Перспективы применения полифенолов винограда у пациентов с сахарным диабетом 1 типа

Согласно данным эпидемиологических исследований, количество пациентов с сахарным диабетом 1 типа (СД1) в Российской Федерации составляет 277,1 тысячи человек. Число больных продолжает расти, как и показатели распространенности и смертности, в особенности показатель среднего возраста умерших от СД1, в частности для представительниц женского пола за период с 2010 по 2022 гг. этот показатель снизился с 62,1 года до 56,0 лет. Гликирование структурных молекул органов и тканей приводит к их дисфункции и последующей инвалидизации пациента. Несмотря на развитие фармакологической промышленности и повсеместной доступности препаратов инсулина, далеко не все пациенты достигают целевых значений гликированного гемоглобина. Развитие вторичных нарушений, опосредованных дефицитом инсулина и нарушением гликемии, таких как дислипидемия, низкоинтенсивное воспаление, метаболическая эндотоксинемия и окислительный стресс приводит к повреждению стенок сосудистого русла, значительно увеличивая кардиоваскулярный риск у пациентов с СД1. Учитывая весь спектр патогенетических нарушений у пациентов с СД1, перспективным направлением является поиск дополнительных путей регуляции, в том числе с применением биологически активных соединений, содержащихся в растительном сырье, а в частности полифенолов. Данные литературы подтверждают противовоспалительный, антиоксидантный и гипогликемический эффекты полифенолов. Учитывая широкую доступность полифенолов в рационе, их многофакторное воздействие на метаболические пути, данные соединения являются перспективным инструментом влияния на патогенез различных патологий, в том числе СД1. В связи с вышеизложенным данный обзор посвящен влиянию полифенолов растительного происхождения, а в частности полифенолов винограда, на патогенез СД1 и возможные пути применения богатых полифенолами продуктов/препаратов с целью снижения рисков у пациентов с СД1. Путем анализа баз данных MedLine (PubMed) был проведен поиск по ключевым словам: «diabetes type 1», «polyphenols», «inflammation» и «dyslipidemia», а также поиск в библиотеке eLibrary по ключевым словам: «диабет 1 типа», «полифенолы», «воспаление» и «дислипидемия». Большинство научных статей, представленных в данном литературном обзоре, опубликовано за последние 5 лет.

Данные, представленные в обзоре, дают право назвать полифенолы винограда потенциальным средством, которое в комбинации с основной терапией заболевания способно воздействовать на основные патогенетические механизмы СД1, приводя к улучшенному контролю гликемии, достижению целевых цифр липидного профиля и снижению оксидативного стресса. Дальнейшее изучение полифенолов, содержащихся в винограде и продуктах его переработки, позволит создать эффективное и, главное, безопасное терапевтическое средство для снижения сердечно-сосудистого риска у пациентов с СД1.

1. Dedov II, Shestakova MV, Vikulova OK, et al. Diabetes mellitus in the Russian Federation: dynamics of epidemiological indicators according to the Federal Register of Diabetes Mellitus for the period 2010–2022. Diabetes mellitus. 2023;26(2):104-123. doi: https://doi.org/10.14341/DM13035

2. ElSayed NA, Aleppo G, Aroda VR, et al. Introduction and Methodology: Standards of Care in Diabetes-2023. Diabetes Care. 2023;46(Suppl 1):S1-S4. doi: https://doi.org/10.2337/dc23-Sint

3. Huang Q, Yang D, Deng H, et al. Association between Metabolic Syndrome and Microvascular Complications in Chinese Adults with Type 1 Diabetes Mellitus. Diabetes Metab J. 2022;46(1):93-103. doi: https://doi.org/10.4093/dmj.2020.0240

4. Gomes JMG, Costa JA, Alfenas RCG. Metabolic endotoxemia and diabetes mellitus: A systematic review. Metabolism. 2017;68:133-144. doi: https://doi.org/10.1016/j.metabol.2016.12.009

5. Okorokov PL, Anikhovskaia IA, Volkov IE, Yakovlev MIu. Intestinal endotoxin as a trigger of type 1 diabetes mellitus. Hum Physiol. 2011;37(2):247-249. doi: https://doi.org/10.1134/S0362119711020137

6. Li B, Pan LL, Pan X, et al. Opportunities and challenges of polyphenols and polysaccharides for type 1 diabetes intervention. Crit Rev Food Sci Nutr. 2024;64(10):2811-2823. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2126962

7. Feldman F, Koudoufio M, Desjardins Y, et al. Efficacy of Polyphenols in the Management of Dyslipidemia: A Focus on Clinical Studies. Nutrients. 2021;13(2):672. doi: https://doi.org/10.3390/nu13020672

8. Overman A, Bumrungpert A, Kennedy A, et al. Polyphenol-rich grape powder extract (GPE) attenuates inflammation in human macrophages and in human adipocytes exposed to macrophage-conditioned media. Int J Obes (Lond). 2010;34(5):800-808. doi: https://doi.org/10.1038/ijo.2009.296

9. Sarkhosh-Khorasani S, Sangsefidi ZS, Hosseinzadeh M. The effect of grape products containing polyphenols on oxidative stress: a systematic review and meta-analysis of randomized clinical trials. Nutr J. 2021;20(1):25. doi: https://doi.org/10.1186/s12937-021-00686-5

10. Dragan S, Andrica F, Serban MC, Timar R. Polyphenols-rich natural products for treatment of diabetes. Curr Med Chem. 2015;22(1):14-22. doi: https://doi.org/10.2174/0929867321666140826115422

11. Luca SV, Macovei I, Bujor A, et al. Bioactivity of dietary polyphenols: The role of metabolites. Crit Rev Food Sci Nutr. 2020;60(4):626-659. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1546669

12. Santos-Buelga C, González-Paramás AM, Oludemi T, et al. Plant phenolics as functional food ingredients. Adv Food Nutr Res. 2019;90:183-257. doi: https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2019.02.012

13. Li L, Sun B. Grape and wine polymeric polyphenols: Their importance in enology. Crit Rev Food Sci Nutr. 2019;59(4):563-579. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2017.1381071

14. Черноусова И.В., Мосолкова В.Е., Зайцев Г.П., и др. Полифенолы виноградной грозди, качественный и количественный состав, технологический запас. // Химия растительного сырья. — 2022. — №3 — С.291-300. doi: https://doi.org/10.14258/jcprm.2022039811

15. Авидзба А.М., Кубышкин А.В., Гугучкина Т.И., и др. Антиоксидантная активность продуктов переработки красных сортов винограда «Каберне-Совиньон», «Мерло», «Саперави». // Вопросы питания. — 2016. — Т.85. — №1 — С.99-109. doi: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2016-00013

16. Зайцев Г.П., Мосолкова В.Е., Гришин Ю.В., и др. Фенольные компоненты винограда сорта Каберне-Совиньон винодельческих хозяйств Крыма // Химия растительного сырья. — 2015. — №2. — С.187-193.

17. Dai X, Ding Y, Zhang Z, et al. Quercetin and quercitrin protect against cytokine-induced injuries in RINm5F β-cells via the mitochondrial pathway and NF-κB signaling. Int J Mol Med. 2013;31(1):265-271. doi: https://doi.org/10.3892/ijmm.2012.1177

18. Miladpour B, Rasti M, Owji AA, et al. Quercetin potentiates transdifferentiation of bone marrow mesenchymal stem cells into the beta cells in vitro. J Endocrinol Invest. 2017;40(5):513-521. doi: https://doi.org/10.1007/s40618-016-0592-8

19. Kobori M, Takahashi Y, Sakurai M, et al. Quercetin suppresses immune cell accumulation and improves mitochondrial gene expression in adipose tissue of diet-induced obese mice. Mol Nutr Food Res. 2016;60(2):300-12. doi: https://doi.org/10.1002/mnfr.201500595

20. Bagheri A, Ebrahimpour S, Nourbakhsh N, et al. Protective effect of quercetin on alteration of antioxidant genes expression and histological changes in the dental pulp of the streptozotocin-diabetic rats. Arch Oral Biol. 2021;125:105088. doi: https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2021.105088

21. Ji X, Shi S, Liu B, et al. Bioactive compounds from herbal medicines to manage dyslipidemia. Biomed Pharmacother. 2019;118:109338. doi: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2019.109338

22. Ren K, Jiang T, Zhao GJ. Quercetin induces the selective uptake of HDL-cholesterol via promoting SR-BI expression and the activation of the PPARγ/LXRα pathway. Food Funct. 2018;9(1):624-635. doi: https://doi.org/10.1039/c7fo01107e

23. Sun L, Li E, Wang F et al. Quercetin increases macrophage cholesterol efflux to inhibit foam cell formation through activating PPARγ-ABCA1 pathway. Int J Clin Exp Pathol. 2015;8(9):10854-10860

24. Sun CD, Zhang B, Zhang JK, et al. Cyanidin-3-glucoside-rich extract from Chinese bayberry fruit protects pancreatic β cells and ameliorates hyperglycemia in streptozotocin-induced diabetic mice. J Med Food. 2012;15(3):288-98. doi: https://doi.org/10.1089/jmf.2011.1806

25. Li C, Yang B, Xu Z, et al. Protective effect of cyanidin-3-O-glucoside on neonatal porcine islets. J Endocrinol. 2017;235(3):237-249. doi: https://doi.org/10.1530/JOE-17-0141

26. Liu Y, Wang Q, Wu K, et al. Anthocyanins’ effects on diabetes mellitus and islet transplantation. Crit Rev Food Sci Nutr. 2023;63(33):12102-12125. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2098464

27. Jeon YD, Kang SH, Moon KH, et al. The Effect of Aronia Berry on Type 1 Diabetes In Vivo and In Vitro. J Med Food. 2018;21(3):244-253. doi: https://doi.org/10.1089/jmf.2017.3939

28. Qin Y, Xia M, Ma J, et al. Anthocyanin supplementation improves serum LDL- and HDL-cholesterol concentrations associated with the inhibition of cholesteryl ester transfer protein in dyslipidemic subjects. Am J Clin Nutr. 2009;90(3):485-492. doi: https://doi.org/10.3945/ajcn.2009.27814

29. Zhang Z, Ding Y, Dai X, et al. Epigallocatechin-3-gallate protects pro-inflammatory cytokine induced injuries in insulin-producing cells through the mitochondrial pathway. Eur J Pharmacol. 2011;670(1):311-316. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2011.08.033

30. Chen T-S, Liao W-Y, Huang C-W, Chang C-H. Adipose-Derived Stem Cells Preincubated with Green Tea EGCG Enhance Pancreatic Tissue Regeneration in Rats with Type 1 Diabetes through ROS/Sirt1 Signaling Regulation. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(6):3165. doi: https://doi.org/10.3390/ijms23063165

31. Fu Z, Zhen W, Yuskavage J, Liu D. Epigallocatechin gallate delays the onset of type 1 diabetes in spontaneous non-obese diabetic mice. Br J Nutr. 2011;105(8):1218-1225. doi: https://doi.org/10.1017/S0007114510004824

32. Tan J, Liu H, Huang M, et al. Small molecules targeting RORγt inhibit autoimmune disease by suppressing Th17 cell differentiation. Cell Death Dis. 2020;11(8):697. doi: https://doi.org/10.1038/s41419-020-02891-2

33. Cheng H, Xu N, Zhao W, et al. (-)-Epicatechin regulates blood lipids and attenuates hepatic steatosis in rats fed high-fat diet. Mol Nutr Food Res. 2017;61(11). doi: https://doi.org/10.1002/mnfr.201700303

34. Garud MS, Kulkarni YA. Gallic acid attenuates type I diabetic nephropathy in rats. Chem Biol Interact. 2018;282:69-76. doi: https://doi.org/10.1016/j.cbi.2018.01.010

35. Patel SS, Goyal RK. Cardioprotective effects of gallic acid in diabetes-induced myocardial dysfunction in rats. Pharmacognosy Res. 2011;3(4):239-245. doi: https://doi.org/10.4103/0974-8490.89743

36. Berman AY, Motechin RA, Wiesenfeld MY, Holz MK. The therapeutic potential of resveratrol: a review of clinical trials. NPJ Precis Oncol. 2017;1:35. doi: https://doi.org/10.1038/s41698-017-0038-6

37. Chen WP, Chi TC, Chuang LM, Su MJ. Resveratrol enhances insulin secretion by blocking K(ATP) and K(V) channels of beta cells. Eur J Pharmacol. 2007;568(1-3):269-277. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2007.04.062

38. Kaur G, Padiya R, Adela R, et al. Garlic and Resveratrol Attenuate Diabetic Complications, Loss of β-Cells, Pancreatic and Hepatic Oxidative Stress in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. Front Pharmacol. 2016;7:360. doi: https://doi.org/10.3389/fphar.2016.00360

39. Sedlak L, Wojnar W, Zych M, et al. Effect of Resveratrol, a Dietary-Derived Polyphenol, on the Oxidative Stress and Polyol Pathway in the Lens of Rats with Streptozotocin-Induced Diabetes. Nutrients. 2018;10(10):1423. doi: https://doi.org/10.3390/nu10101423

40. Lee SM, Yang H, Tartar DM, et al. Prevention and treatment of diabetes with resveratrol in a non-obese mouse model of type 1 diabetes. Diabetologia. 2011;54(5):1136-1146. doi: https://doi.org/10.1007/s00125-011-2064-1

41. Lee JH, Song MY, Song EK, et al. Overexpression of SIRT1 protects pancreatic beta-cells against cytokine toxicity by suppressing the nuclear factor-kappaB signaling pathway. Diabetes. 2009;58(2):344-351. doi: https://doi.org/10.2337/db07-1795

42. Movahed A, Raj P, Nabipour I, et al. Efficacy and Safety of Resveratrol in Type 1 Diabetes Patients: A Two-Month Preliminary Exploratory Trial. Nutrients. 2020;12(1):161. doi: https://doi.org/10.3390/nu12010161

43. Al-Hussaini H, Kittaneh RS, Kilarkaje N. Effects of trans-resveratrol on type 1 diabetes-induced up-regulation of apoptosis and mitogen-activated protein kinase signaling in retinal pigment epithelium of Dark Agouti rats. Eur J Pharmacol. 2021;904:174167. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2021.174167

44. Zhao Y, Song W, Wang Z, et al. Resveratrol attenuates testicular apoptosis in type 1 diabetic mice: Role of Akt-mediated Nrf2 activation and p62-dependent Keap1 degradation. Redox Biol. 2018;14:609-617. doi: https://doi.org/10.1016/j.redox.2017.11.007

45. Simas JN, Mendes TB, Fischer LW, et al. Resveratrol improves sperm DNA quality and reproductive capacity in type 1 diabetes. Andrology. 2021;9(1):384-399. doi: https://doi.org/10.1111/andr.12891

46. Francisco V, Figueirinha A, Costa G, et al. The Flavone Luteolin Inhibits Liver X Receptor Activation. J Nat Prod. 2016;79(5):1423-1428. doi: https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.6b00146

47. Gavin PG, Mullaney JA, Loo D, et al. Intestinal Metaproteomics Reveals Host-Microbiota Interactions in Subjects at Risk for Type 1 Diabetes. Diabetes Care. 2018;41(10):2178-2186. doi: https://doi.org/10.2337/dc18-0777

48. Del Chierico F, Rapini N, Deodati A, et al. Pathophysiology of Type 1 Diabetes and Gut Microbiota Role. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(23):14650. doi: https://doi.org/10.3390/ijms232314650

49. Calabrese CM, Valentini A, Calabrese G. Gut Microbiota and Type 1 Diabetes Mellitus: The Effect of Mediterranean Diet. Frontiers in Nutrition. 2021;7. doi: https://doi.org/10.3389/fnut.2020.612773

50. Aw W, Fukuda S. Understanding the role of the gut ecosystem in diabetes mellitus. Journal of Diabetes Investigation. 2017;9(1):5-12. doi: https://doi.org/10.1111/jdi.12673

51. Ahuja M, Schwartz DM, Tandon M, et al. Orai1-Mediated Antimicrobial Secretion from Pancreatic Acini Shapes the Gut Microbiome and Regulates Gut Innate Immunity. Cell Metabolism. 2017;25(3):635-646. doi: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2017.02.007

52. Wang S, Kai L, Zhu L, et al. Cathelicidin-WA Protects Against LPS-Induced Gut Damage Through Enhancing Survival and Function of Intestinal Stem Cells. Front Cell Dev Biol. 2021;9. doi: https://doi.org/10.3389/fcell.2021.685363

53. Liang W, Enée E, Andre-Vallee C, et al. Intestinal Cathelicidin Antimicrobial Peptide Shapes a Protective Neonatal Gut Microbiota Against Pancreatic Autoimmunity. Gastroenterology. 2022;162(4):1288-1302.e16. doi: https://doi.org/10.1053/j.gastro.2021.12.272

54. de Kort S, Keszthelyi D, Masclee AAM. Leaky gut and diabetes mellitus: what is the link? Obesity Reviews. 2011;12(6):449-458. doi: https://doi.org/10.1111/j.1467-789x.2010.00845.x

55. Sapone A, de Magistris L, Pietzak M, et al. Zonulin Upregulation Is Associated With Increased Gut Permeability in Subjects With Type 1 Diabetes and Their Relatives. Diabetes. 2006;55(5):1443-1449. doi: https://doi.org/10.2337/db05-1593

56. Wood Heickman LK, DeBoer MD, Fasano A. Zonulin as a potential putative biomarker of risk for shared type 1 diabetes and celiac disease autoimmunity. Diabetes/Metabolism Research and Reviews. 2020;36(5). doi: https://doi.org/10.1002/dmrr.3309

57. Fasano A. All disease begins in the (leaky) gut: role of zonulin-mediated gut permeability in the pathogenesis of some chronic inflammatory diseases. F1000Research. 2020;9:69. doi: https://doi.org/10.12688/f1000research.20510.1

58. Cui Y, Oh YJ, Lim J, et al. AFM study of the differential inhibitory effects of the green tea polyphenol (−)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) against Gram-positive and Gram-negative bacteria. Food Microbiology. 2012;29(1):80–87. doi: 10.1016/j.fm.2011.08.019

59. Vance SH, Tucci M, Benghuzzi H. Evaluation of the antimicrobial efficacy of green tea extract (EGCG) against streptococcus pyogenes in vitro. Biomedical Sciences Instrumentation. 2011;47:177–182

60. Lacombe A, Wu VCH, et al. Antimicrobial action of the American cranberry constituents; phenolics, anthocyanins, and organic acids, against Escherichia coli O157:H7. International Journal of Food Microbiology. 2010;139(1-2):102–107. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2010.01.035

61. Puupponen-Pimiä R, Nohynek L, Alakomi H-L, Oksman-Caldentey K-M. The action of berry phenolics against human intestinal pathogens. BioFactors. 2005;23(4):243–251. doi: https://doi.org/10.1002/biof.5520230410

62. Corrêa TAF, Rogero MM, Hassimotto NMA, Lajolo FM. The Two-Way Polyphenols-Microbiota Interactions and Their Effects on Obesity and Related Metabolic Diseases. Front Nutr. 2019;6:188. doi: https://doi.org/10.3389/fnut.2019.00188

63. Hervert-Hernández D, Goñi I. Dietary Polyphenols and Human Gut Microbiota: a Review. Food Reviews International. 2011;27(2):154 — 169, doi: https://doi.org/10.1080/87559129.2010.535233

64. Marín L, Miguélez EM, Villar CJ, Lombó F. Bioavailability of dietary polyphenols and gut microbiota metabolism: antimicrobial properties. Biomed Res Int. 2015;2015:905215. doi: https://doi.org/10.1155/2015/905215

65. Moodi V, Abedi S, Esmaeilpour M, et al. The effect of grapes/grape products on glycemic response: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Phytother Res. 2021;35(9):5053-5067. doi: https://doi.org/10.1002/ptr.7135

66. Заднипряный И.В., Третьякова О.С., Кубышкин А.В., Сатаева Т.П. Эффективность применения концентрата полифенолов винограда «Фэнокор» при гипоксическом повреждении миокарда. // Бюллетень сибирской медицины. — 2017. — Т.16. — №3 — С.34-42. doi: https://doi.org/10.20538/1682-0363-2017-3-34-42

67. Таримов К.О., Субботкин М.В., Куланова А.А., и др. Сравнительный анализ коррекции морфофункциональных нарушений в сердечно-сосудистой системе при моделированном метаболическом синдроме. // Ожирение и метаболизм. — 2020. — Т.17. — №2 — С.208-219. doi: https://doi.org/10.14341/omet12296

68. Atkinson FS, Brand-Miller JC, Foster-Powell K, et al. International tables of glycemic index and glycemic load values 2021: a systematic review. Am J Clin Nutr. 2021;114(5):1625-1632. doi: https://doi.org/10.1093/ajcn/nqab233