CC BY
124
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ
Инсулинпотенцирующее действие антиоксидантов при экспериментальном сахарном диабете
Д.м.н., проф., зав. каф. И.А. ВОЛЧЕГОРСКИЙ1, к.м.н., доц. Л.М. РАССОХИНА, асс. И.Ю. МИРОШНИЧЕНКО
Insulin-potentiating action of antioxidants in experimental diabetes mellitus
I.A. VOLCHEGORSKY, L.M. RASSOKHINA, I.YU. MIROSHNICHENKO
Кафедра фармакологии Челябинской государственной медицинской академии
Изучено влияние а-липоевой кислоты (а-ЛК), производных 3-окспиридина и янтарной кислоты (эмоксипина, реамбе-рина и мексидола) на состояние метаболизма, условнорефлекторное обучение и мотивированное поведение крыс с аллоксановым диабетом, получавших фоновую инсулинотерапию. Полученные данные сопоставлены с влиянием изученных антиоксидантов (АО) на чувствительность к инсулину и показатели теста на толерантность к глюкозе у интактных животных. Установлено, что двухнедельное применение АО корригирует расстройства углеводного и липидного обмена, а также нормализует поведение и условнорефлекторное обучение больных животных в зависимости от инсулин-потениируюшей активности изученных лекарственных средств и их способности увеличивать толерантность к нагрузке глюкозой. Наилучшая коррекция проявлений аллоксанового диабета была достигнута при курсовом применении а-ЛК, в наибольшей степени увеличивавшей чувствительность к инсулину, и мексидола, оказавшего наиболее выраженное действие на толерантность к нагрузке глюкозой. Значимое нарастание уровня липопероксидов в крови крыс с аллоксановым диабетом после 14-дневного применения АО не позволяет непосредственно связать их эффективность с антиоксидантным действием.
Ключевые слова: a-липоевая кислота, производные 3-оксипирилина и янтарной кислоты, чувствительность к инсулину, толерантность к глюкозе, аллоксановый диабет.
The objective of this work was to study effects of alpha-lipoic acid (а-LA), 3-oxypyridine and succinic acid derivatives (emo-xipine, reamberine, and mexidole) on the metabolic status, conditioned reflex learning, and motivated behaviour in rats with alloxan-induced diabetes receiving basal insulin therapy. The data obtained were compared with effects of the above antioxidants (AO) on insulin sensitivity and results of glucose tolerance test in intact animals. It was shown that administration of AO during two weeks corrected disturbances of carbohydrate and lipid metabolism, normalized the behaviour and learning in terms of the conditioned reflex in diabetic rats. These effects depended on the influence of antioxidative compounds on insulin sensitivity and tolerance of glucose loading. The best correction of diabetic manifestations was achieved using course doses of a-LA that maximally enhanced insulin sensitivity and of mexidole that markedly improved glucose tolerance. It is concluded that significant elevation of blood lipoperoxide levels in rats with alloxan-induced diabetes following administration of AO agents for 14 days gives no evidence of the direct relationship between their efficiency and antioxidative action.
Key words: alpha-lipoic acid, 3-oxypyridine and succinic acid derivatives, insulin sensitivity, glucose tolerance, alloxan-induced diabetes.
Развитие сахарного диабета (СД) обусловлено формированием абсолютной (при СД 1-го типа) или относительной (при СД 2-го типа) недостаточности инсулина [1]. В динамике прогрессирования заболевания недостаточность инсулина приобретает смешанный характер независимо от типа СД. В случае СД 1-го типа это обусловлено развитием вторичной инсулинорезистентности, снижающей эффективность заместительной инсулинотерапии [1, 2]. При длительном течении СД 2-го типа развивается поражение панкреатических p-эндокриноцитов с сопутствующим снижением продукции эндогенного инсулина и формированием потребности в лечении препаратами этого гормона [1]. Абсолютный и относительный дефицит инсулина вызывает нарушения обмена веществ, приводящие к развитию поздних осложнений СД [3]. В первую очередь это касается
© Коллектив авторов, 2010
диабетических нейро- и ангиопатий, относящихся к наиболее распространенным осложнениям СД [4]. Важным аспектом данной закономерности является постепенное развитие диабетической энцефалопатии (ДЭ) смешанного (дисциркуляторно-метаболического) типа [5, 6], которая проявляется медленно прогрессирующим когнитивным дефицитом и сопутствующей депрессией. Неспецифический характер и слабая выраженность симптоматики начальных стадий ДЭ существенно затрудняют ее диагностику, что препятствуют своевременному началу лечения данного синдрома. При этом прогрессирование ДЭ связано с нарастающим ухудшением качества жизни и высоким риском развития деменции [6]. Абсолютная и относительная недостаточность инсулина играет особую роль в формировании ДЭ. Это связано с экспрессией рецепто-
!тел.: 8 (351) 232-7469
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
27
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ
ров инсулина в головном мозге и прямым участием гормона в регуляции аффективного статуса, когнитивных функций и поведения [7—9]. Нарушения отмеченных церебральных функций при экспериментальном СД эффективно корригируются сочетанием инсулинотерапии с 7-дневным курсом применения производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты (эмоксипина, реамберина и мексидола) [10]. Аналогичное действие оказывает а-липоевая кислота (а-ЛК) [10]. Кроме того, перечисленные лекарственные средства улучшают состояние углеводного и липидного обмена на фоне инсулинотерапии при аллоксановом диабете у крыс [10]. Важным механизмом терапевтического действия а-ЛК, а также производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты считается их антиоксидантный эффект [11—13]. Представленная статья посвящена рассмотрению взаимосвязи между влиянием этих антиоксидантов (АО) на чувствительность к инсулину и эффективностью их 2-недельного применения с целью экспериментальной терапии метаболических расстройств и аффективно-когнитивных нарушений при аллоксановом диабете у крыс. Для достижения данной цели в отдельных экспериментальных сериях проводилось последовательное решение 3 задач: 1) изучение влияния АО на чувствительность к инсулину у интактных крыс; 2) оценка АО-индуцированных изменений толерантности к глюкозе у интактных животных; 3) оценка эффективности терапевтического применения АО при экспериментальном СД у крыс.
Материал и методы
Исследование было проведено на 447 половозрелых беспородных крысах (самцах и самках) массой 140—160 г и состояло их 3 серий экспериментов. Организация работы соответствовала международным этическим нормам, регламентирующим эксперименты на животных [14].
В первой серии экспериментов изучали влияние эмоксипина, реамберина, мексидола и а-ЛК на чувствительность к инсулину. В данной серии экспериментов использованы 140 крыс, подвергнутых предварительному суточному голоданию при свободном доступе к воде. Изучаемые АО вводили однократно внутрибрюшинно. Каждый АО применяли в 3 дозах, экстраполированных из разовых дозировок терапевтического диапазона для человека с учетом различий в величинах относительной площади поверхности тела [15]. Во всех случаях минимальной дозой изучаемого диапазона являлась ^ расчетного эквивалента средней терапевтической дозы (ЭСТД). В качестве максимальной дозы использовали удвоенный ЭСТД. Берлитион (а-липоевая кислота, «Berlin-Chemie», Германия) вводили в дозах 25, 50 и 100 мг/кг. Эмоксипин (2-этил-6-метил-3-
оксипиридина гидрохлорид, Московский эндокринный завод) использовали в дозах 6,25, 12,5 и 25 мг/кг. Мексидол (2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат, ООО МЦ «Эллара», Москва) применяли в дозах 12,5, 25 и 50 мг/кг. Исследованные дозы 1,5% раствора реамберина ^-(1-дезокси^-глюцитол-1-ил)-К-метиламмония натрия сукцинат, НТФФ «Полисан», С-Петербург) составили 12,5, 25 и 50 мл/кг. Животные контрольных подгрупп получали соответствующие объемы 0,9% раствора NaCl. Сразу после внутрибрюшинного введения АО или 0,9% раствора NaCl крысам проводили струйную внутривенную инфузию нейтрального раствора инсулина для инъекций (Хумулин регуляр, «Eli Lilly», Франция) в дозе 40 МЕ/кг. Чувствительность животных к инсулину оценивали по латентности развития инсулиновой комы [16].
Во второй серии экспериментов оценивали влияние эмоксипина, реамберина, мексидола и а-ЛК на толерантность к глюкозе у интактных крыс. В этой экспериментальной серии также использованы 140 животных, подвергнутых предварительному суточному голоданию при свободном доступе к воде. Через 30 мин после однократного введения АО в изучаемых дозах у животных брали кровь из хвостовых вен для регистрации исходной гликемии и выполняли тест на толерантность к глюкозе (ТТГ). С этой целью применяли нагрузку глюкозой в дозе 2 г/кг (5 мл/кг 40% раствора глюкозы внутрибрюшинно). Изменения гликемии в динамике ТТГ регистрировали через 60 и 120 мин после сахарной нагрузки. Животным контрольных подгрупп за 30 мин до ТТГ вместо изучаемых АО вводили эквиобъемные количества 0,9% раствора NaCl.
В третьей серии экспериментов, выполненной на 167 крысах, исследовали эффективность АО в лечении экспериментального СД. Его моделировали путем внутрибрюшинного введения аллоксана три-гидрата («La Chema», Чехия) или аллоксана моногидрата (ДИАэМ, Россия) в эквивалентных дозах (200 и 163 мг/кг соответственно). Крысы контрольной группы получали эквиобъемное количество 0,9% раствора NaCl. Через 72 ч после индукции СД крыс, получивших инъекцию аллоксана, равномерно распределяли на подгруппы антиоксидантной терапии и контроля. Исследуемые АО вводили внутрибрюшинно, ежесуточно на протяжении 14 дней. Использовали те же разовые дозы АО, которые применялись в экспериментах по изучению чувствительности к инсулину и ТТГ. Животные контрольных подгрупп получали соответствующие объемы 0,9% раствора NaCl. Всем крысам с экспериментальным СД проводили базисную инсулинотерапию, начиная с 4-го дня после инъекции аллоксана. С этой целью животным раз в сутки подкожно вводили 3 МЕ/кг инсулина аспарта двухфазного (НовоМикс 30 Пенфилл, «Novo nordisk», Дания).
28
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
Через 14 дней от начала антиоксидантной терапии исследовали поведение животных в «открытом поле» [15] по показателям локомоции, исследовательско-ориентировочной активности, груминга и дефекации, считающейся вегетативным эквивалентом тревоги у крыс [17]. Примененный подход позволяет получить интегральную характеристику аффективного статуса грызунов, активность которых в «открытом поле» формируется как равнодействующая двух противоположных тенденций — страха незнакомого пространства и мотивации к его исследованию [17].
По завершении тестирования крыс в «открытом поле» оценивали их способность к выработке условного рефлекса активного избегания (УРАИ). В работе использовали вариант УРАИ, связанный с формированием навыка «избегания плаванием» за одну попытку [17]. О качестве формирования УРАИ судили по кратности снижения латентного периода избегания через 24 ч после обучающей попытки. Сразу после окончания этологического исследования животных наркотизировали диэтиловым эфиром и декапитировали для получения крови. Уровень продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в сыворотке крови определяли спектрофотометрически с раздельной регистрацией липопероксидов в гептановой и изопропанольной фазах липидного экстракта [15, 18]. Результаты выражали в единицах индексов окисления (ед.и.о.) — Е232/Е220 (относительное содержание диеновых конъюгатов — ДК) и Е278/Е220 (уровень кетодиенов — КД, и сопряженных триенов — СТ). Выраженность нарушения углеводного обмена оценивали по гликемии натощак. Одновременно в сыворотке крови регистрировали концентрацию фруктозамина, отражающего интенсивность неферментного гликозилирования белков плазмы крови [19]. О состоянии липидного обмена судили по общему содержанию холестерина и триглицеридов (ТГ) в сыворотке крови.
Статистический анализ полученных данных выполнен с использованием пакета прикладных компьютерных программ SPSS-13.0. Данные обработаны методами дескриптивной статистики и представлены в виде средней арифметической и ее стандартной ошибки (M±m). О достоверности различий между несвязанными выборками судили по критериям Манна—Уитни, Вальда—Вольфовица и Колмогорова—Смирнова. Статистическую значимость различий между связанными выборками оценивали с помощью парного критерия Вилкоксона. Проверку статистических гипотез выполняли при критическом уровне значимости р=0,05.
Результаты и обсуждение
В результате исследования было установлено, что все изученные лекарственные средства оказы-
вают инсулинпотенцирующее действие (см. рисунок). Наиболее ярко этот эффект проявился на фоне введения а-ЛК, которая сокращала латентность развития инсулиновой комы в 1,9—2,7 раза от контрольных значений в прямой зависимости от примененной дозы. Аналогичная закономерность была установлена для реамберина, дозозависимо ускорявшего развитие инсулиновой комы в 1,6—1,8 раза. Полученные данные укладываются в рамки представлений о прямой зависимости между интенсивностью функционирования митохондриальных электрон-транспортных цепей и чувствительностью к инсулину [20]. В случае реамберина, являющегося производным янтарной кислоты, это может быть связано с усиленным поступлением восстановительных эквивалентов в транспортные цепи с помощью сукцинатдегидрогеназы и сопутствующим усилением митохондриальной продукции Н2О2. Сукци-натиндуцированное накопление Н2О2 способствует редокс-праймированию р-субъединицы инсулинового рецептора и за счет этого потенцирует действие инсулина [21]. Вместе с тем длительная и чрезмерная стимуляция продукции Н2О2 может привести к развитию оксидативного стресса и сопутствующему формированию инсулинорезистентности [22]. Данное обстоятельство позволяет объяснить меньшую выраженность инсулинпотенцирующего действия реамберина по сравнению с а-ЛК, окисленная форма которой выступает в качестве прооксиданта, а восстановленная проявляет антиоксидантную активность [23]. Благодаря этому а-ЛК способна оказывать инсулинпотенцирующее действие (в окисленной форме) и препятствовать зависимому от ок-сидативного стресса развитию инсулинорезистентности (в восстановленной форме).
Производные 3-оксипиридина (эмоксипин и мексидол) обладали менее выраженной инсулинпо-тенцирующей активностью, которая подчинялась нелинейной зависимости от дозы (см. рисунок). В обоих случаях максимальное и выраженное в равной степени снижение латентности инсулиновой комы (в 1,2 раза от контроля) отмечалось в середине изученного диапазона доз (ЭСТД). ЭСТД мексидола оказалась единственной дозой, оказывающей достоверный ин-сулинпотенцирующий эффект. В случае эмоксипина наименее выраженное (но статистически значимое) ускорение развития инсулиновой комы было зарегистрировано на фоне введения максимальной дозы (2 ЭСТД). Вполне возможно, что максимальная выраженность инсулинпотенцирующего действия 3-ок-сипиридиновых АО в дозе ЭСТД связана с достижением оптимального баланса между оксидативной (НАДФН-оксидазной) трансдукцией инсулинового сигнала [21] и ограничением зависимой от оксида-тивного стресса инсулинорезистентности.
Функциональную значимость инсулинпотенци-рующего действия АО оценивали по их влиянию на
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
29
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ
Рисунок. Влияние антиоксидантов на чувствительность к инсулину, оцененной по латентности развития комы (в минутах) после внутривенного введения нейтрального раствора инсулина (Хумулин регуляр, Eli Lilly, Франция) в дозе 40 МЕ/кг.
По оси ординат — время (мин) А — эмоксипин; Б — мексидол; В — реамберин; Г — а-липоевая кислота; К — латентность развития комы у интактных животных (контроль, n=10); ЭСТД — эквивалент средней терапевтической дозы для человека. * — р< 0,05 по сравнению с контролем по критерию Манна—Уитни.
показатели ТТГ (табл. 1). Введение всех изученных АО интактным крысам вызвало изменения их толерантности к глюкозе. Особенно ярко это проявилось через 2 ч после сахарной нагрузки, когда вслед за первоначальным увеличением гликемии на 60-й минуте ТТГ следовало ее небольшое снижение, но содержание глюкозы в крови еще оставалось выше преднагрузочных уровней. Предварительное введение производных 3-оксипиридина (эмоксипина и мексидола) улучшало показатели ТТГ, что иллюстрируется достоверным уменьшением гликемии через 2 ч после сахарной нагрузки по сравнению с контролем (см. табл. 1). Наиболее выраженные изменения этого параметра ТТГ развивались после введения мексидола, одновременно являющегося производным 3-оксипиридина и янтарной кислоты. Все дозы мексидола снижали гликемию через 2 ч после сахарной нагрузки. Эмоксипин оказывал такое же действие лишь в относительно высоких дозах (ЭСТД и 2 ЭСТД). а-ЛК существенно уступала эмоксипину и мексидолу по влиянию на толерантность к глюкозе. Единственная доза этого АО (1/2 ЭСТД) достоверно уменьшала гликемию через 60 мин после введения глюкозы. Полученные данные свидетельствуют о том, что выраженный инсулин-потенцирующий эффект а-ЛК не обеспечивает ее
преимущества по влиянию на ТТГ над производными 3-оксипиридина, которые значительно уступали а-ЛК по действию на чувствительность к инсулину (см. рисунок). Не исключено, что а-ЛК вызывает лишь слабовыраженное увеличение толерантности к глюкозе из-за чрезмерного потенцирования аутокринного действия инсулина на р-эндокриноциты поджелудочной железы [24]. Подобное усиление аутокринного сигнала отрицательной обратной связи может ограничивать секрецию эндогенного инсулина в ответ на сахарную нагрузку. Вероятно, аналогичная закономерность лежит и в основе изменений толерантности к глюкозе под действием реамбери-на. Через 30 мин после введения всех доз реамбе-рина достоверно возрастали даже преднагрузочные уровни глюкозы в крови (см. табл. 1). Все дозы этого производного янтарной кислоты увеличивали содержание глюкозы в крови через 2 ч после сахарной нагрузки. Применение У2 ЭСТД реамберина дополнительно повышало гликемию через 60 мин после нагрузки. Качественные отличия влияния ре-амберина на показатели ТТГ от соответствующих эффектов остальных АО могут быть связаны также со стимулирующим действием янтарной кислоты на орфановый рецептор GPR91, что приводит к активации ренин-ангиотензин-альдостероновой си-
30
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
Таблица 1. Влияние а-липоевой кислоты (а-ЛК), производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты на показатели теста на толерантность к глюкозе (ТТГ) у интактных крыс (M±m)
Уровень глюкозы в крови, ммоль/л в ТТГ
до нагрузки через 1 ч после нагрузки через 2 ч после нагрузки
контроль (n=10) 4,91±0,33 Эмоксипин: 9,95±0,50* 8,97±0,39*
У2 ЭСТД (6,25 мг/кг; n=10) 4,73±0,30 9,12±0,64 8,85±0,61
1 ЭСТД (12,5 мг/кг; n=10) 4,48±0,31 8,40±0,67 7,39±0,32**
2 ЭСТД (25 мг/кг; n=10) 4,23±0,26 9,17±0,65 7,62±0,46**
контроль (n=10) 4,12±0,17 Реамберин: 10,11±0,37* 7,68±0,26 * *
У2 ЭСТД (12,5 мл/кг; n=10) 5,93±0,25** 12,17±0,46** 9,90±0,45**
1 ЭСТД (25 мл/кг; n=10) 5,43±0,13** 11,01±0,53 9,38±0,54**
2 ЭСТД (50 мл/кг; n=10) 5,22±0,16** 11,34±0,62 8,84±0,31**
контроль (n=10) 4,91±0,33 Мексидол: 9,95±0,50* 8,97±0,39 *
У2 ЭСТД (12,5 мг/кг; n=10) 4,41±0,24 8,75±0,75 7,79±0,69**
1 ЭСТД (25 мг/кг; n=10) 5,19±0,34 8,89±0,65 7,61±0,51**
2 ЭСТД (50 мг/кг; n=10) 5,06±0,49 9,11±0,73 7,60±0,63**
контроль (n=10) 4,12±0,17 а-ЛК: 10,11±0,37* 7,68±0,26 * *
У2 ЭСТД (25 мг/кг; n=10) 4,20±0,32 8,79±0,26** 7,07±0,26
1 ЭСТД (50 мг/кг; n=10) 3,85±0,38 10,07±0,77 8,38±0,47
2 ЭСТД (100 мг/кг; n=10) 3,71±0,27 10,44±0,48 8,42±0,41
Примечание. Здесь и в табл. 2 контрольным крысам вместо а-ЛК, производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты вводили 0,9% NaCl. Значимость отличий от преднагрузочного уровня глюкозы в крови и гликемии через 60 мин после нагрузки в контрольных группах оценивали с помощью парного критерия Вилкоксона; значимость различий с контрольной группой оценивали с помощью критерия Манна-Уитни. *—p<0,05 по сравнению с преднагрузочной гликемией (только для контрольных групп); ** — p<0,05 в группах экспериментальной терапии по сравнению с соответствующими значениями контроля; ЭСТД — эквивалент средней терапевтической дозы для человека.
стемы [25] и может вызвать вторичную активацию симпатико-адреналовой системы со снижением толерантности к глюкозе.
Невзирая на базисную инсулинотерапию, через 17 дней после введения аллоксана наблюдались выраженные гипергликемия, гиперхолестеринемия и гипертриглицеридемия (табл. 2). В интегральной совокупности контрольных крыс, получавших только инсулинотерапию после индукции СД, отмечалось достоверное увеличение уровня фруктозами -на по сравнению с таковым у интактных животных (47,97±4,80 мкмоль/г альбумина против 35,23±4,11 мкмоль/г альбумина; р=0,046). Это свидетельствует о неудовлетворительной компенсации углеводного обмена в связи с недостаточной дозой использованного препарата инсулина. Дополнительное применение АО не повлияло на уровень фруктозамина, но вызвало существенные изменения остальных метаболических параметров у больных животных. Влияние изученных АО на чувствительность к инсулину и толерантность к сахарной нагрузке в значительной степени определяло эффективность их курсового применения при аллоксановом диабете. В первую очередь это касается а-ЛК, обладавшей самой высокой инсулинпотенцирующей активностью (см. рисунок). Двухнедельное курсовое применение всех доз а-ЛК при аллоксановом диабете привело к достоверной
коррекции гипергликемии, гиперхолестеринемии и гипертриглицеридемии у больных животных (см. табл. 2). Мексидол, который в наибольшей степени нормализовал показатели ТТГ (см. табл. 1), несколько уступал а-ЛК по коррекции метаболических расстройств при экспериментальном СД. Курсовое применение этого АО нормализовало показатели гликемии и гиперхолестеринемии во всех изученных дозах, но корригировало уровень ТГ лишь при использовании одной дозировки — ЭСТД (см. табл. 2). Аналогичные изменения выраженности метаболических расстройств наблюдались при экспериментальной терапии эмоксипином. Вместе с тем это производное 3-оксипиридина корригировало гиперхолестеринемию только в относительно высоких дозах (ЭСТД и 2 ЭСТД) и не оказывало значимого влияния на выраженность гипертриглицеридемии ни в одной из изученных доз. Полученные данные свидетельствуют о том, что важным условием терапевтической эффективности АО является их способность увеличивать чувствительность к инсулину и толерантность к нагрузке глюкозой. В связи с этим особого внимания заслуживает анализ метаболических параметров у крыс с аллоксановым диабетом после 14-дневного применения реамберина. Несмотря на выраженное инсулинпотенцирующее действие этого препарата (см. рисунок), его курсовое применение не корри-
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
31
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ
Таблица 2. Влияние а-липоевой кислоты (а-ЛК), производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты на показатели гликемии, липиде-мии и перекисного окисления липидов (ПОЛ) в сыворотке крови крыс с экспериментальным сахарным диабетом (M±m)
Гликемия Липидемия Показатели ПОЛ
Группа глюкоза, общий ТГ, ДК [г], КД и СТ [г], ДК [и], КД и СТ [и],
Эмоксипин: ммоль/л ммоль/л ммоль/л ед.и.о. ед.и.о. ед.и.о. ед.и.о.
интактный контроль (и=11) 5,59+0,42 1,25+0,12 0,34+0,04 0,73+0,04 0,08+0,04 0,60+0,02 0,43+0,02
аллоксановый диабет (контроль; n=10) 14,19+1,30* 2,00+0,13* 0,75+0,15* 0,74+0,02 0,07+0,01* 0,57+0,03 0,42+0,01
/2 ЭСТД (6,25 мг/кг; n=10) 9,88+2,11** 1,66+0,11 0,48+0,04 0,84+0,05** 0,12+0,02 0,58+0,03 0,46+0,03**
1 ЭСТД (12,5 мг/кг; n=10) 5,70+0,44** 1,60+0,06** 0,47+0,05 0,84+0,04 0,12+0,02** 0,60+0,03 0,45+0,01
2 ЭСТД (25 мг/кг; n=10) Реамберин: 6,10+0,72** 1,31+0,08** 0,40+0,06 0,77+0,01 0,11+0,03 0,59+0,03 0,45+0,02
интактный контроль (n=10) 5,81+0,22 1,42+0,06 0,55+0,06 0,76+0,02 0,20+0,02 0,66+0,02 0,46+0,02
аллоксановый диабет (контроль; n=11) 14,64+0,78* 1,65+0,14* 0,80+0,14* 0,76+0,03 0,20+0,01 0,65+0,01* 0,45+0,02
/ ЭСТД (12,5 мл/кг; n=10) 8,02+0,35 1,58+0,12 1,35+0,04** 0,77+0,02 0,17+0,02 0,66+0,01** 0,43+0,01
1 ЭСТД (25 мл/кг; n=10) 12,30+0,47 1,76+0,12 1,08+0,05** 0,76+0,02 0,19+0,02 0,67+0,01** 0,45+0,02
2 ЭСТД (50 мл/кг; n=10) Мексидол: 10,31+0,41 1,78+0,13 0,89+0,09 0,78+0,02 0,22+0,03** 0,67+0,02** 0,46+0,02
интактный контроль (n=11) 5,59+0,42 1,25+0,12 0,34+0,04 0,73+0,04 0,08+0,04 0,60+0,02 0,43+0,02
аллоксановый диабет (контроль, n=10) 14,19+1,30* 2,00+0,13* 0,75+0,15* 0,74+0,02 0,07+0,01* 0,57+0,03 0,42+0,01
/ ЭСТД (12,5 мг/кг; n=10) 5,74+0,71** 1,45+0,10** 0,46+0,09 0,81+0,04 0,10+0,02 0,61+0,03 0,47+0,01**
1 ЭСТД (25 мг/кг; n=10) 8,22+1,80** 1,63+0,10** 0,44+0,04** 0,77+0,03** 0,07+0,02 0,56+0,03 0,45+0,01
2 ЭСТД (50 мг/кг; n=10) а-ЛК: 6,17+0,31** 1,44+0,09** 0,44+0,06 0,74+0,02 0,14+0,03 0,61+0,02 0,46+0,01
интактный контроль (n=10) 5,81+0,22 1,42+0,06 0,55+0,06 0,76+0,02 0,20+0,02 0,66+0,02 0,46+0,02
аллоксановый диабет (контроль; n=11) 14,64+0,78* 1,65+0,14* 0,80+0,14* 0,76+0,03 0,20+0,01 0,65+0,01* 0,45+0,02
/ ЭСТД (25 мг/кг; n=10) 7,31+0,34** 1,51+0,09** 0,33+0,03** 0,72+0,02 0,21+0,03 0,69+0,00** 0,48+0,01
1 ЭСТД (50 мг/кг; n=10) 6,73+0,38** 1,54+0,08** 0,37+0,05** 0,78+0,03 0,23+0,03** 0,68+0,01** 0,43+0,01
2 ЭСТД (100 мг/кг; n=11) 6,65+0,29** 1,46+0,11** 0,26+0,03** 0,77+0,02 0,20+0,03** 0,68+0,01** 0,43+0,01
Примечание. ТГ — триглиттеридът; ДК [г] — диеновые конъюгаты (г); ДК [и] — диеновые конъюгаты (индекс окисления); КД — кето-диены; СТ — сопряженные триены.
гировало гипергликемию и гиперлипидемию у больных животных (см. табл. 2). Более того, 2-недельное введение относительно низких доз реамберина (*/2 ЭСТД и ЭСТД) привело к значимому усугублению гипертриглицеридемии. По-видимому, неблагоприятное влияние реамберина на показатели ТТГ могло способствовать усугублению эпизодов постпранди-альной гипергликемии на протяжении 2 нед и за счет этого нивелировать благоприятное (инсулинпотен-
цирующее) действие данного препарата. Вполне возможно, что усугубление постпрандиальной гипергликемии могло интенсифицировать неферментное гликозилирование содержащих ТГ липопротеинов и привести к снижению их клиренса. Неферментное сукцинилирование соответствующих апобелков [26] при повторных инфузиях реамберина также могло способствовать усугублению дислипидемии. Ранее было показано, что реамберин не корригирует гипер-
32
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
гликемию и усугубляет гипертриглицеридемию даже при 7-дневном введении крысам с аллоксановым диабетом [10].
Особого внимания заслуживает анализ изменений содержания продуктов ПОЛ в крови крыс с аллоксановым диабетом после 14-дневного применения АО. Прежде всего необходимо отметить, что через 17 дней после введения аллоксана отмечалось достоверное снижение уровня липопероксидов в крови больных животных, получавших только инсулинотерапию. Это касалось интегральной совокупности контрольных крыс с аллоксановым диабетом, у которых было отмечено достоверное по сравнению с интактными животными уменьшение содержания гептанрастворимых ДК (0,63±0,03 ед.и.о. против 0,74±0,02 ед.и.о.; р=0,014), изопронолра-створимых ДК (0,52±0,02 ед.и.о. против 0,64±0,01 ед.и.о.; р<0,001), а также изопропанолрастворимых КД и СТ (0,36±0,02 ед.и.о. против 0,45±0,02 ед.и.о.; р=0,001). Данная ситуация качественно отличается от сдвигов в содержании продуктов ПОЛ через 10 дней после введения аллоксана, когда был отмечен достоверный прирост уровня липопероксидов в крови больных крыс [10]. Вполне возможно, что повышенный уровень продуктов ПОЛ способствует нарушению редокс-праймирования р-субъединицы инсулинового рецептора за счет повреждения ин-сулинчувствительного НАДФН-оксидазного комплекса со снижением его Н2О2 -продуцирующей функции [21]. Не исключено, что уменьшение содержания продуктов липопероксидации в крови через 17 дней после введения аллоксана связано с реализацией подобного механизма в мышечной и жировой тканях, на долю которых приходится большая часть массы тела. По-видимому, инсулинпо-тенцирующее действие изученных АО (см. рисунок) способствует поддержанию редокс-механизмов трансдукции инсулинового сигнала с сопутствующим увеличением продукции Н2О2, способной индуцировать ПОЛ [27]. О справедливости этого предположения свидетельствует достоверное нарастание уровня липопероксидов в крови больных крыс после 2-недельного применения всех изученных АО (см. табл. 2). Прежде всего это касалось а-ЛК и ре-амберина, оказывавших наиболее выраженное ин-сулинпотенцирующее действие (см. рисунок) и во всех дозах вызывавших значимое повышение содержания изопропанолрастворимых ДК. Производные 3-оксипиридина, уступавшие а-ЛК и реамберину по инсулинпотенцирующему эффекту (см. рисунок), повышали содержание различных категорий липопероксидов лишь в относительно низких дозах. Курсовое применение И ЭСТД эмоксипина и мек-сидола приводило к достоверному приросту уровня изопропанолрастворимых КД и СТ (табл. 3). Кроме того, И ЭСТД эмоксипина увеличивал уровень гептанрастворимых ДК, а ЭСТД этого АО вызывал при-
рост содержания гептанофильных КД и СТ. Двухнедельное введение ЭСТД мексидола способствовало увеличению содержания гептанрастворимых ДК.
Нарушения углеводного и липидного обмена, наблюдавшиеся через 17 дней после введения аллоксана (см. табл. 2), сопровождались выраженными расстройствами поведения и снижением способности к условнорефлекторному обучению. Это проявилось заметным снижением показателей двигательной, ориентировочной и исследовательской активности у животных, получавших после индукции СД только инсулинотерапию (см. табл. 3). Одновременно наблюдалось увеличение параметров груминга и дефекации. Нарушения поведения крыс в «открытом поле» сопровождались существенным уменьшением показателя качества формирования УРАИ. Данные нарушения считаются аналогичными тревожно-депрессивным расстройствам и когнитивному дефициту у больных СД [10, 11]. Изученные АО корригировали расстройства поведения и формирования УРАИ в зависимости от выраженности инсулинпотенцирующего действия и влияния на параметры ТТГ. Наиболее эффективными препаратами оказались а-ЛК, вызывавшая наибольшее сокращение латентности инсулиновой комы (см. рисунок), и мексидол, превосходивший остальные АО по увеличению толерантности к нагрузке глюкозой (см. табл. 1). а-ЛК и мексидол нормализовали все показатели поведения больных животных в «открытом поле» и достоверно улучшали формирование УРАИ во всем диапазоне изученных доз (см. табл. 3). Подобные эффекты наблюдались после курсового применения эмоксипина, который, однако, не корригировал нарушения двигательной и ориентировочной активности в минимальной дозе (‘/2 ЭСТД).
Экспериментальная 2-недельная терапия реамбе-рином оказалась наименее эффективной. Невзирая на заметную нормализацию поведения больных животных под действием реамберина, он корригировал нарушения формирования УРАИ лишь в одной дозе (ЭСТД). Относительно высокие дозы этого препарата (ЭСТД и 2 ЭСТД) не повлияли на расстройства груминга при аллоксановом диабете. Следует подчеркнуть, что менее продолжительное (7-дневное) курсовое применение реамберина при аллоксановом диабете корригировало расстройства поведения во всем диапазоне изученных доз [10]. Это свидетельствует о возможном развитии толерантности к рем-берину в процессе его 14-дневного применения при экспериментальном СД. Не исключено, что формирование толерантности к реамберину при аллоксано-вом диабете может быть связано с неблагоприятным влиянием данного препарата на динамику гликемии после сахарной нагрузки (см. табл. 1).
В целом результаты проведенного исследования и ранее полученные данные [10] свидетельствуют
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
33
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЭНДОКРИНОЛОГИЯ
Таблица 3. Влияние а-липоевой кислоты, производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты на поведение в «открытом поле» и формирование условного рефлекса активного избегания (УРАИ) у крыс с экспериментальным сахарным диабетом (M±m)
Группа Горизонтальная активность (смена квадратов) Ориентировочная активность (вертикальные стойки) Исследовательская активность (выглядывания через отверстия) Груминг Дефекация УРАИ
Эмоксипин:
интактный контроль (n=11) 43,36+2,02 22,09+0,91 20,55+0,89 0,45+0,16 0,55+0,16 3,99+0,40
аллоксановый диабет (контроль; n=10) 14,7+1,37 * 8,60+1,07 * 7,00+1,13* 1,90+0,43* 2,00+0,39* 1,32+0,08*
+2 ЭСТД (6,25 мг/кг; n=11) 18,18+1,88 11,45+1,29 10,64+1,40** 0,36+0,15** 0,55+0,21** 2,46+0,17**
1 ЭСТД (12,5 мг/кг; n=11) 24,18+1,87** 14,09+1,65** 13,91+2,02** 0,36+0,15** 0,18+0,12** 3,15+0,37**
2 ЭСТД (25 мг/кг; n=10) 23,60+1,40** 15,90+1,29** 13,70+1,54** Реамберин: 0,30+0,15** 0,30+0,15** 2,44+0,16**
интактный контроль (n=10) 42,40+1,87 23,10+1,24 20,50+1,19 0,70+0,21 0,60+0,22 3,41+0,39
аллоксановый диабет (контроль; n=11) 14,18+1,70* 6,00+1,17* 5,36+1,02* 1,27+0,24* 1,73+0,33* 1,53+0,13*
+2 ЭСТД (12,5 мл/кг; n=10) 28,80+2,14** 16,40+1,01** 14,20+1,13** 1,00+0,22** 0,60+0,22** 1,80+0,36
1 ЭСТД (25 мл/кг; n=10) 27,00+1,34** 15,30+1,28** 14,80+1,22** 1,12+0,16 0,52+0,16** 2,35+0,25**
2 ЭСТД (50 мл/кг; n=10) 28,30+1,58** 15,90+0,99** 14,40+1,14** Мексидол: 1,16+0,13 0,58+0,19** 1,87+0,24
интактный контроль (n=11) 43,36+2,02 22,09+0,91 20,55+0,89 0,45+0,16 0,55+0,16 3,99+0,40
аллоксановый диабет (контроль; n=10) 14,7+1,37 * 8,60+1,07 * 7,00+1,13* 1,90+0,43* 2,00+0,39* 1,32+0,08*
+2 ЭСТД (12,5 мг/кг; n=10) 25,60+1,12** 17,10+1,11** 16,20+1,36** 0,30+0,15** 0,50+0,22** 2,99+2,20**
1 ЭСТД (25 мг/кг; n=12) 20,92+2,18** 13,83+1,83** 12,00+1,59** 0,33+0,14** 0,42+0,15** 3,07+0,54**
2 ЭСТД (50 мг/кг; n=10) 23,90+1,13** 17,90+1,16** а-ЛК: 15,00+0,77** 0,30+0,15** 0,30+0,15** 2,87+0,23**
интактный контроль (n=10) 42,40+1,87 23,10+1,24 20,50+1,19 0,70+0,21 0,60+0,22 3,41+0,39
аллоксановый диабет (контроль; n=11) 14,18+1,70* 6,00+1,17* 5,36+1,02* 1,27+0,24* 1,73+0,33* 1,53+0,13*
+2 ЭСТД (25 мг/кг; n=10) 28,90+0,97** 17,90+0,99** 18,40+1,03** 0,50+0,17** 0,40+0,22** 2,70+0,46**
1 ЭСТД (50 мг/кг; n=10) 27,50+1,54** 17,10+1,18** 17,00+0,97** 0,30+0,15** 0,50+0,17** 3,87+0,75**
2 ЭСТД (100 мг/кг; n=11) 33,73+2,17** 20,09+1,32** 18,45+1,34** 0,45+0,28** 0,45+0,21** 3,70+0,92**
Примечание. Изученные лекарственные средства вводили один раз в сутки в течение 14 дней. Представлены результаты регистрации актов поведенческой активности, полученные в течение 10-минутного наблюдения за животными в «открытом поле»; показатель анксиогенной дефекации представлен числом фекальных болюсов; показатель УРАИ представлен кратностью снижения латентного периода избегания через 24 ч после обучающей попытки. * — р<0,05 по сравнению с интактным контролем; ** — р< 0,05 по сравнению с контрольной группой крыс с аллоксановым диабетом.
Значимость межгрупповых различий оценивали с помощью непараметрических критериев Манна—Уитни, Вальда— Вольфовица, Колмогорова—Смирнова. ЭСТД — эквивалент средней терапевтической дозы для человека.
о том, что изученные АО способствуют коррекции метаболических расстройств, сопутствующих тревожно-депрессивных нарушений и когнитивного дефицита у крыс с аллоксановым диабетом. При этом эффективность экспериментальной терапии с
помощью АО зависит от выраженности их инсулин-потенцирующего действия и способности увеличивать толерантность к нагрузке глюкозой. Наилучшая коррекция проявлений аллоксанового диабета была достигнута при курсовом применении а-ЛК, в наи-
34
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
большей степени увеличивавшей чувствительность к инсулину, и мексидола, оказавшего наиболее выраженное действие на толерантность к нагрузке глюкозой. Значимое увеличение уровня продуктов ПОЛ в крови крыс с аллоксановым диабетом после курсового применения АО не позволяет непосредственно связать их эффективность с антиоксидантным действием.
Выводы
1. Однократное введение а-ЛК и оригинальных отечественных антиоксидантов (эмоксипина, реам-берина и мексидола) интактным крысам увеличивает чувствительность животных к инсулину.
2. Инсулинпотенцирующее действие а-ЛК, эмоксипина и мексидола связано с увеличением толерантности крыс к сахарной нагрузке после однократного введения этих антиоксидантов. Несмотря на выраженную инсулинпотенцирующую активность реамберина, однократное введение данного препарата оказывает гипергликемизирующее действие и снижает толерантность крыс к нагрузке глюкозой.
ЛИТЕРАТУРА
1. Балаболкин М.И. Диабетология. М: Медицина 2000; 672.
2. Волчегорский И.А., Колесников О.Л., Цейликман В.Э. и др. Пробл эндокринол 1997; 2: 38—41.
3. Балаболкин М.И., Креминская В.М. Журн неврол и психиатр 2000; 10: 57—64.
4. Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М. Лечение сахарного диабета и его осложнений. Рук-во для врачей. М: Медицина 2005; 512.
5. Волчегорский И.А., Местер Н.В., Зотова О.Г. Журн неврол и психиатр 2006; 9: 12—16.
6. Коркина М.В., Елфимова Е.В. Журн неврол и психиатр 2004; 3: 80—84.
7. Nelson T.J., Sum M.K., Hongpaisan J., Alkon D.L. Eur J Pharmacol 2008; 585: 1: 76—87.
8. Strachan M.WJ. Biochemical Society Transactions 2005; 33: 1037—1040.
9. Zhao W.Q., Alkon D.L. Mol Cell Endocrinol 2001; 177: 125—134.
10. Волчегорский И.А., Рассохина Л.М., Мирошниченко И.Ю. Пробл эндокринол 2008; 5: 43—49.
11. Волчегорский И.А., Местер Н.В. Клин мед 2007; 2: 45—48.
12. Волчегорский И.А., Москвичева М.Г., Чащина Е.Н. Клин мед 2004; 11: 31—35.
13. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. М: Медицина 2001; 327.
14. Копаладзе Р.А. Успехи физиол наук 1998; 4: 74—92.
3. Введение на протяжении 14 дней изученных антиоксидантов в сочетании с препаратом инсулина способствует коррекции метаболических расстройств, сопутствующих тревожно-депрессивных нарушений и когнитивного дефицита у крыс с ал-локсановым диабетом.
4. Эффективность экспериментальной терапии аллоксанового диабета с помощью антиоксидантов зависит от выраженности их инсулинпотенцирую-щего действия и способности увеличивать толерантность к нагрузке глюкозой. Наилучшая коррекция проявлений аллоксанового диабета достигается при курсовом 2-недельном применении а-ЛК, в наибольшей степени увеличивавшей чувствительность к инсулину, и мексидола, оказавшего наиболее выраженное действие на толерантность к нагрузке глюкозой.
5. Значимое увеличение уровня продуктов ПОЛ в крови крыс с аллоксановым диабетом после 2-недельного применения изученных лекарственных средств не позволяет непосредственно связать их эффективность с антиоксидантным действием.
15. Волчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.Л., Цейликман В.Э. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма. Челябинск 2000.
16. Волчегорский И.А., Костин Ю.К., Скобелева Н.А., Лифшиц РИ. Пробл эндокринол 1993; 4: 36—40.
17. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М 1991.
18. Волчегорский И.А., Налимов А.Г., Яровинский Б.Г., Лившиц РИ. Вопр мед химии 1989; 1: 127—131.
19. Меньшиков В.В., Делекторская Л.Н., Золотницкая Р.П. Лабораторные методы исследования в клинике. М 1987.
20. Storozheva Z.I., Proshin A. T., Sherstnev V.V. et al. BMC Pharmacol 2008; 8: 1: 1—13.
21. Barry J. Goldstein, Kalyankar Mahadev, Xiangdong Wu et al. Anti-oxid Redox Signal 2005; 7: 1021 — 1031.
22. Evans J.L., Maddux B.A., Goldfine I.D. Antioxid Redox Signal 2005; 7: 1040—1052.
23. KonradD. Antioxid Redox Signal 2005; 7: 1032—1039.
24. Ammon H.P.T., Reiber C., Verspohl E.J.J. Endocrinology 1991; 128: 27—34.
25. He W, Miao FJ.-P, Lin D.C.-H. et al. Nature publishing group 2004; 429: 188—193.
26. Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Липиды, липопротеины и атеросклероз. Ст-Петербург: Питер Пресс 1995; 304.
27. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и др. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М: Слово 2006; 556.
ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2, 2010
35
