Метформи́н — таблетированное сахароснижающее лекарственное средство класса бигуанидов для приёма внутрь. Применяется при лечении сахарного диабета 2-го типа, особенно у лиц с избыточным весом и ожирением и при этом сохранённой нормальной функцией почекClinical Guidelines Task Force, International Diabetes Federation (2005). "Glucose control: oral therapy" . In: Global Guideline for Type 2 Diabetes . Brussels: International Diabetes Federation, 35—38. . Проводятся исследования по применению метформина при гестационном диабете и синдроме поликистозных яичников. Препарат исследован и для других заболеваний, при которых резистентность к инсулину может быть важным фактором.
При правильном назначении метформин вызывает мало побочных эффектов (среди которых чаще возникают желудочно-кишечные расстройства) и связан с низким риском гипогликемии. Лактоацидоз (накопление молочной кислоты в крови) может быть серьёзной проблемой при передозировке и при назначении людям с противопоказаниями, но в остальном значительного риска нет. Метформин способствует снижению уровня холестерина ЛПНП и триглицеридов и не вызывает увеличения массы тела. Один из наиболее значимых эффектов Метформина — достоверное снижение смертности от осложнений сердечно-сосудистых заболеваний при сахарном диабете. Входит в список важнейших лекарственных препаратов Всемирной организации здравоохранения наряду с другим пероральным антидиабетическим препаратом глибенкламидом.
Метформин применяется в форме гидрохлорида.
История Метформин впервые был описан в научной литературе в 1922 году Эмилем Вернером и Джеймсом Беллом как продукт в синтезе N, N -диметилгуанидина. В 1929 году Слотта и Чеше обнаружили его сахароснижающее действие у кроликов, отметив, что он был самым сильным из бигуанидов, которые они изучалиSee Chemical Abstracts, v.23, 42772 (1929) . Эти результаты были забыты, как и работы над другими аналогами гуанидина, такими как синталин, на фоне популярности инсулина.
Интерес к метформину, однако, вернулся в конце 1940-х годов. В 1950 году было обнаружено, что метформин, в отличие от некоторых других подобных соединений, не снижает артериальное давление и частоту сердечных сокращений у животных.. В этом же году филиппинский врач Эусебио ГарсияAbout Eusebio Y. Garcia, see: применял метформин (который называл флюамин) для лечения гриппа. Он заметил, что препарат «снижает уровень сахара в крови до минимального физиологического уровня» при лечении пациентов и был нетоксичен. Гарсия также считал, что метформин обладает бактериостатическим, противовирусным, противомалярийным, антипиретическим и обезболивающим эффектамиQuoted from Chemical Abstracts, v.45, 24828 (1951) . В серии статей в 1954 году польский фармаколог Януш СупневскийAbout Janusz Supniewski, see: не смог подтвердить большинство из этих эффектов, в том числе снижение уровня сахара в крови, но наблюдал некоторые антивирусные эффекты у человекаSee Chemical Abstracts, v.52, 22272 (1958) Quoted from Chemical Abstracts, v.49, 74699 (1955) .
В больнице Сальпетриер французский диабетолог Жан Стерн изучал сахароснижающие свойства галегина (алкалоид, выделенный из козлятника аптечного), структурно связанного с метформином и наблюдал за краткосрочным его использованием в качестве антидиабетического средства до того, как были разработаны синталины. Позднее, работая в лабораториях Aron в Париже, он повторно исследовал сахароснижающую активность метформина и нескольких аналогичных бигуанидов. Стерн был первым, кто попытался применить метформин для лечения сахарного диабета у человека; он придумал название «Глюкофаж» (фр. «Glucophage» — «пожиратель глюкозы») для этого препарата и опубликовал свои результаты в 1957 году.
Метформин стал доступен в Британском национальном формуляре в 1958 году и начал впервые продаваться в Великобритании.
Широкий интерес к метформину возродился только после вывода из лекарственного оборота других бигуанидов в 1970-х годах. Метформин был одобрен в Канаде в 1972 году, а в США он был одобрен FDA для лечения сахарного диабета 2 типа только в 1994 году. Произведённый по лицензии компанией Bristol Myers Squibb Глюкофаж был первым торговым названием метформина для продажи в США, начиная с 3 марта 1995 годаGLUCOPHAGE Label and Approval History . U.S. Food and Drug Administration.. Дженерики теперь доступны в нескольких странах, и метформин, как полагают, стал наиболее часто выписываемым антидиабетическим препаратом в мире2009 Top 200 generic drugs by total prescriptions . Drug Topics (June 17, 2010)..
В XXI веке метформин рассматривается энтузиастами как потенциальный препарат для продления активной жизни человека. В экспериментах на модельных животных учёные показали, что употребление метформина продляет им жизнь. В 2020-х () планирует исследовать метформин на пожилых людях с краудфандинговым финансированием, поскольку ни у государственных служб, ни у крупных фармкомпаний нет интереса к такому исследованию).
Получение и свойства вещества
Стандартный синтез метформина был впервые описан в 1922 году. Он образуется во время реакции гидрохлорида диметиламина c 2-цианогуанидином (дициандиамид) при нагревании:.
В соответствии с процедурой, описанной в 1975 году в патенте Aron и Энциклопедии фармацевтического производства (), эквимолярное количество диметиламина и 2-цианогуанидина растворяют в толуоле с охлаждением для достижения концентрированного раствора, а затем медленно добавляют эквимолярное количество хлористого водорода. Смесь начинает кипеть сама по себе, и после охлаждения образуется осадок гидрохлорида метформина с 96 % выходом.
До 2005 года не было точных данных об электронной структуре метформина, как и остальных производных . Учёные только предполагали, что метформин находится в протонированной таутомерной форме, и в 2005 году было проведено уточняющее исследование. Разница между рассчитанными энергиями у настоящей таутомерной форме метформина и по ранее существовавшему представлению о ней составила около 9 ккал/моль. В 2009 году была уточнена структура гидрохлорида метформина.
В 2008 году было опубликовано описание улучшенного метода синтеза гидрохлорида метформина (экологически чистый метод с использованием только нескольких миллиграмм реагентов и нескольких капель растворителя), который включает пятиминутную реакцию в сверхвысокочастотных волнах.
Фармакология
Фармакодинамика Метформин снижает концентрацию глюкозы в крови путём угнетения образования глюкозы (глюконеогенеза) в печени. У больного сахарным диабетом 2 типа скорость глюконеогенеза в 3 раза выше от нормы. Метформин снижает этот показатель более чем на одну треть. Метформин активизирует АМФ-активируемую протеинкиназу (АМФК) — фермент печени, который играет важную роль в инсулиновой сигнализации, во всём энергетическом балансе организма и метаболизме глюкозы и жиров. Активация АМФК необходима для ингибирующего эффекта метформина на глюконеогенез в печени. В исследовании, опубликованном в 2008 году, механизм действия метформина был описан более подробно. Оно показало, что активация АМФК необходима для увеличения экспрессии белка SHP (англ. Small heterodimer partner), который в свою очередь подавляет экспрессию фосфоенолпируват карбоксикиназы и глюкозо-6-фосфатазы, участвующих в глюконеогенезе. Метформин часто применяют в исследованиях AICA (англ. aminoimidazole carboxamide) рибонуклеотида как агониста АМФК. Механизм, посредством которого бигуаниды активируют АМФК, остаётся непонятным, однако исследования показывают, что метформин увеличивает количество цитозольного АМФ.
Показано, что метформин обладает умеренным ингибиторным эффектом дыхательного комплекса I; по-видимому, данное свойство препарата лежит в основе механизма его действия.
В дополнение к подавлению глюконеогенеза в печени метформин увеличивает чувствительность тканей к инсулину, усиливает периферический захват глюкозы (путём фосфорилирования транспортера GLUT4), повышает окисление жирных кислот и уменьшает всасывание глюкозы из желудочно-кишечного тракта. Увеличение периферической утилизации глюкозы может быть связано с улучшением связывания инсулина с рецепторами инсулина АМФК, вероятно, также играет в этом роль, так как назначение метформина увеличивает активность АМФК в скелетных мышцах. АМФК, как известно, вызывает встраивание GLUT4 в плазматическую мембрану, в результате чего происходит инсулин-независимое поглощение глюкозы. Некоторые метаболические эффекты метформина, по всей видимости, происходят по АМФК-независимым механизмам; исследование в 2008 году показало, что «метаболические эффекты метформина в сердечной мышце могут возникать независимо от изменений активности АМФК и могут быть опосредованы p38 МАРК (англ. p38 mitogen-activated protein kinases) и РКС-зависимыми механизмами».
Препарат снижает концентрацию в сыворотке крови ТГ, холестерина и ЛПНП (определяемых натощак) и не изменяет концентрацию липопротеинов других плотностей. Стабилизирует или снижает массу тела. При отсутствии в крови инсулина терапевтический эффект не проявляется. Гипогликемических реакций не вызывает. Улучшает фибринолитические свойства крови за счёт подавления ингибитора активатора профибринолизина (плазминогена) тканевого типа.
С помощью терапии метформином можно добиться снижения уровня глюкозы на 20 %, а содержание гликозилированного гемоглобина на 1,5 %. Монотерапия метформином по сравнению с другими средствами для снижения концентрации глюкозы в крови (пиоглитазоном, акарбозой, препаратами сульфонилмочевины), а также по сравнению с диетой, инсулином или плацебо снижает риск развития инфаркта миокарда, а также снижает общую смертность в популяции лиц с сахарным диабетом второго типа («инсулиннезависимого»), что было продемонстрировано в систематическом обзоре 29 клинических исследований, опубликованном в библиотеке Кохрейна (Cochrane Collaboration) в 2005 году (источник dokta.ru, секция о метформине).
Фармакокинетика Абсолютная биодоступность (натощак) составляет 50—60 %, приём с пищей снижает Cmax на 40 % и замедляет её достижение на 35 мин . Пик концентрации в плазме (С max) достигается в течение одного-трёх часов (1,81—2,69 ч) с немедленным высвобождением метформина и от четырёх до восьми часов с формой замедленного высвобождения. Связывание метформина с белками плазмы незначительно, о чём свидетельствует очень высокий объём распределения (654 ± 358 л после однократной дозы 850 мг). Стабильный эффект обычно достигается через один или два дня.
Метформин не метаболизируется. Он выводится из организма с мочой в неизменном виде путём канальцевой секреции; метформин не обнаруживается в плазме крови в течение 24 часов после однократного приёма. Средний период полувыведения в плазме крови составляет 6,2 часа (начальный T1/2 — от 1,7 до 3 ч, окончательный — от 9 до 17 ч). Метформин распределяется (и возможно накапливается) в эритроцитах с гораздо бо́льшим периодом полувыведения: 17,6 ч (сообщается о значениях в пределах 18,5-31,5 часов при однодозовом изучении лиц, не страдающих сахарным диабетом).
Абсорбция — 48—52 %. Быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте. Концентрация в плазме не превышает 1 мкг/мл (в течение 24—48 ч).
Показания
Лечение сахарного диабета