Порушення циклу оксиду азоту й оксидантний стрес у пацієнтів із переддіабетом: можливості ранньої корекції кверцетином
DOI:
https://doi.org/10.30978/CEES-2026-1-36Ключові слова:
переддіабет, оксидантний стрес, оксид азоту, аргіназа, ендотеліальна дисфункція, кверцетин, антиоксидантиАнотація
Переддіабет супроводжується ранніми метаболічними та судинними порушеннями, ключовими з яких є оксидантний і нітрозативний стрес та дисрегуляція циклу оксиду азоту, що призводить до розвитку ендотеліальної дисфункції та підвищення серцево-судинного ризику. Пошук засобів ранньої патогенетичної корекції цих змін є актуальним напрямом сучасної метаболічної медицини.
Мета роботи — вивчити особливості оксидантного стресу та продукції оксиду азоту в пацієнтів із переддіабетом й оцінити можливості їх ранньої корекції кверцетином.
Матеріали та методи. Обстежено 32 пацієнтів, яких розподілили в контрольну (n=15) і основну (n=17, переддіабет) групи. Переддіабет діагностували відповідно до рекомендацій American Diabetes Association і національного клінічного протоколу. Пацієнти основної групи отримували кверцетин протягом 20 днів. До і після лікування оцінювали рівень малонового діальдегіду (МДА), активність супероксиддисмутази, каталази, конститутивної NO-синтази (cNOS), ідуцибельної ізоформи NO-синтази (iNOS) й аргінази. Використовували непараметричні методи статистики, кореляційний і ROC-аналіз.
Результати. У пацієнтів із переддіабетом до лікування виявлено підвищення активності iNOS, зростання рівня МДА та зміни активності антиоксидантних ферментів порівняно з контрольною групою. Після лікування кверцетином відзначено зниження активності iNOS у 5,9 разу (p<0,0001), концентрації МДА на 31,0% (p<0,0001), активності супероксиддисмутази на 37,8% (p<0,0001) і каталази на 21,6% (p<0,0001) при зростанні активності аргінази на 82,0% (p<0,0001). Активність cNOS істотно не змінювалася. ROC-аналіз показав високу діагностичну інформативність МДА, iNOS й аргінази (AUC 0,926 — 1,0).
Висновки. Переддіабет супроводжується активацією оксидантного та нітрозативного стресу й порушенням регуляції циклу оксиду азоту. Застосування кверцетину забезпечує ефективну ранню патогенетичну корекцію цих змін, що обґрунтовує його використання для профілактики прогресування метаболічних і судинних ускладнень.
Посилання
American Diabetes Association Professional Practice Committee. Introduction and Methodology: Standards of Care in Diabetes-2025. Diabetes Care. 2025 Jan 1;48(1 Suppl 1):S1-S5. http://doi.org/10.2337/dc25-SINT. PMID: 39651982; PMCID: PMC11635031.
Unnikrishnan R, Shaw JE, Chan JCN, Wild SH, Peters AL, Orrange S, Roden M, Mohan V. Prediabetes. Nat Rev Dis Primers. 2025 Jul 17;11(1):49. http://doi.org/10.1038/s41572-025-00635-0. PMID: 40676018.
Kosmas CE, Bousvarou MD, Kostara CE, Papakonstantinou EJ, Salamou E, Guzman E. Insulin resistance and cardiovascular disease. J Int Med Res. 2023 Mar;51(3):3000605231164548. http://doi.org/10.1177/03000605231164548. PMID: 36994866; PMCID: PMC10069006.
Lonardo A, Weiskirchen R. Insulin Resistance at the Crossroads of Metabolic Inflammation, Cardiovascular Disease, Organ Failure and Cancer. Biomolecules. 2025 Dec 17;15(12):1745. http://doi.org/10.3390/biom15121745. PMID: 41463398; PMCID: PMC12730331.
Heuser SK, Li J, Pudewell S, LoBue A, Li Z, Cortese-Krott MM. Biochemistry, pharmacology, and in vivo function of arginases. Pharmacol Rev. 2025 Jan;77(1):100015. http://doi.org/10.1124/pharmrev.124.001271. Epub 2024 Nov 22. PMID: 39952693; PMCID: PMC12105760.
Böger RH. The pharmacodynamics of L-arginine. J Nutr. 2007 Jun;137(6 Suppl 2):1650S-1655S. http://doi.org/10.1093/jn/137.6.1650S. PMID: 17513442.
Li XA, Everson W, Smart EJ. Nitric oxide, caveolae, and vascular pathology. Cardiovasc Toxicol. 2006;6(1):1-13. http://doi.org/10.1385/ct:6:1:1. PMID: 16845178.
Engin A. Endothelial Dysfunction in Obesity and Therapeutic Targets. Adv Exp Med Biol. 2024;1460:489-538. http://doi.org/10.1007/978-3-031-63657-8_17. PMID: 39287863.
Santhanam L, Christianson DW, Nyhan D, Berkowitz DE. Arginase and vascular aging. J Appl Physiol (1985). 2008 Nov;105(5):1632-42. http://doi.org/10.1152/japplphysiol.90627.2008. Epub 2008 Aug 21. PMID: 18719233; PMCID: PMC2584835.
Jin W, Elkarmalawy MH, Fouad AG, Belal A, Ismail A, Ali MAM, Aref Albezrah NK, Miski SF, Abo El-Ela FI, Nagib MM. Design, optimization, and in vivo assessment of in situ pH-sensitive quercetin transbilosomes for the treatment of diabetes mellitus-associated heart failure. J Drug Target. 2026 Feb 2:1-17. http://doi.org/10.1080/1061186X.2026.2621844. Epub ahead of print. PMID: 41579343.
Mykytenko AO, Akimov OYe, Yeroshenko GA, Neporada KS. Influence of NF-κB on the development of oxidative-nitrosative stress in the liver of rats under conditions of chronic alcohol intoxication. Ukr Biochem J. 2022;94(6):57-66. http://doi.org/10.15407/ubj94.06.057.
Shaienko ZO, Akimov OY, Kostenko VO, Neporada KS. The effect of quercetin on the development of oxidative stress and nitric oxide production in the blood of patients with type 2 diabetes mellitus. Rom J Diabetes Nutr Metab Dis. 2025;32(1):34-39. https://www.rjdnmd.org/index.php/RJDNMD/article/view/1753/931.
Di Sarli Gutiérrez L, Castro MC, Farromeque Vásquez S, Villagarcía HG, González Arbeláez L, Rojano B, Schinella G, Maiztegui B, Francini F. Protective Effect of Monoterpene Isoespintanol in a Rat Model of Prediabetes Induced by Fructose. Pharmaceuticals (Basel). 2023 Dec 28;17(1):47. http://doi.org/10.3390/ph17010047. PMID: 38256882; PMCID: PMC10819293.
Nunes S, Alves A, Preguiça I, Barbosa A, Vieira P, Mendes F, et al. Crescent-like lesions as an early signature of nephropathy in a rat model of prediabetes induced by a hypercaloric diet. Nutrients. 2020;12(4):881. http://doi.org/10.3390/nu12040881.
Cacanyiova S, Berenyiova A, Malinska H, Huttl M, Markova I, Aydemir BG, Garaiova V, Cebova M. Female prediabetic rats are protected from vascular dysfunction: the role of nitroso and sulfide signaling. Biol Res. 2024 Nov 26;57(1):91. http://doi.org/10.1186/s40659-024-00575-1. PMID: 39587584; PMCID: PMC11590373.
You Z, Yang Z, Cao S, Deng S, Chen Y. The novel KLF4/BIG1 regulates LPS-mediated neuro-inflammation and migration in BV2 cells via PI3K/Akt/NF-κB signaling pathway. Neuroscience. 2022;488:102-111. http://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2022.01.014.
Ostojic M, Zevrnja A, Vukojevic K, Soljic V. Immunofluorescence analysis of NF-κB and iNOS expression in different cell populations during early and advanced knee osteoarthritis. Int J Mol Sci. 2021;22(12):6461. http://doi.org/10.3390/ijms22126461.
Fenercioglu AK, Gonen MS, Uzun H, Sipahioglu NT, Can G, Tas E, Kara Z, Ozkaya HM, Atukeren P. The Association between Serum 25-Hydroxyvitamin D3 Levels and Pro-Inflammatory Markers in New-Onset Type 2 Diabetes Mellitus and Prediabetes. Biomolecules. 2023 Dec 12;13(12):1778. http://doi.org/10.3390/biom13121778. PMID: 38136648; PMCID: PMC10741791.
O’Donnell BT, Monjure TA, Al-Ghadban S, Ives CJ, L’Ecuyer MP, Rhee C, Romero-Lopez M, Li Z, Goodman SB, Lin H, Tuan RS, Bunnell BA. Aberrant Expression of COX-2 and FOXG1 in Infrapatellar Fat Pad-Derived ASCs from Pre-Diabetic Donors. Cells. 2022 Aug 1;11(15):2367. http://doi.org/10.3390/cells11152367. PMID: 35954211; PMCID: PMC9367583.
Liu J, Chen K, Tang M, Mu Q, Zhang S, Li J, Liao J, Jiang X, Wang C. Oxidative stress and inflammation mediate the adverse effects of cadmium exposure on all-cause and cause-specific mortality in patients with diabetes and prediabetes. Cardiovasc Diabetol. 2025 Mar 29;24(1):145. http://doi.org/10.1186/s12933-025-02698-5. PMID: 40158078; PMCID: PMC11954339.
Yesupatham A, Saraswathy R. Role of oxidative stress in prediabetes development. Biochem Biophys Rep. 2025;43:102069. http://doi.org/10.1016/j.bbrep.2025.102069.
Hughes A, Khan T, Kirley K, Moin T, Mainous A, Sachdev N, Williams J, Wozniak G. Metformin Prescription Rates for Patients with Prediabetes. J Am Board Fam Med. 2022 Jul-Aug;35(4):821-826. http://doi.org/10.3122/jabfm.2022.04.210485. PMID: 35896449.
Fadden EJ, Longley C, Mahambrey T. Metformin-associated lactic acidosis. BMJ Case Rep. 2021 Jul 8;14(7):e239154. http://doi.org/10.1136/bcr-2020-239154. PMID: 34244196; PMCID: PMC8268897.
Gerardo González-González J, Cesar Solis R, Díaz González-Colmenero A, Raygoza-Cortez K, Moreno-Peña PJ, Sánchez AL, et al. Effect of metformin on microvascular outcomes in patients with type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis. Diabetes Res Clin Pract. 2022;186:109821. http://doi.org/10.1016/j.diabres.2022.109821.
Li L, Jiang W, Yu B, Liang H, Mao S, Hu X, Feng Y, Xu J, Chu L. Quercetin improves cerebral ischemia/reperfusion injury by promoting microglia/macrophages M2 polarization via regulating PI3K/Akt/NF-κB signaling pathway. Biomed Pharmacother. 2023 Dec;168:115653. http://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.115653. Epub 2023 Oct 7. PMID: 37812891.
Xie R, Zhao W, Lowe S, Bentley R, Hu G, Mei H, Jiang X, Sun C, Wu Y, Yueying Liu. Quercetin alleviates kainic acid-induced seizure by inhibiting the Nrf2-mediated ferroptosis pathway. Free Radic Biol Med. 2022 Oct;191:212-226. http://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2022.09.001. Epub 2022 Sep 8. Erratum in: Free Radic Biol Med. 2022 Nov 20;193(Pt 1):80. http://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2022.10.275. PMID: 36087883.
Sul OJ, Ra SW. Quercetin Prevents LPS-Induced Oxidative Stress and Inflammation by Modulating NOX2/ROS/NF-kB in Lung Epithelial Cells. Molecules. 2021 Nov 17;26(22):6949. http://doi.org/10.3390/molecules26226949. PMID: 34834040; PMCID: PMC8625571.
Zhou Y, Qian C, Tang Y, Song M, Zhang T, Dong G, Zheng W, Yang C, Zhong C, Wang A, Zhao Y, Lu Y. Advance in the pharmacological effects of quercetin in modulating oxidative stress and inflammation related disorders. Phytother Res. 2023 Nov;37(11):4999-5016. http://doi.org/10.1002/ptr.7966. Epub 2023 Jul 25. PMID: 37491826.
Chekalina N, Burmak Y, Petrov Y, Borisova Z, Manusha Y, Kazakov Y, Kaidashev I. Quercetin reduces the transcriptional activity of NF-kB in stable coronary artery disease. Indian Heart J. 2018 Sep-Oct;70(5):593-597. http://doi.org/10.1016/j.ihj.2018.04.006. Epub 2018 Apr 20. PMID: 30392493; PMCID: PMC6204471.
Skrypnyk I, Maslova G, Lymanets T, Gusachenko I. L-arginine is an effective medication for prevention of endothelial dysfunction, a predictor of anthracycline cardiotoxicity in patients with acute leukemia. Exp Oncol. 2017;39(4):308-311.
Shayenko Z, Akimov O, Neporada K, Ligonenko O, Spivak M. The influence of nanodispersed cerium oxide on the development of oxidative stress and the production of nitric oxide in patients with type 2 diabetes mellitus. Int J Endocrinol (Ukraine). 2023;19(3):183-187. http://doi.org/10.22141/2224-0721.19.3.2023.1269.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Автори

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.