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

Буковинський державний медичний університет, Україна

Вплив мелатоніну на обмін вуглеводів у печінці щурів за умов різної довжини світлового періоду

Мелатонін є одним із центральних синхронізаторів ритмів різних функцій організму із 24-годинним ритмом чергування світла і темряви [4]. Світло є потужним фізіологічним фактором, який інгібує синтез і секрецію мелатоніну [3]. Встановлено [3], що у робітників, які працюють у нічну зміну, під час сну реєструється знижений, а під час неспання – підвищений рівень мелатоніну в слині. Серед таких робітників частіше спостерігаються хворі зі шлунково-кишковими та серцево-судинними захворюваннями, з порушеннями метаболізму та толерантності до вуглеводів. Аналіз джерел літератури [5,6] та результатів власних наукових досліджень переконує нас у тому, що між дефіцитом у організмі мелатоніну та порушенням його толерантності до глюкози існує тісний зв’язок. Відомо [5], що мелатонін стимулює утилізацію глюкози тканинами, збільшує концентрацію АТФ і креатинфосфату, стимулює депонування глікогену в тканинах.

Метою нашого дослідження було: з’ясувати вплив екзогенного мелатоніну на рівень базальної глікемії (БГ) в крові; вміст глікогену й активності глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (Г-6-ФДГ), піруваткінази (ПК) та глюкозо-6-фосфатази (Г-6-Ф-ази) у печінці щурів, які перебувають за умов різної довжини світового періоду.

Матеріали та методи. Експерименти проведені на статевозрілих самцях безпородних білих щурів масою 0,18 - 0,20 кг. Дослідних тварин було розділено на групи: 1) контроль (інтактний); 2) щурі, яким упродовж семи днів щоденно о 8⁰⁰ внутрішньоочеревинно вводили мелатонін із розрахунку 5 мг/кг маси; 3) щурі, яким упродовж семи днів щоденно о 8⁰⁰ внутрішньоочеревинно вводили мелатонін із розрахунку 10 мг/кг маси. Щурі перебували упродовж тижня за умов різної довжини світлового періоду: а) штучне рівнодення (С:Т=12:12) тваринам моделювали шляхом перебування в умовах віварію у період із 8.00 до 20.00 при увімкнених лампах денного освітлення, а у період із 20.00 до 8.00 у цілковитій темряві; б) при моделюванні світлової депривації (С:Т=0:24) тварини перебували у цілковитій темряві, а у процесі їх годування та при проведенні маніпуляцій із ними використовувалося слабке червоне світло інтенсивністю 2 Лк впродовж 10-ти хвилин на добу; в) моделювання умов постійного освітлення відбувалося з використанням ламп денного освітлення інтенсивністю 500 Лк на рівні дна кліток. Тварин забивали шляхом декапітації на 8-му добу від початку експерименту у відповідності до етичних принципів експериментів на тваринах, ухвалених Першим Національним конгресом з біоетики (Київ, 2000). Визначення рівня БГ проводили за допомогою приладу One Touch Ultra Easy. Вміст глікогену й активності ферментів у супернатантах печінки щурів визначали за стандартними методиками [2]. Статистичну обробку результатів дослідження проводили за Стьюдентом.

Згідно отриманих результатів (рис.), екзогенний мелатонін незалежно від перебування в умовах різної довжини світлового періоду виявляє гіпоглікемійну дію.

Рис. Вміст глюкози в плазмі крові щурів за умов різної довжини світлового періоду (x±Sx, n=6). 1. a, b, c - зміни вірогідні (р≤0,05); 2. a - стосовно контролю за відповідних умов освітлення; b - стосовно контролю за умов штучного рівнодення; c - стосовно контролю за умов постійного освітлення.

Уведення тваринам, які утримувалися за різних умов світлового режиму, мелатоніну в дозі 5 та 10 мг/кг маси призвело до: 1) підвищення за умов рівнодення активності Г-6-ФДГ у середньому на 30% і зниження активності Г-6-Ф-ази в середньому на 21%, а у дозі 10 мг/кг маси також підвищення активності ПК на 15% при порівнянні з відповідним контролем; 2) у дозі 10 мг/кг маси збільшення за умов постійного освітлення активності Г-6-ФДГ на 32% та зниження активності Г-6-Ф-ази на 12% порівняно з контролем за умов рівнодення; 3) нормалізації підвищеної за умов постійної темряви активності Г-6-ФДГ і зниження активності Г-6-Ф-ази в середньому на 25%; збільшення, у порівнянні з відповідним контролем, умісту глікогену в середньому на 15% й активності ПК в середньому на 21% порівняно з контролем за умов рівнодення.

Література

1. Арушанян Э.Б. Временная организация деятельности иммунной системы и участие в ней эпифиза / Э.Б. Арушанян, Э.В. Бейер // Успехи физиологических наук. – 2006, - Т. 37, № 2. – С. 3 - 10.

2. 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.

3. Charles B. A population pharmacokinetic turnover and surge-function model for describing melatonin biological rhythm in healthy male subjects / B. Charles, Y. Touitou, B. Selmaoui // Journal of Pharmaceutical Sciences. – 2009. - Vol. 98, № 2. – Р. 782 - 790.

4. Daily nighttime melatonin reduces blood pressure in male patients with essentials hypertension / F.A. Sheer, G.A. Van Monfrans, E.J. van Someren et al. // Hypertension. – 2004. – V. 43, № 2. – Р. 192 – 197.

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

6. Haus E. Chronobiology in the endocrine system / Haus E. // Advanced Drug Delivery Reviews. – 2007. – Vol. 59, № 9 – 10. – P. 985 - 1014.