[Synergistic effects of GABA and hypoglycemic drugs]

Probl Endokrinol (Mosk). 2023 Aug 30;69(4):61-69. doi: 10.14341/probl13257.
[Article in Russian]

Abstract

Diabetes mellitus (DM) is the leading cause of premature death and disability. Despite a significant number of drugs, the effectiveness of therapy aimed at normalizing the level of glycemia and preventing complications does not fully satisfy doctors and patients. Therefore, the search for new approaches for the prevention and treatment of DM and its complications continues. Significant resources are used to develop new drugs, but recently the possibility of using «old» widely available drugs with newly discovered pleiotropic properties has been substantiated. These may include preparations of gammaaminobutyric acid (GABA) and agents that directly or indirectly activate GABAergic transmission, which have a pronounced pancreatic protective effect, which has been widely discussed in foreign literature over the past 10-15 years. However, there are few such publications in the domestic literature.It has been established that the content of GABA in β-cells in patients with type 1 and type 2 diabetes is reduced and this correlates with the severity of the disease. Genetic suppression of GABA receptors causes a significant decrease in the mass of β-cells and glucose-stimulated insulin secretion, which confirms the importance of GABA in ensuring glucose homeostasis and the advisability of replenishing the GABA deficiency in DM with its additional administration. It has been established that in animals with DM, GABA suppresses apoptosis and stimulates the regeneration of β-cells, increases β-cell mass and insulin production.Experimental data have been obtained indicating a synergistic effect of GABA when combined with glucagon-like peptide-1 (GLP-1) receptor agonists, DPP-4 inhibitors and sodium-glucose cotransporter 2 (SGLT-2) inhibitors, when a more pronounced pancreoprotective effect is observed, due to decrease in oxidative and nitrosative stress, inflammation, increase in the level of Klotho protein, Nrf-2 activity and antioxidant defense enzymes, suppression of NF-kB activity and expression of pro-inflammatory cytokines. As a result, all this leads to a decrease in apoptosis and death of β-cells, an increase in β-cell mass, insulin production and, at the same time, a decrease in glucagon levels and insulin resistance.The review substantiates the feasibility of using GABA and drugs with a positive GABAeric effect in combination with new generation antidiabetic agents: GLP-1 receptor agonists, DPP-4 inhibitors and SGLT-2 inhibitors in order to increase their antidiabetic potential.The search was carried out in the databases Pubmed, eLibrary, Medline. Keywords: diabetes mellitus, gamma-aminobutyric acid, glucagon-like peptide-1, GLP-1 receptor agonists, glucose-dependent insulinotropic peptide, dipeptidyl peptidase inhibitors, sodium-glucose cotransporter 2 inhibitors. The search was carried out from 2000 to 2022, but the review presents the results studies published mainly in the last 3 years, due to the requirements of the journal for the maximum amount of work and the number of sources.

Сахарный диабет (СД) является ведущей причиной преждевременной смертности и инвалидизации. Несмотря на значительное число препаратов, эффективность терапии, направленной на нормализацию уровня гликемии и предупреждение осложнений, не в полной мере удовлетворяет врачей и пациентов. Поэтому продолжается поиск новых подходов для профилактики и лечения СД и его осложнений. Значительные ресурсы используются для разработки новых препаратов, но в последнее время обосновывается возможность использования «старых» широкодоступных средств с вновь открытыми плейотропными свойствами. К таким могут быть отнесены препараты гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и средства, прямо или косвенно активирующие ГАМК-ергическую передачу, обладающие выраженным панкреопротективным действием, что широко обсуждается в зарубежной литературе в последние 10–15 лет. Однако в отечественной литературе подобных публикаций немного.Установлено, что содержание ГАМК в β-клетках у пациентов с СД 1 и 2 типа снижается, и это коррелирует с тяжестью течения заболевания. Генетическая супрессия ГАМКА рецепторов вызывает значительное снижение массы β-клеток и стимулированной глюкозой секреции инсулина, что подтверждает важное значение ГАМК в обеспечении гомеостаза глюкозы и целесообразность восполнения дефицита ГАМК при СД ее дополнительным введением. Установлено, что у животных с СД ГАМК подавляет апоптоз и стимулирует регенерацию β-клеток, увеличивает β-клеточную массу и продукцию инсулина.Получены экспериментальные данные, свидетельствующие о синергетическом действии ГАМК при комбинированном применении с агонистами рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1), ингибиторами дипептидилпептидазы 4-го типа (ДПП-4) и ингибиторами натрий-глюкозного котранспортера 2 (НГЛТ-2), когда наблюдается более выраженное панкреопротективное действие, обусловленное снижением окислительного и нитрозативного стресса, воспаления, повышением уровня белка Клото, активности Nrf-2 и ферментов антиоксидантной защиты, подавлением активности NF-kB и экспрессии провоспалительных цитокинов. В итоге все это приводит к снижению апоптоза и гибели β-клеток, увеличению β-клеточной массы, продукции инсулина и одновременно снижению уровня глюкагона, инсулинорезистентности.В обзоре обосновывается целесообразность применения ГАМК и препаратов с положительным ГАМК-ергическим действием в комбинации с антидиабетическими средствами нового поколения: агонистами рецепторов ГПП-1, ингибиторами ДПП-4 и ингибиторами НГЛТ-2 с целью повышения их антидиабетического потенциала. Поиск осуществлялся в базах Pubmed, eLibrary, Medline по ключевым словам: сахарный диабет, гамма-аминомасляная кислота, глюкагоноподобный пептид-1, агонисты рецепторов ГПП-1, глюкозозависимый инсулинотропный пептид, ингибиторы дипептидилпептидазы, ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера 2 типа. Поиск осуществлялся за период с 2000 по 2022 гг., но в обзоре представлены результаты исследований, опубликованные преимущественно за последние 3 года, что обусловлено требованиями журнала к максимальному объему работы и числу источников.

Publication types

  • English Abstract

MeSH terms

  • Animals
  • Diabetes Mellitus, Type 2* / drug therapy
  • Dipeptidyl-Peptidase IV Inhibitors*
  • Glucagon-Like Peptide-1 Receptor
  • Hypoglycemic Agents / pharmacology
  • Hypoglycemic Agents / therapeutic use
  • Insulin
  • Insulin, Regular, Human
  • Sodium
  • gamma-Aminobutyric Acid / pharmacology

Substances

  • Hypoglycemic Agents
  • Dipeptidyl-Peptidase IV Inhibitors
  • Glucagon-Like Peptide-1 Receptor
  • Insulin
  • gamma-Aminobutyric Acid
  • Insulin, Regular, Human
  • Sodium