К. біол. н. Яремій І.М., к. мед. н. Кушнір О.Ю.

Буковинський державний медичний університет, Україна

Мелатонін, як потенційний засіб корекції метаболічних порушень при цукровому діабеті

У присутності глутатіону, алоксан генерує активні радикали оксисену [3]. Відомо [5], що мелатонін бере участь у здійсненні антиоксидантного захисту, тому метою було: з’ясувати вплив мелатоніну на рівень базальної глікемії (БГ), відновленого глутатіону (G-SH), глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (Г-6-ФДГ), глутатіонредуктази (ГР) та глутатіонпероксидази (ГП) в крові алоксандіабетичних щурів. Матеріали та методи. Експерименти проведені на статевозрілих самцях безпородних білих щурів масою 0,18 - 0,20 кг. Алоксановий діабет [2], викликали шляхом уведення щурам 5%-го розчину алоксану моногідрату внутрішньоочеревинно в дозі 170 мг/кг маси. Визначення рівня БГ проводили за допомогою приладу One Touch Ultra Easy. Дослідних тварин було розділено на групи: 1) контроль (інтактний); 2) щурі з явним цукровим діабетом (ЦД), (БГ ≥ 8,0 ммоль/л); 3) щурі з явним ЦД, яким з 5-ої доби після введення алоксану впродовж 7-ми діб щоденно о 8⁰⁰ внутрішньоочеревинно вводили мелатонін з розрахунку 10 мг/кг маси; 4) щурі з латентним ЦД (БГ≤ 6,9 ммоль/л); 5) щурі з латентним ЦД, яким аналогічно вводили мелатонін. Тварин забивали шляхом декапітації на 12-ту добу від початку експерименту у відповідності до етичних принципів експериментів на тваринах, ухвалених Першим Національним конгресом з біоетики (Київ, 2000). Активність ферментів в крові визначали за стандартними методиками [1]. Статистичну обробку результатів дослідження проводили за Стьюдентом. Згідно отриманих результатів, уведення мелатоніну впродовж семи діб сприяло нормалізуванню рівня БГ в групі тварин із явним ЦД, що вказує на гіпоглікемізувальну дію останнього. В крові щурів (таблиця 1) з явним ЦД відбулося зниження вмісту G-SH на 31%, у той час як у тварин з латентним ЦД спостерігалося зростання даного показника на 28% порівняно з показниками інтактних тварин.

Таблиця 1

Вплив мелатоніну на показники глутатіонової системи в крові алоксандіабетичних щурів (x±Sx, n=6)

Показники Групи	Глюкозо-6-фосфат-дегідрогеназа, нмоль/хв/г Hb	Глутатіон-редуктаза, нмоль/хв/г Hb	Глутатіон відновлений, мкмоль/мл	Глутатіон пероксидаза, нмоль/хв/г Hb
Контроль	6,5±0,16	4,4±0,29	7,2±0,26	150,4±11,4
Явний цукровий діабет	4,7±0,34^a	3,4±0,18^a	4,9±0,27^a	120,3±10,0^a
Явний цукровий діабет + мелатонін	9,1±0,48 ^а,^b	6,0±0,25^а,^b	8,9±0,36^а,^b	200,0±12,3^а,^b
Латентний цукровий діабет	8,8±0,50^a,b	5,6±0,28^a^,^b	9,2±0,33^a,b	185,0±12,1^a,b
Латентний цукровий діабет + мелатонін	6,7±0,18^b,c	5,0±0,30^b,c	7,0±0,31^b,c	149,0±9,0^b,c

Примітка:

1. a, b, c - зміни вірогідні (р≤0,05).

2. a - стосовно контролю;

b - стосовно явного цукрового діабету;

c – стосовно латентного діабету.

Активності Г-6-ФДГ, НАДФН-залежної ГР та ГП в крові щурів з явним ЦД були на 27%, 22% та 20% відповідно нижчими, ніж у інтактних щурів. Підвищення вмісту G – SH у щурів з латентним ЦД ймовірно відбувається за рахунок його посиленої регенерації з окисненої форми: у крові щурів даної групи активності Г-6-ФДГ, НАДФН-залежної ГР та ГП були на 35%, 27% та 23% відповідно вищими ніж у інтактних щурів. Збільшення при латентному ЦД умісту НАДФН сприяє регенерації глутатіону з його окисленої форми [4]. Уведення тваринам з явним ЦД мелатоніну сприяло зростанню активності Г-6-ФДГ, НАДФН-залежної ГР, ГП та вмісту G – SH на 40%, 33%, 35% і 23% відповідно вище показників контролю. Підвищення під впливом мелатоніну активності Г-6-ФДГ у печінці щурів може бути зумовлено, як збільшенням кількості субстрату для Г-6-ФДГ (стимулювання надходження глюкози у клітини та її фосфорилування), так і прямою дією [6,7]. Уведення тваринам з латентним ЦД мелатоніну сприяло нормалізуванню всіх досліджуваних показників крові щурів. Отже, за умов явного ЦД екзогенний мелатонін активує глюкозо-6-фосфатдегідрогеназу, НАДФН-глутатіонредуктазу та глутатіонпероксидазу, що в кінцевому рахунку забезпечує підвищення вмісту G-SH – одного з основних ендогенних антиоксидантів.

Література

1. Бабич Н. О. Влияние тироксина на активность некоторых ферментов энергетического обмена в миелоидных клетках костного мозга и нейтрофилах крови поросят / Н. О. Бабич, Г. Л. Антоняк, М. Ф. Тымочко // Вопроси медицинской химии. - 2000. - № 2. – С. 363 – 367.

2. Мерецький В. М. Порушення ліпідного та вуглеводного обміну і методи їх корекції при експериментальному цукровому діабеті / В. М. Мерецький // Медична хімія. – 2007. – Т. 9, № 3. – С. 83 – 86.

3. Морфологические аспекты алоксанового диабета после трансплантации культуры клеток поджелудочной железы (сообщение 3) / В. К. Гринь, В. Ю. Михайличенко, А. А. Селезнев [и др.] // Экспериментальные исследования. – 2004. - № 2. – С.326 – 332.

4. Шумейко А. Г. Защитный эффект экстракта из мидии черноморской (Mytilus galloprovincialis lam.) при моделировании аллоксанового диабета у крыс / А. Г. Шумейко // Проблеми ендокринної патології. – 2008. – № 3. – С. 49 – 54.

5. Elmar Peschke Melatonin, endocrine pancreas and diabetes / Elmar Peschke // Journal of Pineal Research. – 2008. - № 44. – P. 26 - 40.

6. Melatonin and the circadian entrainment of metabolic and hormonal activities in primary isolated adipocytes / M.I. Alonso-Vale, S. Andreotti, P.Y. Mukai et al. // Journal of Pineal Research. – 2008. – Vol. 45, №4. – Р. 422 - 429

7. The insulin-melatonin antagonism: studies in the LEW.1AR1-iddm rat (an animal model of human type 1 diabetes mellitus) / E. Peschke, K. Hofmann, I. Bähr et al. // Diabetologia. – 2011. – V. 54, № 7. – P. 1831 - 1840.