Коррекция естественными адаптогенами метаболических расстройств при экспериментальном сахарном диабете

Муравьева, Анна Борисовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Коррекция естественными адаптогенами метаболических расстройств при экспериментальном сахарном диабете
ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Коррекция естественными адаптогенами метаболических расстройств при экспериментальном сахарном диабете"

На правах рукописи

МУРАВЬЕВА АННА БОРИСОВНА

КОРРЕКЦИЯ ЕСТЕСТВЕННЫМИ АДАПТОГЕНАМИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ РАССТРОЙСТВ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

03.01.04. - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

1 4 АВГ 2014

Ростов-на-Дону 2014

005551786

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 организации: 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 «^Ч »Укл-Олл^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 C.B. 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 JI.B., 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 A.M., 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.

(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 (Джернева 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.

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 НЬА]С. 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.

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);Ш 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 ß-D-глюкозы кислородом воздуха при каталитическом действии глюкооксидазы.

Определение содержания гликозилированного гемоглобина проводили на анализаторе D-10 компании Bio-Rad. Программа определения гемоглобина

А 1с О-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', К , Са2+) и микро- (Zn2 , Fe3 , Си'') элементов определяли методом атомно-адсорбционного анализа на спектрофотометре (AAS, тип-lN), принцип работы которого состоит в поглощении ультрафиолетового или видимого излучения атомами газа.

II этап исследования выполнен на крысах-самцах (п=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 течение 14 дней мелатонин (Melatonin фирма Sigma-AIdresh, 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» (п<30) выборок. Для всех видов анализа статистически значимыми считали различия при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Влияние исследуемых веществ па 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 (М±т)

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.

18 16 14 12

.о

5 ю

0 —^ Контроль Аллоксан 100 мг/кг Аллоксан 150 мг/кг

а Контроль ■ 3 день ■ 10 день ■ 25 день

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

Щ Интактные животные Щ Контроль ^ Аллоксановый лиабет

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).

| Интактные животные Щ Контроль щ Аллоксановый диабет

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.

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

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 (р<0,01), меди - до 8,34±0,31 мкмоль/л (в контроле - 9,07±0,152 мкмоль/л, р<0,01). Однако стоит отметить, что при этом содержание железа в этой группе животных достигало 53,58±1,90 мкмоль/л (р<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 (г=+0,32; р>0,05), меди и МДА (г=+0,66; р>0,05) и отрицательную корреляционную взаимосвязь между содержанием цинка и МДА (г=-0,95; р<0,05). Положительная корреляционная связь установлена между содержанием гликозилированного гемоглобина и меди (г= +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 (М±ш)

№ Состояние животных Глюкоза ммоль/л HbAiC (%) 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 (р<0,05). Под влиянием мелатонина активность СОД и КАТ изменялись незначительно.

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

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

№ Состояние животных МДА Нмоль/мл Активность СОД % Активность катал азы 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 (М±гп)

Натрий, ммоль/л Калий, ммоль/л Кальций, ммоль/л Цинк, мкмоль/л Железо, мкмоль/л Медь мкмоль/л

Интактные 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 (р<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

лпвп

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).

лпнп

"1 Контроль Н Аллоксановый Щ Аллоксан + Щ Аллоксан + (дис. вода) диабет мелатонин тонизид

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

индуцированном сахарном диабете. Обозначения: л- достоверность различий при сравнении показателей опытных групп с контролем (дис. вода);

* - достоверность различий при сравнении показателей опытных групп с аллоксановым диабетом.

ммоль/л 4

3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5

Влияния мелатонина и тонизида на выраженность ПОЛ и активности ферментов антиоксидантной защиты животных с аллоксановым сахарным

диабетом (М±ш)

№ Состояние животных (п=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±0,10д 219,54±2,80д 3,20±0,13д

4. Аллоксан. диабет + тонизид 2,42±0,12д 229,40±2,34д 4,81±0,19д

контролем (дис.вода);

л-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).

Содержание микро- и макроэлементов в крови крыс(М±ш)

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 $ А 5,85±0,23 * д 21,56±0,34 53,58±1,90 8,85±0,59

Аллоксан+ тонизид 171,60±4,48 * 2,11 ±0,04 5,94±0,17 11,48±0,31 30,04±3,13 9,88±0,41

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 Хп!Си, 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 гп/Си в крови уменьшалась в 1,44 раза, что указывает на преимущественное протекание оксидантных реакций. После введения животным мелатонина величина отношения гп/Си 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 антиокеидантной 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 антиокеидантной 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. 366370.

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

Список сокращений.

- АОЗ - антиоксидантная защита

- КАТ - каталаза

- ЛПВП — липопротенны высокой плотности

- ЛПНП - липопротеины низкой плотности

- МДА - малоновый диальдегид

- ПОЛ — перекисное окисление липидов

- СД — сахарный диабет

- СОД - супероксиддисмутаза

- ТГ - триглицириды

- ХС — холестерин

- НЬА,с - гликированный гемоглобин

Муравьева Анна Борисовна

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Сданов набор 7.07.14. Подписано в печать 7.07.14. Формат 60*84!/, Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать цифровая. Усл. печ. 2,0. Уч.-изд. л. 2,2. Заказ 394. Тираж 100 экз. Ставропольский государственный медицинский университет, 355017, г. Ставрополь, ул. Мира, 310.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Муравьева, Анна Борисовна, Ставрполь

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВНИЯ «Ставропольский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

На правах рукописи

04201460983

МУРАВЬЕВА АННА БОРИСОВНА

КОРРЕКЦИЯ ЕСТЕСТВЕННЫМИ АДАПТОГЕНАМИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ РАССТРОЙСТВ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

03.01.04. - биохимия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, доцент К.С.Эльбекьян

Ставрополь 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................ 4

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА РАЗВИТИЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА И ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ АДАПТОГЕНОВ РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Эпидемиологические аспекты сахарного диабета.................. 10

1.2. Роль окислительного стресса в патогенезе

сахарного диабета......................................................... 14

1.3. Роль микро- и макроэлементов в клинической картине сахарного диабета......................................................... 19

1.4. Антиоксидантная терапия сахарного диабета....................... 26

1.5. Лечебные возможности препаратов растительного происхождения при сахарном диабете................................ 29

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 34

2.1. Определение содержания химических

макро- (Ка+, К+, Са2+) и микро- Ре3+, Си2+) элементов...... 36

2.2. Определение содержания гликозилированного

гемоглобина............................................................... 36

2.3. Определение концентрации глюкозы в сыворотке

и плазме крови глюкооксидазным методом.......................... 38

2.4. Определение холестерина в сыворотке или плазме крови энзиматическим колориметрическим методом набором реагентов «Холестерин-витал 12/22/32»............................................39

2.5. Определение активности супероксоддисмутазы..................... 39

2.6. Определение активности каталазы..................................... 40

2.7. Методы статистической обработки результатов исследований... 41

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ ВЕЩЕСТВ НА МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ КРОВИ

3.1. Биохимическое моделирование аллоксан-индуцированного

сахарного диабета.......................................................... 42

3.2. Влияние мелатонина и тонизида на метаболические

процессы, состояние про- и антиоксидантной системы и элементный гомеостаз................................................. 53

Глава 4. ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ МЕЛАТОНИНА И ТОНИЗИДА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ............................................................................ 59

4.1. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита...... 63

4.2. Минеральный обмен..................................................................................................................64

Глава 5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ..................................................................................................................................67

ВЫВОДЫ......................................................................................................................................................90

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ............................................................................................................91

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................................................93

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................................................................................110

ВВЕДЕНИЕ

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 C.B. 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).

Хроническая гипергликемия, являющаяся основным и объективным признаком наличия сахарного диабета, осуществляется инициацией нескольких биохимических процессов, к которым относят: окислительный стресс (Giugliano D., 1996; Tappia P.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 (Lee A. Y., 1999, Kozakiewicz M., 2009).

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 (Рапопорт С.И, 2012; Рахимова О.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.

Задачи исследования:

1. Изучить дозозависимые эффекты диабетогена аллоксана в отношении:

- 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.

Практическая значимость работы.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. При введении мелатонина и тонизида аллоксан-индуцированным животным отмечается выраженный антигипергликемический эффект, который характеризуется снижением уровня глюкозы и НЬА^. 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.

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).

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.

Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА РАЗВИТИЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА И ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ АДАПТОГЕНОВ РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Эпидемиологические аспекты сахарного диабета

Сахарный диабет является одним из наиболее распространённых заболеваний, который вышел за рамки обычной медицинской проблемы, и сегодня относится к числу актуальных и социально значимых проблем человечества. (Балаболкин М.И., 2005; Зилов A.B., 2008). Так, по оценкам экспертов ВОЗ, число больных на нашей планете в 2000 году составляло более 160 млн. человек, а к 2010 году возросло до 215 млн. По прогнозам Международной диабетической федерации (IDF), к 2030 году ожидается увеличение числа больных СД до 552 млн. человек (International Diabetes Federation, 2011). В Российской Федерации количество больных СД составляет 3 млн 121 тыс. человек, но реальное число, по данным эпидемиологических исследований, в 2-3 раза больше (Дедов И.И.,2005).

СД считается гетерогенным заболеванием. Различают 2 основных типа СД- тип 1 и тип 2, которые отличаются рядом особенностей.

В последнее десятилетие отмечается тенденция к увеличению заболеваемости СД 2 в более молодом возрасте. Если раньше заболевание регистрировали в основном в 45-50 лет, то сейчас - моложе 30 лет, и даже в детской и подростковой возрастной группах. С учётом роста распространённости ожирения, гиподинамии у молодых людей риск развития СД 2 возрастает во много раз, что неизбежно приведёт к более раннему развитию микро- и макрососудистых осложнений, а вследствие этого - к снижению трудоспособности и большим экономическим потерям (Brownlee М, 2001).

По мнению экспертов ВОЗ, причиной развития СД может являться либо преобладающая инсулинорезистентность с относительным дефицитом инсулина, либо секреторный дефект с инсулинорезистентностью или без неё.

Первый тип нарушений характерен для диабета 1-го типа (устаревшее название - инсулинозависимый диабет ИЗСД). Отправным моментом в развитии этого типа диабета является массивное разрушение эндокринных клеток поджелудочной железы (островков Лангерганса) и, как следствие, критическое снижение уровня инсулина в крови. Массовая гибель эндокринных клеток поджелудочной железы может иметь место в случае вирусных инфекций, онкологических заболеваний, панкреатита, токсических поражений поджелудочной железы, стрессовых состояний, различных аутоиммунных заболеваний, при которых клетки иммунной системы вырабатывают антитела против (3-клеток поджелудочной железы, разрушая их. Этот тип диабета в подавляющем большинстве случаев характерен для детей и лиц молодого возраста (до 40 лет). У человека это заболевание зачастую является генетически детерминированным и обусловленным дефектами ряда генов, расположенных в 6-й хромосоме. Эти дефекты формируют предрасположенность к аутоиммунной агрессии организма к клеткам поджелудочной железы и отрицательно сказываются на регенерационной способности р-клеток.

В основе аутоиммунного поражения клеток лежит их повреждение любыми цитотоксическими агентами. Данное поражение вызывает выделение аутоантигенов, которые стимулируют активность макрофагов и Т-киллеров, что в свою очередь приводит к образованию и выделению в кровь интерлейкинов в концентрациях, оказывающих токсическое действие на клетки поджелудочной железы. Также провоцирующими факторами могут являться длительная гипоксия клеток поджелудочной железы и высоко углеводистая, богатая жирами и бедная белками диета, что приводит к снижению секреторной активности островковых клеток и в перспективе к их

гибели. После начала массивной гибели клеток запускается механизм их аутоиммунного поражения (Михайлов В.В., 2001).

Для диабета 2-го типа (инсулиннезависимый диабет ИНЗСД) характерны нарушения взаимодействия инсулина с клетками тканей организма (инсулинорезистентность) как следствие изменения структуры или уменьшения количества специфических рецепторов для инсулина, изменения структуры самого инсулина или нарушения внутриклеточных механизмов передачи сигнала от рецепторов органеллам клетки. При этом типе диабета инсулин производится в нормальных или даже в повышенных количествах, однако нарушается механизм взаимодействия инсулина с клетками организма (инсулинорезистентность). Главной причиной инсулинорезистентности является нарушение функций мембранных рецепторов инсулина при ожирении (основной фактор риска, 80% больных диабетом имеют избыточную массу тела) — рецепторы становятся неспособными взаимодействовать с гормоном в си

Информация о работе

Муравьева, Анна Борисовна
кандидата биологических наук
Ставрполь, 2014
ВАК 03.01.04

Диссертация

Коррекция естественными адаптогенами метаболических расстройств при экспериментальном сахарном диабете - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы