परिचय

डायबिटीज मेलेटस एक महत्वपूर्ण वैश्विक स्वास्थ्य बोझ को लागू करना जारी रखता है, जिसमें अनुमानित 537 मिलियन वयस्क 2021 में स्थिति के साथ रहते हैं। टाइप 2 डायबिटीज मामलों के विशाल बहुमत के लिए खाते हैं, और इसकी हॉलमार्क सुविधा - इंसुलिन प्रतिरोध - अक्सर मानक थेरेपी जैसे मेथफॉर्मिन, सल्फोनिल्यूरिया और जीवन शैली हस्तक्षेप के बावजूद प्रगति होती है। सुरक्षित और प्रभावी adjunct उपचार की खोज जो ग्लिसीक अनुसंधान के लिए एक व्यापक नियंत्रण प्रदान कर सकती है, जो इसके अतिरिक्त प्रभाव को खत्म नहीं कर सकती है। कम पारंपरिक उम्मीदवारों में, ट्रेस मिनरल वैनेडियम ने इंसुलिन कार्रवाई की नकल और बढ़ाने की क्षमता के लिए निरंतर वैज्ञानिक रुचि को आकर्षित किया है।

Vanadium क्या है?

Vanadium एक संक्रमण धातु है जो व्यापक रूप से पृथ्वी के क्रस्ट में वितरित किया जाता है और कई खाद्य पदार्थों में ट्रेस मात्रा में मौजूद होता है। यह कई ऑक्सीकरण राज्यों में मौजूद है, जिसमें vanadate (V ]5+ ) और vanadyl (V]]]]]]]) और जैविक रूप से प्रासंगिक रूप है। आहार स्रोतों में मशरूम, शेलफ़िश, काली मिर्च, अजमोद, डिल, पूरे अनाज और कुछ सब्जियां शामिल हैं। भोजन रेंज से विशिष्ट दैनिक सेवन 10 से 60 माइक्रोग्राम तक होता है, हालांकि यह भौगोलिक स्थान और आहार पैटर्न द्वारा काफी भिन्न होता है।

हालांकि वैनेडियम को अति-तनाव तत्व के रूप में वर्गीकृत किया गया है, मनुष्यों में इसकी अनिवार्यता को स्पष्ट रूप से स्थापित नहीं किया गया है। पशु मॉडल में, वैनेडियम की कमी को बिगड़ा हुआ विकास और प्रजनन से जोड़ा गया है, लेकिन मनुष्यों में कोई भी संबंधित कमी सिंड्रोम की पहचान नहीं की गई है। वैनेडियम में जैव चिकित्सा रुचि 20 वीं सदी के अंत में बढ़ी, जिसमें वेनाडेट चूहों के अपटेक को प्रोत्साहित कर सकते हैं और इंसुलिन के प्रभावों को शक्तिशाली बना सकते हैं। बाद में अध्ययनों से पता चला है कि वैनेडियम यौगिकों को मधुमेह जानवरों में रक्त ग्लूकोज कम कर सकता है, जो नैदानिक अनुप्रयोगों में इन निष्कर्षों को पार करने के उद्देश्य से दशकों तक शोध को स्पार्क कर सकता है।

Vanadium and Glycemic Control

प्रीक्लिक अनुसंधान लगातार दिखाया गया है कि वैनेडियम यौगिक कई तंत्रों के माध्यम से ग्लाइसेमिक नियंत्रण में सुधार करते हैं। स्ट्रेप्टोज़ोटोकिन-प्रेरित डायबिटिक चूहों को मौखिक वैनेडेट या वैनेडिल सल्फेट प्रदर्शन के साथ इलाज किया गया है जिसमें रक्त ग्लूकोज को तेजी से बढ़ाने, ग्लूकोज सहिष्णुता में सुधार करने और इंसुलिन संवेदनशीलता को बढ़ाया गया है। ये प्रभाव विशेष रूप से उल्लेखनीय हैं क्योंकि वे कार्यात्मक अग्नाशय बीटा कोशिकाओं की अनुपस्थिति में भी होते हैं, यह दर्शाता है कि वैनेडियम इंसुलिन-निर्भर क्रियाएं कर सकता है। समान परिणाम आनुवंशिक रूप से मोटापे और इंसुलिन प्रतिरोधी माउस मॉडल में देखे गए हैं, जो टाइप 2 मधुमेह के लिए संभावित प्रासंगिकता को मजबूत करते हैं।

मानव अध्ययन, हालांकि आकार और अवधि में सीमित, परिणामों को प्रोत्साहित करने की सूचना दी है। 1996 में बोडेन और सहयोगियों द्वारा एक अर्ध-संघीय परीक्षण ने प्रदर्शित किया कि मौखिक वैनेडिल सल्फेट (चार सप्ताह के लिए दैनिक 50 मिलीग्राम) ने भारी ग्लूकोज उत्पादन को कम कर दिया और प्रतिदिन 50 से 150 मिलीग्राम तक की दूरी पर परिधीय इंसुलिन संवेदनशीलता में सुधार किया। नतीजतन, छोटे परीक्षणों ने तेजी से ग्लूकोज और हेमोग्लोबिन ए 1 सी (एचबीए 1 सी) को तेज करने में कमी दिखाई है। हालांकि, प्रभाव अध्ययन के दौरान असंगत हो गए हैं, और 2014 में तेजी से नियंत्रित समीकरण के स्तर पर तेजी से बदलाव के लिए एक महत्वपूर्ण परिणाम है।

कार्य के तंत्र

वैनेडियम का ग्लाइसेमिक प्रभाव ग्लूकोज होमोस्टेसिस में शामिल कई प्रमुख जैव रासायनिक मार्गों को संशोधित करने की क्षमता से उत्पन्न होता है। इन तंत्रों को समझना सुरक्षित और अधिक प्रभावी वैनेडियम आधारित उपचारों के डिजाइन के लिए आवश्यक है।

प्रोटीन टाइरोसिन फॉस्फाटास की निषेधाज्ञा

वैनेडियम के सर्वश्रेष्ठ-characterized कार्यों में से एक प्रोटीन टाइरोसिन फॉस्फेटिस (PTPs) का निषेध है, विशेष रूप से PTP1B। PTP1B इंसुलिन रिसेप्टर और इसके डाउनस्ट्रीम सब्सट्रेट को डिफॉस्फोरीलेट करके इंसुलिन संकेतन के नकारात्मक नियामक के रूप में कार्य करता है। PTP1B को अवरुद्ध करके, वैनेडियम इंसुलिन रिसेप्टर सब्सट्रेट (IRS) प्रोटीन के फॉस्फोरिलेशन को बढ़ाता है और फॉस्फेटिडाइलिनोसिटोल 3-किनेज़ (PI3K) / Akt पथमार्ग के सक्रियण को बढ़ाता है। यह तंत्र कंकाल की मांसपेशियों, वसा और यकृत ऊतक में वैनेडियम के इंसुलिन-संवेदनशील प्रभावों को कम करता है।

ग्लूकोज़ ट्रांसपोर्टर गतिविधि का संवर्धन

Vanadium यौगिकों में ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर टाइप 4 (GLT4) की अभिव्यक्ति और ट्रांसलोकेशन प्लाज्मा झिल्ली में वृद्धि हुई है। संवर्धित myotubes और adipocytes में, Vanadate उपचार upregularly, GLUT4 mRNA और प्रोटीन स्तर को विनियमित करता है, जो इंसुलिन की अनुपस्थिति में भी ग्लूकोज प्रविष्टि को सुविधाजनक बनाता है। यह गैर-इन्सुलिन-निर्भर पथ मार्ग गंभीर इंसुलिन प्रतिरोध के राज्यों में विशेष रूप से मूल्यवान है, जहां GLUT4 के इंसुलिन-उत्तेजित ट्रांसलोकेशन को बाधित किया जाता है।

एंटीऑक्सीडेंट और विरोधी भड़काऊ प्रभाव

क्रोनिक हाइपरग्लिसीमिया ऑक्सीडेटिव तनाव और कम ग्रेड सूजन को चलाता है, दोनों इंसुलिन प्रतिरोध और बीटा सेल डिसफंक्शन में योगदान करते हैं। वैनेडियम प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) को छानने और अंतःस्थ एंटीऑक्सीडेंट एंजाइमों जैसे सुपरऑक्साइड डिसम्युटेज, कैटालेज और ग्लूटाथियोन पेरोक्सिडेज़ को विनियमित करके एंटीऑक्सीडेंट गुणों को प्रदर्शित करता है। इसके अतिरिक्त, वैनेडियम यौगिक परमाणु कारक-कप्पा बी (NF-κB) पथमार्ग को दबा सकते हैं, जिससे प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स के उत्पादन को कम किया जा सकता है। ये सहायक लाभ अग्नाशिक बीटा सेल फ़ंक्शन को संरक्षित करने और प्रणालीगत संवेदनशीलता में सुधार करने में मदद करते हैं।

हेप्टाटिक ग्लूकोज़ चयापचय का मॉड्यूलेशन

यकृत में, वैनेडियम, gluconeogenesis को रोकता है, प्रमुख एंजाइमों जैसे कि फॉस्फोनोलपिरुवेट कार्बोक्सिनेज (PEPCK) और ग्लूकोज-6-phosphatase की गतिविधि को दबाकर। इसी समय, यह ग्लाइकोजन संश्लेषण को उत्तेजित करता है, ग्लूकोज के भंडारण को ग्लाइकोजन के रूप में बढ़ावा देता है। ये क्रियाएं यकृत ग्लूकोज आउटपुट को कम करती हैं, जो टाइप 2 मधुमेह में हाइपरग्लिसेमिया को तेज करने के लिए एक प्रमुख योगदानकर्ता है।

AMP-Activated प्रोटीन Kinase की सक्रियण

Vanadium को AMP-activated प्रोटीन किनस (AMPK) को सक्रिय करने के लिए दिखाया गया है, जो सेलुलर ऊर्जा संतुलन का एक मास्टर नियामक है। AMPK सक्रियण ग्लूकोज को बढ़ाता है, फैटी एसिड ऑक्सीकरण को बढ़ावा देता है, और यकृत में ग्लूकोनेजेनिस को दबाता है। इस तंत्र को मेथफॉर्मिन के साथ साझा किया जाता है, यह सुझाव देता है कि वैनेडियम पहली लाइन मधुमेह उपचार के प्रभावों को पूरक कर सकता है।

वर्तमान अनुसंधान और विकास

प्रीक्लिनिकल वादे के दशकों के बावजूद, वैनेडियम के लिए नैदानिक सबूत आधार एक अद्भूत डायबिटीज थेरेपी के रूप में अपेक्षाकृत पतली रहता है। अधिकांश मानव अध्ययनों ने प्रतिभागियों की छोटी संख्या (आमतौर पर 30 से कम) की घोषणा की है, केवल 4-12 सप्ताह तक चली और मजबूत अंधापन या प्लेसबो नियंत्रण की कमी थी। 2014 मेटा-विश्लेषण ने केवल चार यादृच्छिक नियंत्रित परीक्षणों की पहचान की जिसमें शामिल करने के मानदंड शामिल थे, वैनेडियम फॉर्मूलेशन, खुराक और परिणाम के उपायों में उल्लेखनीय विषमता के साथ। जबकि पूल किए गए परिणामों ने उपवास ग्लूकोज में मामूली कमी (लगभग 0-0.8 mmol / L का अंतर) दिखाया, विश्वास अंतराल व्यापक था, और कम सबूतों की समग्र गुणवत्ता को निर्धारित किया गया था।

हाल के शोध ने मौखिक जैव उपलब्धता में सुधार और विषाक्तता को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए वैनेडियम समन्वय परिसरों की ओर ध्यान केंद्रित किया है। कार्बनिक ligands जैसे कि एथिलमल्टोल, पिकोलिनेट, और डिपाइकोलिनेट का उपयोग बायस (एथिल्मल्टोलाटो) ऑक्सीओवानाडियम (IV) (BEOV)) जैसे यौगिकों को बनाने के लिए किया गया है। चरण I और II नैदानिक परीक्षणों ने परिणाम को प्रोत्साहित किया है, कुछ अध्ययनों के साथ खुराक पर ग्लूकोज सहिष्णुता में सुधार की रिपोर्टिंग करते हैं क्योंकि प्रति दिन वैनेडियम के 20 मिलीग्राम और अकार्बनिक वैनेडियम नमक की तुलना में गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल साइड इफेक्ट्स की कम घटना अभी तक कोई यौगिक वैनियम की गई है।

इसके अतिरिक्त, कुछ शोधकर्ताओं ने अन्य एजेंटों के साथ वैनेडियम के संयोजन की खोज की है। उदाहरण के लिए, डायबिटिक चूहों में मेथफॉर्मिन के साथ वैनेडिल सल्फेट के सह-व्यवस्था ने ग्लाइसेमिक नियंत्रण पर additive प्रभाव पैदा किया। एक छोटे मानव पायलट अध्ययन में, वैनेडियम और क्रोमियम का संयोजन अकेले खनिज से अधिक HbA1c में सुधार हुआ, हालांकि अध्ययन पर्याप्त रूप से फर्म निष्कर्ष निकालने के लिए संचालित नहीं था। ये प्रारंभिक निष्कर्ष बड़े, दीर्घकालिक परीक्षणों में आगे की जांच की गारंटी देते हैं।

चुनौतियां और सुरक्षा चिंताएं

वैनेडियम के लिए चिकित्सीय खिड़की संकीर्ण है, और विषाक्तता इसके नैदानिक उपयोग के लिए सबसे महत्वपूर्ण बाधा बनी हुई है। खुराक पर सार्थक ग्लाइसेमिक प्रभाव (आमतौर पर 50-150 मिलीग्राम प्रतिदिन एलिमेंटल वैनेडियम), गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल साइड इफेक्ट्स को प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, जिसमें मतली, दस्त, पेट में ऐंठन और पेट फूलना शामिल है। बोडेन एट अल में अध्ययन में, कई प्रतिभागियों को इन लक्षणों के कारण खुराक में कमी की आवश्यकता होती है। उच्च खुराक भी थकान, एनोरेक्सिया और वजन घटाने का कारण बन सकती है।

जानवरों में पुरानी विषाक्तता अध्ययन ने हड्डियों, यकृत और गुर्दे में वैनेडियम संचय के बारे में चिंताएं उठाई हैं, जिसमें गुर्दे की ट्यूबलर क्षति, हेपेटोटोक्सिसिटी और हेमेटोलॉजिकल असामान्यताएं हैं। दीर्घकालिक सुरक्षा पर मानव डेटा स्पर्स हैं। एक अध्ययन जिसमें 12 महीने के लिए वैनेडिल सल्फेट लेने वाले रोगियों ने कोई गंभीर प्रतिकूल घटनाओं की सूचना नहीं दी, लेकिन गुर्दे और यकृत समारोह का व्यवस्थित रूप से आकलन नहीं किया गया था। यह देखते हुए कि टाइप 2 मधुमेह वाले कई व्यक्तियों में गुर्दे की हानि को पूर्ववर्ती करना है, वैनेडियम संचय और विषाक्तता का जोखिम विशेष रूप से संबंधित है।

दवा पारस्परिक क्रिया खराब रूप से विशेषता रहती है। वैनेडियम किसी भी चिकित्सीय संकेत के लिए वैनेडियम को मंजूरी नहीं दी गई है, और ओवर-द-काउंटर वैनेडियम सप्लीमेंट्स की गुणवत्ता को विनियमित नहीं किया गया है। इन कारणों से, वैनेडियम के साथ आत्म-चिकित्सा चिकित्सा पर्यवेक्षण के बिना दृढ़ता से हतोत्साहित है।

विषाक्तता को कम करने के लिए, शोधकर्ता बेहतर सुरक्षा प्रोफाइल के साथ वैनेडियम फॉर्मूलेशन विकसित कर रहे हैं। दृष्टिकोण में कम खुराक पर अवशोषण बढ़ाने के लिए कार्बनिक ligands के साथ chelating vanadium शामिल हैं, लिपोसोम या बहुलक नैनोपार्टिकल्स में वैनेडियम यौगिकों को शामिल करना और कॉ-प्रशासन सुरक्षात्मक एजेंट जैसे कि एस्कॉर्बिक एसिड या अल्फा-लिपोइक एसिड। पशु अध्ययन से प्रारंभिक परिणाम आशाजनक हैं, लेकिन प्रारंभिक चरणों में नैदानिक अनुवाद जारी रहता है।

भविष्य निर्देश

एक सहायक चिकित्सा के रूप में वैनेडियम के लिए पथ आगे प्रभावी और सुरक्षित योगों के विकास पर निर्भर करता है। कई रास्ते सक्रिय रूप से आगे बढ़ रहे हैं:

  • Novel समन्वय परिसर: BEOV और bis(picolinato)oxovanadium(IV) जैसे यौगिकों को जैव उपलब्धता को अधिकतम करने और जठरांत्रों की जलन को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रारंभिक चरण नैदानिक डेटा सुझाव देते हैं कि ये नए एजेंट प्रति दिन 10-20 मिलीग्राम के रूप में वैनेडियम खुराक के साथ ग्लाइसेमिक लाभ प्राप्त कर सकते हैं।
  • Nanotechnology आधारित प्रसव: Vanadium भारित नैनोकणों, जिनमें बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर या मेसोपोरस सिलिका से बने लोग शामिल हैं, विशिष्ट ऊतकों (जैसे, जिगर, कंकाल की मांसपेशी) को लक्षित कर सकते हैं और नियंत्रित तरीके से वैनेडियम को छोड़ सकते हैं। इस दृष्टिकोण ने फार्माकोकेनेटिक प्रोफाइल में सुधार किया है और पशु मॉडल में सिस्टमिक विषाक्तता को कम किया है।
  • Combination therapy: प्रीक्लिकनल अध्ययनों से संकेत मिलता है कि वैनेडियम मेटेफॉर्मिन, थियाज़ोलिडाइन्डियन और जीएलपी-1 रिसेप्टर एगोनिस्ट के साथ तालमेल कर सकता है। ऐसे संयोजनों की जांच करने वाले नैदानिक परीक्षणों से रेजिमेंट्स की पहचान हो सकती है जो प्रत्येक घटक की खुराक में कमी की अनुमति देते हुए प्रभावकारिता को बढ़ाती है, जिससे साइड इफेक्ट को कम किया जा सकता है।
  • ]अन्य चयापचय स्थितियों के विस्तार: इंसुलिन प्रतिरोध पॉलीसिस्टिक अंडाशय सिंड्रोम (PCOS) और गैर-अल्कोहलिक फैटी यकृत रोग (NAFLD) के लिए केंद्रीय है। प्रारंभिक सबूत बताते हैं कि वैनेडियम पीसीओएस में चयापचय मापदंडों में सुधार कर सकता है, और NAFLD मॉडल में अध्ययन चल रहा है।
  • टाइप 1 मधुमेह अनुप्रयोगों: टाइप 1 मधुमेह में, वैनेडियम की इंसुलिन-मीमेटिक गुण संभावित रूप से exogenous इंसुलिन आवश्यकताओं को कम कर सकते हैं और रक्त ग्लूकोज उतार-चढ़ाव को स्थिर कर सकते हैं। पशु अध्ययन ने वादा दिखाया है, लेकिन इस आबादी में सुरक्षा और प्रभावकारिता की पुष्टि करने के लिए मानव परीक्षणों की आवश्यकता है।

बड़े पैमाने पर, लंबे समय तक यादृच्छिक नियंत्रित परीक्षणों वैनेडियम आधारित चिकित्सा के जोखिम लाभ अनुपात की स्थापना के लिए आवश्यक हैं। इन परीक्षणों में मानकीकृत वैनेडियम योगों, पर्याप्त अंधापन और गुर्दे, यकृत और हेमेटोलॉजिकल सुरक्षा मापदंडों की व्यापक निगरानी शामिल होना चाहिए। ऐसे सबूत उपलब्ध हैं तक वैनेडियम को एक प्रायोगिक अधिष्ठान के रूप में माना जाना चाहिए, जो कि स्थापित मधुमेह देखभाल के लिए प्रतिस्थापन नहीं है।

निष्कर्ष

Vanadium अपने इंसुलिन-mimetic और इंसुलिन-संवेदनशील गुणों के लिए गहन वैज्ञानिक जांच का विषय रहा है, जो एक मजबूत प्रीक्लिक फाउंडेशन और मामूली नैदानिक संकेतों द्वारा समर्थित है। इसके बहुमुख तंत्र - जिसमें PTP1B अवरोध, GLUT4 अपविनियमन, एंटीऑक्सीडेंट प्रभाव और AMPK सक्रियण शामिल हैं - इसके उपयोग के लिए एक सम्मोहक तर्क प्रदान करता है क्योंकि इसके लिए एक सहायक चिकित्सा है ग्लाइसेमिक नियंत्रण। हालांकि, महत्वपूर्ण बाधाएं बनी रहती हैं, जिसमें एक संकीर्ण चिकित्सीय खिड़की, पर्याप्त गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल विषाक्तता और कठोर मानव परीक्षणों से दीर्घकालिक सुरक्षा डेटा की कमी शामिल है।

अब के लिए, वैनेडियम एक संभावित उम्मीदवार है जिसने अभी तक अपने वादा को पूरा नहीं किया है। मरीजों और चिकित्सकों को सावधानी के साथ वैनेडियम पूरकता से संपर्क करना चाहिए, और इसका उपयोग कभी भी दिशानिर्देश-निर्देशित चिकित्सा चिकित्सा के विकल्प के रूप में नहीं किया जाना चाहिए। मधुमेह प्रबंधन में वैनेडियम का भविष्य सुरक्षित, अधिक जैवउपलब्ध योगों के विकास और उच्च गुणवत्ता वाले नैदानिक अनुसंधान के निष्पादन पर निर्भर करता है जो निश्चित रूप से इसकी भूमिका को स्थापित कर सकते हैं। वैनेडियम समन्वय रसायन विज्ञान, नैनोमेडिसिन और संयोजन रणनीतियों में नवाचार को जाने से संरक्षित आशावाद प्रदान होता है कि यह ट्रेस खनिज अंततः अतिविक्षिप्तिमान के सहायक प्रबंधन में योगदान दे सकता है।

]External Reference: ]