量百分比为1-99%或更高,按组合物总重量计。其中氨基胍和精氨酸的两者的重量比为50∶1-1∶50,更佳地为10∶1-1∶10。就每日用量而言,通常氨基胍50-200mg/kg/d,精氨酸100-400mg/kg/d范围内的组合较佳。
氨基胍和精氨酸联用可获得更显著效果的可能机理如下所述。应理解,本发明范围并不受该机理的限制。
精氨酸是NO合成的唯一底物,体内催化NO产生的NOS有两种:iNOS和cNOS。CNOS催化产生的NO对维持血管等的基础功能发挥重要作用,而iNOS产生的NO则对修复细胞的趋化,产生自由基发挥杀菌等作用十分重要,但如果iNOS活性过强,产生的NO过量,则可加重创面组织的损伤,导致创面愈合延迟或不愈。而此时与氨基胍合用,则可选择性抑制iNOS活性,防止产生过量NO,抑制创面进行性损害,有利于创面愈合。
B.剂型
本发明的经口给药的固体组合物可采用片剂、丸剂、胶囊剂、散剂、颗粒剂、滴剂等形式。这些固体组合物中混合了1种或1种以上的活性物质和至少1种惰性稀释剂,例如,乳糖、甘露糖醇、葡萄糖、羟丙基纤维素、微晶纤维素、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、琼脂、果胶、硅铝酸镁、铝酸镁。还可按照常用方法使组合物中含有除了惰性稀释剂之外的添加剂,例如,硬脂酸镁等润滑剂、纤维素乙醇酸钙等崩解剂、乳糖等稳定剂、谷氨酸或天冬氨酸等助溶剂。如是片剂或丸剂,还可根据需要,在其外部包裹上蔗糖、明胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯等糖衣或胃溶性、肠溶性薄膜。
经口给药的液体组合物包括药剂上允许的乳浊剂、溶液剂、悬浮剂、糖浆剂、酏剂等,通常使用的惰性稀释剂包括精制水、乙醇。该组合物中除了惰性稀释剂之外,还可包含湿润剂、悬浮剂等助剂,甜味剂、矫味剂、芳香剂和防腐剂。
非经口给药的注射剂包括无菌水性或非水性溶液剂、悬浮剂和乳浊剂。水性溶液剂和悬浮剂中包含注射剂用蒸馏水及生理盐水。非水溶性溶液剂和悬浮剂中包含丙二醇,聚乙二醇,可可脂、橄榄油、蓖麻油等植物油,乙醇等醇类,阿拉伯胶、吐温80(商品名)等。这些组合物中还可包含等渗剂、防腐剂、湿润剂、乳化剂、分散剂、稳定剂(例如乳糖)、助溶剂(例如,谷氨酸、天冬氨酸)。用滤菌膜过滤上述组合物,再配合使用灭菌剂就可达到无菌的目的。然后,利用上述组合物制得无菌的固体组合物,在使用前用水或无菌注射用溶剂溶解就可加以利用。
用于制造本发明的有用剂型的技术和组合物,在下列文献中有描述:7种现代制剂(7Modern Pharmaceutics).第9和10章(Banker & Rhodes编辑,1979);Lieberman等人,药物剂型:片剂(Pharmaceutical Dosage Forms:Tablets)(1981);和Ansel,药物剂型导论(Introduction to PharmaceuticalDosage Forms)2版(1976)。
C.给药方法
配制好的药物组合物可以通过常规途径进行给药,其中包括(但并不限于):肌内、腹膜内、静脉内、皮下、皮内、口服、或局部给药。此外,氨基胍还可与其他治疗糖尿病及其并发症的治疗剂(如胰岛素等)一起使用。
现阶段,我国有各种难愈创面患者。例如糖尿病患者约880万,预计在到2025年将达到3,800万,其中有相当部分病人并发有难愈创面。因此氨基胍具有广泛的市场前景。本发明的主要优点在于:
(1)氨基胍可有效防治难愈创面愈合。
(2)氨基胍可与其它治疗糖尿病药物(如精氨酸等)合并使用,并可经常规途径给药,使用方便。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
氨基胍对糖尿病难愈创面的治疗效果
方法:SPF级雄性SD大鼠(购自复旦大学上海医学院动物实验中心),体重200~250g。随机分为3组,A正常对照组(n=30),B糖尿病对照组(n=30)、C氨基胍干预组(n=30)。B、C组禁食24小时后给予65mg/kg体重链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ,Sigma公司)腹腔单剂量注射。注射前及注射后每周经尾静脉采血测定随机血糖,同时对诱导后大鼠的体重进行观测。若诱导前血糖水平<8.9mmol/L,诱导后血糖水平≥11.2mmol/L,体重明显下降,即可视为糖尿病模型诱导成功。B、C组大鼠根据血糖水平腹腔注射鱼精蛋白锌胰岛素1-4μ/d,既保证血糖维持在11.2mmol/L以上,又降低酮症的发生率,从而减少动物死亡率。模型成功后,C组大鼠予氨基胍灌胃,剂量为100mg/kg/d,每天一次,直至取材。
糖尿病模型诱导成功8周后,对三组大鼠行深II度烫伤(约占总体表面积20%)。以糖尿病模型诱导成功8周为0时相点,各组于第0及伤后3、7、14、21天时相点处死大鼠,取全层皮肤标本。部分标本于10%缓冲福尔马林溶液中固定后制成石蜡块保存。
测定方法:
A.创面愈合面积百分比的计算:
以透明方格纸,于伤后24小时第一次测量创面面积为烫伤面积,于取材时测量各时相点创面面积。计算公式为:
愈合面积=烫伤面积-各时相点面积;
创面愈合面积百分比=(愈合面积/烫伤面积)×100%
采用Adobe photoshop 7.0(Adobe公司)进行面积计算。
B、组织中羟脯氨酸(OHP)含量检测:
创面组织准确称重后,加9倍生理盐水制成10%的匀浆,离心,将上清稀释成2%的浓度后,按羟脯氨酸含量测定试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明进行测定。
将0时相点石蜡标本制成5μm厚的切片,常规HE染色,光镜下测量表皮厚度。
结果:
A、氨基胍对创面愈合面积百分比的影响:
氨基胍治疗组与正常对照组相比,在伤后7天创面愈合面积百分比显著增加(P<0.01),14、21天则无显著性差异;与糖尿病对照组相比,氨基胍治疗组在伤后7、14、21天创面愈合面积百分比增加,均有显著性增加(P<0.01)(如表1所示)。
表1创面愈合面积百分比
7天 | 14天 | 21天 | |
正常对照组 | 24.3±1.7 | 50.1±2.1 | 79.5±3.1 |
糖尿病对照组 | 14.6±3.4<sup>*</sup> | 30.6±1.8<sup>*</sup> | 56.4±8.8<sup>*</sup> |
氨基胍治疗组 | 42.6±12.0<sup>*&</sup> | 57.5±12.0<sup>&</sup> | 88.4±10.2<sup>&</sup> |
注:与正常对照组相比,*p<0.01,与糖尿病对照组相比,&p<0.01
氨基胍对0时相点表皮厚度的影响:
结果如图1所示,其中糖尿病对照组与正常对照组相比,p<0.05,氨基胍治疗组与正常对照组相比,p>0.05,氨基胍治疗组与糖尿病对照组相比,p>0.05。
与正常对照组相比,糖尿病组表皮厚度显著变薄,而氨基胍治疗后,表皮厚度增加,虽然这种增加与糖尿病对照组相比,未达到统计学差异,但可表明应用氨基胍后,可纠正糖尿病表皮菲薄的状态。
氨基胍对0时相点单位面积羟脯氨酸含量的影响:
结果如图2所示。其中糖尿病对照组与正常对照组相比,p<0.05,氨基胍治疗组与正常对照组相比,p>0.05,氨基胍治疗组与糖尿病对照组相比,p<0.01。
与正常对照组相比,糖尿病组单位面积羟脯氨酸含量显著降低,氨基胍治疗后,羟脯氨酸含量显著增加,与糖尿病对照组相比,p<0.01,而与正常组之间无统计学差异。应用氨基胍,能明显增加糖尿病皮肤胶原含量。
实施例2
氨基胍治疗其他难愈创面
重复实施例1的方法,不同点在于慢性静脉性溃疡模型大鼠替换糖尿病难愈创面模型大鼠,观察创面愈合情况。
结果表明,施用氨基胍组大鼠的愈合情况优于对照组。这表明,应用氨基胍可促进慢性静脉性溃疡的创面愈合。
研究表明慢性静脉性溃疡创面难愈的一个可能原因是与创面中过量的NO有关。过量的NO与OH-结合产生亚硝酸盐,后者可加剧组织破坏,不利于创面愈合。氨基胍可显著抑制iNOS活性,减少NO的产生,有利于创面愈合。
实施例3
含氨基胍的药物组合物
在本实施例中,将下表中的各组合按常规方法混合,制成用于口服的含氨基胍的药物组合物,剂型为颗粒剂。
口服颗粒剂的配方:
氨基胍 | 500g |
淀粉 | 240g |
糊精 | 250g |
甜菊素 | 适量(约5克) |
乙醇 | 适量(约5ml) |
共1000克 |
实施例4
含氨基胍和其他糖尿病治疗剂的药物组合物
在本实施例中,在磺脲类、双胍类药物、胰岛素药物的片剂配方中,分别添加5wt%含量的氨基胍,制得含氨基胍和其他糖尿病并发症治疗剂的口服片剂。
实施例5
氨基胍和精氨酸合用可更显著促进难愈创面愈合。
重复实施例1的方法,不同点仅在于增加了联用氨基胍和精氨酸的试验组D(氨基胍100mg/kg/d+精氨酸200mg/kg/d)。
结果,联合用药组D的创面愈合时间显著缩短,优于正常对照组A、糖尿病对照组B和氨基胍治疗组C。
实施例6
含氨基胍和精氨酸的药物组合物
在本实施例中,将下表中的各组合按常规方法混合,制成用于口服的含氨基胍和精氨酸的药物组合物,剂型为片剂。
口服片剂的配方:
氨基胍 | 200g |
精氨酸 | 300g |
淀粉 | 240g |
糊精 | 250g |
甜菊素 | 适量(约5克) |
乙醇 | 适量(约5ml) |
共1000克 |
讨论
难愈创面的原因非常复杂。以糖尿病难愈创面为例,主要的原因可能与高血糖有关。
氨基胍是一种具有亲核作用的肼化合物,能与缺乏电子的羰基基团起反应。肼能够使多种氧化还原酶失活,例如大鼠肝细胞色素P450、过氧化氢酶、辣根过氧化物酶、醛糖还原酶、多巴胺-β-羟化酶和单胺氧化酶等。
氨基胍抑制蛋白非酶糖基化终末产物(AGEs)和脂氧化终末产物(ALEs)形成
慢性高血糖可引起机体的AGEs和ALEs大量堆积,从而引起许多蛋白、脂类分子的结构功能改变,可能是糖尿病创面难愈发生的众多原因之一。
含有醛基或酮基的还原性糖类在某些氧化基团的作用下,可与氨基酸或核酸的氨基发生非酶化反应,称为Maillard反应,生成可逆性Schiff碱结构并异构成更稳定的Amadori型早期糖基化产物。后者经过一系列缓慢而复杂的化学反应,最终形成一类不可逆的糖基化产物,即AGEs(Yasotha Duraisamy,JohnGaffney,Mark Slevin,et al.Aminosalicylic acid reduces theantiproliferativeeffect of hyperglycaemia,advancedglycationendproducts and glycated basic fibroblast growthfactor incultured bovine aortic endothelial cells:Comparison with aminoguanidine.Mol Cell Biochem,2003,246:143-153.)。
除还原性糖类以外,某些脂类物质也可与蛋白质发生非酶化反应,它们主要是多不饱和脂肪酸的氧化产物,如丙二酸二醛(MDA)等,这一类可修饰蛋白质的脂质过氧化物被称为ALEs。糖尿病患者血浆中,AGEs和ALEs水平是相伴升高的,表明二者在产生和蓄积的机制方面具有同源性。AGEs、ALEs可由体内的一类含有羰基的小分子化合物与蛋白质的氨基反应生成,这一类羰基化合物被称为反应性羰基化合物(RCO)。在糖尿病异常代谢状态下,机体的糖类、脂类和蛋白质在氧化基团的作用下大量生成RCO,进而导致了AGEs、ALEs在体内的蓄积(Miyata T,Van Y,Kurokawa,et al.Alterations innon-enzymatic biochemistry in uremia:Origin and significance of“carbonyl stress”in long-term uremic complication.Kidney Int,1999,55:389-399;Miyata T,Fu M X,Kurokawa,et al.Autoxidation productsof both carbohydrates and lipid are increased in uremic plasma:Isthere oxidative stress in uremia?.Kidney Int,1998,427:381-385;Suzuki D,Miyata T.Carbonyl stress in the pathogensis of diabeticnephropathy.Intern Med,1999,38:309-314)。
AGEs形成可改变创面愈合过程中某些蛋白质分子和关键性成分的结构、功能,使其结合力下降,信号转导受阻,细胞增殖抑制,从而导致创面愈合延迟。如,创面中碱性成纤维细胞生长因子(bFGF),在高糖环境中可发生糖基化,糖基化bFGF的促增殖能力显著下降;某些生长因子受体,如表皮生长因子受体(EGFR),也可发生糖基化,从而使其介导的信号转导途径受阻,细胞增殖抑制。细胞外基质中的蛋白成分在高糖环境中也可发生糖基化,导致其结合力下降;而且糖基化还能使细胞外长寿基质蛋白发生交联,使其能对抗蛋白水解酶,从而使新血管形成过程中所必须的降解、重塑过程发生障碍,导致创面愈合过程中血管形成不良。总之,创面愈合过程中调节细胞迁移、增生和重塑过程所必须的生长因子、基质蛋白成分的糖基化,可导致糖尿病创面愈合延迟,甚至不愈。(Francesco F,Lentini A,Fogliano V,et al.Sugar-inducedmodification of fibroblast growth factor 2 reduces its angiogenicactivity in vivo.Am J Pathol,2002,161:531-541;Manuel Portero-Otin,Reinald Pamplona,Maria Josep Bellmunt,et al.Advanced glycation endproduct precursors impair epidermal growth factor receptor signaling.Diabetes,2002,51:1535-1542;Tamarat R,Silvestre JS,Huijberts M,etal.Blockade of advanced glycation end-product formation restoresischemia-induced angiogenesis in diabetic mice.Proc Natl Acad Sci,2003,100:8555-8560.)
AGEs还可与其受体(RAGEs)结合产生效应RAGEs是一种免疫球蛋白,存在于多种细胞表面。免疫细胞可通过表面特异性RAGEs识别、结合AGEs修饰蛋白,促使单核细胞向AGEs沉积处聚集,从而清除AGEs修饰蛋白。可见AGEs通过适当的细胞因子介导,可促使其沉积处的衰老组织清除和新组织重建。然而,由于糖尿病患者AGEs和ALEs过度沉积,打破了AGEs、ALEs沉积和清除的平衡,产生一系列病理变化。AGEs与内皮细胞上RAGEs结合后,激活凝血因子IX和X与VIIa结合,同时使血栓调节素活性快速下降,抑制抗血凝蛋白激酶C通路的活化,造成血管过度收缩和局部血栓形成。另外,AGEs与内皮细胞上RAGEs结合,还能诱导内皮素-1(ET-1)的产生增加,组织因子(例如前凝血质)活性增加,增加转录调节蛋白AP-1DNA结合位点和活化转录因子NF-κB,进一步使血管细胞粘附分子(VCAM-1)增加,VCAM-1通过与CD11/CD18复合物结合介导中性粒细胞的粘附,释放各种酶和自由基,增加血管通透性并损伤内皮细胞。此外,免疫细胞与AGEs结合后还可分泌肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)等细胞因子,加剧组织损伤,并刺激内皮细胞粘附蛋白的表达增加,形成恶性循环。AGEs与成纤维细胞表面的RAGEs结合,可导致其功能减退,胶原合成减少。AGEs与RAGEs结合,还可诱导细胞的靶部位发生氧化应激,攻击DNA和核蛋白,影响基质成分mRNA的表达,导致基因突变和基因表达错误,从细胞内水平来改变细胞的结构和功能。因此,通过与RAGEs结合,AGEs可造成血管过度收缩、局部血栓形成,引起微血管及修复细胞损害和局部炎症反应,参与形成糖尿病创面难愈。(Mouza T.Goova,Jun Li,Thomas Kislinger,et al.Blockade of receptor foradvanced glycation end-products restores effective wound healing indiabetic mice.Am J Patho,2001,159:513-525;Hofmann MA,Drury S,Fu C,et al.RAGE mediates a novel proinflammatory axis:a centralcell surface receptor for S100/calgranulin polypeptides.Cell,1999,97:889-901;Owen Jr WF,Hou FF,Stuart RO,et al.β2-Microglobulinmodified with advanced glycation end products modulates collagensynthesis by human fibroblasts.Kidney Int,1998,53:1365-1373)
在糖尿病患者微循环中,游离的葡萄糖和Amadori产物经过金属转移催化发生自然氧化,产生大量自由基,造成体内大量富含活性醛基物质的过度堆积。这些活性醛基可以与载脂蛋白的赖氨酸残基相结合,阻止低密度脂蛋白(LDL)的清除过程。同时,过度LDL的氧化修饰使LDL抗原决定簇发生改变,从而不被LDL受体所识别,而位于血管基质中的巨噬细胞摄取LDL增加,泡沫细胞形成增加,导致LDL沉积在血管壁周围,造成血管硬化、血管闭塞等,加剧糖尿病创面难愈(Schmidt A M,Yan S D,Wautier,et al.Activationof receptor for advanced glycation end products-A mechanism forchronic vascular dysfunction in diabetic vasculopathy andatherosclerosis.Cir Res,1999,84:489-497)。
氨基胍上的氨基酸通过与早期糖化产物(Amadori产物)及3-脱氧葡萄糖酮等含有活性羰基的Amadori降解产物发生反应,形成无活性的Amadori产物替代物,阻断早期糖化产物进一步重排脱氢形成AGEs。从而抑制AGEs和胶原蛋白、白蛋白等蛋白糖化后的交联形成。不仅如此,氨基胍还能抑制早期糖化产物的形成。葡萄糖可以开放链的形式与氨基胍缩合,导致游离葡萄糖浓度的减少,从而抑制了糖化蛋白质的产生。氨基胍与游离葡萄糖的这种亲和力很弱,其抑制早期糖化产物形成最终AGEs的作用要远远大于其抑制早期糖化产物形成的作用。
氨基胍与糖尿病微循环中的醛基结合,还可抑制LDL氧化修饰,加速血管内LDL清除,改善血管结构和功能,有利于创面愈合。
可见,氨基胍可显著抑制AGEs、ALEs形成,减轻其对修复过程中生长因子及基质蛋白等成分的毒害作用,招募免疫细胞,改善修复细胞功能及其作用环境,加快血管和肉芽组织形成,从而促进糖尿病难愈创面愈合。
氨基胍抑制一氧化氮合成酶(NOS)活性
一氧化氮(NO)是一种强有力的内源性扩血管物质,可增加血流和血管通透性。NO又是一种氧化剂,可与H2O2反应生成过(氧化)亚硝酸盐(ONOO-),后者也是一种强氧化剂,这两种氧化剂可氧化生物分子导致细胞损伤和死亡。NO这种细胞毒性作用可在吞噬细胞杀灭病原菌的免疫反应中发挥作用,但也可对机体细胞产生毒性,不利于创面的修复。(N.E.Flynn,C.J.Meininger,T.E.Haynes et al.The metabolic basis of arginine nutrition andpharmacotherapy.Biomed Pharmacother,2002,56:427-438;Fang YZ,Yang S,Wu G.Free radicals,antioxidants,and nutrition.Nutrition,2002,18:872-879.)
NO主要由NOS催化合成,体内NOS有三种:诱导型(iNOS)、神经型(nNOS)、内皮型(eNOS)。后两者可统称为结构型NOS(cNOS)。正常情况下,机体需要的基础性NO由cNOS产生,应激情况下,NO主要由iNOS产生。几乎所有的细胞在炎症因子和脂多糖作用下都可表达iNOS,因此大量的NO主要由iNOS产生。
氨基胍具有选择性抑制iNOS的作用。氨基胍在结构上与NO的合成底物L-精氨酸相似,在NO的合成过程中作为竞争性抑制剂。氨基胍在BH4的辅助下,生成反应性中间产物(自杀产物)与精氨酸的结合位点和血红素残基结合,从而抑制NOS。氨基胍与N-单甲基-L-精氨酸(L-NMMA,一种非选择性NOS竞争性抑制剂)均能抑制内毒素引起的巨噬细胞释放iNOS。所不同的是氨基胍对iNOS的抑制作用比L-NMMA强7倍,而对cNOS只产生轻微的影响,仅是L-NMMA的1/15。氨基胍这种选择性抑制iNOS活性的作用主要是因为:(1)氨基胍与iNOS的亲和力是cNOS的50~500倍;(2)内皮细胞cNOS与精氨酸的结合力是氨基胍的1000倍,氨基胍不能起到竞争性抑制的作用,相反精氨酸则可以防止氨基胍诱导的cNOS失活;(3)cNOS在细胞内常处于未激活状态,只有在特殊的刺激条件下才激活,并释放少量的NO。氨基胍抑制cNOS的过程中需要Ca2+、CaM、NADPH、BH4和氧分子同时参与,这个过程很短暂,只能产生少量的自杀产物来抑制cNOS。而氨基胍抑制iNOS不受这么多条件的限制,一旦iNOS激活,就能持续催化生成大量的NO。氨基胍对iNOS的抑制作用也是持续的,而且可以生成大量的自杀产物来抑制iNOS。
氨基胍选择性iNOS活性,可防止生成过量NO对修复细胞产生毒性作用,有利于创面愈合。但适量的NO对创面愈合是必须的,因此氨基胍通过这一途径促进创面愈合的作用是相对的。
氨基胍抑制对半卡巴肼敏感的胺氧化酶活性
氨基胍通过抑制AGEs、ALEs阻止结构蛋白和功能蛋白以及胶原的交联,其中有一部分是通过抑制对半卡巴肼敏感的胺氧化酶(SSAO)活性来实现的。SSAO是在6-羟基多巴代谢过程中作为辅助因子的催化酶,是Cu2+依赖性的,它对肼敏感。SSAO主要分布在人体的血管平滑肌细胞、软骨、视网膜和血液中,在糖尿病和肝病患者体内都发现了血清中SSAO的水平升高,糖尿病大鼠和绵羊的血清中也发现SSAO的升高,而且SSAO活性和血浆糖化血红蛋白的水平有密切的联系。SSAO催化甲胺脱氨生成甲醛和过氧化氢,SSAO介导的脱氨作用在AGEs形成过程中起到了一定的作用:甲胺脱氨形成的大量甲醛在蛋白之间形成支架,诱导蛋白交联和重要结构蛋白和功能蛋白的修饰,甲醛还参与血管的硬化过程,在糖尿病微血管并发症的发生发展中起到了重要作用。另外,脱氨作用促使体内生成过氧化氢、氧自由基的速度加快,从而脂质过氧化、丙二醛、共轭双烯烃的水平也相应升高。体内体外实验证明氨基胍能够不可逆地抑制SSAO的活性。像其他肼复合物一样,氨基胍通过与6-羟基多巴苯环上3-酮基共价结合生成腙产物,干扰6-羟基多巴的代谢过程,抑制AGEs形成和血管硬化,改善创面血液供应,减少自由基生成,有利于创面愈合。
综上所述,糖尿病创面难愈的原因是多方面、多层次的,而氨基胍阻断高血糖病理作用,促进创面愈合的环节也是多方面、多层次的。目前还没有发现氨基胍有明显的毒性作用,因此氨基胍有广阔的应用前景。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1. 一种氨基胍的用途,其特征在于,用于制备治疗难愈创面的组合物,所述组合物还含有占组合物总重量0.1%-90%的精氨酸,并且其中所述的难愈创面是糖尿病诱发的溃疡。
2. 如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述组合物含有占组合物总重量0.01%-99%的氨基胍。
3. 如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述组合物中氨基胍和精氨酸两者的重量比为50.1-1.50。
4. 如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述组合物中所述组合物中氨基胍和精氨酸两者的重量比为10∶1-1∶10。
5. 如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述组合物用量为每天0.01-10mg/kg体重,按氨基胍计。
6. 如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述组合物为保健品。
7. 如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述组合物为药物组合物。
8. 如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述组合物为片剂、丸剂、胶囊剂、散剂、颗粒剂、乳浊剂、溶液剂、悬浮剂、糖浆剂、或酏剂。
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