Использование сахара для заживления диабетических язв: Обзор

Эпидемиология язв диабетической стопы

Диабет — это всемирная эпидемия: в 2006 году диабетом болели более 230 миллионов человек. По общему мнению, к 2030 году это число достигнет 350 миллионов. Во всём мире диабет приводит к ампутации одной крупной конечности каждые 30 секунд, то есть более 2500 конечностей в день.¹ Этим ампутациям обычно предшествуют диабетические язвы стопы (ДЯС), которые являются распространённым осложнением диабета нижних конечностей. Язвы на ногах у диабетиков — это в значительной степени предотвратимые осложнения, риск которых у пациентов с диабетом составляет 25% в течение жизни.² Хотя большинство таких язв можно успешно лечить амбулаторно, некоторые из них сохраняются и инфицируются. Язвы играют ключевую роль в потере конечностей по двум важным причинам: (1) они создают путь для инфекции³ и (2) могут вызывать прогрессирующий некроз тканей и плохое заживление ран при наличии критической ишемии. У взрослых людей с диабетом инфекции, поражающие стопу, редко развиваются при отсутствии ран; язвы являются наиболее распространённым типом ран у этой группы населения.³ В конечном итоге почти пятой части пациентов с диабетическими язвами нижних конечностей потребуется ампутация поражённой конечности, что приведёт к огромным расходам как для пациента, так и для системы здравоохранения. Таким образом, язвы на ногах играют центральную роль в развитии причин, приводящих к ампутации нижних конечностей.⁴ Очевидно, что эффективное лечение язв на ногах имеет центральное значение в любом плане по предотвращению ампутации. Терапевтические методы, способствующие заживлению ран, потенциально могут снизить потребность в дорогостоящих хирургических процедурах и существенно повлиять на расходы на здравоохранение.

Стоимость лечения язвенной болезни диабетической стопы

Как упоминалось ранее, диабетические раны поражают миллионы людей в Соединённых Штатах и оказывают огромное влияние на их здоровье, психосоциальное состояние и финансы. Общие расходы на лечение диабета в Соединённых Штатах составляют примерно 174 миллиарда долларов в год. Большая часть этих расходов приходится на стационарное лечение и незаживающие раны, которые составляют значительную часть растущих расходов на лечение диабета и являются причиной примерно 20% госпитализаций пациентов с диабетом.⁵ Кроме того, расходы Medicare на пациентов с диабетическими ранами в среднем в три раза выше, чем расходы Medicare на пациентов в целом.⁶ Длительный, иногда прерывающийся процесс заживления диабетических ран влияет на качество жизни пациента из-за ограниченной подвижности и потери трудоспособности. Заживление диабетических ран является серьёзной проблемой для медицинских работников.

Проблемы с Язвой диабетической Стопы

Диабетические язвы возникают из-за сочетания таких факторов, как артериальная ишемия и нейропатия.⁷ Эти факторы препятствуют своевременному заживлению язв. Диабетические язвы на нижних конечностях не только трудно поддаются лечению, но и часто заживают временно. Трудности в лечении обусловлены множеством факторов, в том числе внутренними нарушениями кровоснабжения, ангиогенеза и обновления матрикса, а также внешними факторами, такими как инфекция и повторные травмы. Кроме того, хронические изнуряющие, обездвиживающие и возрастные изменения усугубляют проблему заживления язв из-за изменений в общей структурной физиологии, таких как состояние питания, тургор кожи, подвижность суставов, плотность жировой прослойки над костными выступами и мышечная сила. ⁷ Независимо от причины, отсутствие немедленного внимания к этим ранам часто может привести к серьёзным проблемам со здоровьем из-за сопутствующих инфекций, которые могут привести к ампутации, или из-за того, что раны могут вызвать опасные для жизни ситуации.⁸ За прошедшие годы было разработано множество различных методов лечения диабетических ран, но тяжесть и частота возникновения этих повреждений продолжают доставлять пациентам физические и финансовые неудобства. Один из методов лечения диабетических язв, которому уделяется внимание, — это использование сахара для заживления этих ран.

Сахар как средство для заживления ран

Методы лечения ран изучаются на протяжении последних четырёх или пяти тысячелетий. Самым ранним известным документом по хирургии, посвящённым лечению ран, является «Хирургический папирус Эдвина Смита», датируемый примерно 1700 годом до н. э., в котором описывается лечение ряда сложных ран, полученных на полях сражений в Египте.⁹ С тех пор наши знания о физиологии заживления ран расширились, но своевременное и эффективное заживление ран по-прежнему остаётся непростой задачей, особенно в регионах, где технологии и современные средства для лечения ран ограничены. Однако природные ресурсы широко использовались для ухода за ранами с приемлемыми результатами. Использование сахара для заживления ран — один из самых ранних известных методов. В досовременные времена было задокументировано, что сахар может способствовать заживлению ран.^10,11 Известно, что жители Месопотамии промывали раны водой или молоком, а затем обрабатывали их мёдом или смолой. Жители Месопотамии также задокументировали степень тяжести ран и условия, при которых раны заживали быстрее. Другие вещества в сочетании с сахаром, такие как растительные производные, вино и уксус, были изучены и применены для определения их эффективности при заживлении ран. ¹⁰ В 1679 году Скультет использовал мелко измельчённый сахар для обработки ран. ¹² В 1714 году Зоинин отметил пользу сахара для заживления ран и язв. ¹³

В наше время использование сахара в качестве средства для заживления ран получило широкое распространение в Латинской Америке, Европе и Азии.^14–24 В настоящее время Бразилия является ведущим мировым производителем сахара: в 2008–2009 маркетинговом году было выращено 566 миллионов тонн. По прогнозам, в 2009–2010 маркетинговом году Бразилия увеличит производство до 605 миллионов тонн.²⁵ Благодаря такому объёму производства сахар доступен по цене. Эти свойства делают сахар привлекательным средством для заживления ран, особенно в экономически неблагополучных регионах. Более того, некоторые виды ран, например хронические, могут лучше заживать при использовании более экономичного метода. Использование сахара для заживления диабетических язв является таким примером.

Хотя Латинская Америка, Европа и Азия проявляли интерес к использованию сахара для заживления ран, его применение не получило широкого распространения в Соединенных Штатах.^26,27 Использование сахара при нанесении на рану кажется нелогичным, поскольку есть доказательства того, что системная гипергликемия ослабляет защитные силы организма и может препятствовать заживлению.^28,29 Однако есть противоположные доказательства того, что системная гипергликемия и местная гипергликемия сами по себе не способствуют нарушению заживления ран.^30–32 Прямое закапывание сахара в рану приводит к нарушению заживления ран. сахар в ране, по–видимому, оказывает местное осмотическое действие, которое способствует образованию грануляционной ткани, уменьшает отек в ранах, снижает рН раны, тем самым усиливая бактериостатический эффект, способствует расширению мелких кровеносных сосудов, способствует лизису бактерий и подавляет рост бактерий за счет снижения доступной активности воды, которая требуется для роста большинства бактериальных организмов.^{15,16,27,33—35} Этот метод использовался при лечении ожогов, послеоперационных ран, медиастинита, диабетических язв и других заболеваний. множество других ран.^32,36,37 Поскольку сахароза не метаболизируется за пределами желудочно-кишечного тракта, можно было бы ожидать, что местное применение сахара не приведёт к его системному всасыванию. Однако такое лечение при использовании на больших открытых ранах было связано с одним случаем острой почечной недостаточности и тяжёлой гипонатриемией.³⁸ Дебюре и его коллеги³⁸ сообщили о случае с 64-летним мужчиной, которого лечили гранулированным сахаром от инфицированной полости после резекции лёгкого. У пациента развилась тяжёлая гипонатриемия (129 ммоль/литр) и острая почечная недостаточность с осмолярным диурезом и повышенным уровнем сахарозы в моче и крови. Как только сахар был удалён из инфицированной полости, у пациента возобновился отток мочи, и был поставлен диагноз «осмотический нефроз, вызванный сахарозой». Авторы отмечают, что местное применение сахара не было связано с токсическими эффектами и что до начала терапии сахаром у пациента была лёгкая почечная недостаточность. С учётом этого предостережения использование сахара для лечения ран безопасно, просто в применении, экономически выгодно и является альтернативным методом лечения труднозаживающих ран.

Физиологическое обоснование влияния сахара на заживление ран

В 1980 году Херсаге и его коллеги³⁹ описали лечение инфицированных ран и поверхностных повреждений простым гранулированным сахаром у 120 пациентов. Эффективность лечения составила 99,2%. Возраст 120 пациентов варьировался от 3 месяцев до 94 лет, среди них было 70 мужчин и 50 женщин. В группе испытуемых было 6 человек с диабетом, и время заживления у них варьировалось от 9 дней до 17 недель, в среднем составляя 5 недель. Исследование не ограничивалось каким-либо конкретным типом ран. Однако Херсаге и его коллеги³⁹ смогли сделать несколько выводов относительно сахарной терапии: (1) обработка сахаром неспецифически уничтожает бактерии, (2) действие сахара контролируется «активностью воды», (3) обработка сахаром привлекает макрофаги к ране, (4) обработка сахаром способствует очищению раны, (5) сахар снимает отёк и локально уменьшает воспаление в ранах (рис. 1). В то время не было исследований, демонстрирующих физиологическое воздействие сахара на заживление ран, хотя наблюдались клинические успехи. Выводы, сделанные Хершаге и его коллегами³⁹, побудили к более научному исследованию, чтобы охарактеризовать воздействие сахара на микроорганизмы. Чириф и его коллеги^15,16 предположили, что водный раствор в среде обитания организма может быть концентрирован путём добавления растворённого вещества, например сахарозы, и таким образом замедлить рост микроорганизмов, изменив активность воды (a_w) в водном растворе в среде обитания организма. Концепция этого предположения основана на том факте, что у каждого микроорганизма есть предельная a_w, ниже которой он не будет расти. В экспериментах, проведённых Чирифом и его коллегами^15,16, использовался золотистый стафилококк, потому что из всех бактерий S. aureus является организмом, который может размножаться при самом низком a_w (0,86)^40,41. Используя уравнение a_w = x₁ • exp(−k • x₂²), где x₁ и x₂ — молярные доли воды и сахарозы соответственно, для расчета a_w растворов сахарозы, Чирифе и его коллеги^15,16 смогли регулировать содержание сахара в среде для постепенного снижения уровня a_w до снижения уровня a_w 0,858 (195 г сахара / 100 г воды) достигало полного подавления роста с уменьшением количества клеток S. aureus на протяжении всего инкубационного периода. Эти результаты показывают, что для соответствия a_w уровень ~0,86 для подавления размножения S. aureus. ^15,16 Таким образом, концентрация 195 г сахара на 100 г воды теоретически подавляет размножение всех бактерий. Исходя из этого, антибактериальный эффект сахара также ограничивает выработку бактериями аммиака, аминов и серы, которые вызывают неприятный запах.^42,43 В уже инфицированной ране сахарные повязки играют положительную роль, помимо снижения a_w, уменьшая pH примерно до 5 и вызывая меньшую токсичность по сравнению с большинством антисептиков.³² Кроме того, сахар, благодаря своему гигроскопическому действию, может способствовать уменьшению отёка окружающих рану тканей.³⁹

Ускорение реэпителизации и уменьшение количества бактериальных патогенов были задокументированы с помощью модели инфицированной метициллин-резистентным S. aureus раны на животном.²² Ши и его коллеги²² исследовали кожные язвы у мышей линии db/db и использовали для заживления ран сахарную пасту, содержащую повидон-йод. Гистопатологическое исследование ран показало статистически значимое увеличение скорости реэпителизации и уменьшение количества колониеобразующих единиц в раневом ложе. Также были измерены такие показатели, как образование грануляционной ткани и количество капилляров. Разницы в количестве образовавшейся грануляционной ткани не было, и в группе с сахарной пастой было отмечено меньше капилляров, но результат был статистически незначимым. В другом исследовании ранее упомянутые авторы продемонстрировали, что сахарная паста и повидон-йод повышают уровень внутриклеточного и внеклеточного активатора плазминогена урокиназного типа, выработку трансформирующего фактора роста-α в кератиноцитах и экспрессию рецепторов внеклеточного матрикса интегрина α1, α2, α3, α4, α5 и β1 как в кератиноцитах, так и в фибробластах, в то время как сахарная паста и сахар в отдельности ускоряют синтез коллагена в фибробластах.⁴⁴

Для заживления DFU необходима влажная среда в ране, которая обеспечивает оптимальные условия для заживления.⁴⁵ Сахар и сахарные пасты могут создать такую среду и способствовать механическому очищению раневой поверхности.^11,46 Такая влажная среда создается за счет того, что сахар образует водородные связи с раневым экссудатом, в результате чего активность воды в сахаре на поверхности раны повышается.⁴⁷ Это, в свою очередь, создает влажную среду для ангиогенеза.⁴⁸

Тематические исследования сахара, используемого для лечения диабетических язв

Было проведено несколько сравнительных исследований эффективности сахара при лечении диабетических язв как в странах с ограниченными ресурсами, так и в странах, где лекарства и технологии более доступны. Ниже представлен краткий обзор существующих отчётов.

В 1958 году Ростенберг и его коллеги¹⁸ сообщили об использовании сахарной пасты, состоящей из порошкообразного тростникового сахара, шерстяного жира и настойки бензойной кислоты, для лечения 19 пациентов с различными язвами, в том числе застойными язвами, трофическими и/или пролежневыми язвами, склеродермическими язвами, лучевыми язвами и язвами, вызванными смешанным заболеванием периферических сосудов. Сахарную пасту наносили дважды в день. У девяти пациентов язвы зажили в течение года. Из этих 9 пациентов у 4 были трофические и/или пролежневые язвы, а у 5 — застойные язвы. Хотя авторы не упоминают, был ли у пациентов диабет, и не обсуждают механизм действия сахарной пасты, в исследовании сообщается об успешном заживлении некоторых язвенных патологий.

О механизме воздействия сахара на раны впервые сообщили Херсзаге и его коллеги.³⁹ Как упоминалось ранее, Херцаге и партнеры³⁹ описали лечение инфицированных ран и поверхностных поражений простым сахарным песком у 120 пациентов с частотой излечения 99,2%. В обычных случаях в течение первых 48–72 часов на раны наносили обычный сахарный песок каждые 24 часа, а в тяжёлых случаях — каждые 8 часов, после чего интервал снова составлял 24 часа. Из 120 пациентов у 6 был диабет, и скорость заживления варьировалась от 9 дней до 17 недель, в среднем составляя 5 недель. Авторы сообщили об уменьшении запаха инфицированных ран и количества гнойных выделений. Кроме того, использование сахара в качестве ранозаживляющего средства было оправдано тем, что он соответствовал необходимым требованиям к антисептику: широкий спектр действия, быстрое действие, низкая токсичность, продолжительная активность и эффективность.⁴⁹

Одна из крупнейших серий ран, обработанных сахаром, была проведена Кнутсоном и его коллегами.²⁷ Гранулированный сахар, который непосредственно вводили в рану и накрывали марлей, пропитанной повидон-йодом, использовался для лечения 605 пациентов (из 759) с травматическими ранами, ожогами и язвами в течение 5 лет. Авторы отметили, что независимо от типа раны, ожога или язвы и несмотря на загрязнение многих ран на момент первичного осмотра, все раны, ожоги и язвы быстро очищались при обработке сахаром и повидон-йодом. Загрязнённые ткани быстро очищались от гнойного содержимого и окружающей эритемы. Раны также быстро переставали пахнуть. Раны заживали с минимальным образованием рубцов или без них. В целом заживление проходило быстрее, чем при использовании других методов лечения ран, что отразилось на сокращении количества необходимых визитов к физиотерапевту в учреждениях, где работали авторы. Авторы сообщили, что 79,7% пациентов лечились с помощью комбинации сахара и повидон-йода, при этом время заживления сократилось на 25% по сравнению с количеством необходимых визитов к физиотерапевту в 1976 году. Из 605 случаев 13 были диабетическими язвами. Авторы отметили, что время заживления диабетических ран и ран, осложнённых сосудистой недостаточностью, как правило, несколько больше, хотя и успешно, по сравнению с пациентами с нормальной сосудистой системой.

Сильветти³⁶ описал способ лечения хронических ран и язв с использованием последовательности, включающей орошение сбалансированным солевым раствором с последующим орошением раствором аминокислот и, наконец, посыпание раны сахарной пудрой. В общей сложности 58 пациентов были пролечены этим методом. Пораженными ранами были большие открытые травматические раны, ожоги, пролежни, застойные язвы и диабетические язвы. Побочных реакций на последовательность лечения не было. В трёх случаях улучшения не наблюдалось из-за терминального состояния, недоедания, вызванного алкоголизмом, и несоблюдения режима лечения. Количество случаев диабета не уточнялось, однако в предыдущих исследованиях наблюдались аналогичные явления: быстрый контроль инфекции и гноя, лёгкое удаление некротических тканей и быстрый рост грануляционной ткани.

Вийо и его коллеги^19,20,50 сообщили о нескольких случаях лечения язв с помощью сахарного песка. В их первом исследовании 21 пациент с язвами в области крестцово-подвздошного сочленения, на пятке, спине, волосистой части головы и большом вертеле бедра наблюдались в течение 9 месяцев.^19,20 Восемнадцать язв зажили удовлетворительно: 9 язв полностью заросли, а 9 язв уменьшились в размерах и бактериальная обсеменённость снизилась. В своём следующем исследовании Вио и его коллеги⁵⁰ в течение 9 месяцев лечили 38 ран, пролежней и язв на ногах с помощью гранулированного сахара. Авторы сообщили, что в 89,5% случаев был достигнут удовлетворительный результат. Пять из 38 случаев были язвами (2 застойные язвы и 3 смешанные артериальные язвы), и в 4 из этих 5 случаев был достигнут удовлетворительный результат. Единственной язвой, которая не зажила, была смешанная артериальная язва. В случаях смешанных язв не уточнялось, были ли это диабетические язвы. Авторы сообщают о наблюдениях, согласующихся с предыдущими исследованиями, относительно антибактериального эффекта сахара в этих ранах, хотя для выяснения причин, по которым сахарная терапия не помогла при язвах со смешанной патологией, необходимы дальнейшие исследования.

Первым исследованием, в котором конкретно рассматривалось использование сахара для лечения DFU, стал отчёт о двух случаях, представленный Ананией и его коллегами.⁵¹ Авторы использовали смесь из 70–80% сахарного песка по массе с соответствующим количеством мази повидон-йод и раствора повидон-йода для приготовления сахарной пасты, по консистенции напоминающей арахисовое масло. Этот метод был похож на тот, что описан Кнутсоном и др. ²⁷. Сахарную пасту наносили четыре раза в день и накрывали марлей. В первом случае это был пациент с диабетом, у которого была мокнущая язва между четвёртой и пятой плюсневыми костями на подошвенной поверхности и абсцесс между четвёртой и пятой головками плюсневых костей на тыльной поверхности, распространявшийся на пальцы. В результате посева были обнаружены Corynebacterium и Bacteroides melaninogenicus. При ранее описанном режиме лечения грануляционная ткань развилась и покрыла обнажённые сухожилия и кость в течение 4 недель. Во втором случае у пациента с диабетом было несколько инфицированных язв на правой стопе: две на продольном своде стопы и одна на большом пальце. Результаты посева показали полифлору, состоящую из Proteus mirabilis, Corynebacterium, Streptococcus группа D, Morganella morganii, кишечная палочка, клебсиелла, α-гемолитический стрептококк, цитробактер и синегнойная палочка. В течение 4 недель после лечения сахарной пастой рана выглядела чистой, с грануляционной тканью и без признаков инфекции. Наблюдения были аналогичны предыдущим отчетам о противомикробной активности, уменьшении отека, удалении некротических тканей, стимулировании грануляционной ткани и стимулировании эпителиальной ткани.

Второе исследование, посвящённое использованию сахара для заживления диабетических язв, было проведено Киличем³³, который опубликовал отчёт о клиническом случае одного пациента с диабетической язвой на левой стопе, которую лечили с помощью сахарного песка. Автор накладывал повязки с сахарным песком два раза в день и наблюдал те же явления, что и предыдущие авторы, такие как уменьшение запаха, подавление роста бактерий и удаление некротических тканей. Одним из примечательных наблюдений было то, что как только грануляционная ткань хорошо сформировалась, гранулированный сахар вызывал кровотечение из раневого ложа. В этом случае автор восстановил ткань с помощью кожного трансплантата после того, как сформировалась достаточная грануляционная ткань, но он пришёл к выводу, что лечение гранулированным сахаром приводит к более быстрому заживлению диабетических язв, сокращению пребывания в больнице и снижению затрат на перевязочные материалы. Выводы Килика требуют более масштабного исследования, чтобы определить эффективность сахара в сокращении пребывания в больнице и затрат на перевязочные материалы. В настоящее время не существует исследований, подтверждающих утверждение Килича.

Другой отчёт о клиническом случае, в котором конкретно рассматривалось применение сахара при лечении язв на ногах, был опубликован Лайлом.⁵² Однако в этом отчёте о клиническом случае у пациентки развилась множественная устойчивость к местным препаратам, была аллергия на системные антибиотики, а также четыре язвы венозного застоя, инфицированные несколькими патогенами, которые рецидивировали в течение 17 лет. Для лечения четырёх язв на нижних конечностях использовалась сахарная паста, приготовленная из сахарной пудры, сахарной глазури, перекиси водорода и полиэтиленгликоля. Наблюдалось уменьшение запаха, уменьшение количества экссудата, уменьшение боли, увеличение грануляционной ткани и подавление роста устойчивых к метициллину золотистых стафилококков, β-гемолитических стрептококков и смешанной кишечной флоры в ране. К концу лечения все четыре раны пациента полностью зажили.