Коррекция естественными адаптогенами метаболических расстройств при экспериментальном сахарном диабете

Размещено на http://www.allbest.ru/

Коррекция естественными адаптогенами метаболических расстройств при экспериментальном сахарном диабете

03.01.04. - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

МУРАВЬЕВА АННА БОРИСОВНА

Ростов-на-Дону 2014



Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (г.Ставрополь).

Научный руководитель: Доктор биологических наук, доцент Эльбекьян Карине Сергеевна

Официальные оппоненты: Главный научный сотрудник отдела медико биологических проблем РНИИАП, доктор биологических наук Друккер Нина Александровна

Профессор кафедры внутренних болезней с основами общей физиотерапии, врач-эндокринолог, доктор медицинских наук Джериева Ирина Саркисовна.

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России

Защита диссертации состоится «24» сентября 2014 г. в «13» часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.07 в ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» (г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194/1, акт.зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Зоря, 21 Ж.

Автореферат разослан «___»________ 2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук, с.н.с. Е.В. Асланян



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Сахарный диабет является полигенным заболеванием, в патогенезе которого значительное место отводится как наследственным, так и внешним, средовым факторам. Распространённость и заболеваемость сахарным диабетом продолжают увеличиваться (Кудрякова С.В. и др., 2001), и, по уточнённым данным экспертов ВОЗ, к 2025 году в мире будет насчитываться более чем 380 млн. больных сахарным диабетом (IDF, 2011; Дедов И.И., Балаболкин М.И., 2005).

По определению ВОЗ, сахарный диабет (СД) - это группа метаболических (обменных) заболеваний, характеризующихся хронической гипергликемией, которая является результатом нарушения секреции инсулина, действия инсулина или обоих этих факторов.

Хроническая гипергликемия, являющаяся основным и объективным признаком наличия сахарного диабета, осуществляется инициацией нескольких биохимических процессов, к которым относят: окислительный стресс (GiuglianoD., 1996; TappiaP.S., 2006; Дедов И.И., Балаболкин М.И., 2003; Недосугова Л.В., 2006; Джериева И.С., 2012), избыточное образование конечных продуктов гликирования (Ahmed N.,2005; Kasradze D., 2010) и нарушение обмена липопротеинов (LeeA. Y., 1999, Kozakiewicz M., 2009).

Нарушение гомеостаза при сахарном диабете сопровождается изменением и в обмене микроэлементов (Джукенова А.М., 2007), которые являются важными участниками обменных процессов.

Снижение чувствительности тканей к избыточному действию инсулина и/или торможение процессов его секреции можно рассматривать как проявление адаптации организма к изменившимся внутренним условиям.

В последние годы внимание исследователей привлекают адаптогенные свойства целого ряда натуральных веществ. Как известно, к адаптогенам относят биологически активные вещества естественного (в основном, растительного) происхождения, стимулирующие способность организма противостоять внешним и внутренним неблагоприятным факторам среды (Арушанян Э.Б., Бейер Э.В., 2012; Сейфулла Р.Д., Кондрашин И.М., 2011). И сегодня по-прежнему остро стоит проблема поиска такого рода средств с целью повышения адаптивных возможностей организма человека в разных ситуациях.

Действующие начала некоторых лекарственных растений, относимых к разряду адаптогенов (женьшень, радиола, элеутерококк и др.), обладают широким спектром фармакологической активности. Помимо центральных (антистрессорных, психотонизирующих, ноотропных) свойств, они влияют на деятельность различных внутренних органов (Арушанян Э.Б., 2006), проявляя, в том числе, и отчётливую противодиабетическую активность.

За последние годы в медицинской науке резко возрос интерес к изучению лечебных возможностей гормона мозговой железы эпифиза - мелатонина. В круг его терапевтических возможностей входят разного рода патологии: органические поражения головного мозга (Арушанян Э.Б., 2012), заболевания желудочно-кишечного тракта (РапопортС.И, 2012; РахимоваО.Ю., 2012), сердечно-сосудистые заболевания (Джериева И.С., 2012). Эпифизарный гормон мелатонин обладает и универсальными адаптогенными свойствами (Mertz W., 1987; Huang Y.C., 2005; Арушанян Э.Б., Бейер Э.В., 2012), которые реализуются на самых разных функциональных уровнях и затрагивают большинство органов и систем. Будучи естественным хронобиотиком, мелатонин оказывает ритморганизующее влияние на патологически изменённые колебания любых физиологических функций (Арушанян Э.Б., Бейер Э.В., 2009; Джериева И.С., 2012).

Все вышеизложенное в совокупности определило цель и основные задачи настоящего исследования.

Цель работы. Экспериментальное изучение фармакологической активности мелатонина и тонизида на модели декомпенсированного сахарного диабета, а также сравнительная оценка их антидиабетических свойств.

Задачи исследования:

1. Изучить дозозависимые эффекты диабетогена аллоксана в отношении:

– показателей, характеризующих клиническую картину заболевания (летальность животных; масса тела, потребление воды, диурез);

– уровня содержания глюкозы и длительности гипергликемического периода;

– процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной защиты (АОЗ);

– содержания макро- и микроэлементов.

2. На модели аллоксанового диабета оценить влияние адаптогенов на углеводный и липидный обмены.

3. Оценить влияние мелатонина и тонизида на антиоксидантный статус лабораторных животных с аллоксановым диабетом.

4. Изучить состояние элементного гомеостаза животных с аллоксан-индуцированным сахарным диабетом при использовании мелатонина и тонизида.

5. Сопоставить фармакологические эффекты адаптогенов животного (мелатонина) и растительного (тонизид) происхождения.

Научная новизна.

1. Впервые проведена комплексная оценка эффективности использования препаратов мелатонина и тонизида в условиях экспериментального декомпенсированного СД. Установлено, что изученные адаптогены оказывают нормализующее влияние на патологические изменения углеводного и липидного обменов, процессы перекисного окисления липидов и антиоксидантную систему защиты организма у аллоксан-индуцированных животных, причем более выраженное влияние оказывает мелатонин. адаптоген липидный мелатонин тонизид

2. Впервые установлено, что введение мелатонина и тонизида способствует коррекции минерального обмена в условиях модели декомпенсированного СД.

3. В условиях экспериментальной модели СД впервые установлена достоверная положительная корреляция между уровнем гликированного гемоглобина, липопротеинов низкой плотности и нарушениями в микроэлементном составе сыворотки крови (по уровню меди и цинка).

Практическая значимость работы.

Результаты настоящего исследования свидетельствуют о перспективности использования препаратов антиоксидантно-метаболического действия (мелатонина и тонизида) в комплексной терапии СД.

Количественные изменения макро- и микроэлементов и их корреляционные связи с про- и антиоксидантным статусом могут стать дополнительным признаком декомпенсированного СД.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментальная модель аллоксан-индуцированного СД позволяет воспроизвести состояние, проявляющееся гипергликемией, нарушением липидного обмена, развитием окислительного стресса и декомпенсацией элементного статуса, и может быть использована для изучения фармакологической активности препаратов.

2. При введении мелатонина и тонизида аллоксан-индуцированным животным отмечается выраженный антигипергликемический эффект, который характеризуется снижением уровня глюкозы и HbA₁c. Мелатонин, обладая менее выраженным антигипергликемическим действием, в сравнении с тонизидом, значительно превосходит его по степени корригирующего воздействия на состояние липидного обмена.

3. Мелатонин и тонизид вызывают достоверное снижение содержания малонового диальдегида у аллоксан-индуцированных животных, которое сопровождается значимым увеличением активности ферментов супероксиддисмутазы и каталазы.

Внедрение результатов исследования.

Результаты диссертационного исследования использованы в подготовке краевой программы «Развитие здравоохранения Ставропольского края: меры социальной поддержки по бесплатному обеспечению лекарственными препаратами граждан, страдающих сахарным диабетом».

Результаты и выводы диссертационной работы внедрены в курс лекций и практических занятий на 6 кафедрах Ставропольского государственного медицинского университета: общей и биологической химии, эндокринологии, детской эндокринологии и диабетологии, физиологии, патофизиологии.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2011); конкурсе «У.М.Н.И.К Ставропольского края 2011», по результатам которого автор исследования признан победителем (Ставрополь, 2011); Международной конференции студентов и молодых учёных, СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова (Санкт-Петербург, 2012); Международной научно-практической конференции «Инновации молодых ученых» (Ставрополь, 2012);III Международной конференции «Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии» (Казань, 2012); Российской научно-практической конференции «Актуальные вопросы медицинской биохимии и клинической лабораторной диагностики» (Казань, 2013); II Международной научной интернет-конференции «Физико-химическая биология» (Ставрополь, 2013); IV Международной научно-практической дистанционной конференции «Наука и образование» (Мюнхен, 2013); Международной научной конференции «Образование и наука без границ» (Мюнхен, 2013); XV международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2013).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 13 научных работах, в том числе в 5 статьях в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Общий объем публикаций составляет 1,4 п.л., личный вклад автора составил 50-85%.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, 2 глав собственных результатов, обсуждения, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 49 отечественных и 106 иностранных источников. Диссертация изложена на 110 страницах компьютерного текста и иллюстрирована 8 рисунками и 13 таблицами.

Материалы, методы и дизайн исследования

Исследования проведены на базе кафедры общей и биологической химии Ставропольского государственного медицинского университета, клинико-диагностической лаборатории Краевого эндокринологического диспансера, клинико-диагностической лаборатории городской клинической больницы № 3.

Для достижения поставленной цели и решения задач был разработан дизайн исследования, состоящий из 2 этапов (рис. 1).

I этап исследования выполнен на 90 белых нелинейных крысах-самцах массой 150-180 гр. Содержание животных и проведение экспериментов соответствовало правилам лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ № 51000.3-96 и 51000.4-2008) и осуществляли с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях. Настоящее исследование одобрено локальным этическим комитетом СтГМУ (протокол заключения № 22 от 21.12.2010 г). Животных содержали в условиях вивария при стандартной температуре с естественным освящением и свободным доступом к воде и корму.

В двух группах (по 30 животных в каждой) воспроизводили экспериментальный сахарный диабет внутрибрюшинным введением аллоксана (производства ООО «НТК Диаэм») в дозе 100 мг/кг и 150 мг/кг после 24 часового голодания. Эффект препарата регистрировали на 3, 10, 14 сутки. Для сравнения использовали 15 интактных животных и 15 животных с введением дистиллированной воды в объеме 0,2 мл (контроль).

Для изучения антидиабетического эффекта веществ использовали стандартные биохимические показатели углеводного, липидного и минерального обменов, а также про-/антиоксидантный статус крови.

Определение концентрации глюкозы в крови проводили глюкооксидазным методом с помощью набора «Фотоглюкоза» (ООО «ИМПАКТ»). Принцип метода основан на окислении в-D-глюкозы кислородом воздуха при каталитическом действии глюкооксидазы.

Определение содержания гликозилированного гемоглобина проводили на анализаторе D-10 компании Bio-Rad. Программа определения гемоглобина A1c D-10 основана на принципах ионообменной высокоэффективной жидкостной хроматографии.



Рис. 1 Дизайн исследования

Определение холестерина в крови осуществляли колориметрическим методом с использованием набора реагентов «Холестерин-витал-12/22/32». Метод основан на гидролизе эфиров холестерина холестеролэстеразой с образованием свободного холестерина. Образовавшийся и имеющийся в пробе холестерин окисляется кислородом воздуха под действием холестеролоксидазы с образованием эквимолярного количества перекиси водорода. Под действием пероксидазы перекись водорода окисляет хромогенные субстраты с образованием окрашенного продукта. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации холестерина в пробе.

Активность супероксоддисмутазы определяли спектрофотометрически при длине волны 540 нм по методу Н.Р. Mistra и J. Fridowich в модификации О.С. Брусова (1972). В основе метода лежит способность СОД тормозить реакцию автоокисления адреналина при рН 10,2.

Активность каталазы определяли по методике А.Н. Баха и С.А.Зубковой (1997). Метод основан на способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс.

Содержание макро- (Na⁺, K⁺, Ca²⁺) и микро- (Zn²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺) элементов определяли методом атомно-адсорбционного анализа на спектрофотометре (ААS, тип-1N), принцип работы которого состоит в поглощении ультрафиолетового или видимого излучения атомами газа.

II этап исследования выполнен на крысах-самцах (n=90), которые были ранжированы на 6 подгрупп (по 15 животных в каждой): первая группа - крысы, которым вводили дистиллированную воду (контрольные), вторая -группа животных, получивших аллоксан однократно в дозе 150 мг/кг, третья и четвертая группы - животные, получавшие внутрибрюшинно в течение14 дней мелатонин (Melatonin фирма Sigma-Aldresh, USA) в дозе 0,1 мг/кг между 16-18 часами и тонизид 200 мг/кг (Биолит, Россия) в утренние часы. Животные пятой и шестой групп получали изучаемые вещества на фоне аллоксан-индуцированного сахарного диабета.

При количественной обработке результатов сопоставляли значения, полученные в опытных группах с контрольными и исходными показателями. Полученные данные подвергали стандартной статистической обработке с расчетом среднего значения, достоверного интервала и стандартного отклонения. Для выборок с нормальным распределением использовали параметрический t-критерий Стьюдента (пакет программ BIOSTAT для статистического анализа) для двух независимых выборок. В других случаях сравнения относительных величин с оценкой статистической зависимости различий выполняли, используя критерий Пирсона. Статистические методы были выбраны с учетом возможности их применения для «малых» (n<30) выборок. Для всех видов анализа статистически значимыми считали различия при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Влияние исследуемых веществ на метаболические процессы и элементный состав крови. Как следует из полученных результатов, выраженная дозовая зависимость в действии аллоксана наблюдалась как в отношении летальности (табл.1), так и интегральных показателей, характерных для клинического течения экспериментального диабета (табл.2).

Таблица 1

Влияние различных доз аллоксана на летальность экспериментальных животных

Время регистрации	Экспериментальные группы, доза, мг/кг
	Интактные животные	Аллоксан, 100 мг/кг	Аллоксан, 150 мг/кг
	Изучаемые показатели: гибель/всего животных
1-5 сутки	0/20	4/30	15/40
6-25 сутки	1/20	2/26	4/25

Кроме этого, у выживших животных из группы, получившей аллоксан в дозе 150 мг/кг, в отличие от животных, получивших диабетоген в меньшей дозе, в течение всего эксперимента наблюдалось дальнейшее прогрессирующее снижение массы тела, гиподинамия, неопрятность, пило- эрекция, кровоточивость десен, шатание и выпадение зубов.

Для подтверждения патологического характера биохимических сдвигов необходимо было в первую очередь определить выраженность и длительность гипергликемического периода, обусловленного действием аллоксана. Полученные данные представлены на рисунке 2.

Таблица 2

Влияние различных доз аллоксана на интегральные показатели состояния животных (M±m)

Изучаемые показатели	Экспериментальные группы
	Контроль (дис.вода)	Аллоксан, 100 мг/кг	Аллоксан, 150 мг/кг
Масса тела, г	200,0±10,0	180,0±5,0	160,0±6,2
Потребление воды, мл/сутки	18,0±2,0	30,0±5,0*	48,2±7,1*
Диурез, мл/сутки	14,0±1,0	30,0±3,0*	57,0±4,2*

Обозначения: * - р< 0,05 - достоверность различий при сравнении показателей опытных групп с контролем

Уровень глюкозы в крови крыс после введения аллоксана в дозе 100 мг/кг и 150 мг/кг достоверно превосходил таковой у интактных животных, причем пик подъёма наблюдался на 3-й день эксперимента. Для формирования модели СД мы использовали аллоксан в дозе 150 мг/кг, так как реакции, вызванные меньшей дозой, были менее выраженными, к концу эксперимента (25 день) уровень глюкозы восстанавливался до нормы.



Рис. 2 Длительность гипергликемического периода у крыс при внутрибрюшинном введении аллоксана в дозах 100 и 150 мг/кг

Влияние аллоксана (150мг/кг) на метаболические показатели крови. Содержание глюкозы в крови под влиянием аллоксана достигало 6,9±0,9 ммоль/л (у контрольных животных - 4,1±0,4 ммоль/л, р<0,01). Уровень гликированного гемоглобина превышал таковые показатели у контрольных животных в 2,6 раза. Тяжесть протекания СД подтверждалась и нарушением липидного обмена, проявляющимся достоверным повышением в плазме крови содержания ХС - на 32%, ТГ - на 25% и ЛПНП - на 29%, и одновременном падении концентрации ЛПВП - на 29% (рис. 3).

Глюкоза	Гликированный гемоглобин	Холестерин
ТГ	ЛПНП	ЛПВП

Рис. 3 Изменения показателей углеводного и липидного обмена под влиянием аллоксана в дозе 150 мг/кг

Обозначения: * - достоверность различий при сравнении показателей опытных групп с контролем (дис. вода)

При развитии СД отмечались выраженные сдвиги и в состоянии про- и антиоксидантной систем крови (рис. 4), например, содержание МДА в сыворотке крови оказалось на 120% выше, чем у контрольных животных, а активность СОД уменьшилась в 2 раза. Одновременно с этим возрастало содержание каталазы до 345,3±3,3 мкат/л (в контроле - 225,6±2,9 мкат/л) (рис. 4).



Рис. 4 Изменения показателей МДА, СОД и КАТ под влиянием введения аллоксана в дозе 150 мг/кг Обозначения, как на рис. 3

Полученные данные указывают на то, что под влиянием аллоксана у животных развивался окислительный стресс, что свидетельствует о нарушении равновесия в балансе про- и антиоксидантной систем.

Биохимические исследования элементного статуса также показали, что диабетоген вызывает значительные количественные сдвиги в содержании крови крыс натрия, калия и кальция (табл. 3). Так, на 14-е сутки после аллоксан-индуцированного сахарного диабета концентрация натрия в плазме была снижена на 9,5 %, что может быть связано с массивным выведением натрия вместе с осмотически обусловленным выходом воды из внутриклеточного пространства. Концентрация кальция в крови у крыс с аллоксановым диабетом увеличивалась до 5,2±0,1 моль/л (у животных контрольной группы - 1,66±0,04 моль/л). Одновременно наблюдалось значительное истощение (на 37 %, р<0,01) запасов калия в сравнении с показателями животных контрольной группы.



Таблица 3

Содержание микро- и макроэлементов в крови крыс с аллоксан-индуцированным сахарным диабетом (M±m)

	Макроэлементы	Микроэлементы
	Натрий, ммоль/л	Калий, ммоль/л	Кальций, моль/л	Цинк, мкмоль/л	Железо, мкмоль/л	Медь, мкмоль/л
Интакт- ные	188,49± 1,27	3,5±0,16	1,85±0,06	25,49±1,61	42,74±0,43	8,96±0,38
Контроль (дис.вода)	185,52±1,05	2,89±0,12	1,66±0,04	24,87±0,99	41,76±0,42	9,07±0,10
Аллоксан 150 мг/кг	170,87±7,03*	1,94±0,11 *	5,24±0,06 *	16,27±0,88 *	53,58±1,90 *	8,34±0,11 *

Обозначения, как в таблице 2. В данной серии экспериментов сравнение с интактной группой не проводилось

Диабетоген вызывал статистически достоверные сдвиги и в содержании таких эссенциальных микроэлементов, как цинк, железо, медь. Свидельством этому является уменьшение содержания цинка в 1,5 раза (p<0,01), меди - до 8,34±0,31 мкмоль/л (в контроле - 9,07±0,152 мкмоль/л, p<0,01). Однако стоит отметить, что при этом содержание железа в этой группе животных достигало 53,58±1,90 мкмоль/л (p<0,01), что было существенно выше, чем в контрольной группе (41,39±0,43 мкмоль/л).

Корреляционной анализ между показателями эссенциальных микроэлементов и систем про- и антиоксидантной активности установил достоверную положительную связь между содержанием меди и СОД (r=+0,32; р>0,05), меди и МДА (r=+0,66; р>0,05) и отрицательную корреляционную взаимосвязь между содержанием цинка и МДА (r=-0,95; р<0,05). Положительная корреляционная связь установлена между содержанием гликозилированного гемоглобина и меди (r= +0,97; р<0,05).

Влияние мелатонина и тонизида на метаболические процессы, состояние про- и антиоксидантной систем и элементный гомеостаз.

Мелатонин и тонизид при повторном введении животным заметно ослабляли метаболические процессы. Например, установлено, что под влиянием мелатонина уровень глюкозы в крови повысился на 21% (р<0,01), а содержание гликированного гемоглобина- на 18% (таб. 4). Эффект тонизида проявлялся слабее.

При изучении липидного обмена было установлено, что и мелатонин, и тонизид снижали содержание холестерола в крови до 1,6±0,1 ммоль/л и 1,9±0,2 ммоль/л, соответственно, однако следует заметить, что воздействие тонизида не носило значимого характера. При анализе липидных фракций было выявлено, что в подгруппе животных, получавших мелатонин, уровень ЛПНП статистически значимо уменьшался на 16% (р<0,01), при одновременном увеличении содержания фракции ЛПВП на 21%. Под влиянием и мелатонина, и тонизида сдвиги в содержании триацилглицеролов носили невыраженный характер.

Таблица 4

Влияние мелатонина и тонизида на состояние углеводного и липидного обменов (M±m)

№	Состояние животных	Глюкоза ммоль/л	НЬА1с (%)	Холесте рин ммоль/л	ЛПНП (%)	ЛПВП (%)	ТГ ммоль/л
1	Интактные	4,05±0,39	5,05±0,39	2,12±0,06	2,81±0,73	1,45±0,49	2,72±1,47
2	Контроль (дис. вода)	4,35±0,22	5,23±0,15	2,10±0,07	2,67±0,33	1,38±0,54	2,77±0,97
3	Мелатонин	5,27±0,30 *	6,19±0,16 *	1,63±0,11 *	2,34±0,28 *	1,67±0,16 *	2,66±0,13
4	Тонизид	4,72±0,33	5,49±0,17	1,98±0,15	2,25±0,15	1,52±0,30	3,12±0,24

Обозначения, как в таблице 2. В данной серии экспериментов сравнение с интактной группой не проводилось

Согласно полученным данным, мелатонин подавлял интенсивность перекисного окисления (табл. 5) в сравнении с показателями контрольной группы животных, что выражалось в снижении содержания МДА в 1,6 раза (p<0,05). Под влиянием мелатонина активность СОД и КАТ изменялись незначительно.

Тонизид, напротив, существенно увеличивал активность этих ферментов, не изменяя концентрацию МДА.

Таблица 5

Влияние мелатонина и тонизида на выраженность ПОЛ и активность ферментов антиоксидантной системы в крови крыс (M±m)

№	Состояние животных	МДА Нмоль/мл	Активность СОД %	Активность каталазы мкат/л
1	Интактные	3,72±0,16	2,55±0,16	225,63±2,1
2	Контроль (дис. вода)	3,68±0,21	2,52±0,12	223,71±1,9
4	Мелатонин	2,34±0,21 *	2,35±0,09	227,24±2,8
5	Тонизид	3,51±0,12	2,80±0,06 *	267,30±3,2 *

Обозначения, как в таблице 2. В данной серии экспериментов сравнение с интактной группой не проводилось

Изучение состояния элементного гомеостаза показало, что тонизид и мелатонин влияют на минеральный обмен (табл. 6).

Таблица 6

Влияние мелатонина и тонизида на содержание макро- и микроэлементов в крови аллоксан-индуцированных животных (M±m)

	Натрий, ммоль/л	Калий, ммоль/л	Кальций, ммоль/л	Цинк, мкмоль/л	Железо, мкмоль/л	Медь мкмоль/л
Интакт- ные	188,49 ± 1,27	3,05 ± 0,16	1,85 ± 0,06	25,49 ± 1,61	42,74±0,43	9,07 ± 0,10
Контроль (дис. вода)	185,52±1,52	2,89±0,12	1,66±0,04	24,87±0,98	41,76±0,42	8,96±0,98
Мелатонин	162,70±4,79	2,08±0,156 *	5,29±0,47 *	10,41±0,54 *	40,33±3,79	8,57±0,74
Тонизид	147,89±4,84 *	2,07±0,10 *	5,95±0,10 *	9,78±1,10 *	42,54±2,33	10,08±0,48

Обозначения, как в таблице 2. В данной серии экспериментов сравнение с интактной группой не проводилось

Под влиянием тонизида регистрировалось статистически достоверное снижение содержания натрия на 21,5% и калия - на 32% при одновременном повышении содержания кальция в 3,6 раза (p<0,05) в сравнении с показателями контрольной группы животных.

Действие мелатонина имело ту же направленность, однако было менее интенсивным. Под его влиянием концентрация натрия в крови животных снижалась на 12% в сравнении с показателями животных контрольной группы, а калия - на 28%.

Под влиянием мелатонина и тонизида концентрация цинка снижалась, соответственно, до 30,3±3,8 мкмоль/л и 32,5±2,3 мкмоль/л (р<0,05) в сравнении с показателями животных контрольной группы.

Фармакологические эффекты мелатонина и тонизида при экспериментальном сахарном диабете.

При изучении интегральных показателей животных с аллоксан-индуцированным сахарным диабетом наблюдали выраженную полидипсию и полиурию, потерю массы тела, резкое увеличение потребления воды и суточного диуреза. Смертность в этой группе животных к концу наблюдения достигала 30%. Адаптогены эффективно предотвращали гибель животных, что проявлялось повышением количества выживших животных с аллоксан-индуцированным СД. Объем потребляемой жидкости и уровень диуреза заметно снизились. Наиболее выраженное снижение наблюдалось у крыс, получавших тонизид. Мелатонин оказывал менее эффективное действие.

Эффективность изучаемых препаратов оценивали по степени снижения содержания глюкозы крови и показателям липидного обмена в сравнении с показателями животных с аллоксановым диабетом. Полученные данные представлены на рисунке 5. Введение мелатонина животным с аллоксан-индуцированным СД способствовало снижению содержания глюкозы в 1,5 раза, а гликированного гемоглобина крови - в 2,5 раза, тогда как под влиянием тонизида отмечалось достоверное снижение только содержание глюкозы в 1,2 раза.

При применении мелатонина и тонизида отмечался значительный гипо-липидемический эффект, выражающийся в снижении содержания общего холестерола на 9% и 13, соответственно. Под воздействием мелатонина содержание ТГ уменьшалось на 41%, ЛПНП и ЛПВП - на 32%, а отношение ЛПНП к ЛПВП составило 1,7 (у животных с аллоксановым СД коэффициент составил 8,2). Действие тонизида также вызывало снижение содержания ХС, ТГ, ЛПНП и повышение ЛПВП (рис. 5).

Глюкоза	Гликированный гемоглобин	Холестерин
	ЛПНП	ЛПВП

Рис. 5 Влияние адаптогенов на изменения углеводного и липидного обменов при аллоксан-индуцированном сахарном диабете

Обозначения: ^Д- достоверность различий при сравнении показателей опытных групп с контролем (дис. вода); * - достоверность различий при сравнении показателей опытных групп с аллоксановым диабетом

Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита. Введение адаптогенов способствовало ограничению оксидантного стресса, что подтверждалось достоверным снижением содержания МДА под влиянием мелатонина и тонизида, в сравнении с данными животных, не получавших фармакологическую коррекцию. Снижение содержания МДА сопровождалось достоверным увеличением активности СОД и КАТ в 1,5 раза (табл. 7).

Таблица 7

Влияния мелатонина и тонизида на выраженность ПОЛ и активности ферментов антиоксидантной защиты животных с аллоксановым сахарным диабетом (M±m)

№	Состояние животных (n=10)	Активность СОД, %	Активность каталазы, мкат/л	МДА, Нмоль/мл
1.	Контроль (дис.вода)	2,52±0,12	223,73±1,91	3,68±0,21
2.	Аллоксановый диабет	1,45±0,04*	345,31±3,32*	8,22±0,41*
3.	Аллоксан. диабет + мелатонин	2,88±0,10?	219,54±2,80?	3,20±0,13?
4.	Аллоксан. диабет + тонизид	2,42±0,12?	229,40±2,34?	4,81±0,19?

Обозначения: * - достоверность различий при сравнении показателей опытных групп с контролем (дис.вода); ^?- достоверность различий при сравнении показателей животных опытных групп с аллоксановым диабетом

Минеральный обмен. У животных с аллоксан-индуцированным СД использование адаптогенов приводило к восстановлению содержания микроэлементов в крови. Так, например, было установлено, что при введении мелатонина значимо увеличивалось содержание цинка (в 1,3 раза), железа (в 1,7 раз), меди (в 1,1 раз) и калия (в 1,2 раза) и уменьшилось количество натрия (в 1,2 раз) в сравнении с показателями животных с аллоксан-индуцированным сахарным диабетом (табл. 8).

Тонизид при этих условиях увеличивал концентрацию калия (в 1,1 раз), кальция и меди (в 2,6 и 1,2 раза соответственно) и снижал содержание цинка (в 1,4 раза) и железа (в 1,1 раз).

Таблица 8

Содержание микро- и макроэлементов в крови крыс(M±m)

	Натрий, ммоль/л	Калий, ммоль/л	Кальций, моль/л	Цинк, мкмоль/л	Железо, мкмоль/л	Медь, мкмоль/л
Контроль (дис.вода)	170,87±7,00	3,05±0,16	1,85±0,06	25,49±1,61	42,74±0,43	9,07±0,10
Мелатонин	182,43±1,27	2,95±0,16	1,71±0,06*	24,58±1,61	41,39±0,43	9,07±0,15
Тонизид	171,69±4,51	2,28±0,14	5,94±0,17	11,48±0,32	35,24±5,46	9,88±0,41
Аллоксан 150 мг/кг	188,49±1,27*	1,94±0,11 *	5,24±0,06 *	16,27±0,88 *	31,86±2,65 *	8,34±0,31 *
Аллоксан+ мелатонин	156,38±5,58 *Д	2,28±0,14 * Д	5,85±0,23 * Д	21,56±0,34 * Д	53,58±1,90 * Д	8,85±0,59 * Д
Аллоксан+ тонизид	171,60±4,48 *	2,11±0,04 * Д	5,94±0,17 * Д	11,48±0,31 * Д	30,04±3,13 * Д	9,88±0,41 * Д

Обозначение, как в таблице 7

Таким образом, тонизид и мелатонин улучшали измененный минеральный обмен у животных с экспериментальным сахарным диабетом. По мнению специалистов, важной характеристикой микроэлементного статуса является не только абсолютное содержание микро- и макроэлементов, но и их соотношение. Так, например, чем выше коэффициент Zn/Cu, тем устойчивее система антиоксидантной защиты (Ракитский В.Н., Юдина Т.В., 2005). В наших исследованиях значение этого коэффициента у контрольных животных было равно 2,8. У крыс с диабетом величина отношения Zn/Cu в крови уменьшалась в 1,44 раза, что указывает на преимущественное протекание оксидантных реакций. После введения животным мелатонина величина отношения Zn/Cu повысилась до контрольных величин, что указывает на улучшение состояния антиоксидантной системы.



ВЫВОДЫ

1. Изученные адаптогенны гормонального (мелатонин) и растительного (в виде комплекса лекарственных растений - тонизид) происхождения обладают широким спектром антидиабетической активности. Исследованные вещества при повторном введении снижают содержание глюкозы и гликированного гемоглобина в крови, ограничивают смертность животных, снижают объем потребляемой жидкости и суточный диурез.

2. Мелатонин и тонизид обладают антиоксидантными свойствами, которые выявляются на модели экспериментального аллоксанового диабета. Повторные инъекции мелатонина ограничивают интенсивность перекисного окисления липидов, что проявляется в снижении содержания малонового диальдегида. Тонизид заметно увеличивает активность ферментов антиоксидантной системы супероксиддисмутазы и каталазы, существенно не изменяя концентрацию малонового диальдегида.

3. Исследованные вещества при аллоксан-индуцированном сахарном диабете меняют целый ряд показателей липидного обмена, проявляя гиполипидемический эффект. Мелатонин и тонизид снижают содержание холестерола в крови. В подгруппе животных, получавших мелатонин, уровень липопротеинов низкой плотности уменьшается на 16% (р<0,01) при одновременном увеличении содержания фракции липопротеинов высокой плотности на 21% (р<0,01).

4. Мелатонин и тонизид восстанавливают измененный минеральный обмен животных с экспериментальным сахарным диабетом. Введение мелатонина увеличивает содержание цинка (в 1,3 раза), железа (в 1,7 раз), меди (в 1,1 раз) и калия (в 1,2 раза), что заметно приближает эти значения к показателям, характерным для нормы. Соотношение макро- и микроэлементов, являющееся важной характеристикой минерального обмена, под влиянием мелатонина нормализуется. После введения животным мелатонина величина отношения Zn/Cu повысилась до контрольных величин, что указывает на улучшение состояния антиоксидантной системы.



Список работ, опубликованных по теме диссертации в журналах, рекомендованных ВАК

1. Муравьева А.Б. Изучение антидиабетических свойств естественных адаптогенов различного происхождения в эксперименте / Эльбекьян К.С., Арушанян Э.Б., Муравьева А.Б.// Медицинский вестник Северного Кавказа. Ставрополь, 2011. № 3. С. 55-57.

2. Муравьева А.Б. Особенности нарушения макро- и микроэлементного спектра сыворотки крови при экспериментальном сахарном диабете / Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б., Муравьева А.Б. // Фундаментальные исследования. Москва, 2011. № 10 (2). С. 411-413.

3. Муравьева А.Б. Сравнительна оценка антиоксидантной активности естественных адаптогенов при экспериментальном сахарном диабете / Эльбекьян К.С., Муравьева А.Б., Шляхин Г.В. // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. Саратов, 2011. № 11. С.56-58.

4. Муравьева А.Б. Влияние мелатонина на показатели окислительного стресса и элементного дисбаланса при экспериментальном сахарном диабете / Эльбекьян К.С., Муравьева А.Б., Пажитнева Е.В. // Фундаментальные исследования. Москва, 2013. №9(1). С. 178-181.

5. Муравьева А.Б. Биологическое моделирование аллоксан-индуцированного сахарного диабета/ Эльбекьян К.С., Муравьева А.Б., Пажитнева Е.В. // Здоровье и образование в XXI веке.Москва, 2013. - № 1- 4.Т. 15. С. 117 -121.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

6. Муравьева А.Б. Влияние естественных адаптогенов гормонального и растительного происхождения на показатели аллоскан-индуцированного сахарного диабета / Эльбекьян К.С., Муравьева А.Б. // Сборник материалов XVIII Российского Национального Конгресса "Человек и лекарство" Москва, 2011. С. 495-496.

7. Муравьева А.Б. Изменение нарушения макро-и микроэлементного спектра сыворотки крови при экспериментальном сахарном диабете /Муравьева А.Б. // Международная конференция студентов и молодых ученых, СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова, Санкт-Петербург, 2012. С. 36-38.

8. Муравьева А.Б. Недостаток микро- и макроэлементов как один из признаков предрасположенности к сахарному диабету / Муравьева А.Б. // Международная научно-практическая конференция «Инновации молодых ученых», Ставрополь, 2012. С. 43-45.

9. Муравьева А.Б. Антиоксидантная активность адаптогенов различного происхождения при экспериментальном сахарном диабете / Муравьева А.Б., Эльбекьян К.С. // III Международная интернет - конференция «Актуальные проблемы биохимии и бионанотехнологии». Казань, 2012. С. 339-340.

10. Муравьева А.Б. Влияние мелатонина на выраженность процессов перекисного окисления липидов и состояние механизмов антиоксидантной защиты при экспериментальном сахарном диабете / Эльбекьян К.С., Муравьева А.Б., Пажитнева Е.В. // Российская научно-практическая конференция «Актуальные вопросы медицинской биохимии и клинической лабораторной диагностики». Казань, 2013г. С. 198-199.

11. Muravyeva A.B.,.Pharmacological action adaptogens various origin at experimental diabetes / Elbekyan K.C., Muravyeva A.B., Gevandova M.G., Hodzhayan A.B., Pazhitneva E.B. // Materials of the conference "EDUCATION AND SCIENCE WITHOUT BORDERS" № 2. Munich, 2013.

12. Муравьева А.Б. Некоторые биохимические основы и фармакологическая активность адаптогенов различного происхождения при экспериментальном сахарном диабете / Эльбекьян К.С., Муравьева А.Б., Гевандова М.Г, Ходжаян А.Б., Пажитнева Е.В. // IV Международная научно-практическая дистанционная конференция "Наука и образование". Мюнхен, 2013. С. 366-370.

13. Муравьева А.Б. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная активность при аллоксановом сахарном диабете у крыс и их коррекция мелаксеном / Муравьева А.Б., Пажитнева Е.В.// II Международная научная интернет- конференция «Физико- химическая биология». Ставрополь, 2014. С. 126 - 128.



Список сокращений

- АОЗ - антиоксидантная защита

- КАТ - каталаза

- ЛПВП - липопротеины высокой плотности

- ЛПНП - липопротеины низкой плотности

- МДА - малоновый диальдегид

- ПОЛ - перекисное окисление липидов

- СД - сахарный диабет

- СОД - супероксиддисмутаза

- ТГ - триглицириды

- ХС - холестерин

- HbA₁c - гликированный гемоглобин

Размещено на Allbest.ru

...