CC BY
214
УДК 616.379-008.64: 57.084.1
ГОРМОНАЛЬНО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АЛЛОКСАНОВОЙ И СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОЙ МОДЕЛЕЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДИАБЕТА
Наталья Александровна ПАЛЬЧИКОВА, Наталья Владимировна КУЗНЕЦОВА, Ольга Ивановна КУЗЬМИНОВА, Вера Георгиевна СЕЛЯТИЦКАЯ
ФГБУ Научный центр клинической и экспериментальной медицины СО РАМН 630117, Новосибирск, ул. Тимакова, 2
После введения крысам-самцам Вистар диабетогенной дозы аллоксана (170 мг/кг массы тела) у 31 % животных выявлен диабетико-уремический синдром с гибелью в течение первых пяти суток после введения препарата; 45 % животных проявили высокую и 34 % - низкую чувствительность к диабетогенному действию аллоксана. После введения крысам диабетогенной дозы стрептозотоцина (50 мг/кг массы тела) гибели животных отмечено не было; 55 % животных проявили высокую и 45 % - низкую чувствительность к диабетогенному действию препарата. Высокочувствительные к действию аллоксана или стрептозотоцина крысы, не смотря на разные механизмы повреждения островкового аппарата поджелудочной железы, однотипны по выраженности изменений гормонально-биохимических показателей через 14-21 сутки после введения препаратов и могут эффективно использоваться для изучения последствий гипоинсулинемии и коррекции гипергликемии различными соединениями.
Ключевые слова: аллоксан, стрептозотоцин, чувствительность к диабетогенному действию препаратов, гипоинсулинемия, гипергликемия, эндокринно-обменные нарушения.
Для экспериментального моделирования гипергликемии, обусловленной абсолютной недостаточностью инсулина в организме, и других нарушений метаболизма, характерных для сахарного диабета 1 типа, наиболее часто используют разрушение р-клеток островков Лангерганса такими химическими соединениями, как аллоксан и стрептозотоцин. Аллоксан (уреид мезоксале-вой кислоты) и стрептозотоцин (антибиотик широкого спектра действия) представляют собой структурные аналоги глюкозы, за счет чего они связываются с транспортером глюкозы GLUT2 и избирательно накапливаются в р-клетках поджелудочной железы экспериментальных животных. Основным механизмом деструктивного действия аллоксана является генерация в циклической реакции с диалуроновой кислотой активных форм кислорода, которые инициируют разрушение р-клеток, имеющих низкую анти-оксидантную защиту [20]. Поражение р-клеток стрептозотоцином обусловлено алкилировани-ем ДНК с последующей активацией поли-АДФ-рибозосинтетазы, истощением клеточного пула NAD, что приводит в конечном итоге к некрозу
клеток [27]. Разрушение Р-клеток этими соединениями вызывает снижение синтеза и секреции в кровь инсулина, в результате чего у животных развиваются гипергликемия и диабетический синдром, аналогичный инсулинозависимому сахарному диабету 1 типа [1, 20].
В гепатоцитах и клетках почечных канальцев крыс также экспрессируется транспортер глюкозы GLUT2, поэтому ведение аллоксана и стрептозотоцина может оказывать токсическое действие на печень и почки [17]. Но гепатоциты крыс обладают более высокой антиоксидантной активностью, чем р-клетки островкового аппарата поджелудочной железы, что уменьшает гепато-токсическое действие аллоксана [27]. Так, было обнаружено, что уже через 2 минуты после введения крысам аллоксана содержание сульфгидриль-ных групп в печени снижалось, а активность глу-татионпероксидазы повышалась [26]. При этом проявления действия аллоксана на клетки печени, обусловленные активацией процессов перекис-ного окисления липидов, сохраняются даже на отдаленных сроках после введения препарата (до 29 суток) [25]. После введения мышам диабето-
Пальчикова Н.А. - д.б.н., ведущий научный сотрудник, e-mail: [email protected] Кузнецова Н.В. - научный сотрудник, e-mail: [email protected] Кузьминова О.И. - к.м.н., старший научный сотрудник, e-mail: [email protected] Селятицкая В.Г. - д.б.н., проф., зав. лабораторией, e-mail: [email protected]
генной дозы стрептозотоцина в гепатоцитах уже в течение первых суток было отмечено снижение содержания NAD [22], однако в последующие дни оно восстанавливалось, поэтому дегенеративные изменения и некроз гепатоцитов, наблюдаемые в более поздние сроки, относят непосредственно к осложнениям экспериментального диабета [15].
Нефротоксическое действие аллоксана на ранних сроках после его введения связано с некрозом отдельных участков извитых канальцев почек. Почечная недостаточность, возникающая у части животных прежде, чем развился сахарный диабет, может стать причиной гибели крыс в первые пять суток после введения диабетогенной дозы аллоксана [1, 18]. В отличие от аллоксана, введение диабетогенной дозы стрептозотоцина не вызывает явных повреждений почек на ранних сроках развития диабета [19].
Сравнительные исследования диабетогенных свойств аллоксана и стрептозотоцина направлены преимущественно на анализ ранних механизмов их цитотоксического действия на уровне островкового аппарата поджелудочной железы [20, 27]. Основные изменения величин показателей метаболизма развиваются на отдаленных сроках после введения этих препаратов (10-е сутки и далее), и именно на этих сроках, как правило, указанные экспериментальные модели используют для изучения особенностей процессов обмена веществ в условиях гипоинсулинемии, механизмов действия разрабатываемых препаратов для лечения диабета и т. д. [2, 10, 29]. Однако сравнительных исследований выраженности нарушений метаболизма на длительных сроках развития аллоксанового и стрептозотоцинового диабета крайне мало, хотя они необходимы для планирования схем экспериментов и решения вопроса о том, какую модель и для решения каких задач следует выбирать.
Целью исследования было проведение анализа специфичности и выраженности гормонально-метаболических нарушений, формирующихся у крыс в динамике развития аллоксанового или стрептозотоцинового диабета.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Эксперименты выполнены с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации, в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». В исследовании использовали половозрелых крыс-самцов Вис-тар (масса тела 180-220 г), которых содержали
в индивидуальных клетках на стандартном рационе вивария со свободным доступом к воде и пище. Экспериментальный диабет вызывали однократным внутрибрюшинным введением крысам раствора аллоксана гидрата (LaChema, Чехия) в 0,4 мл цитратного буфера в дозе 170 мг/кг массы тела (n = 46) или раствора стрептозотоцина (Sigma) в 0,4 мл цитратного буфера в дозе 50 мг/кг массы тела после 18-часового голодания (n = 33). Ранее было показано, что указанные дозы аллоксана и стрептозотоцина являются диабетогенными [1, 27]. Животным контрольной группы (n = 40) вводили аналогичный объем ци-тратного буфера.
Для оценки суточных величин диуреза и глю-козурии индивидуально у каждой крысы с использованием специально сконструированных мочесборников в динамике эксперимента, начиная уже с первых суток после введения аллокса-на или стрептозотоцина, проводили сбор мочи. Крыс выводили из эксперимента декапитацией через 14-21 сутки после введения препаратов (средний срок 17 сут).
Почки, щитовидную железу, надпочечники, забрюшинный и эпидидимальный жир, тимус выделяли, взвешивали и рассчитывали индекс массы (ИМ) как отношение массы органа к 100 г массы тела. Концентрацию глюкозы, холестерина, триглицеридов в сыворотке крови, а также активность трансаминаз и содержание белка в печени определяли с помощью соответствующих диагностических наборов BioCon (Германия).
В сыворотке крови радиоиммунным методом измеряли концентрацию иммунореактивного инсулина (ИРИ), трийодтиронина (Т3), тироксина (Т4) с использованием наборов рио-ИНС-ПГ-125I («ХОПИБОХ НАНБ», Белоруссия); T4(125J) RIA KIT, T3(125J) RIA KIT (Institute of Isotopes Co., Ltd., Чехия) соответственно и кортикостеро-на с использованием (1,2,6,7-3H)-Corticosterone (Amersham, Великобритания) и Corticisterone antiserum (Sigma-Aldrich, США).
Данные представлены в виде M ± m, где M -выборочное среднее, m - стандартная ошибка. Для множественных сравнений применяли критерий Краскела - Уоллиса, для парных сравнений - критерий Манна - Уитни. Вероятность справедливости нулевой гипотезы принимали при 5 % уровне значимости.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты, полученные нами ранее [8], а также сведения из научной литературы [3, 12, 21] свидетельствуют о том, что при моделировании сахарного диабета 1 типа с использованием ал-
локсана или стрептозотоцина экспериментальные животные - крысы разных линий - проявляют выраженную вариабельность в индивидуальной чувствительности к диабетогенному действию этих цитотоксических аналогов глюкозы. Данный феномен может быть связан с различиями в состоянии окислительно-восстановительного баланса [12, 21], с активностью процессов регенерации островкового аппарата поджелудочной железы, восстановления его структуры и функции [3, 5], со степенью активации глюкокортикоидной функции надпочечников [24] и т. д.
Индивидуальная гетерогенность животных по реакции на введение аллоксана проявилась уже в течение нескольких суток после введения препарата. Так, за пять первых суток на фоне постепенного отказа от потребления воды и прекращения экскреции мочи погибли 31 % крыс, что позволяет охарактеризовать этот период как острую фазу заболевания. Подобная форма реакции на введение аллоксана В.Г. Барановым с соавторами в книге «Экспериментальный сахарный диабет. Роль в клинической диабетологии» [1] была описана как диабетико-уремический синдром.
После введения стрептозотоцина гибели экспериментальных животных в первые дни отмечено не было. Этот факт согласуется со сведениями из научной литературы о постепенно накапливающемся токсическом эффекте стрептозотоцина на р-клетки поджелудочной железы, его менее выраженном, чем после введения аллоксана, действии на печень и отсутствии эффектов на почки экспериментальных животных [19, 20].
Крысы, у которых после введения аллокса-на величина диуреза не снижалась, а, наоборот, повышалась, а также все животные, которым вводили стрептозотоцин, при анализе динамики величины диуреза были разделены на две группы - с низкой и высокой чувствительностью к диабетогенному действию аллоксана (АлН и АлВ соответственно) или стрептозотоцина (СтН и СтВ соответственно). К группам с низкой чувствительностью отнесли животных, у которых величина диуреза повышалась в течение вторых - седьмых суток после введения препаратов относительно величины соответствующего показателя у контрольных крыс в 2-3 раза, а в последующие сутки начинала снижаться. К группам с высокой чувствительностью отнесли животных, у которых величина диуреза уже со вторых суток после введения препарата превышала контрольную величину более чем в пять раз и в дальнейшем продолжала увеличиваться (табл. 1). В итоге соотношение крыс с диабетико-уремическим синдромом, высокой и низкой чувствительностью к аллоксану составило 31, 45 и 24 % соответственно. У крыс после введения стрептозотоцина такое соотношение было 0, 55 и 45 % соответственно.
Величина глюкозурии у всех животных резко повышалась уже в первые сутки после введения диабетогенных препаратов, но если у крыс из группы АлН в последующем она снижалась, то у крыс из групп АлВ, СтВ и СтН оставалась стабильно высокой. Однако в группе СтН величина глюкозурии была в 3 раза ниже, чем в группе СтВ (см. табл. 1).
Таблица 1
Динамика суточного диуреза и глюкозурии у крыс с разной чувствительностью к диабетогенному действию аллоксана или стрептозотоцина (М ± т)
Показатель Контрольные крысы, п = 40 Срок после введения аллоксана или стрепто-зотоцина, сут Крысы после введения аллоксана, п = 32 Крысы после введения стрептозотоцина, п = 33
Низкочувствительные (АлН), п = 11 Высокочувствительные (АлВ), п = 21 Низкочувствительные (СтН), п = 15 Высокочувствительные (СтВ), п = 18
Диурез, мл/сут 10 ± 1 1 (18 ч) 13 ± 4 32 ± 9*# 15 ± 2 26 ± 3*#
2 20 ± 6 61 ± 6*# 20 ± 4 69 ± 4*#
5 23 ± 8 100 ± 8*# 28 ± 6* 96 ± 3*#
7 20 ± 5 87 ± 8*# 32 ± 6 * 94 ± 3*#
14 14 ± 3 107±14*# 24 ± 7 93 ± 6*#
Глюкозурия, г/сут 0,002 ± 0,001 1 0,16 ± 0,10* 0,36 ± 0,19* 0,19 ± 0,05* 0,62 ± 0,17*#
2 2,20 ± 1,11* 3,59 ± 1,18* 1,99 ± 0,66* 9,58 ± 1,29*#л
5 1,24 ± 0,72* 5,37 ± 1,01*# 2,87 ± 0,96* 9,69 ± 0,77*#л
7 0,81 ± 0,50* 10,68 ± 2,21*# 3,21 ± 1,05*л 9,21 ± 0,72*#
14 0,10 ± 0,08* 9,27 ± 0,94*# 3,21 ± 1,2*л 10,97 ± 1,34*#
Примечание. Здесь и в табл. 2, 3 отличия статистически значимы (р < 0,05) от величины соответствующего показателя: * - у контрольных крыс, # - у низкочувствительных крыс, л - у крыс после введения аллоксана при соответствующем сроке.
В сыворотке крови крыс групп АлН и СтН, взятой из шейных вен при декапитации животных, содержание глюкозы было менее 12 ммоль/л, а у крыс из групп АлВ и СтВ - более 12 ммоль/л (табл. 2). Хотя концентрация глюкозы в сыворотке крови крыс из групп АлВ и СтВ превышала контрольную величину более чем в 4 раза, у крыс из групп АлН и СтН - только в 1,3 раза, уровень ИРИ в сыворотке крови всех опытных крыс достоверно снизился относительно контрольных величин. Крысы из групп АлН и АлВ не разли-
чались по содержанию ИРИ, а у крыс из группы СтВ оно было в 1,6 раза ниже, чем у крыс СтН (см. табл. 2).
Увеличение концентрации триглицеридов и холестерина в сыворотке крови (см. табл. 2), снижение ИМ жировых депо (табл. 3) у крыс из групп АлВ и СтВ более выраженное, чем у крыс из групп АлН и СтН, соответствует нарушениям метаболизма, наблюдаемым при недостаточности инсулина в организме, и аналогично сведениям, изложенным в научной литературе [10, 11, 15, 29].
Таблица 2
Гормонально-биохимические показатели сыворотки крови крыс с разной чувствительностью к диабетогенному действию аллоксана или стрептозотоцина (М ± т)
Показатель (содержание) Контрольные крысы, п = 40 Крысы после введения аллоксана, п = 32 Крысы после введения стрептозотоцина, п = 33
Низкочувствительные (АлН), п = 11 Высокочувствительные (АлВ), п = 21 Низкочувствительные (СтН), п = 15 Высокочувствительные (СтВ), п = 18
Глюкоза, ммоль/л 6,4 ± 0,1 8,6 ± 0,7* 27,5 ± 2,6*# 8,7 ± 0,4* 30,6 ± 1,1*#
Иммунореактивный инсулин, пмоль/л 130,2 ± 8,9 60,8 ± 3,7* 53,3 ± 7,7* 76,12 ± 17,6* 47,02 ± 6,7*
Кортикостерон, нмоль/л 133,7 ± 29,6 212,6 ± 30,1 306,2 ± 23,6*# 150,8 ± 21,5 213,2 ± 25,9*#л
Трийодтиронин, нмоль/л 1,86 ± 0,07 1,95 ± 0,14 1,54 ± 0,11* 1,99 ± 0,23 1,84 ± 0,17
Тироксин, нмоль/л 70,8 ± 2,6 88,6 ± 7,6 84,7 ± 7,1 97,7 ± 10,9* 107,8+16,2*
Холестерин, ммоль/л 1,97 ± 0,10 2,33 ± 0,20 2,59 ± 0,16* 2,26 ± 0,10 2,37 ± 0,11*
Триглицериды, ммоль/л 1,15 ± 0,09 1,66 ± 0,20 1,58 ± 0,17* 1,62 ± 0,20 2,23 ± 0,54*
Показатель Контрольные крысы, п = 40 Крысы после введения аллоксана, п = 32 Крысы после введения стрептозотоцина, п = 33
Низкочувствительные (АлН), п = 11 Высокочувствительные (АлВ), п = 21 Низкочувствительные (СтН), п = 15 Высокочувствительные (СтВ), п = 18
ИМ почек, г/100 г массы тела 0,59 ± 0,02 0,66 ± 0,02* 1,06 ± 0,06*# 0,71 ± 0,03* 0,99 ± 0,03*#
ИМ жировых депо, г/100 г массы тела 2,50 ± 0,13 1,95 ± 0,17* 0,68 ± 0,15*# 2,09 ± 0,28* 0,81 ± 0,14*#
ИМ тимуса, г/100 г массы тела 0,16 ± 0,01 0,15 ± 0,02 0,10 ± 0,01*# 0,16 ± 0,01 0,13 ± 0,03
ИМ надпочечников, мг/100 г массы тела 14,8 ± 0,5 17,8 ± 0,8* 23,8 ± 1,3*# 18,12 ± 1,1* 21,4 ± 0,6*#
ИМ щитовидной железы, мг/100 г массы тела 5,05 ± 0,22 4,59 ± 0,33 5,96 ± 0,39*# 6,25 ± 0,44* 6,59 ± 0,28*
Активность аланин-аминотрансферазы, Ед/г белка 257,0 ± 14,5 197,9 ± 17,6 481,5 ± 49,6*# 244,4 ± 34,1 485,0 ± 41,3*#
Активность аспартат-аминотрансферазы, Ед/г белка 476,8 ± 23,8 587,4 ± 59,7 786,0 ± 70,1*# 673,8 ± 62,6 993,8 ± 81,2*#
Таблица 3
Индекс массы органов и желез внутренней секреции, активность трансаминаз в печени крыс с разной чувствительностью к диабетогенному действию аллоксана или стрептозотоцина (М ± т)
У крыс из групп АлВ и СтВ выявлено повышение величины ИМ надпочечников (см. табл. 3) и содержания кортикостерона в сыворотке крови (см. табл. 2), что ассоциировано с увеличением активности аминотрансфераз в печени и снижением ИМ тимуса по сравнению с величинами соответствующих показателей у контрольных крыс. У крыс из групп АлН и СтН отмечены аналогичные сдвиги изучаемых показателей, однако они выражены в меньшей степени, чем у высокочувствительных крыс. Полученные результаты согласуются со сведениями из научной литературы о повышении концентрации глюкокортикоидов в сыворотке крови и активности трансаминаз в печени экспериментальных животных с диабетом [16, 23, 28].
Также были выявлены изменения показателей функционального состояния щитовидной железы у крыс после введения им аллоксана или стреп-тозотоцина, которые были более выражены после введения крысам стрептозотоцина, чем аллокса-на, и также были выше у крыс из группы СтВ, чем из группы СтН (см. табл. 2 и 3).
Следует отметить, что выведение большого количества жидкости было сопряжено с физиологическим увеличением относительной массы почек крыс, выраженность которого после введения диабетогенных препаратов также зависела от степени гипергликемии и не различалась у крыс АлВ - СтВ и АлН - СтН (см. табл. 3).
Таким образом, полученные результаты позволяют говорить о том, что высокочувствительные к действию аллоксана или стрептозотоцина крысы, несмотря на разные механизмы повреждения островкового аппарата поджелудочной железы, однотипны по выраженности изменений изученных гормонально-биохимических показателей через 14- 21 дней после введения диабето-генных препаратов. Следовательно, такие крысы могут быть эффективно использованы для изучения последствий гипоинсулинемии и коррекции гипергликемии различными соединениями.
Крысы, низкочувствительные к диабетоген-ному действию аллоксана или стрептозотоцина, существенно различаются по динамике развития патологического состояния. Одинаково низкий уровень ИРИ у крыс из групп АлН и АлВ указывает на равновеликое поражение островкового аппарата поджелудочной железы. Рост глюкозу-рии у крыс АлН и АлВ в первые - вторые сутки после введения препарата свидетельствует об эффективной работе почек по выведению избыточной глюкозы, однако после пятых - седьмых суток у крыс АлН значительно снижается глюкозурия, что не сопровождается выраженным подъемом содержания глюкозы в сыворотке кро-
ви. Можно предположить, что у этих животных в меньшей степени активируются процессы глюко-неогенеза в печени и почках после введения ал-локсана и снижения уровня инсулина в крови [4]. Поскольку активность процессов глюконеогенеза в печени находится под контролирующим влиянием глюкокортикоидных гормонов, нами ранее было высказано предположение о меньшей реактивности адренокортикальной системы на гипо-инсулинемию у низкочувствительных к аллокса-ну крыс [9, 24].
Низкочувствительные к действию стрептозо-тоцина крысы имеют уровень ИРИ в сыворотке крови выше, чем высокочувствительные крысы (см. табл. 2). Это позволяет говорить о меньшем поражении у них островкового аппарата поджелудочной железы, что и может определять менее выраженные изменения гормонально-биохимических показателей по сравнению с высокочувствительными к действию стрептозотоцина крысами.
Использование диабетогенных препаратов аллоксана и стрептозотоцина в исследованиях весьма широко. Так, например, только за последние два десятилетия количество публикаций из базы PubMed с указанием на применение аллок-сана и стрептозотоцина составило 2203 и 14 819 соответственно. Это доказывает, что гипергликемию и экспериментальный диабет активно моделируют с помощью обоих препаратов, однако число работ, в которых применяли стрептозото-цин, в несколько раз больше, чем работ с использованием аллоксана. Это можно объяснить, по крайней мере частично, желанием исследователей избегать возможного токсического действия аллоксана на почки и печень, а также разработкой разнообразных схем введения стрептозотоцина, позволяющих, например, дополнительно вовлекать в развитие диабетического синдрома иммунную систему или моделировать диабет типа 2 [13, 14].
Полученные нами результаты указывают на возможность использования аллоксановой модели для определения антиоксидантных свойств различных препаратов, для оценки на уровне организма резистентности к индукции окислительного стресса и исследования способов ее модуляции различными соединениями. Так, ранее нами было выявлено, что внутрибрюшинное введение эмульсии перфторана здоровым животным повышает в последующем их чувствительность к токсическому действию аллоксана [6]. Добавление в корм сухого концентрата топинамбура в течение двух недель до введения аллоксана приводит к снижению в 1,7 раза гибели животных в острую фазу заболевания [7]. Другими исследователями
было показано снижение процента летальности животных после введения аллоксана крысам, содержавшимся на высокобелковом рационе [2].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Полученные результаты позволяют заключить, что гормонально-биохимические изменения, включая выраженность гипоинсулинемии и гипергликемии, одинаковы у высокочувствительных к действию аллоксана или стрептозотоцина крыс, что позволяет использовать обе эти модели экспериментального диабета для исследования механизмов развивающихся при гипоинсулине-мии нарушений метаболизма и их нивелирования различными соединениями. Однако для корректной постановки эксперимента необходима предварительная прижизненная оценка индивидуальной чувствительности животных к диабе-тогенному действию использованного препарата по величине диуреза и уровню глюкозурии. Определение индивидуальной гетерогенности животных, с одной стороны, усложняет проведение эксперимента, но с другой стороны - позволяет получать, особенно при использовании аллоксана, много дополнительной информации, например, в сравнительных исследованиях разных линий лабораторных животных, при модификации свойств живых организмов различными воздействиями физической, химической и биологической природы и т.д.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баранов В.Г., Соколоверова И.М., Гаспа-рян Э.Г. и др. Экспериментальный сахарный диабет. Роль в клинической диабетологии. Л.: Наука, 1983. 240 с.
2. Древаль А.В., Садыкова Р.Е., Мазо В.К. Влияние несбалансированности пищевого рациона на индуцирование и течение аллоксанового сахарного диабета у крыс // Пробл. эндокринол. 1991. 37. (6). 56-58.
3. Закирьянов А.Р., Плахотний М.А., Онищен-ко Н.А. и др. Диабетические осложнения у крыс при длительных сроках моделирования сахарного диабета 1-го типа // Патол. физиол. эксперим. терапии. 2007. (4). 21-25.
4. Кендыш И.Н. Регуляция углеводного обмена. М.: Медицина, 1985. 272 с.
5. Обухова Л.А., Дружинина Ю.Г., Пальчикова Н.А. и др. Влияние длительного приема про-биотика на морфофункциональное состояние эндокринной части поджелудочной железы у экспериментальных животных с аллоксановым диабетом // Бюл. СО РАМН. 2006. (2). 171-175.
6. Пальчикова Н.А., Кузьминова О.И., Селятиц-кая В.Г. Влияние перфторана на чувствительность животных к диабетогенному действию аллоксана и течение экспериментального диабета // Там же. 2006. (3). 113-116.
7. Пальчикова Н.А., Лутов Ю.В., Обухова Л.А., Селятицкая В.Г. Особенности течения экспериментального сахарного диабета при введении в рацион животных природного инсулинового комплекса // Там же. 2007. (2). 114-118.
8. Пальчикова Н.А., Селятицкая В.Г, Шо-рин Ю.П. Количественная оценка чувствительности экспериментальных животных к диабетогенному действию аллоксана // Пробл. эндокринол. 1987. 33. (4). 65-68.
9. Селятицкая В.Г., Пальчикова Н.А., Кузнецова Н.В. и др. Активность адренокортикальной системы у крыс с высокой и низкой устойчивостью к диабетогенному действию аллоксана // Фундаментальные исследования. 2011. (3). 142-148.
10. Смирнов Л.Д., Инчина В.И., Костин Я.В. и др. Возможности фармакологической коррекции метаболических нарушений при экспериментальном диабете препаратами антиоксидантного типа действия // Биомед. химия. 2004. 50. (3). 502-508.
11. Baydas B., Karagoz S., Meral I. Effects of oral zinc and magnesium supplementation on serum thyroid hormone and lipid levels in experimentally induced diabetic rats // Biol. Trace Elem. Res. 2002. 88. (3). 247-253.
12. Behr G.A., da Silvaa E.G., Romanelli A. et al. Pancreas b-cells morphology, liver antioxidant enzymes and liver oxidative parameters in alloxan-resistant and alloxan-susceptible Wistar rats: a viable model system for the study of concepts into reactive oxygen species // Fundam. Clin. Pharmacol. 2008. 22. 657-666.
13. Briede J., StivrinaM., Stoldere Dz. et al. Effect of cerebrocrast, a new long-acting compound on blood glucose and insulin levels in rats when administered before and after STZ-induced diabetes mellitus // Cell Biochem. Funct. 2007. 25. (6). 673-680.
14. Chatzigeorgiou A., Halapas A., Kalafatakis K., Kamper E. The use of animal models in the study of diabetes mellitus // In Vivo. 2009. 23. (2). 245-258.
15. Celik S., Erdogan S., Tuzcu M. Caffeic acid phenethyl ester (CAPE) exhibits significant potential as an antidiabetic and liver-protective agent in streptozotocin-induced diabetic rats // Pharmacol. Res. 2009. 60. (4). 270-276.
16. Chan O., Inouye K., Vranic M. et al. Hype-ractivation of the hypothalamo-pituitary-adrenocortical axis in streptozotocin-diabetes is associated with reduced stress responsiveness and decreased pituitary and adrenal sensitivity // Endocrinology. 2002. 143. (5). 1761-1768.
17. Elsner M., Tiedge M., Guldbakke B. et al. Importance of the GLUT2 glucose transporter for
pancreatic beta cell toxicity of alloxan // Diabetologia. 2002. 45. (11). 1542-1549.
18. Evan A.P., Mong S.A., Connors B.A. et al. The effect of alloxan, and alloxan-induced diabetes on the kidney // Anat. Rec. 1984. 208. (1). 33-47.
19. Evan A.P., Mong S.A., Connors B.A. et al. The effect of streptozotocin and streptozotocin-induced diabetes on the kidney // Ren. Physiol. 1984. 7. (2). 78-89.
20. Lenzen S. The mechanisms of alloxan- and streptozotocin-induced diabetes // Diabetologia. 2008. 51. 216 - 226.
21. Mathews C.E., Leite E.H. Constitutive diffe_ rences in antioxidant defense status distinguish alloxan-resistant and alloxan-susceptible mice // Free Radic. Biol. Med. 1999. 27. (3-4). 449-455.
22. Schein P.S., Loftus S. Streptozotocin: Depression of mouse liver pyridine nucleotides // Cancer Res. 1968. 28. 1501-1506.
23. Selyatitskaya KG., Cherkasova O.P., Pankina T.V., Palchikova N.A. Functional state of adrenocortical system in rats with manifest alloxan-induced diabetes mellitus // Bull. Exp. Biol. Med. 2008. 146. (6). 708-710.
24. Selyatitskaya V.G., Palchikova N.A., Kuznetso-va N.V. Adrenocortical system activity in alloxan-resistant and alloxan-susceptible Wistar rats // J. Diabetes Mellit. 2012. 2. (2). 165-169.
25. Shkurupiy V.A, Palchikova N.A., Selyatitskaya V.G. et al. Silica inflammation modulate lipoperoxide and thiobarbituric acid reactive sybstances levels in liver and glucose concentration in blood of alloxan diabetic rats // Mod. Res. Inflamm. 2012. 1. (2). 19-25.
26. Szkudelski T., Kandulska K., Okulicz M. Alloxan in vivo does not only exert deleterious effects on pancreatic B cells // Physiol. Res. 1998. 47. (5). 343-346.
27. Szkudelski T. The Mechanism of alloxan and streptozotocin action in B cells of the rat pancreas // Ibed. 2001. 50. (6). 536-546.
28. Tanaka K., Nanbara S., Tanaka T. et al. Aminotransferase activity in the liver of diabetic mice // Diabetes Res. Clin. Pract. 1988. 5. (1). 71-75.
29. Tavangar K., Murata Y., Pedersen M.E. et al. Regulation of lipoprotein lipase in the diabetic rat // J. Clin. Invest. 1992. 90. (5). 1672-1678.
HORMONAL AND BIOCHEMICAL FEATURES OF ALLOXAN
AND STREPTOZOTOCIN-INDUCED MODELS OF EXPERIMENTAL DIABETES
Nataliya Aleksandrovna PALCHIKOVA, Nataliya Vladimirovna KUZNETSOVA, Olga Ivanovna KUZMINOVA, Vera Georgievna SELYATITSKAYA
Scientific Centre of Clinical and Experimental Medicine of SB RAMS 630117, Novosibirsk, Timakov str., 2
The diabetic uremic syndrome with death within the first five days after drug administration has been revealed in 31 % of animals after administration to male Wistar rats diabetogenic dose of alloxan (170 mg / kg body weight); 45 % of the animals demonstrated high sensitivity and 34 % - low sensitivity to diabetogenic action of the drug. The animal deaths have not been observed after administration to rats diabetogenic dose of streptozotocin (50 mg/kg body weight); 55 % of the animals demonstrated high sensitivity and 45 % - low sensitivity to the diabetogenic effects of the drug. Highly-sensitive to the action of alloxan or streptozotocin rats, despite the different mechanisms of injury insular apparatus of the pancreas are similar by intensity of the changes of hormonal and biochemical parameters in 14-21 days after drug administration and can be effectively used to study the effects of hypoinsulinemia and correction of hyperglycemia with various drugs.
Key words: alloxan, streptozotocin, sensitivity to diabetogenic action of drugs, hypoinsulinemia, hyperglycemia, endocrine and metabolic disorders.
Palchikova N.A. - doctor of biological sciences, leading researcher, e-mail: [email protected] Kuznetsova N.V. - researcher, e-mail: [email protected]
Kuzminova O.I. - candidate of medical sciences, senior researcher, e-mail: [email protected] Selyatitskaya V.G. - doctor of biological sciences, professor, head of the laboratory, e-mail: [email protected]
