Salbutamol przyspiesza gojenie ran cukrzycowych poprzez angiogenezę

Czy hiperglikemia zaburza gojenie ran cukrzycowych?

Cukrzyca dotyka ponad 529 milionów ludzi na całym świecie, a około 25% z nich doświadcza ran cukrzycowych. Hiperglikemia znacząco utrudnia proces gojenia ran, prowadząc do zjawiska przewlekłych ran. Literatura medyczna wskazuje, że około 70% amputacji kończyn jest wynikiem niezagojonych ran cukrzycowych, a liczba ta stale rośnie. Badania pokazują, że cukrzyca zaburza gojenie ran poprzez zakłócenie faz zapalnej i proliferacyjnej, co prowadzi do nieprawidłowej fazy remodelowania. Szacuje się, że około 85 milionów pacjentów z cukrzycą rozwija powikłania związane z opóźnionym gojeniem ran.

Podczas fazy zapalnej gojenia rany, organizm rozpoczyna proces hemostazy poprzez oczyszczanie rany i wydzielanie cytokin oraz czynników wzrostu. Jednak w warunkach cukrzycowych dochodzi do zahamowania angiogenezy, epitelizacji i odbudowy integralności uszkodzonych tkanek, co upośledza proces gojenia. W normalnym procesie gojenia ran, makrofagi, które odgrywają kluczową rolę, są przekształcane w celu produkcji cytokin, takich jak IL-1β, TNF-α, IL-6 i TGF-β. W stanie hiperglikemii generowany stres oksydacyjny wpływa na modulację makrofagów, prowadząc do dysregulacji i opóźnionego gojenia ran. W konsekwencji, niegojące się rany cukrzycowe mogą prowadzić do przewlekłego owrzodzenia z potencjalnym ryzykiem amputacji, szczególnie w obrębie kończyn.

Jednym z czynników wpływających na gojenie ran cukrzycowych jest zaburzona angiogeneza. Udokumentowano, że stymulacja receptorów β-adrenergicznych promuje angiogenezę i wzrost tkanki, wspomagając proces regeneracji. Dalsze badania wykazały, że receptory β-adrenergiczne występują licznie w komórkach śródbłonka, które odgrywają główną rolę w angiogenezie. Dowody z wcześniejszych badań wskazują, że aktywacja receptorów β-adrenergicznych indukuje uwalnianie IL-6, stymulując angiogenezę. Autorzy badań donoszą, że izoproterenol znacząco poprawił gęstość i przepływ krwi w mysim modelu indukowanego niedokrwienia. Wcześniejsze raporty pokazują również, że nadekspresja receptorów β-adrenergicznych przywraca gęstość naczyń włosowatych i poprawia angiogenezę.

Jak zaprojektowano badanie na modelu szczura?

Dowody z badań nad gojeniem ran u danio pręgowanego wskazują, że agonista receptora adrenergicznego beta 2 odgrywa rolę w stanie zapalnym rany, angiogenezie i w konsekwencji w gojeniu ran, a także zmniejsza stan zapalny, działając jako regulator gojenia ran/bliznowacenia. Biorąc pod uwagę sugestie, że aktywacja receptora β₂-adrenergicznego może indukować angiogenezę i wpływać na gojenie ran, stawiamy hipotezę, że salbutamol, krótko działający agonista receptora β₂-adrenergicznego, może mieć wpływ na gojenie ran, potencjalnie poprawiając angiogenezę, szczególnie w kontekście owrzodzeń indukowanych cukrzycą. Dlatego obecna ocena badawcza ma na celu dostarczenie cennych informacji na temat potencjalnych zastosowań terapeutycznych miejscowego salbutamolu w leczeniu ran cukrzycowych poprzez badanie na szczurach z indukowaną cukrzycą, badając jego wpływ na kluczowe aspekty procesu gojenia, takie jak profile cytokin podczas stanu zapalnego, angiogeneza i skurcz rany.

W badaniu wykorzystano streptozotocynę (STZ) zakupioną od Sigma-Aldrich do indukcji cukrzycy u szczurów. Roztwór siarczanu salbutamolu (0,5%) pozyskano od Farcolin-Pharco Pharmaceutical, a uretan od Sandoz. Do monitorowania poziomu glukozy we krwi użyto glukometru Accu-Chek® Active. Protokół eksperymentalny został zatwierdzony przez Komisję Etyczną Uniwersytetu Króla Faisala, zgodnie z międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi opieki i wykorzystania zwierząt laboratoryjnych.

Łącznie 25 szczurów (w wieku 4-8 tygodni) zostało pozyskanych z ośrodka hodowli zwierząt na Wydziale Farmacji Klinicznej Uniwersytetu Króla Faisala. Zwierzęta były utrzymywane w standardowych warunkach środowiskowych, w tym w kontrolowanej temperaturze 22 ± 2°C, wilgotności względnej 50-60% i 12-godzinnym cyklu światło/ciemność. Zwierzęta były trzymane w indywidualnych sterylizowanych klatkach z dostępem do żywności i wody ad libitum przez cały okres badania.

Zwierzęta podzielono na dwie początkowe grupy: jedną grupę składającą się z 5 szczurów (grupa kontrolna bez cukrzycy) i drugą z 20 szczurów. W grupie cukrzycowej cukrzycę indukowano u 20 szczurów poprzez pojedyncze dootrzewnowe wstrzyknięcie STZ w dawce 65 mg/kg masy ciała. STZ rozpuszczono w zimnym buforze cytrynianowym (pH 4,5) bezpośrednio przed podaniem. Poziomy glukozy we krwi mierzono 72 godziny po wstrzyknięciu. Szczury z poziomem glukozy na czczo przekraczającym 200 mg/dL uznano za cukrzycowe i włączono do badania.

Standardowe rany eksycyzyjne wykonano u wszystkich zwierząt pod znieczuleniem uretanem. Rany utworzono w grzbietowo-piersiowej części ciała, 1-1,5 cm bocznie od kręgosłupa i 5 cm od uszu. Hemostazę osiągnięto poprzez delikatne osuszanie ran wacikiem nasączonym sterylnym roztworem soli fizjologicznej. Po zranieniu zwierzęta umieszczono oddzielnie w sterylizowanych, czystych klatkach, aby zapobiec infekcji i zanieczyszczeniu krzyżowemu oraz umożliwić dokładną obserwację.

Grupa cukrzycowa została dalej podzielona na cztery grupy po pięć szczurów w każdej, w oparciu o schemat leczenia, z dwiema ranami eksycyzyjnymi na szczura, co daje łącznie dziesięć ran na grupę. Grupa nieleczona z cukrzycą składała się z szczurów cukrzycowych, które nie otrzymywały leczenia salbutamolem. Grupa niskiej dawki obejmowała 5 szczurów cukrzycowych leczonych miejscowym salbutamolem (TS) w stężeniu 6,25 mg/ml. Grupa średniej dawki składała się z 5 szczurów cukrzycowych leczonych TS w stężeniu 12,5 mg/ml. Wreszcie, grupa wysokiej dawki zawierała 5 szczurów cukrzycowych leczonych TS w stężeniu 25 mg/ml, zgodnie z modyfikacją metody Jemec i wsp. Lek aplikowano miejscowo, bezpośrednio na obszar rany, raz dziennie przez 14 kolejnych dni. Nieleczona grupa bez cukrzycy służyła jako kontrola dla grup cukrzycowych, nie otrzymując żadnej aplikacji miejscowej.

Wszystkie zwierzęta były monitorowane codziennie pod kątem oznak infekcji, postępu gojenia ran, dystresu lub reakcji niepożądanych. Ich klatki utrzymywano w stanie sterylnym, aby zminimalizować ryzyko infekcji i promować gojenie. Gojenie ran oceniano okresowo przy użyciu predefiniowanych parametrów, w tym redukcji rozmiaru rany, wzrostu włosów i pojawienia się tkanki ziarninowej. Skurcz rany mierzono co dwa dni po zranieniu, używając papieru milimetrowego 1mm² i przezroczystej folii zgodnie z metodą Yiblte i wsp. Dla dokładności użyto nici do pomiaru długości i szerokości z pomocą suwmiarek do potwierdzenia. Procent skurczu rany obliczano przy użyciu wzoru.

Zdjęcia ran wykonano w dniu ich utworzenia (dzień 1) i codziennie po tym, aż do eutanazji w dniu 14. Ponadto, próbki wydzieliny z rany zbierano codziennie przed leczeniem. Do zbierania próbek wydzieliny z ran używano sterylnych wacików, wstępnie zwilżonych sterylnym roztworem buforowym fosforanowym (PBS). Używając ruchów skręcających, wacik obracano 3-5 razy, stosując lekki nacisk, pokrywając całą ranę i 2 mm poza początkową krawędzią rany po każdej stronie, a następnie umieszczano w probówce mikrofugowej z 0,5 ml sterylnego PBS i przechowywano na lodzie. Próbki były później przechowywane w zamrażarce -85°C do analizy. Obwód obszaru rany mierzono codziennie i rejestrowano. Obszar zamknięcia rany obliczano jako stosunek bieżącego obszaru powierzchni rany do początkowego obszaru powierzchni rany i wyrażano w cm² i jako procent.

Standardyzację ran przeprowadzono w taki sposób, że każda rana działała jako własna kontrola. Dlatego początkowy rozmiar dla konkretnej rany był monitorowany dla tej konkretnej rany w grupie. Skurcz obliczano na podstawie jej początkowego rozmiaru rany, ponieważ odpowiednie rozmiary początkowych ran, niezależnie od grupy, służą jako kontrola dla tej rany. Stąd, ta rana jest monitorowana do końca w oparciu o początkowy rozmiar rany. Dzięki temu stopień skurczu rany z tej konkretnej rany jest obliczany na podstawie jej początkowego rozmiaru rany i dokładnie mierzy rzeczywisty rozmiar skurczu od początkowego wycięcia rany.

Próbki tkanki rany pobrano po uśpieniu myszy. Aktywność NO, CRP i mieloperoksydazy (MPO, A003-1-2) oceniano w wydzielinie z rany i homogenatach tkanek. We wszystkich testach biochemicznych mierzono całkowite białko i wykorzystywano jako kontrolę wewnętrzną. Azotyny i azotany są tworzone jako reaktywne końcowe produkty azotu podczas tworzenia NO i mierzono je przy użyciu odczynnika Griessa. Do ilościowego określenia ich poziomów w homogenatach użyto zestawów ELISA.

Bezkomórkowy supernatant wydzieliny z rany i tkanek skórnych wykorzystano do oznaczania cytokin, takich jak IL-1B, IL-6, TNF-a i TGF-β1. Ich stężenia w różnych próbkach homogenatu oznaczano przy użyciu zestawów do immunoenzymatycznego testu ELISA, a wartości wyrażano w pg/ml (Genway, San Diego, CA, USA).

Programy AutoDock (v4.2) i AutoDock Tools (ADT, v1.5.4) wykorzystano do przeprowadzenia analizy dokowania. Strukturę chemiczną (3D) salbutamolu (CID_2083) pobrano z bazy danych PubChem. Trójwymiarowe struktury docelowego białka TGFB1 (PDB ID: 9fdy) dla myszy uzyskano z http://www.pdb.org. Kompleksy białek docelowych dokowano z elastycznym ligandem i sztywną cząsteczką. Poszukiwano całego receptora aminokwasowego stosowanego do ślepego dokowania przy użyciu Algorytmu Genetycznego Lamarckiana; 150 populacji osobników z 0,02 współczynnikiem mutacji ewoluowało w ciągu pięciu pokoleń. Różne kompleksy sortowano według przewidywanej energii wiązania w celu oceny wyników. Następnie przeprowadzono analizę klastrową przy użyciu wartości pierwiastka kwadratowego średniego odchylenia w stosunku do początkowej geometrii. Rozwiązanie z konformacją o najniższej energii w najbardziej zaludnionym klastrze określono jako najbardziej wiarygodne. Wersję próbną Discovery Studio 2021 Client wykorzystano do wizualizacji i analizy dokowanych interakcji ligand-receptor.

Dane przedstawiono jako średnią ± SD, a analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu oprogramowania GraphPad Prism (wersja 10.4.1) w celu określenia istotności statystycznej, stosując dwuczynnikową i jednoczynnikową ANOVA. Test porównań wielokrotnych Tukeya wykorzystano do porównania między i wśród badanych grup. Proporcje porównano przy użyciu kalkulatora porównania proporcji MedCalc Software Ltd. (wersja 23.2.1). Wartość p < 0,05 uznano za statystycznie istotną.

Jakie wyniki przyniosło leczenie salbutamolem?

Wyniki badania wykazały, że miejscowe zastosowanie roztworu salbutamolu (TS) znacząco usprawniło skurcz ran we wszystkich dawkach od 3 do 14 dnia w porównaniu z grupą kontrolną. Trzeciego dnia grupa nieleczona z cukrzycą wykazała znacznie mniejszy skurcz rany (8,3%) w porównaniu z nieleczoną grupą bez cukrzycy, która wykazała 17% zamknięcia rany (p < 0,05). Leczenie TS spowodowało znacznie większy skurcz rany trzeciego dnia w porównaniu z nieleczoną raną cukrzycową, z 26,7%, 20,9% i 23,5% skurczu.

Siódmego dnia skurcz rany w grupach leczonych był lepszy niż w kontroli bez cukrzycy, która miała 41% skurczu, podczas gdy skurcz rany przy leczeniu TS wykazał odpowiedź zależną od dawki (53%, 54% i 57,7%), przy czym wyższe dawki powodowały znacznie większy skurcz niż nieleczone rany cukrzycowe (34%). Jednakże tylko wyższa dawka wykazała istotną różnicę (p < 0,005) w porównaniu zarówno z grupą bez cukrzycy, jak i nieleczoną grupą z cukrzycą.

Czternastego dnia wszystkie rany cukrzycowe leczone TS osiągnęły 100% zamknięcia rany, podczas gdy nieleczone rany cukrzycowe miały 83% skurczu rany, a grupa kontrolna wykazała 91% skurczu. Wyniki te wskazują, że leczenie TS znacząco promowało zamknięcie rany w porównaniu zarówno z nieleczonymi ranami cukrzycowymi, jak i kontrolnymi ranami bez cukrzycy. Dynamika gojenia ran w grupach leczonych jest wyraźnie różna i szybsza dzięki zastosowaniu TS.

Analiza markerów oksydacyjnych wykazała zwiększoną produkcję NO w trzecim dniu dla wszystkich grup leczonych, która była znacząco wyższa niż w nieleczonej grupie cukrzycowej (p < 0,001) w analizowanym wydzielinie z rany. Jednak nie zaobserwowano istotnej różnicy w poziomach NO między kontrolą bez cukrzycy a leczonymi grupami cukrzycowymi 14 dnia. Ponadto, wraz ze wzrostem skurczu rany, poziomy NO spadały, wskazując na korelację między zamknięciem rany a poziomami NO.

Poziomy CRP w wydzielinie z rany były znacząco wyższe (p < 0,001) w nieleczonych ranach cukrzycowych w porównaniu zarówno z kontrolą bez cukrzycy, jak i wszystkimi leczonymi grupami cukrzycowymi. Wyniki te sugerują niższą aktywność CRP przy leczeniu za pomocą TS. Co więcej, grupa leczona wysoką dawką wykazała najniższe poziomy CRP 14 dnia w porównaniu z innymi grupami leczonymi i kontrolą.

Badanie wykazało, że nieleczone rany cukrzycowe generowały minimalny NO, z niskimi poziomami obserwowanymi w dniach 1 i 3. Jednak poziomy NO były znacząco wyższe (p < 0,001) w ranach leczonych średnią i wysoką dawką w porównaniu z nieleczonymi ranami cukrzycowymi. Czternastego dnia nieleczone rany cukrzycowe wykazały wzrost poziomów NO, ale nie był on statystycznie istotny w porównaniu z ranami leczonymi niską dawką. Zaobserwowano również efekt zależny od dawki leczenia TS na rany cukrzycowe.

Poziomy CRP, określone z wyciętej tkanki rany cukrzycowej, były podwyższone w nieleczonych ranach cukrzycowych, co korelowało z wynikami uzyskanymi z próbek wydzieliny z rany. To odkrycie było wysoce istotne (p < 0,0001). Rany leczone wysoką dawką wykazały najniższe poziomy CRP w tkance, nawet niższe niż zaobserwowane w grupie kontrolnej. Dodatkowo, nie było istotnej różnicy w poziomach CRP między leczeniem niską dawką a średnią dawką.

Aktywność MPO w tkance rany dla różnych grup leczonych 14 dnia pokazała, że nieleczone rany cukrzycowe miały najwyższą aktywność MPO, ze znaczącą różnicą (p < 0,005) w porównaniu z ranami cukrzycowymi leczonymi średnią i wysoką dawką TS. Chociaż nie zaobserwowano istotnej różnicy w aktywności MPO między ranami cukrzycowymi leczonymi niską dawką TS a nieleczonymi ranami cukrzycowymi, aktywność MPO w ranach kontrolnych była znacząco niższa (p < 0,0001). W tej ocenie leczone rany cukrzycowe wykazywały zmniejszoną aktywność MPO w sposób zależny od dawki, bez istotnej różnicy w porównaniu z nieleczonymi ranami kontrolnymi bez cukrzycy.

Czy salbutamol wpływa na angiogenezę i mediatory zapalne?

Gojenie ran cukrzycowych jest często skomplikowane przez indukowany stres oksydacyjny, prowadzący do zmniejszonej aktywności antyoksydacyjnej z powodu hiperglikemii. Podczas hiperglikemii, rany są szybko atakowane przez mediatory zapalne, które opóźniają proces gojenia. Może to potencjalnie prowadzić do rozwoju przewlekłej rany. Leki stosowane w gojeniu ran cukrzycowych są rzadkie, dostępny jest tylko żel Becaplermin. Becaplermin jest jedynym zatwierdzonym leczeniem czynnikiem wzrostu dla owrzodzeń stopy cukrzycowej i wykazano, że promuje gojenie ran. Jednak FDA wydała ostrzeżenia dotyczące bezpieczeństwa w formie ostrzeżenia w czarnej ramce o potencjalnym ryzyku nowotworów, wśród innych przeciwwskazań. Co więcej, systematyczny przegląd wskazuje, że dane dotyczące bezpieczeństwa były słabo raportowane, a zdarzenia niepożądane mogły być niedoszacowane. Dlatego obecne badanie użyło tylko nieleczonej kontroli jako punktu odniesienia.

Wcześniejsze raporty pokazały, że salbutamol łagodzi mediatory zapalne i stwierdzono, że zmniejsza poziomy IL-1β i wykazuje działanie przeciwzapalne w eksperymentalnym zapaleniu indukowanym karagenem.

Receptory β-adrenergiczne są dobrze znanymi receptorami sprzężonymi z białkiem G, o których donoszono, że są zaangażowane w neoangiogenezę. Stąd stymulacja receptorów β2-adrenergicznych jest prawdopodobnie powiązana z ekspresją komórek progenitorowych śródbłonka związanych z angiogenezą. Poprzednie badanie również pokazało, że zwiększona ekspresja receptorów β2-adrenergicznych skutkowała zwiększoną aktywnością angiogeniczną w komórkach progenitorowych śródbłonka. Według Xanthopoulos i in., antagonizm receptorów β-adrenergicznych hamował angiogenezę komórkową, dodatkowo wspierając rolę agonistów receptora β2-adrenergicznego.

Prawidłowe gojenie ran wymaga silnego krążenia krwi, które jest ułatwiane przez angiogenezę. Pan i in. donoszą, że nerwy współczulne odgrywają znaczącą rolę w angiogenezie tkanek miękkich. Ich badanie sugerowało, że stymulacja układu współczulnego promuje angiogenezę, podczas gdy jej blokada prowadzi do opóźnionego gojenia ran u szczurów. Inne badanie z użyciem terbutaliny, agonisty β2-adrenergicznego, poprawiło angiogenezę.

Poprzednie badanie pokazało, że TS poprawiło bliznowacenie ran i zmniejszyło pigmentację w modelu rany danio pręgowanego. Obecne badanie oceniło potencjalne efekty TS na gojenie ran eksycyzyjnych w modelu szczura z cukrzycą indukowaną STZ.

Jak potwierdzono działanie terapeutyczne TS?

Skurcz rany zaobserwowano od 3 dnia leczenia TS, ze wzrostem skurczu zależnym od dawki obserwowanym 7 dnia. Zamknięcie rany zostało zakończone dla wszystkich ran leczonych TS w ciągu 14 dni obserwacji, zgodnie z sugestią, że TS promuje angiogenezę, która jest kluczowa dla gojenia ran. Stąd angiogeneza ułatwia rozwój nowych naczyń krwionośnych dostarczających tlen i składniki odżywcze z konsekwentnym usunięciem odpadów. Jest udokumentowane, że warunki cukrzycowe często upośledzają angiogenezę z powodu uszkodzenia nerwów współczulnych i późniejszego zmniejszonego przepływu krwi do pewnych obszarów ciała.

Badanie przeanalizowało rolę oksydantów i mediatorów prozapalnych w kontekście leczenia ran eksycyzyjnych w modelu indukowanej cukrzycy. NO, analizowany z wydzielin ran, był niższy w nieleczonych ranach cukrzycowych w porównaniu z wyższymi poziomami obserwowanymi w ranach leczonych TS. Wcześniejsze badania wskazują, że generowanie NO jest ważne dla gojenia ran i generalnie wzrasta podczas fazy zapalnej gojenia. Nasze odkrycia są zgodne z tym raportem, potwierdzając wyniki poprzednich badań. Ponadto, poziomy NO w wydzielinach z ran korelowały z poziomami w homogenatach tkanki rany, odzwierciedlając podobny trend we wszystkich badanych grupach.

Zwiększone poziomy CRP zaobserwowano w wydzielinach z ran nieleczonych ran cukrzycowych. Wiadomo, że CRP jest podwyższone w warunkach cukrzycowych. Yu i wsp. również udokumentowali podobny wzrost CRP u szczurów cukrzycowych, identyfikując go jako marker zapalny. Wiadomo, że przedłużona podwyższona wartość CRP upośledza gojenie ran. Nasza analiza CRP z homogenatów tkanki rany 14 dnia wykazała podobne trendy, z wysokimi poziomami znalezionymi w nieleczonych ranach cukrzycowych. Wcześniejsze badania sugerują, że wydzieliny z ran mogą służyć jako cenne narzędzia diagnostyczne do monitorowania gojenia ran i terapii.

Dowody z wcześniejszych badań ujawniły dynamiczną interakcję między cytokinami angiogennymi. Ta asocjacyjna współpraca jest obserwowana wśród TGF-β1, naczyniowego czynnika wzrostu śródbłonka i macierzy pozakomórkowej w modulowaniu angiogenezy.

Deng i wsp. sugerowali, że zwiększone poziomy TGF-β1 mogą poprawić gojenie ran cukrzycowych. To badanie wykazało zwiększone poziomy TGF-β1 w ranach leczonych TS, wraz ze zmniejszeniem jego poziomów w nieleczonych ranach cukrzycowych. Dowody wykazały, że TGF-β1 posiada aktywność angiogeniczną, poprawiając w ten sposób gojenie ran, oraz że kolagen promuje aktywność TGF-β1 w gojeniu ran, zmniejszając w ten sposób obszary ran szybciej i tym samym przyspieszając proces gojenia ran. Ponadto, wiadomo, że wzrost zawartości NO w tkance może podnosić poziomy TGF-β1 i promować angiogenezę. Dlatego TS może zwiększać poziomy TGF-β1 poprzez zwiększanie zawartości NO w tkance.

Inne markery prozapalne i cytokiny, takie jak IL-1β, TNF-α i IL-6, zostały ocenione w tym badaniu i stwierdzono, że są podwyższone w nieleczonej ranie cukrzycowej. Te odkrycia są zgodne z wcześniejszymi raportami pokazującymi, że podwyższone poziomy tych markerów prozapalnych są związane z opóźnionym gojeniem ran i upośledzoną angiogenezą. Dlatego trwała aktywacja szlaku IL-1β w nieleczonych ranach cukrzycowych może przyczyniać się do upośledzenia procesu gojenia, ponieważ uwalnianie IL-1β reguluje cytokiny zapalne. To twierdzenie jest wspierane przez badania pokazujące, że hamowanie sygnalizacji IL-1β w ranach cukrzycowych może poprawić gojenie ran. Jednak leczenie TS znacząco zmniejszyło poziomy IL-1β, TNF-α i IL-6, zgodnie z odkryciami wcześniejszych badań.

Jakie ograniczenia ma badanie?

Głównym ograniczeniem tego badania jest brak analizy poziomów ekspresji różnych białek zaangażowanych w angiogenezę, takich jak poprzez Western blotting lub PCR w czasie rzeczywistym. Ponadto, nie badaliśmy bakterii w ranach ani nie przeprowadziliśmy mikroskopowej analizy ran z powodu ograniczonego finansowania.

Obecne badanie oceniło zastosowanie TS na rany cukrzycowe indukowane STZ i stwierdziło, że jego aplikacja zwiększyła poziomy TGF-β1 i NO, dwóch komplementarnych mediatorów, które odgrywają aktywną rolę w angiogenezie. Zaobserwowaliśmy wzrost aktywności heksozaminy, sugerujący wczesny skurcz rany w ocenianych ranach cukrzycowych. Co więcej, aktywności mediatorów zapalnych odpowiedzialnych za opóźnione gojenie ran, takich jak IL-1β, TNF-α, IL-6, CRP i MPO, które zwykle są zwiększone w warunkach cukrzycowych, zostały wszystkie zmniejszone; mogło to przyczynić się do poprawy gojenia ran obserwowanego w tym badaniu i wspiera potencjalne zastosowanie TS jako narzędzia terapeutycznego. Dokowanie molekularne potwierdziło interakcję między salbutamolem a TGF-β1, wskazując na możliwą aktywację i potwierdzając jego potencjał angiogenny. Chociaż mechanizm działania TS wydaje się być wieloczynnikowy ze względu na jego interakcję z wieloma szlakami zapalnymi, potrzebne są dalsze badania, aby w pełni wyjaśnić to dokładnie w kontekście skurczu i gojenia ran.

Podsumowanie

Cukrzyca dotyka ponad 529 milionów ludzi na świecie, a około 25% chorych doświadcza ran cukrzycowych, które są trudne w gojeniu. Hiperglikemia znacząco utrudnia ten proces poprzez zakłócenie faz zapalnej i proliferacyjnej, co prowadzi do przewlekłych ran. Szacuje się, że około 70% amputacji kończyn wynika z niezagojonych ran cukrzycowych, a około 85 milionów pacjentów z cukrzycą rozwija powikłania związane z opóźnionym gojeniem ran. W warunkach hiperglikemii dochodzi do zahamowania angiogenezy, epitelizacji i odbudowy tkanek, a generowany stres oksydacyjny wpływa na modulację makrofagów, prowadząc do dysregulacji procesu gojenia.

Badacze postawili hipotezę, że salbutamol, krótko działający agonista receptora β₂-adrenergicznego, może poprawić gojenie ran cukrzycowych poprzez stymulację angiogenezy. Przeprowadzono eksperyment na 25 szczurach, z czego 20 miało indukowaną streptozotocyną cukrzycę. Zwierzęta podzielono na grupy kontrolne i leczone, stosując miejscowo roztwór salbutamolu w różnych stężeniach przez 14 dni. Monitorowano skurcz ran, poziomy mediatorów zapalnych oraz markery oksydacyjne w wydzielinie z ran i homogenatach tkanek.

Wyniki wykazały, że miejscowe zastosowanie salbutamolu znacząco usprawniło skurcz ran we wszystkich dawkach. Trzeciego dnia grupa nieleczona z cukrzycą wykazała tylko 8,3% zamknięcia rany, podczas gdy grupy leczone osiągnęły od 20,9% do 26,7% skurczu. Czternastego dnia wszystkie rany leczone salbutamolem osiągnęły 100% zamknięcia, w porównaniu z 83% w grupie nieleczonej z cukrzycą i 91% w kontroli bez cukrzycy. Analiza biochemiczna wykazała zwiększoną produkcję tlenku azotu w grupach leczonych, który odgrywa kluczową rolę w angiogenezie. Poziomy białka C-reaktywnego były znacząco wyższe w nieleczonych ranach cukrzycowych, natomiast leczenie salbutamolem skutkowało ich obniżeniem w sposób zależny od dawki.

Badanie wykazało również zmniejszenie aktywności mieloperoksydazy oraz poziomów cytokin prozapalnych, takich jak IL-1β, TNF-α i IL-6, w ranach leczonych salbutamolem. Jednocześnie zaobserwowano zwiększone poziomy TGF-β1, który posiada aktywność angiogeniczną i promuje gojenie ran. Dokowanie molekularne potwierdziło interakcję między salbutamolem a TGF-β1, wskazując na możliwą aktywację i potwierdzając jego potencjał angiogenny. Mechanizm działania salbutamolu wydaje się być wieloczynnikowy ze względu na jego interakcję z wieloma szlakami zapalnymi.

Receptory β-adrenergiczne są zaangażowane w neoangiogenezę, a ich stymulacja jest powiązana z ekspresją komórek progenitorowych śródbłonka związanych z angiogenezą. Prawidłowe gojenie ran wymaga silnego krążenia krwi ułatwianego przez angiogenezę, a nerwy współczulne odgrywają znaczącą rolę w tym procesie. Warunki cukrzycowe często upośledzają angiogenezę z powodu uszkodzenia nerwów współczulnych i zmniejszonego przepływu krwi. Salbutamol, jako agonista receptora β₂-adrenergicznego, może przywracać te funkcje i promować tworzenie nowych naczyń krwionośnych.

Głównym ograniczeniem badania jest brak analizy poziomów ekspresji różnych białek zaangażowanych w angiogenezę oraz brak mikroskopowej analizy ran z powodu ograniczonego finansowania. Niemniej jednak, badanie dostarcza cennych informacji na temat potencjalnych zastosowań terapeutycznych miejscowego salbutamolu w leczeniu ran cukrzycowych. Wyniki wskazują, że salbutamol zwiększa poziomy TGF-β1 i tlenku azotu, które odgrywają aktywną rolę w angiogenezie, oraz zmniejsza aktywność mediatorów zapalnych odpowiedzialnych za opóźnione gojenie ran. Te odkrycia wspierają potencjalne zastosowanie salbutamolu jako narzędzia terapeutycznego w leczeniu przewlekłych ran cukrzycowych, choć potrzebne są dalsze badania, aby w pełni wyjaśnić mechanizm jego działania.