Effect of specialized product with modified carbohydrate profile on clinical and metabolic parameters in patients with type 2 diabetes

Abstract

Aim. To evaluate the effect of a low-calorie diet with the inclusion of a specialized product (SP) with a modified carbohydrate profile (dry instant mixture) on the glycemic and metabolic control indicators in patients with DM2.

Material and methods. The study included 30 patients with DM2 with concomitant obesity, grade 1-111, who were on oral sugar-lowering therapy. Within 2 weeks, patients of the main group received a low- calorie diet (1550 kcal/day) with the inclusion of SP with a modified carbohydrate profile (based on maltitol and with sweeteners) with strawberry flavor in the form of a drink (30 g dry mix per 150 ml of water) for the second breakfast instead of a carbohydrate-containing dish, which provided the intake of 7.8 g of protein, 6.1 g of fat, 1.8 g of carbohydrates, 5.6 g of maltitol. The comparison group received a low-calorie diet (1550 kcal/day) without the inclusion of SP. 1n all patients, on the background of complex therapy, anthropometric indices, body composition, parameters of carbohydrate, lipid and protein metabolism, liver function, and lipid peroxidation were assessed.

Results and discussion. 1t was shown that SP inclusion into the hypocaloric diet was accompanied by a significant decrease in the level of basal glycemia by an average of 17.4% from the initial level (p<0.05), serum total cholesterol (TC) and low density lipoproteins cholesterol (LDL-C) on average by 26.9 and 36.2% of baseline, respectively, p<0.05, while in patients of the comparison group, the change in fasting blood glucose was not statistically significant (a decrease of 8.1%), and the decrease in TC and LDL-C was on average 22.1 and 21.0%, respectively (p<0.05). At the same time, against the background of complex therapy, positive dynamic in lipid peroxidation in the main group was observed: the level of blood serum malondialdehyde decreased on average by 25.3% from the baseline values (p<0.05).

Conclusion. The inclusion of SP with a modified carbohydrate profile in a low-calorie diet is accompanied by an improvement in glycemic control, lipid metabolism and antioxidant status of patients with DM2, helping to reduce the risk of developing systemic vascular complications in this disease.

Keywords:low-calorie diet, obesity, type 2 diabetes mellitus, specialized products

For citation: Sharafetdinov Kh.Kh., Plotnikova O.A., Nazarova A.M., Kondratyeva O.V., Frolova Yu.V., Kochetkova A.A., Vorobyeva V.M. Effect of specialized product with modified carbohydrate profile on clinical and metabolic parameters in patients with type 2 diabetes. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (4): 88-94. doi: 10.24411/0042-8833-2019-10046 (in Russian)

Сахарный диабет (СД) представляет собой важнейшую медико-социальную проблему, что определяется высокой распространенностью заболевания, сохраняющейся тенденцией к росту числа больных, хроническим течением, высокой частотой системных сосудистых осложнений, приводящих к ранней инвалидизации и высокой летальности.

По данным Международной диабетической федерации, только за последние 10 лет количество больных СД в мире увеличилось более чем в 2 раза, достигнув в 2017 г. 425 млн человек. Прогнозируется, что к 2045 г. общая численность больных СД в мире увеличится на 48% и составит 629 млн человек. Российская Федерация занимает 7-е место среди 10 стран с наибольшей популяцией, страдающей СД [1].

По данным Федерального регистра сахарного диабета, в Российской Федерации на диспансерном учете к окончанию 2016 г состояло 4,35 млн больных СД (3,0% населения), из них 92% составляли больные СД 2 типа [2]. Однако реальное количество пациентов более чем в 3 раза превышает зарегистрированные случаи заболевания, что подтверждают результаты первого национального эпидемиологического кросс-секционного исследования NATION, проведенного в 8 федеральных округах РФ и охватившего 26 620 жителей страны [3]. Цель и задачи исследования NATION - оценка распространенности СД 2 типа у взрослого населения РФ, уровня компенсации и связи диабета с такими факторами, как возраст, пол, индекс массы тела (ИМТ), курение, образ жизни, употребление алкоголя и др. [3].

В исследовании NATION показано, что распространенность СД 2 типа среди взрослого населения России составляет 5,4% (около 6 млн человек в данной возрастной группе), при этом более половины лиц, страдающих СД (54%), не знали о наличии у них заболевания. Среди пациентов с ранее не диагностированным СД 2 типа среднее значение гликированного гемоглобина (HbA1c) превышало 9% и было значимо выше, чем у пациентов, у которых СД 2 типа был выявлен ранее (7,4%). Наряду с этим данные NATION указывают на высокую распространенность предиабета: у каждого 5-го жителя (19,3%) был выявлен предиабет, что составляет 20,7 млн человек взрослого населения РФ. Рост показателей распространенности СД 2 типа отмечен по мере увеличения возраста пациентов (до 69 лет), с последующим небольшим снижением после 70 лет, а также по мере увеличения ИМТ, при этом у пациентов с ожирением (ИМТ ≥30 кг/м2) распространенность СД 2 типа составила 12%, предиабета - 31,3% [3].

Общие тенденции к пандемическому распространению СД на территории РФ определяют необходимость проведения приоритетных научных исследований в области превентивной диабетологии с целью разработки научно обоснованных методов первичной, вторичной и третичной профилактики СД 2 типа, в том числе разработки персонализированных подходов к диетической коррекции метаболических нарушений при этом заболевании. Результаты многочисленных клинических исследований, в том числе рандомизированных контролируемых, свидетельствуют о том, что диетическая коррекция рационов питания способствует достижению целевых значений показателей углеводного и липидного обмена у пациентов с СД 2 типа, снижению риска развития сосудистых осложнений у этого контингента больных [4, 5].

Проведенные за последние годы клинические исследования показывают, что изменение углеводного профиля специализированных пищевых продуктов (СПП) за счет исключения рафинированных сахаров, использования смеси медленно перевариваемых и медленно всасываемых углеводов, обогащения фруктоолигосахаридами и растворимыми пищевыми волокнами благоприятно влияет на показатели углеводного и липидного обмена у больных СД 2 типа [6-8]. Так, использование в комплексной терапии СД 2 типа СПП с заданным химическим составом сопровождается улучшением показателей гликемического и метаболического контроля, а также снижением избыточной массы тела у этих больных [6]. На фоне применения в комплексной терапии СД 2 типа СПП оптимизированного состава отмечается также снижение уровня артериального давления, улучшение физического состояния и качества жизни пациентов. Внедрение результатов научных исследований в пищевую промышленность и практическое здравоохранение позволит оптимизировать алгоритмы персонализированного лечения и профилактики СД 2 типа, открывая новые возможности для более эффективного использования лечебного питания в комплексной терапии СД 2 типа с целью снижения риска развития системных сосудистых осложнений и улучшения качества жизни пациентов.

Целью пилотного исследования была оценка влияния СПП с модифицированным углеводным профилем (сухой инстантной смеси) на показатели гликемического и метаболического контроля, а также на показатели перекисного окисления липидов у пациентов с СД 2 типа.

Материал и методы

Исследование проведено в отделении болезней обмена веществ клиники лечебного питания ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии". Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен Комитетом по этике ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии". От всех участников исследования получено письменное информированное согласие.

Критерии включения: СД 2 типа; возраст от 35 до 69 лет; метаболическая субкомпенсация; отсутствие острых заболеваний желудочно-кишечного тракта и других острых состояний.

Критерии исключения: СД 1 типа; возраст менее 35 лет и более 69 лет; метаболическая декомпенсация; инсулинопотребность; острые или обострения хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта и другие острые заболевания, когнитивные нарушения.

Обследованы 30 пациентов с СД 2 типа, которые были разделены на 2 однотипные по возрасту и длительности заболевания группы (по 15 человек в каждой): основная группа и группа сравнения. У всех пациентов было выявлено ожирение различной степени: I степень - у 18,5% пациентов, II степень - у 25,9%, III степень - у 55,6%.

92,5% пациентов получали комбинированную пероральную сахароснижающую терапию метформином, ингибиторами дипептидилпептидазы-4, ингибиторами натрий-глюкозных котранспортеров 2-го типа.

Сравнительная характеристика включенных в исследование пациентов СД 2 типа представлена в табл. 1.



Таким образом, в настоящее исследование включены пациенты c СД 2 типа, получающие пероральную сахароснижающую терапию, имеющие абдоминальную форму ожирения, сопоставимые по возрасту, продолжительности заболевания, ИМТ, показателям гликемического контроля и функциональному состоянию почек.

В течение 2 нед пациенты обеих групп на фоне комплексной сахароснижающей терапии получали стандартную гипокалорийную диету (1550 ккал/сут). Пациенты основной группы получали СПП с модифицированным углеводным профилем (на основе мальтита и с содержанием подсластителей) со вкусом клубники в виде напитка (30 г сухой смеси на 150 мл воды) на 2-й завтрак вместо углеводсодержащего блюда, что обеспечивало поступление в организм 7,8 г белка, 6,1 г жира, 1,8 г углеводов, 5,6 г мальтита. Для обеспечения антиоксидантного эффекта в состав СПП включен комплекс полифенолов листьев черники с суммарным содержанием полифенолов, составляющим 48% адекватного уровня их потребления, кроме того, продукт содержал 13 витаминов в дозе 14-46% рекомендуемого суточного потребления и 11 минеральных веществ в дозе 10-38% физиологической потребности.

Показатели компонентного состава тела определяли методом биоимпедансометрии с использованием мультипластинчатого анализатора "InBody 720" (Biospace, Южная Корея).

Биохимические показатели в сыворотке крови: концентрацию глюкозы, общего холестерина (ОХС), холестерина (ХС) липопротеинов низкой (ЛПНП) и высокой плотности (ЛПВП), триглицеридов, мочевины, креатинина, мочевой кислоты, активность аланин- (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ), а также уровень HbA1c, - определяли на биохимическом анализаторе "KONELAB Prime 60i" (Thermo Scientific, Финляндия).

Активность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) оценивали по уровню малонового диальдегида (МДА) в сыворотке крови [9].

Результаты исследования статистически обработаны с использованием программы SPSS 22.0. (IBM, США). Результаты представлены в виде средних величин и их стандартной ошибки (М±т). Достоверность различий величин оценивали по критерию Стьюдента и U-критерию Манна-Уитни. Различия между показателями считали достоверными при уровне значимости р<0,05.

Результаты

Переносимость СПП с модифицированным углеводным профилем была хорошая, при этом большинство пациентов отмечали приятный цвет и вкус напитка. Никаких побочных эффектов и признаков непереносимости СПП с модифицированным углеводным профилем не отмечено.

Динамика антропометрических показателей и показателей состава тела у больных СД 2 типа на фоне комплексной терапии с включением в гипокалорийную диету СПП с модифицированным углеводным профилем представлена в табл. 2.

Как видно из табл. 2, на фоне комплексной терапии отмечалась положительная динамика антропометрических параметров без значимых различий между группами. Масса тела и ИМТ статистически значимо снизились у пациентов в основной группе в среднем на 4,3%, в группе сравнения - на 3,9% исходного уровня. Содержание жировой массы статистически значимо снизилось в основной группе пациентов в среднем на 4,6%, в группе сравнения - на 4,2%. Не отмечено существенного различия в изменении содержания мышечной массы у пациентов разных групп на фоне проводимого лечения. Таким образом, включение СПП с модифицированным углеводным профилем в гипокалорийный рацион сопровождается снижением массы тела у больных СД 2 типа с сопутствующим ожирением преимущественно за счет жировой массы, сопоставимым с динамикой массы тела при использовании стандартной гипокалорийной диеты.

Динамика биохимических показателей крови у больных СД 2 типа на фоне комплексной терапии с включением в гипокалорийную диету СПП с модифицированным углеводным профилем представлена в табл. 3.

Из табл. 3 следует, что на фоне комплексного лечения у пациентов в основной группе отмечалось статистически значимое снижение уровня гликемии натощак в среднем на 17,4% исходного уровня (p<0,05), в группе сравнения - тенденция (р<0,10) к снижению содержания глюкозы в крови натощак (в среднем на 8,1% исходного уровня). На фоне проводимой терапии у пациентов основной группы и группы сравнения отмечалось достоверное снижение содержания в сыворотке крови ОХС (в среднем на 26,9 и 22,1% исходного уровня, p<0,05), ХС ЛПНП (в среднем на 36,2 и 21,0%, p<0,05). Статистически значимых различий в динамике показателей липидного обмена между группами не отмечено. Исследование содержания маркеров белкового обмена и показателей, характеризующих состояние гепатобилиарной системы, не выявило статистически значимых различий как от исходных значений, так и между группами наблюдения.

Изменение активности процессов ПОЛ на фоне комплексной терапии у больных СД 2 типа представлено на рисунке.

Анализ полученных данных показал, что в основной группе на фоне комплексной терапии с включением в гипокалорийный рацион СПП с модифицированным углеводным профилем (сухой инстантной смеси) отмечено достоверное снижение содержания МДА в сыворотке крови в среднем на 25,3% исходного уровня (p<0,05); тогда как в группе сравнения изменения содержания МДА в сыворотке крови не выявлено.

Как известно, оксидативный стресс играет ключевую роль в развитии макро- и микрососудистых осложнений, связанных с СД 2 типа [10-13]. На фоне проводимого лечения отмечен антиоксидантный эффект комплексной терапии у больных основной группы.

Снижение уровня МДА в сыворотке крови у больных основной группы, возможно, связано с включением в состав СПП с модифицированным углеводным профилем комплекса полифенолов, витаминов А и Е, обладающих антиоксидантным действием и оказывающих благоприятное влияние на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний [14-16]. В ранее проведенном исследовании показано, что включение в гипокалорийный рацион желейного мармелада, обогащенного полифенольными соединениями за счет экстракта листьев черники, сопровождается улучшением показателей ПОЛ (снижение диеновых конъюгатов и МДА) у больных СД 2 типа [17].

Заключение

Проведенные исследования позволяют заключить, что включение СПП с модифицированным углеводным профилем в гипокалорийный рацион сопровождается статистически значимым снижением уровня базальной гликемии, содержания ОХС, ХС ЛПНП и МДА в сыворотке крови у этого контингента больных. Улучшение показателей гликемического и метаболического контроля на фоне комплексной терапии СД 2 типа имеет ключевую роль в снижении риска развития системных сосудистых осложнений, являющихся основной причиной инвалидизации и смертности больных при этом заболевании. Получение доказательств эффективности модифицированных по химическому составу и энергетической ценности рационов в комплексном лечении больных СД 2 типа представляется достаточно сложной задачей, учитывая влияние многочисленных факторов питания и их сочетания на показатели гликемического контроля и сердечно-сосудистые факторы риска [18]. Необходимы дальнейшие исследования по разработке персонализированных подходов к питанию больных с нарушениями углеводного обмена, изучению эффективности СПП с модифицированным углеводным, жировым и белковым профилем в коррекции факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний в долгосрочных программах по управлению СД 2 типа.

Финансирование. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 14-36-00041).

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Литература

1. International Diabetes Federation. IDF Diabetes. Atlas. 8th ed. 2017.

2. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 8-й вып. / под ред. И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова // Сахарный диабет. 2017. Т. 20, № 1S. С. 1-121.

3. Дедов И.И., Шестакова М.В., Галстян Г.Р. Распространенность сахарного диабета 2 типа у взрослого населения России (исследование NATION) // Сахарный диабет. 2016. Т. 19. № 2. С. 104-112.

4. Evert A.B., Boucher J.L., Cypress M. et al. Nutrition Recommendation for the Management of Adults with Diabetes // Diabetes Care. 2014. Vol. 37, suppl. 1. P. S120-S143.

5. Wheeler M.L., Dunbar S.A., Jaacks L.M. et al. Macronutrients, food groups, and eating patterns in the management of diabetes a systematic review of the literature, 2010 // Diabetes Care. 2012. Vol. 35, N6. P. 434-445.

6. Аметов А.С. Сахарный диабет 2 типа. Проблемы и решения. 2-е изд., перераб. и доп. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. 1032 с.

7. Шарафетдинов Х.Х., Плотникова О.А. Инновационные подходы в лечении сахарного диабета 2 типа: роль специализированного продукта для энтерального питания "Глю-церна SR" // Фарматека. Эндокринология. 2010. № 3 (197). С. 73-78.

8. Шарафетдинов Х.Х., Плотникова О.А., Назарова А.М. и др. Специализированные пищевые продукты с модифицированным углеводным профилем в коррекции метаболических нарушений при сахарном диабете 2 типа // Вопр. питания. 2017. Т. 86, № 6. С. 56-66.

9. Uchiyama M., Mihara M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituricacid test // Anal. Biochem. 1978. патологического процесса аллоксан-индуцированного сахарного диабета // Фундам. исслед. 2010. № 4. С. 36-43.

10. Аметов А.С., Владимиров Ю.А., Проскурина Е.В., Прудникова М.А. Клиническая эффективность фенофибрата в коррекции оксидативного стресса у пациентов с диабетической нейропатией и сахарным диабетом 2 типа // Эндокринология: новости, мнения, обучение. 2016. № 1 (14). С. 65-72.

11. Hurrle S., Hsu W.H. The etiology of oxidative stress in insulin resistance // Biomed. J. 2017. Vol. 40, N 5. P. 257-262.

12. Shah M.S., Brownlee M. Molecular and cellular mechanisms of cardiovascular disorders in diabetes // Circ. Res. 2016. Vol. 118, N 11. P. 1808-1829.

13. Yan L.-J. Pathogenesis of chronic hyperglycemia: from reductive stress to oxidative stress // J. Diabetes Res. 2014. Vol. 2014. Article ID 137919.

14. Джафарова Р.Э., Гараев Г.Ш., Джафаркулиева З.С. Действия экстракта листьев черники обыкновенной на течение патологического процесса аллоксан-индуцированного сахарного диабета // Фундам. исслед. 2010. № 4. С. 36-43.

15. Chong M.F.-F., Macdonald R., Lovegrove J.A. Fruit polyphenols and CVD risk: a review of human intervention studies // Br. J. Nutr. 2010. Vol. 104, suppl. 3. P. S28-S39.

16. Huang H.Y., Appel L.J., Croft K.D. et al. Effects of vitamin C and vitamin E on in vivo lipid peroxidation: results of a randomized controlled trial // Am. J. Clin. Nutr. 2002. Vol. 76, N 3. P. 549555.

17. Шарафетдинов Х.Х., Плотникова О.А., Чуричева А.М. и др. Оценка эффективности специализированного пищевого продукта с модифицированным углеводным профилем у больных сахарным диабетом 2 типа // Вопр. питания. 2016. Т. 86, № 6. С. 103-109.

18. Тутельян В.А., Шарафетдинов Х.Х., Кочеткова А.А. Теоретические и практические аспекты диетотерапии при сахарном диабете 2 типа. М. : БИБЛИО-ГЛОБУС, 2016. Vol. 86, N 1. P. 271-278.

References

1. International Diabetes Federation. IDF Diabetes. Atlas. 8th ed. 2017.

2. Dedov 1.1., Shestakova M.V., Mayorova A.Yu. (eds). Clinical recommendations. Algorithms of Specialized Medical Care for Patients with Diabetes Mellitus. 8th ed. Sakharniy diabet [Diabetes Mellitus]. 2017; 20 (1S): 1-121. (in Russian)

3. Dedov I.I., Shestakova M.V., Galstyan G.R. The prevalence of type 2 diabetes mellitus in the adult population of Russia (NATION study). Sakharniy diabet [Diabetes Mellitus]. 2016; 19 (2): 104-12. (in Russian)

4. Evert A.B., Boucher J.L., Cypress M., et al. Nutrition recommendation for the management of adults with diabetes. Diabetes Care. 2014; 37 (suppl. 1): S120-43.

5. Wheeler M.L., Dunbar S.A., Jaacks L.M., et al. Macronutrients, Food Groups, and Eating Patterns in the Management of Diabetes. A systematic review of the literature, 2010. Diabetes Care. 2012; 35 (6): 434-445.

6. Ametov A.S. Type 2 diabetes mellitus. Problems and solutions. 2nd ed., revised and additional. Moscow: GEOTAR-Media, 2013: 1032 p. (in Russian).

7. Sharafetdinov Kh.Kh., Plotnikova O.A. Innovative approaches in the treatment of diabetes mellitus type 2: the role of a specialized product for enteral nutrition "Glucerna SR". Farmateka. Endokrinologiya [Pharmateca. Endocrinology]. 2010; 3 (197): 73-8. (in Russian)

8. Sharafetdinov Kh.Kh., Plotnikova O.A., Nazarova A.M., et al. Specialized food products with modified carbohydrate profile in the correction of metabolic disturbances in diabetes type 2 diabetes. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2017; 86 (6): 56-66. (in Russian)

9. Uchiyama M., Mihara M. Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituricacid test. Anal Biochem. 1978; 86 (1): 271-8.

10. Ametov A.S., Vladimirov Yu.A., Proskurina E.V., Prudnikova M.A. Fenofibrate clinical effectiveness in oxidative stress correction for patients with diabetic neuropathy and type 2 diabetes. Endokri-nologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Endocrinology: News, Opinions, Training]. 2016; 1 (14): 65-72. (in Russian)

11. Hurrle S., Hsu W.H. The etiology of oxidative stress in insulin resistance. Biomed J. 2017; 40 (5): 257-2.

12. Shah M.S., Brownlee M. Molecular and cellular mechanisms of cardiovascular disorders in diabetes. Circ Res. 2016; 118 (11): 1808-29.

13. Yan L.-J. Pathogenesis of chronic hyperglycemia: from reductive stress to oxidative stress. J Diabetes Res. 2014; 2014: 137919.

14. Jafarova R.E., GaraevG.Sh., Dzhafarkuliyeva Z.S. Actions of bilberry leaf extract on the course of the pathological process of alloxan-induced diabetes mellitus. Fundamental’nye issle-dovaniya [Fundamental Researches]. 2010; (4): 36-43. (inRussian).

15. Chong M.F.-F., Macdonald R., Lovegrove J.A. Fruit polyphenols and CVD risk: a review of human intervention studies. Br J Nutr. 2010; 104 (suppl 3): S28-39.

16. Huang H.Y., Appel L.J., Croft K.D., et al. Effects of vitamin C and vitamin E on in vivo lipid peroxidation: results of a randomized controlled trial. Am J Clin Nutr. 2002; 76 (3): 549-55.

17. SharafetdinovKh.Kh., Plotnikova O.A., Nazarova A.M., et al. Evaluation of the effectiveness of a specialized food product with a modified carbohydrate profile in patients with type 2 diabetes. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2016; 85 (6): 103-9. (in Russian)

18. Tutelyan V.A., Sharafetdinov Kh.Kh., Kochetkova A.A. Theoretical and practical aspects of dietotherapy for type 2 diabetes mellitus. Moscow: BIBLIO-GLOBUS, 2016: 244 p. (in Russian)