Влияние витаминов Е и С на показатели оксидативного статуса ткани почек и крови крыс при стрептозотоциновом диабете

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 616.379

Львовский национальный медицинский университет

им. Данила Галицкого

ВЛИЯНИЕ ВИТАМИНОВ Е И С НА ПОКАЗАТЕЛИ ОКСИДАТИВНОГО СТАТУСА ТКАНИ ПОЧЕК И КРОВИ КРЫС ПРИ СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОМ ДИАБЕТЕ

Красный Михаил Романович

Сахарный диабет (СД), в связи с эпидемическим характером распространения, признан глобальной медико-социальной проблемой, что главным образом обусловлено присоединением и/или прогрессированием микро- и макроангиопатий. Присоединение и прогрессирование диабетической нефропатии (ДНЕ) является одной из главных причин инвалидизации и смертности больных СД [7; 12]. Активация оксидативного стресса (ОС) при СД, который определяют как дисбаланс между продукцией и утилизацией свободных радикалов, возникает в результате повышенного внутриклеточного метаболизма глюкозы, ее аутоокисления, неферментативного гликозилирования, ослабления антиоксидантной защиты и усиленного транспорта электронов через дыхательную цепь. ОС рассматривают в качестве универсального механизма, который объединяет ведущие биохимические пути токсического действия гипергликемии [6; 12]. Активация ОС является одной из ведущих причин развития ДНЕ, соответственно, коррекция этих патогенетических цепей должна занимать центральное место в лечении и профилактике. Использование физиологических антиоксидантов, включая витамины Е и С, способствует коррекции и/или предупреждению нейроваскулярных нарушений, что обеспечивает основу патогенетического обоснованного их применения [5; 10].

Цель работы: исследовать особенности влияния антиоксидантных витаминов Е и С на некоторые показатели оксидативного статуса ткани почек и крови крыс с высокодозированным стрептозотоциновым диабетом.

Материалы и методы

Экспериментальный диабет у молодых половозрелых крыс-самцов линии Вистар весом 180-200 г моделировали путём одноразового внутрибрюшинного введения стрептозотоцина (“Sigma”, США) в дозе 70 мг/кг массы. Манифестация стрептозотоцинового диабета верифицировалась при достижении концентрации глюкозы в крови ~15,0 ммоль/л. Были сформированы 3 группы: первая - контрольная (n=10); животные второй (n=10) на протяжении 1-го месяца получали перорально плацебо (растительное масло); третьей (n=12) - 10% витамин Е (“Киевский витаминный завод”) в дозе 50 мг на кг массы и витамин С (х.ч., в дозе 200 мг на кг массы). Через один месяц после назначения антиоксидантных витаминов (АОВ) проводили эфтаназийную декапитацию (в соответствии с международными принципами Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным).

В крови хвостовой вены крыс определяли концентрацию глюкозы глюкозооксидазным методом, уровень фруктозамина; в сыворотке крови - содержание инсулина (ИРИ) с помощью стандартных наборов «риоИНС-ПГ-125І» (Беларусь), продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ); концентрацию малонового диальдегида (МДА) в гомогенатах почек - согласно [1]; активность каталазы - согласно [2]; общий оксидативный статус почек оценивали по интенсивности спонтанной и индуцируемой Fe2+- или Н2О2-хемилюминесценции (ХЛ) [4]. Статистический анализ [3]: вариационно-статистический метод с использованием параметрического критерия Стьюдента, непараметрического - Wilcoxon, t-критерия Фишера и коэффициента корреляции Пирсона (ANOVA (MicroCal Origin v. 8,0)).

Результаты и обсуждение

Некоторые показатели глюкозного гомеостаза, динамики массы крыс с стрептозотоциновым диабетом на фоне назначения витаминов Е и С приведены в Табл. 1.

Таблица 1. Некоторые показатели глюкозного гомеостаза, динамики массы тела крыс с стрептозотоциновым диабетом на фоне назначения витаминов Е и С (M?m)

Примечание к Табл. 1-3. * р<0,05 по сравнению с группой «контроль»; # р<0,05 по сравнению с группой «диабет+плацебо».

Установлено, что моделирование стрептозотоцинового диабета сопровождается статистически достоверным повышением уровня базальной гликемии; концентрации фруктозамина в крови; снижением концентрации ИРИ; массы тела животных (Табл. 1). Использование антиоксидантных витаминов Е и С способствовало статистически достоверному снижению уровня фруктозамина, сопровождалось увеличением массы тела крыс (Табл. 1). Известно, что интенсивность спонтанной хемилюминесценции (СХЛ) разных биологических объектов определяется, главным образом, процессами ПОЛ, которые имеют радикально-цепной характер. При этом регистрируются радикалы липидного происхождения, а также О2 (супероксидный и гидроксильный радикалы). Интенсивность ХЛ, индуцируемой Fe2+, преимущественно отображает содержимое промежуточных продуктов ПОЛ в биологическом материале, а в случае индукции хемилюминесценции Н2О2 можно судить об общей антиоксидантной способности исследуемого образца [4].

Показатели интенсивности спонтанной и индуцируемой ХЛ в гомогенате ткани почек крыс на фоне назначения витаминов Е и С приведены в Табл. 2.

Таблица 2. Интенсивность спонтанной и индуцируемой хемилюминесценции в гомогенате ткани почек крыс на фоне назначения витаминов Е и С (M?m)

Как видно из полученных результатов, интенсивность СХЛ в гомогенатах ткани почек диабетических животных была выше, нежели в контрольной группе, а амплитуда Fe2+-индуцированной ХЛ - ниже (41% против 100% в группе «контроль»), что, возможно, является результатом частичного истощения субстрата для образования свободных радикалов - ненасыщенных жирных кислот [6; 9]. Использование АОВ уменьшало абсолютное значение H2O2-индуцируемой ХЛ и нормализовало амплитуду Fe2+-индуцированной ХЛ (Табл. 2), что может свидетельствовать о восстановлении антиоксидантной защиты тканей.

В Табл. 3 приведены полученные нами результаты показателей ПОЛ и антиоксидантной защиты в гомогенате ткани почек крыс на фоне назначения витаминов Е и С.

Установлено, что моделирование стрептозотоцинового диабета сопровождается статистически достоверным повышением показателей ПОЛ, снижением активности каталазы и концентрации восстановленных SH-групп белков (Табл. 3). Усиление процессов ПОЛ в сложной цепи причинно-следственных отношений может приводить к развитию патофизиологических нарушений при несостоятельности процессов адаптации и компенсации, структурно-функциональным изменениям. Присоединение гипоксии тканей при СД является одним из ведущих факторов развития диабетических микро- и макрососудистых нарушений.

Таблица 3. Показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты в гомогенате ткани почек крыс на фоне назначения витаминов Е и С (M?m)

В физиологических условиях излишек токсичных веществ устраняется системой антиоксидантов, предохраняет клетки от повреждений. Прогрессирование патофизиологических нарушений при СД сопровождается дисбалансом про- и антиоксидантного равновесия, интегральности системы «клетка - ткань». Избыток свободных радикалов приводит к оксидации и пероксидации липидов, нарушению структурно-функционального состояния белков, нуклеиновых кислот и инактивации ряда ферментов [6; 8]. Известно, что при СД наблюдается активация фосфолипазы А2, а следовательно и содержания свободных жирных кислот, которые способны окисляться путем пероксидации. Накопление продуктов свободнорадикального окисления можно объяснить низкой антиоксидантной активностью. Это, прежде всего, связано со снижением окислительно-восстановительных реакций и оптимизацией активности свободнорадикальных реакций, мобилизацией и утилизацией энергетических ресурсов [5; 6; 11]. Необходимо отметить, что моделирование стрептозотоцинового диабета сопровождается угнетением активности каталазы в гомогенате ткани почек крыс, что, возможно, является следствием глюкотоксичного влияния, активации процессов неферментативного гликозилирования протеинов фермента и/или угнетения активности супероксидным радикалом в условиях декомпенсации углеводного обмена [11]. окисление липид каталаза витамин

Выводы

1. Установлено, что использование витаминов Е и С сопровождалось статистически достоверным снижением уровня первичных и конечных продуктов ПОЛ (диеновых конъюгатов и МДА), нормализацией концентрации восстановленных SH-групп белков и активацией каталазы в ткани почек крыс (по сравнению с группой «диабет+плацебо»).

2. Полученные нами результаты свидетельствуют о целесообразности использования антиоксидантных витаминов Е и С в качестве дополнительного компонента в комплексной антидиабетической терапии, которая способствует тенденции к нормализации общего антиоксидантного статуса и отдельных его компонентов.

Список литературы

1. Арутюнян А. В., Дубинина Е. Е., Зыбина Н. Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма: методические рекомендации. СПб., 2000. 104 с.

2. Королюк М. А., Иванова Л. И., Майорова И. Г. Методы определения активности каталазы // Лабораторное дело. 1988. № 1. C. 16-19.

3. Лапач С. Н., Чубенко А. В., Бабич П. Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Excel. К.: Морион, 2000. 320 с.

4. Руководство по изучению биологического окисления полярографическим методом / под ред. Г. М. Франка. М., 1973. 378 c.

5. Blumenthal S. S. Evolution of Treatment for Diabetic Nephropathy: Historical Progression from RAAS Inhibition and Onward // Postgraduate Medicine. 2011. № 2. Р. 166-179.

6. Endemann D. H., Schiffrin E. L. Nitric Oxide, Oxidative Excess, and Vascular Complications of Diabetes Mellitus // Current Hypertension Reports. 2004. № 2. P. 85-89.

7. Gray S. P., Cooper M. E. Alleviating the Burden of Diabetic Nephropathy // Nature Reviews Nephrology. 2011. № 1. P. 71-73.

8. Haidara M. A., Yassin H. Z., Rateb M. Role of Oxidative Stress in Development of Cardiovascular Complications in Diabetes Mellitus // Current Vascular Pharmacology. 2006. № 3. P. 215-227.

9. Hayden M. R., Tyagi S. C. Is Type 2 Diabetes Mellitus a Vascular Disease (Atheroscleropathy) with Hyperglycemia Late Manifestation? The Role of NOS, NO, and Redox Stress // Cardiovascular Diabetology. 2003. № 2. P. 1-10.

10. Kanwar Y. S., Sun L., Xie P. A Glimpse of Various Pathogenetic Mechanisms of Diabetic Nephropathy // The Annual Review of Pathology: Mechanisms of Disease. 2011. № 2. P. 395-423.

11. Nishikawa T., Edelstein D., Brownlee M. The Missing Link: a Single Unifying Mechanism for Diabetic Complications // Kidney International. 2000. № 1 (Special Issue). P. 26-30.

12. Thomas M. C., Groop P. H., Tryggvason K. Towards Understanding the Inherited Susceptibility for Nephropathy in Diabetes // Current Opinion Nephrology Hypertension. 2012. № 2. Р. 195-202.

Аннотация

Целью работы было исследовать особенности влияния витаминов Е и С на некоторые показатели оксидативного статуса ткани почек и крови крыс с стрептозотоциновым диабетом. Установлено, что использование витаминов Е и С сопровождалось статистически достоверным снижением уровня первичных и конечных продуктов перекисного окисления липидов, нормализацией концентрации восстановленных SH-групп белков и активацией каталазы в ткани почек крыс. Полученные нами результаты свидетельствуют о целесообразности использования антиоксидантных витаминов Е и С, которые способствуют тенденции к нормализации общего антиоксидантного статуса и отдельных его компонентов.

Ключевые слова и фразы: стрептозотоциновый диабет; почки; антиоксидантный статус; перекисное окисление липидов; витамины Е и С.

The article is aimed at researching the peculiarities of vitamins Е and С influence on some indexes of the oxidative status of rats' kidney tissue and blood having streptozotocin diabetes. It is ascertained that vitamins Е and С use was accompanied with the significant reduction of the level of the primary and final products of lipids peroxide oxidation, the normalization of the concentration of deoxidated proteins SH-groups and catalase activation in rats' kidney tissue. The results of our research indicate that it is reasonable to use antioxidant vitamins Е and С for the normalization of general antioxidant status and some its components.

Key words and phrases: streptozotocin diabetes; kidneys; antioxidant status; lipids peroxide oxidation; vitamins Е and С.

Размещено на Allbest.ru