Біологічні науки / 8. Фізіологія людини та тварин

Григорова Н.В., Чернікова Ю.В., Кузьміна М.А.

Запорізький національний університет

СТАН ПАНКРЕАТИЧНИХ ОСТРІВЦІВ У ТВАРИН ПРИ РІЗНИХ ВИДАХ ДІАБЕТУ

Цукровий діабет – одне з найбільших поширених ендокринних захворювань. Він посідає третє місце в світі після серцево-судинних і онкологічних хвороб. Діабет може викликати важкі ускладнення (інфаркт міокарда, інсульт і т.д.), які завершуються у виражених випадках смертю. За різними джерелами нараховується від 120 до 180 млн хворих на діабет, що складає 2-3% від всього населення планети [1,3,4]. Цукровий діабет характеризується інсуліновою недостатністю. Понижена секреторна функція панкреатичних клітин В є головною причиною діабету. У зв’язку з цим вивчення стану інсулярного апарату при діабеті є актуальною проблемою. Проводити такі дослідження можливо в експериментах на мишах, щурах, золотистих і китайських хом’ячках з уведенням діабетогенних речовин: алоксану, стрептозотоцину, дитизону та 8-(п-толуолсульфоніламіно)-хіноліну (8-ТСХ) [2,6]. Вибір в якості об’єкту дослідження саме цих видів лабораторних тварин невипадковий, оскільки за морфологічними характеристиками їх острівцеві тканини наближаються до людської [2,5].

Для досліджень були використані проби крові та шматочки підшлункової залози 55 мишей і такої самої кількості щурів, золотистих і китайських хом’ячків. Ін'єкцію алоксану робили підшкірно в дозі 200-400 мг/кг у вигляді 2-5% розчину. Стрептозотоцин уводили внутрішньочеревинно в дозі 200 мг/кг у вигляді 2% водного розчину, дитизон - у дозі 50 мг/кг у вигляді 1% водноаміачного розчину, 8-ТСХ - у дозі 50 мг/кг у вигляді 0,5 % розчину на 0,1 н розчині гідроксиду натрію.

Через п'ять діб після введення діабетогенних речовин у тварин за життя брали кров з хвоста для визначення рівня цукру в крові модифікованим методом Хаггедорна-Йенсена. У забитих тварин для цитохімічних досліджень брали підшлункову залозу, з якої готували парафінові зрізи, що використовували для постановки реакції 8-ТСХ на цинк та реакції альдегідфуксину на інсулін.

У результаті досліджень було встановлено, що після введення алоксану в мишей рівень цукру в крові підвищувався на 171% (р < 0,001), а в острівцевих В-клітинах знижувався вміст інсуліну на 80% (р < 0,001), а цинку – на 65% (р < 0,001). Після стрептозотоцинової ін’єкції концентрація глюкози в крові зростала на 136% (р < 0,001), а в інсулінпродукуючих клітинах зменшення кількості гормону та металу становило відповідно 67% (р < 0,001) і 60% (р < 0,001). Призначення тваринам дитизону викликало збільшення рівня цукру в крові на 73% (р < 0,001), зниження в панкреатичних острівцях вмісту інсуліну на 27% (р < 0,01) та вмісту цинку – на 30% (р < 0,001). У мишей, які отримували 8-ТСХ, значення глікемії суттєво не відрізнялось від контрольних величин (р < 0,05), а вміст досліджених компонентів у В-інсулоцитах був нижче норми на 20% (р < 0,05).

Про характер змін рівня цукру в крові, вмісту цинку та інсуліну в інсулінпродукуючих клітинах В щурів при введенні діабетогенних речовин можна робити висновки на підставі отриманих даних: алоксан у щурів викликав зростання рівня цукру в крові на 153% (р < 0,001) та падіння вмісту інсуліну та цинку в клітинах В панкреатичних острівців на 87% (р < 0,001) і 60% (р < 0,001) відповідно. Після введення стрептозотоцину концентрація глюкози в крові підвищилась на 149% (р < 0,001), а вміст компонентів у клітинах знижувався відповідно на 81% (р < 0,001) і 60% (р < 0,001). У дитизонових щурів показники глікемії суттєво не відрізнялись від контролю, а в інсулінпродукуючих В-клітинах вміст інсуліну зменшувався на 25% (р < 0,05), а вміст цинку на 40% (р < 0,05). У тварин, яким призначали 8-ТСХ, не спостерігалось достовірних (р >0,05) змін глікемії, але відмічалось вірогідне (р < 0,05) зниження кількості інсуліну та цинку в В-інсулоцитах: відповідно на 19% і 20%.

Результати досліджень впливу різних діабетогенних речовин на функціональний стан панкреатичних острівців у золотистих хом’ячків наступні: призначення алоксану золотистим хом’ячкам викликало зростання рівня цукру в крові на 169% (р < 0,001). У панкреатичних клітинах В дефіцит інсуліну та цинку досягав 93% (р < 0,001) і 81% (р < 0,001) відповідно. Після введення тваринам стрептозотоцину також розвивалась гіперглікемія, причому підвищення показника складало 120% (р < 0,001). Зниження вмісту гормону та металу в острівцевих В-клітинах становило 64 % (р < 0,001) і 50% (р < 0,001). У випадку дитизонової ін’єкції у золотистих хом’ячків спостерігалось збільшення концентрації глюкози в крові на 45% (р < 0,001), зменшення в В-інсулоцитах рівня інсуліну на 29% (р < 0,001), цинку – на 31% (р < 0,001). У тварин які отримували 8-ТСХ, показники глікемії суттєво не відрізнялись від контрольних величин, а в панкреатичних острівцях зниження кількості внутрішньоклітинних компонентів складало відповідно 21% (р < 0,05) і 19% (р < 0,05).

Аналогічна картина спостерігалась у дослідах на китайських хом’ячках. У алоксанових тварин гіперглікемія досягала 165% (р < 0,001), а в панкреатичних клітинах В недостатність інсуліну та цинку відповідала 85% (р < 0,001) і 80% (р < 0,001). Після стрептозотоцинової ін’єкції вміст у крові цукру збільшувався на 116%, а в острівцях вміст інсуліну та цинку зменшувався відповідно на 54% (р < 0,001) і 47% (р < 0,001). У китайських хом’ячків, яким уводили дитизон, зміни досліджених показників становили відповідно 43% (р < 0,001), 23% (р < 0,01) і 27% (р < 0,01). У випадку призначення 8-ТСХ концентрація глюкози в крові порівняно з контролем суттєво не змінювалась, а в В-інсулоцитах спостерігалась достовірне (р < 0,05) зменшення кількості інсуліну на 15%, цинку – на 20%.

Таким чином, після введення алоксану у мишей, щурів, золотистих та китайських хом’ячків розвивався важкий цукровий діабет. Ін’єкція стрептозотоцину спричиняла у щурів розвиток вираженої форми цукрової хвороби, а у мишей, золотистих і китайських хом’ячків – діабет середньої тяжкості. Дитизон у щурів викликав розвиток латентного, а у мишей, золотистих і китайських хом’ячків – легкого діабету. У всіх видів тварин, яким призначали 8-ТСХ, відмічався розвиток прихованої форми цукрового діабету. Спостерігалася залежність ступеню зниження вмісту інсуліну та цинку в панкреатичних клітинах В від ступеню тяжкості цукрової хвороби.

Література:

1. Балаболкин М.Н. Диабетология /М.И. Балаболкин. - М.: Медицина, 2000.- 671 с.

2. Гольдберг Е.Д. Сахарный диабет. Этиологические факторы / Гольдберг Е. Д., Ещенко В. А., Бовт В. Д.- Томск: Изд.-во Томск. ун-та, 1993.-136 с.

3. Гурвич М.М. Сахарный диабет / Гурвич М.М. – М.: АНМИ, 2009. –272 c.

4. Уоткинс Питер Дж. Сахарный диабет / Пер. с английского. – М.: БИНОМ, 2008. – 134 с.

5. Экспериментальный сахарный диабет. Роль в клинической диабетологии / [Баранов В.Г. Соколоверова И. М., Гаспарян Э.Г. и др.] //– Л.: Наука, 1983. – 240 с.

6. Grigorova N.V. Influence of preliminary starvation and glucose injection on development of alloxan diabetes in golden hamsters / N.V. Grigorova, M.A. Psol // Materialy VI Miedzinarodowej naukovi – praktycznej konferencij I “Strategiczne pytania swiatowej nauki – 2010”. Nauk biologicznych. – Przemysl: Nauka I Studia, 2010.-V.12. – S. 61-62.