Preview

Сахарный диабет

Расширенный поиск

Активность адренокортикальной системы при экспериментальном диабете у крыс

https://doi.org/10.14341/2072-0351-5632

Полный текст:

Аннотация

Цель.
Изучить функциональное состояние адренокортикальной системы в сопоставлении с тяжестью заболевания в динамике развитияаллоксанового диабета у экспериментальных животных.
Материалы и методы.
Сахарный диабет у крыс моделировали введением аллоксана тетрагидрата в дозе 17 мг на 100 г массы тела. Кон-центрацию кортикостероидов измеряли в плазме крови, надпочечниках и суточной моче радиоиммунным, иммуноферментным, а такжеметодом высокоэффективной жидкостной хроматографии. В печени определяли активность аминотрансфераз.
Результаты.
Первая неделя экспериментального диабета характеризуется нарастанием тяжести метаболических нарушений, вы-раженность которых, так же как и гипоинсулинемии, далее до 30 суток существенно не меняется. Начиная с 8-9 суток после введенияаллоксана, отмечена активация глюкокортикоидной функции надпочечников, что проявляется повышением в крови концентрации кор-тикостерона, в надпочечниках и суточной моче - кортикостерона и прогестерона. Увеличение активности аминотрансфераз в печенисвидетельствует о физиологической значимости повышения уровня кортикостерона в крови.
Заключение.
К 30 суткам диабета, несмотря на сохраняющуюся тяжесть нарушений углеводного метаболизма, отмечены признакиснижения физиологических эффектов глюкокортикоидных гормонов в печени, что может быть связано с уменьшением синтеза корти-костерона в надпочечниках и его содержания в крови.

Для цитирования:


Черкасова О.П., Кузнецова Н.В., Пальчикова Н.А., Селятицкая В.Г. Активность адренокортикальной системы при экспериментальном диабете у крыс. Сахарный диабет. 2011;14(2):37-40. https://doi.org/10.14341/2072-0351-5632

For citation:


Cherkasova O.P., Kuznetsova N.V., Pal'chikova N.A., Selyatitskaya V.G. Activity of the adrenocortical system in rats with experimental diabetes. Diabetes mellitus. 2011;14(2):37-40. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/2072-0351-5632

В развитии тяжелых метаболических нарушений при сахарном диабете 1 типа (СД1) основное значение имеет дефицит инсулина. В то же время высказывается предположение, что негативную роль в усугублении тяжести СД играют глюкокортикоидные гормоны, избыточная секреция которых из надпочечников (НП) в кровь приводит к стимуляции процессов глюконеогенеза в тканях-мишенях – печени, почках и др. [1]. Это предположение частично подтверждается результатами ряда экспериментальных и клинических исследований, в которых показано, что при СД1 в крови повышается содержание глюкокортикоидных гормонов [2, 3, 4], увеличивается активность ферментов глюконеогенеза в печени [4]. При этом сведений о том, как в динамике развития СД1 тяжесть заболевания связана с изменениями функционального состояния глюкокортикоидного звена адренокортикальной системы (АКС), крайне мало.

Вопрос о функциональной активности АКС при диабете приобретает особое значение, когда экспериментальные модели СД1 используются для изучения влияния стресса на поражение поджелудочной железы и печени химическими диабетогенами [5, 6], поскольку глюкокортикоидные гормоны играют ведущую роль в поддержании реактивности организма к внешним воздействиям. Также эти сведения важны для исследования отдельных звеньев патогенеза СД и его осложнений, проверки эффективности новых препаратов и способов лечения диабета в динамике развития заболевания, что определяется тесными взаимоотношениями инсулина и глюкокортикоидных гормонов в регуляции процессов метаболизма [7, 8].

Цель

Изучить функциональное состояние глюкокортикоидного звена АКС с использованием комплекса методов, включающих измерение кортикостероидов в ткани НП, сыворотке крови и суточной моче, в динамике развития экспериментального диабета в сопоставлении с тяжестью заболевания у крыс.

Материалы и методы

Работа проведена на половозрелых крысах-самцах породы Вистар (n=55), которых содержали в индивидуальных клетках на стандартном рационе вивария со свободным доступом к воде и пище. При работе с животными соблюдали принципы гуманности, изложенные в Хельсинкской декларации. Для моделирования СД крысам опытной группы однократно внутрибрюшинно вводили раствор аллоксана тетрагидрата («LaChema», Чехия) в дозе 17 мг на 100 г массы тела. Животным контрольной группы в те же сроки однократно вводили аналогичный объем 0,9% водного раствора NaCl. Начиная со вторых и до 24 суток после введения аллоксана, у каждой крысы индивидуально собирали суточную мочу с использованием специально сконструированных мочесборников, измеряли диурез. Крыс выводили из эксперимента через 9, 21 и 30 суток после введения аллоксана. Измеряли массу тела, сердца, почек и НП, рассчитывали относительную массу органа на 100 г массы тела (массовый индекс).

Содержание глюкозы в сыворотке крови и в суточной моче определяли ферментативным методом с использованием наборов «GLU» фирмы BioCon, иммунореактивного инсулина (ИРИ) в сыворотке крови – радиоиммунным методом (рио-ИНС-ПГ-125I «ХОПИБОХ НАНБ», Минск). Концентрацию кортикостероидных гормонов в гомогенатах надпочечниках и плазме крови крыс измеряли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии как описано ранее [4]. Концентрацию прогестерона в гомогенатах надпочечников определяли иммуноферментным методом с использованием наборов Стероид ИФА-прогестерон (ЗАО «Алкор БИО»). Из мочи прогестерон и кортикостерон экстрагировали этилацетатом (отношение объемов мочи и этилацетата 1:10), экстракты выпаривали, остаток растворяли в 0,01 М калий-фосфатном буфере, рН 7,4. Содержание кортикостерона определяли радиоиммунным методом с использованием меченого тритием кортикостерона – [1,2,6,7-3H] Corticosterone (Amersham) и антител к кортикостерону – Corticisterone antiserum (Sigma-Aldrich), прогестерона – методом иммуноферментного анализа (см. выше). Активность аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ) и содержание белка в гомогенатах печени определяли с использованием наборов фирмы BioCon, активность ферментов выражали в Ед/г белка.

Статистическую обработку результатов проводили методом дисперсионного анализа с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 (Statsoft, США), применяли критерий Краскела-Уоллиса для множественных и непараметрический критерий Манна-Уитни для парных сравнений. Вероятность справедливости нулевой гипотезы принимали при 5% уровне значимости. Данные представлены в виде M±m, где M – выборочное среднее, m – стандартная ошибка.

Результаты и обсуждение

В первые дни после введения аллоксана у животных отмечено выраженное нарастание диуреза и величины суточной глюкозурии от миллиграммов до нескольких граммов глюкозы в сутки (табл. 1). В дальнейшем, начиная с 7 суток и до конца эксперимента, уровень глюкозурии, а также объем суточной мочи, статистически значимо не менялись.

В динамике развития заболевания параллельно со снижением массы тела отмечено уменьшение массы сердца и увеличение массы почек, в результате массовый индекс сердца не менялся относительно контрольных величин, а почек – повышался более чем в два раза (табл. 2). Содержание глюкозы в сыворотке крови было выше контрольного уровня в несколько раз на всех сроках эксперимента, чему соответствовали результаты, указывающие на сниженную более чем в два раза концентрацию в сыворотке крови ИРИ (см. табл. 2).

Массовый индекс НП также был повышен на всех сроках эксперимента, хотя абсолютная масса НП на 30 сутки заболевания снижалась до величин, соответствующих значению показателя у контрольных животных.

Содержание кортикостерона в сыворотке крови повышалось в два раза относительно величины этого показателя у контрольных крыс через 9 суток, и в три раза – через 21 сутки после начала заболевания. К 30 суткам содержание кортикостерона в сыворотке крови снижалось до величины, статистически значимо не отличающейся от контрольного уровня. Аналогичная динамика была отмечена и для активности индуцируемых глюкокортикоидными гормонами ферментов глюконеогенеза в печени – выраженное повышение активности АСТ и АЛТ на 21 сутки заболевания с последующим снижением величин этих показателей (см. табл. 2).

В таблице 3 представлены результаты определения содержания кортикостероидов в НП крыс в динамике развития аллоксанового диабета. Рассчитывали абсолютное содержание кортикостероидов в нг в одном НП и относительное содержание – в нг/мг ткани НП. Абсолютное содержание прогестерона в НП претерпевало выраженные изменения в динамике диабета – на 9 сутки заболевания снижалось в 5 раз относительно величины этого показателя у контрольных животных, затем начинало повышаться и к концу эксперимента превышало контрольный уровень в два раза. При этом относительное содержание гормона также снижалось на 9 сутки, а через 30 суток после введения аллоксана имело тенденцию к повышению. Такая динамика содержания прогестерона в НП отражает, вероятно, недостаточную активность начальных этапов биосинтеза стероидов в первые дни после введения аллоксана с ее последующим повышением в динамике диабета до величин, необходимых для поддержания синтеза кортикостерона на конечных этапах его биосинтеза.

Изменения содержания в НП 11-дезоксикортикостерона (предшественника в синтезе кортикостерона), кортикостерона и 11-дегидрокортикостерона в динамике диабета носили однонаправленный характер (см. табл. 3). Отмечено повышение величин этих показателей на 9 сутки заболевания, сохранение высокого уровня содержания кортикостероидов в НП на 21 сутки, снижение содержания кортикостероидов, выраженное в наименьшей степени для кортикостерона, к 30 дню диабета. Эти изменения соответствуют динамике концентрации кортикостерона в сыворотке крови (см. табл. 2), что в совокупности позволяет предполагать некоторое снижение к 30 дню заболевания глюкокортикоидной функции НП, которая, тем не менее, остается повышенной относительно контрольного уровня. Подтверждением этого предположения могут служить данные по уменьшению в НП содержания 11-дегидрокортикостерона – обратимого метаболита кортикостерона, который при недостатке синтеза глюкокортикоидных гормонов может вновь превращаться в физиологически активный гормон ферментом 11β-оксистероиддегидрогеназой, способствуя тем самым повышению концентрации кортикостерона [9].

На рисунке 1 представлены результаты измерения экскреции неметаболизированных кортикостероидов – прогестерона и кортикостерона, с мочой в динамике диабета. Изменения суточной экскреции прогестерона с мочой у крыс в динамике диабета носили фазный характер, что было особенно выражено в первые дни заболевания. На 8–9 сутки экскреция прогестерона была сопоставима с величиной этого показателя у контрольных животных. Затем отмечено стойкое повышение экскреции прогестерона, которое сохранялось до конца эксперимента. Содержание кортикостерона в суточной моче монотонно нарастало до 8–9 суток диабета, затем экскреция этого кортикостероида поддерживалась на уровне, в 6–7 раз превышающем величину соответствующего показателя у контрольных животных. Результаты определения экскреции неметаболизированных кортикостероидов с мочой также указывают на стойкую активацию их синтеза в НП в динамике аллоксанового диабета.

Таким образом, полученные результаты позволяют говорить о том, что в динамике развития диабета после введения аллоксана первая неделя заболевания характеризуется нарастанием тяжести метаболических нарушений, выраженность которых затем, так же как и гипоинсулинемии, вплоть до 30 суток существенно не меняется. При этом уже к 9 дню диабета развивается поражение таких органов, как сердце и почки. Физиологические эффекты глюкокортикоидных гормонов, способствующие увеличению тяжести заболевания, продолжают нарастать до 21 суток заболевания, что подтверждается повышением активности аминотрансфераз в печени. К 30 суткам диабета, несмотря на сохраняющиеся стойкие нарушения углеводного метаболизма, отмечены признаки снижения выраженности физиологических эффектов глюкокортикоидных гормонов, что может быть связано с уменьшением синтеза кортикостерона в НП и снижением его содержания в крови.

В публикациях последних лет, как правило, указывают на использование в работе экспериментальных моделей аллоксанового диабета с достаточно короткими сроками заболевания (2–3 недели) [10, 11], в то время как в ранних исследованиях изучали особенности и хронического течения заболевания [12]. Было показано, что продолжительность аллоксанового диабета у крыс может быть довольно значительной – до 1 года, с частой возможностью спонтанного восстановления нормогликемии. Этому процессу может способствовать не только восстановление структуры и функции островкового аппарата поджелудочной железы [12], но и снижение функциональной активности глюкокортикоидного звена АКС, признаки которого в нашем исследовании были отмечены уже через месяц после начала заболевания.

Выводы

  1. В динамике развития экспериментального диабета после введения аллоксана первая неделя заболевания характеризуется нарастанием тяжести метаболических нарушений, выраженность которых, так же как и гипоинсулинемии, далее до 30 суток существенно не меняется.
  2. Начиная с 8–9 суток после введения аллоксана, у крыс отмечена стойкая активация глюкокортикоидной функции НП, что проявляется повышением концентрации кортикостерона в крови, увеличением содержания кортикостерона и его предшественника в реакциях биосинтеза кортикостероидов прогестерона в НП, усилением экскреции неметаболизированных прогестерона и кортикостерона с мочой.
  3. Увеличение активности аминотрансфераз в печени свидетельствует о физиологической значимости повышения кортикостерона в крови.
  4. Изменения содержания кортикостероидов в крови и НП к 30 суткам экспериментального диабета указывают на час­тичное снижение активности глюкокортикоидного звена АКС, которая, тем не менее, остается повышенной относительно контрольного уровня, что подтверждается сохраняющимся высоким уровнем экскреции неметаболизированных кортикостерона и прогестерона с мочой.

Список литературы

1. Мазурина Н.К. Нарушения гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы при сахарном диабете // Проблемы эндокринологии. - 2007. - № 2. - С. 29-34.

2. Chan O., Inouye K., Riddell M. C. Diabetes and hypothalamo-pituitaryadrenal (HPA) axis // Minerva Endocrinol. - 2003. - Vol. 28. - P. 87-102.

3. Колычева Н.Л., Абрамов А.В. Морфофункциональная характеристика эндокриноцитов коркового вещества надпочечных желез при экспериментальном сахарном диабете // Клiн. анат. операт. хирург. - 2008. - Т.7, № 4. - С. 82-86.

4. Selyatitskaya V.G., Cherkasova O.P., Pankina T.V., Palchikova N.A. Functional state of adrenocortical system in rats with manifest alloxaninduced diabetes mellitus // Bull. Exp. Biol. Med. - 2008. - Vol. 146, № 6. - P. 708-710.

5. Протасова С.В., Бутолин Е.Г., Оксузян А.В. Обмен углеводсодержащих биополимеров в печени и слизистой желудка при экспериментальном диабете у крыс с различной устойчивостью к стрессу // Сахарный диабет.- 2010. - №1.- С. 10-12.

6. Волчегорский И.А., Цейликман В.Э., Цейликман О.Б., Шип С.А., Бубнов Н.В., Синицкий А.И. Влияние анксиогенного стресса на поражение поджелудочной железы и печени при аллоксановом диабете // Вестник Российской АМН. - 2005. - №8. - С. 21-25.

7. Hu Z., Wang H., Lee I.H., Du J., Mitch W.E. Endogenous glucocorticoids and impaired insulin signaling are both required to stimulate muscle wasting under pathophysiological conditions in mice // J. Clin. Invest. - 2009. - Vol. 119, № 10. - P. 3059-3069.

8. van Raalte D.H., Nofrate V., Bunck M.C., van Iersel T., Elassaiss Schaap J., Nassander U.K., Heine R.J., Mari A., Dokter W.H., Diamant M. Acute and 2-week exposure to prednisolone impair different aspects of beta-cell function in healthy men // Eur. J. Endocrinol. - 2010. - Vol. 162, № 4. - P.729-735.

9. Черкасова О.П., Федоров В.И. Одновременное исследование содержания кортикостерона и 11-дегидрокортикостерона в надпочечниках и плазме крови при остром стрессе // Проблемы эндокринологии. - 2001. - № 1. - С. 37-39.

10. Файзева З.Т. Влияние гликоразмулина на биохимические показатели крови при аллоксановом диабете // Проблемы эндокринологии. - 2009. - № 5. - С. 26-27.

11. Волчегорский И.А., Рассохина Л.М., Мирошниченко И.Ю. Инсулин-потенцирующее действие антиоксидантов при экспериментальном сахарном диабете // Проблемы эндокринологии. - 2010. - № 2. - С. 27-35.

12. Экспериментальный сахарный диабет. Роль в клинической диабето- логии. / Под ред. В.Г. Баранова - Л.: Наука. - 1983. - 240 с.


Об авторах

Ольга Павловна Черкасова
Научный центр клинической и экспериментальной медицины, Новосибирск


Наталья Владимировна Кузнецова
Научный центр клинической и экспериментальной медицины, Новосибирск


Наталья Александровна Пальчикова
Научный центр клинической и экспериментальной медицины, Новосибирск


Вера Георгиевна Селятицкая
Научный центр клинической и экспериментальной медицины, Новосибирск


Для цитирования:


Черкасова О.П., Кузнецова Н.В., Пальчикова Н.А., Селятицкая В.Г. Активность адренокортикальной системы при экспериментальном диабете у крыс. Сахарный диабет. 2011;14(2):37-40. https://doi.org/10.14341/2072-0351-5632

For citation:


Cherkasova O.P., Kuznetsova N.V., Pal'chikova N.A., Selyatitskaya V.G. Activity of the adrenocortical system in rats with experimental diabetes. Diabetes mellitus. 2011;14(2):37-40. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/2072-0351-5632

Просмотров: 94


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-0351 (Print)
ISSN 2072-0378 (Online)