ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ В12
Изучение витамина B12 и определение его роли в обмене веществ продолжаются уже почти 200 лет. Первое описание заболевания, связанного с дефицитом этого витамина, датируется 1824 годом. Именно в этом году J.S. Combe представил клинический случай пернициозной анемии, возникшей у 47-летнего чернорабочего и приведшей к его смерти в течение года [1]. В 1855 году Т. Аddison описал «идиопатическую анемию» как болезнь, развивающуюся с одинаковой частотой у лиц обоих полов, преимущественно в среднем возрасте, характеризующуюся прогрессивным снижением аппетита, развитием «восковой бледности» и неминуемо заканчивающуюся смертью [2]. В 1872 году A. Biermer ввел термин «пернициозная». В своей статье «Прогрессирующая пернициозная анемия» он представил описание 15 клинических случаев анемии со смертельным исходом.
В дальнейшем в медицинской литературе продолжали появляться описания случаев заболевания, подробно раскрывающие клиническую картину, но не освещающие этиологию и патогенез пернициозной анемии. P. Ehrlich, немецкий патологоанатом, благодаря разработанным им методам окраски крови смог выделить особые крупные красные клетки с аномально большим ядром (мегалобласты) в костном мозге пациентов, страдающих этим заболеванием.
В описаниях многих клинических случаев отмечалось наличие у пациентов неврологической симптоматики (покалывание, онемение конечностей). J. Russell показал, что демиелинизация спинного мозга встречается у многих пациентов с пернициозной анемией, и ввел термин «подострая дегенерация спинного мозга».
Долгое время пернициозная анемия считалась инфекционным заболеванием, и именно поэтому предпринимались попытки лечения с помощью мышьяка, разбавленной соляной кислоты и других кишечных антисептиков, экстракции зубов, переливания крови [1].
Поворотный момент наступил в 1926 году, после публикации работы G. Minot и W. Murphy, в которой они продемонстрировали, что введение в рацион пациентов с пернициозной анемией полуготовой печени и мяса позволяет длительное время поддерживать ремиссию заболевания [3]. Данный способ лечения был поддержан врачами по всему миру, в 1928 году промышленно произведенный экстракт печени для перорального применения поступил в больницы Великобритании [4], а в 1932 году на рынке появились высокоочищенные экстракты, пригодные для внутримышечного и парентерального введения [5]. В 1934 году Minot и Murphy за успехи в данной области получили Нобелевскую премию.
В это же время ученый W. Castle занимался исследованием ахлоргидрии, которая, как уже было известно, часто сопутствует пернициозной анемии. Он выяснил, что пернициозная анемия связана с дефицитом фермента желудочного сока, который он назвал внутренним фактором [6].
В 1948 году одновременно двумя группами исследователей был выделен витамин В12. Научной группой под руководством K. Folkers из печеночного экстракта были выделены «маленькие красные иглы» — витамин B12, препятствующий развитию пернициозной анемии. В Великобритании это сделали Smith и Parker. Обе группы обнаружили, что выделенное вещество содержит кобальт. Активность очищенного витамина В12 оказалась крайне высокой (даже при небольшой дозе в 4 г отмечался полный ответ ретикулоцитов) [7].
Следующей задачей было определение состава и структуры витамина. Brink с соавт. к 1954 году определили элементарную структуру витамина: C61–64H86–92N14O13PCo. D. Hodgkin использовала новый метод рентгеновской кристаллографии для определения пространственной структуры молекулы и выяснила, что по сравнению с другими витаминами В12 имеет самую сложную химическую структуру, основой которой является корриновое кольцо. За использование метода рентгеновской кристаллографии в 1964 году Dorothy Hodgkin была присуждена Нобелевская премия [8]. В течение следующих 10 лет витамин В12 был синтезирован химически.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ВИТАМИНА В12
Витамин В12 (кобаламин) — водорастворимый витамин. Предварительный этап метаболизма В12 включает его высвобождение из животных источников под действием пепсина и кислоты желудочного сока. Затем витамин В12 связывается с R-белком, который синтезируется в слюнных железах. В двенадцатиперстной кишке в щелочной среде под действием панкреатических протеаз комплекс «витамин В12 — R-белок» гидролизуется и витамин В12 связывается с внутренним фактором Касла, секретируемым париетальными клетками желудка.
Комплекс «внутренний фактор — витамин В12» обладает высокой устойчивостью к протеолизу, он прикрепляется к специфическим рецепторам слизистой оболочки подвздошной кишки, где в присутствии кальция и происходит всасывание. Внутри клеток В12 высвобождается и прикрепляется к другому белку-носителю — транскобаламину II, а затем поступает в клетки печени, костного мозга и других жизненно важных клеток организма. До 90% общего количества витамина В12 находится в печени [9; 10].
Нарушение на любой из вышеописанных стадий приводит к клиническим или биохимическим проявлениям дефицита витамина В12. Причинами дефицита витамина В12 могут служить недостаточное потребление с пищей, особенно среди лиц, страдающих алкоголизмом, у вегетарианцев, мальабсорбция из-за хронического атрофического гастрита в основном у пожилых людей, злокачественная анемия, целиакия, хронический панкреатит, прием таких препаратов, как ингибиторы протонной помпы или метформин.
Клиническая картина дефицита витамина В12 заключается преимущественно в нейрокогнитивной дисфункции и гематологических нарушениях.
Витамин В12 участвует в метилировании гомоцистеина в метионин и в преобразовании метилмалонил-кофермента А (КоА) в сукцинил-КоА. Витамин В12 в качестве кофактора облегчает метилирование гомоцистеина в метионин, который затем в виде S-аденозил-метионина отдает метильную группу на акцепторы, такие как миелин, нейротрансмиттеры и мембранные фосфолипиды. Следовательно, дефицит витамина В12 приведет к нарушению процесса метилирования и накоплению внутриклеточного и сывороточного гомоцистеина.
Доказаны потенциальные токсические эффекты гипергомоцистеинемии на нейроны и эндотелий сосудов. При наличии дефицита витамина В12 уменьшается образование сукцинил-КоА из метилмалонил-КоА, соответственно, в сыворотке увеличивается содержание метилмалоновой кислоты, что нарушает синтез жирных кислот мембран нейронов [11]. Кроме того, витамин В12 имеет важное значение в синтезе моноаминов и нейротрансмиттеров (серотонина, допамина) [12].
Все это объясняет нейрокогнитивные и психические проявления, которыми сопровождается дефицит витамина В12. Демиелинизация аксонов, их дегенерация и смерть — отличительный признак В12-индуцированного повреждения нейронов, которое проявляется в виде тяжелой периферической или автономной нейропатии, подострой комбинированной дегенерации спинного мозга, делирием и деменцией [11; 13]. Получены убедительные данные, свидетельствующие о том, что гипергомоцистеинемия связана с повышенным риском развития сердечно-сосудистых событий из-за его токсического воздействия на клетки и сосуды [14].
В12 — один из важнейших микроэлементов, необходимый для синтеза ДНК, репарации и нормального кроветворения (наряду с фолиевой кислотой и железом). Дефицит витамина В12 связан с такими изменениями в гемограмме, как макроцитоз, появление овалоцитов, гиперсегментация ядер лейкоцитов, панцитопения [15].
РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ДЕФИЦИТА ВИТАМИНА В12 У ПАЦИЕНТОВ С СД 2, ПРИНИМАЮЩИХ МЕТФОРМИН
Во многих перекрестных исследованиях и описанных клинических случаях зафиксировано увеличение частоты дефицита витамина В12 среди пациентов с сахарным диабетом 2-го типа.
В апреле 2016 года был опубликован систематический обзор и метаанализ, посвященный связи длительного приема метформина пациентами с сахарным диабетом 2-го типа с дефицитом витамина B12. В 10 из 17 наблюдательных исследований, вошедших в обзор, доказано, что прием метформина действительно ассоциирован с более низким уровнем витамина В12. Полученные данные свидетельствуют о том, что прием метформина на протяжении 1,5–3 месяцев снижает уровень витамина В12 в среднем на 57 пмоль/л (95%, ДИ –35–(–79) пмоль/л). Такое снижение витамина В12 может быть клинически значимым и приводить к дефициту (< 150 пмоль/л) или пограничному снижению витамина B12 у пациентов с уровнем витамина В12 до лечения метформином 207–277 пмоль/л [16].
Подобные данные получены и в ряде других метаанализов, например в исследовании Niafar с соавт. у пациентов с сахарным диабетом, дислипидемией и синдромом поликистозных яичников отмечено снижение витамина В12 на 66 пмоль/л (95%, ДИ –78,1–(–53,6) пмоль/л) [17]. В метаанализе Liu с соавт. в группе контроля состояли пациенты, принимающие розиглитазон. В группе принимающих метформин отмечено снижение витамина В12 на 54 пмоль/л по сравнению с контрольной группой [18].
Распространенность дефицита В12 среди пациентов с СД 2-го типа на метформине оценивается в диапазоне от 5,8 до 33% [19]. Такой разброс объясняется, возможно, различным определением понятия «дефицит» в отношении витамина В12. В поперечном исследовании Pflipsen с соавт. дефицит витамина В12 регистрировался при снижении его концентрации в сыворотке ниже 73 пмоль/л, или при концентрации В12 от 73 до 257 пмоль/л и повышении метилмалоновой кислоты выше 243 нмоль/л, или концентрации гомоцистеина выше 11,9 нмоль/л [20]. Reinstatler с соавт. определяли дефицит витамина В12 как его снижение в сыворотке ниже 148 пмоль/л, а пограничное состояние — 148–221 пмоль/л [21]. В исследовании Qureshi с соавт. распространенность дефицита В12 среди взрослых пациентов с СД 2-го типа составила 33%, однако в этом исследовании участвовали пациенты, принимающие метформин в течение четырех лет в дозе > 2 г/сут [22].
Метформин — препарат первой линии в лечении сахарного диабета 2-го типа. Риск развития дефицита витамина В12, связанного с приемом метформина, в значительной степени возрастает при увеличении возраста пациента, дозы препарата, длительности его применения. В исследовании случай-контроль увеличения ежедневной дозы метформина на 1 г соответствует ОШ 2,9 (95%, ДИ 2,15–3,87) для развития дефицита витамина В12. Среди пациентов, принимающих метформин на протяжении более трех лет, скорректированное отношение шансов составило 2,4 (95%, ДИ 1,46– 3,91) по сравнению с теми, кто получал метформин менее трех лет [23].
Как правило, снижение концентрации витамина В12 может быть зарегистрировано уже на четвертом месяце приема метформина [24], однако клинические признаки развиваются лишь через 5–10 лет из-за существующих запасов витамина в печени [25].
Точный механизм, вызывающий снижение витамина В12 при приеме метформина, неизвестен. Существующие гипотезы включают в себя: изменение моторики кишечника, вызывающее стимуляцию роста бактерий, которые конкурентно ингибируют и инактивируют поглощение витамина В12; изменение внутреннего фактора Касла [25]. Метформин ингибирует кальций-зависимую абсорбцию комплекса «В12 — внутренний фактор» в подвздошной кишке. Этого можно избежать при применении препаратов кальция [26].
ПРОФИЛАКТИКА ДЕФИЦИТА В12
В настоящее время не существует строгих рекомендаций по рутинному скринингу дефицита витамина В12 у пациентов с СД 2-го типа, получающих метформин. Однако, обобщая все имеющиеся данные, кажется целесообразным исследование уровня В12 до начала терапии метформином, а затем ежегодно. У пожилых пациентов, принимающих препарат более трех-четырех лет в высоких дозах (³ 2 г/сут), отмечено клинически значимое ухудшение дистальной нейропатии, которое может сочетаться с гематологическими нарушениями [27].
Что касается пороговых значений для определения дефицита В12, то у пациентов с СД 2-го типа они не отличаются от общепопуляционных: при концентрации В12 < 200 пг/мл диагностируется дефицит, а концентрация В12 > 400 пг/ мл подтверждает отсутствие дефицита витамина [28].
Сывороточные уровни метилмалоновой кислоты и гомоцистеина — более чувствительные показатели для скрининга дефицита В12 у пациентов с СД, особенно в случае пограничной сывороточной концентрации В12 (от 200 до 400 пг/мл). Нормой для гомоцистеина является концентрация 5–15 мкмоль/л, а метилмалоновой кислоты < 0,28 мкмоль/л [29].
ЛЕЧЕНИЕ
Все пациенты с дефицитом витамина В12 вне зависимости от этиологии данного состояния должны получать заместительную терапию пероральными или парентеральными препаратами витамина В12. У взрослых пациентов с СД 2-го типа внутримышечного или перорального введения В12 в дозе 1000 мкг в день в течение недели, затем 1 раз в неделю на протяжении месяца достаточно для коррекции дефицита. При наличии одновременного дефицита фолиевой кислоты сначала необходимо скорректировать имеющийся дефицит витамина В12, так как введение фолата до восполнения дефицита витамина В12 может привести к прогрессированию неврологических проявлений [30].
Дефицит витамина B12, гипергомоцистеинемия, повышение уровня метилмалоновой кислоты вызывают развитие сенсорной полинейропатии, клинические проявления которой сходны с проявлениями диабетической нейропатии. При дефиците витамина В12 ухудшается состояние уже имеющейся диабетической нейропатии у пациентов с СД 2. Заместительная терапия препаратами В12 ведет к симптоматическому улучшению диабетической нейропатии, доказанно уменьшает боль, парестезии, выраженность автономной нейропатии [31].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Клинический и биохимический дефицит витамина В12 широко распространен среди пациентов с СД. Необходимы масштабные исследования, которые позволят выработать оптимальную процедуру скрининга дефицита витамина В12, выбрать оптимальную дозу для профилактики и лечения данного состояния. Ежегодный скрининг дефицита витамина В12 с использованием более чувствительных методов, таких как концентрация метилмалоновой кислоты и гомоцистеина, должен использоваться для пациентов с СД и наличием факторов риска дефицита В12.