К. мед. н. Кушнир А.Ю., к. биол. н. Яремий И.Н.

Буковинский госсударственный медицинский университет, Украина

Коррекция нарушенного воздействием алоксана глюкозного гомеостаза с помощью мелатонина

Наиболее распространенным в мире заболеванием, сопровождающимся нарушением толерантности организма к глюкозе и хронической гипергликемией является сахарный диабет (СД). Гипергликемия, которая возникает при абсолютном дефиците инсулина (СД типа 1) является следствием не только нарушения транспорта глюкозы из крови внутрь клеток, но и нарушения метаболизма углеводов в тканях [1]. Согласно существующим ныне представлениям [3] именно дефицитом инсулина определяется степень энергетического голода тканей и уровень компенсаторной реакции организма в таких условиях. Метаболические процессы, в частности обмен углеводов, в определенной степени зависят от сезонных и суточных биоритмов, которые координируются в организме людей и животных с помощью гормона эпифиза мелатонина. Дефицит этого гормона, как свидетельствуют результаты ряда исследований, может стать причиной нарушения толерантности организма к глюкозе и даже к развитию сахарного диабета.

Целью нашего исследования было: выяснить характер влияния экзогенного мелатонина на уровень базальной гликемии (БГ) в крови; содержание гликогена и активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), пируваткиназы (ПК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), а также глюкозо-6-фосфатазы (Г-6-Ф-азы) в печени алоксандиабетических крыс, содержащихся в условиях различной длины светового периода.

Материалы и методы. Экспериментальное исследование проводилось на половозрелых самцах безпородных белых крыс массой 0,18 - 0,20 кг. Алоксановый диабет у крыс [3], вызывали путем введения крысам 5%-го раствора алоксана моногидрата внутрибрюшинно в дозе 170 мг/кг массы. Определение уровня БГ проводили с помощью прибора One Touch Ultra Easy. Опытных животных разделили на группы: 1) контроль (интактные); 2) крысы с явным сахарным диабетом (СД), (БГ ≥ 8,0 ммоль/л); 3) крысы с явным СД, которые начиная с 5-го дня после введения алоксана получали иньекции инсулина (Фармасулин Н NР, производитель ОАТ «Фармак», Украина) из расчета 1 МЕ на животное в сутки (5 МЕ/кг/сутки) подкожно, причем 2/3 от суточной дозы вводили в 8⁰⁰ перед завтраком, а 1/3 – перед ужином под контролем уровня глюкозы [6]; 4) крысы с явным СД, которым начиная с 5-го дня после введения алоксана в течение семи дней ежедневно в 8⁰⁰ внутрибрюшинно вводили мелатонин (Sigma, США) из расчета 10 мг/кг массы. При моделировании искусственного равноденствия (С:Т=12:12) животные находились в условиях вивария в период 8.00-20.00 при включенных лампах дневного освещения, а в период с 20.00 по 8.00 в полной темноте. При моделировании световой депривации (С:Т=0:24) в процессе кормления животных и при проведении манипуляций с ними использовали слабый красный свет интенсивностью 2 Лк в течении 10-ти минут в сутки. Моделирование условий постоянного освещения происходило с использованием ламп дневного освещения интенсивностью 500 Лк на уровне дна клеток. Животных убивали путем декапитации на 12-ые сутки от начала эксперимента в соответствии с этическими принципами экспериментов на животных, утвержденных Первым Национальным конгрессом по биоэтике (Киев, 2000). Содержание гликогена и активности ферментов в супернатантах гомогенатов печенки крыс определяли по стандартным методикам [2]. Статистическую обработку результатов исследования проводили по Стьюденту.

Известно [4, 5], что алоксан имеет диабетогенное действие. Согласно полученных результатов, в печени крыс с явным СД независимо от условий освещения снижается содержание гликогена (в среднем в 1,2 раза по сравнению с показателями интактных крыс, содержащихся в условиях равноденствия). Независимо от интенсивности освещения в печени алоксандиабетических крыс снизилась активность Г-6-Ф-ДГ и ПК в среднем в 1,8 раза, что указывает на угнетение интенсивности пентозофосфатного пути окисления глюкозо-6-фосфата и гликолиза. При этом в печени увеличились активности ЛДГ в 2 раза и Г-6-Ф-азы (последний показатель вырос в среднем в три раза), что свидетельствует об активации глюконеогенеза.

Ежедневное введение мелатонина в течение недели способствовало нормализации уровня БГ, содержания гликогена, активностей ПК, ЛДГ и Г-6-ФДГ в печени крыс с явным СД. Активность Г-6-Ф-азы при этом снизилась примерно вдвое в сторону нормализации.

Таким образом, экзогенный мелатонин независимо от условий освещения снижает уровень глюкозы в крови и восстанавливает, нарушенный в условиях алоксанового диабета обмен углеводов.

Литература

1. 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.

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. 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. Xu N. Suppression of apolipoprotein M expression and secretion in alloxan-diabetic mouse: Partial reversal by insulin / N. Xu, P. Nilsson-Ehle, B. Ahrén // Biochemical and Biophysical Research Communications. – 2006. - Vol. 342, № 4. – Р. 1174 - 1177.