Научная статья на тему 'Профилактика и коррекция нарушений углеводного обмена при сахарном диабете как медико-социальная проблема формирования здорового образа жизни: экспериментальное обоснование'

Профилактика и коррекция нарушений углеводного обмена при сахарном диабете как медико-социальная проблема формирования здорового образа жизни: экспериментальное обоснование Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
706
94
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ / МЕТАБОЛИЗМ / ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ / КУРКУМА / ГАЛЕГА / ОБРАЗ ЖИЗНИ / МЕДИКО-СОЦИАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА / DIABETES MELLITUS / METABOLISM / FOOD SUPPLEMENTS / TURMERIC / GALEGA / LIFESTYLE / MEDICAL AND SOCIAL PROBLEM

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Козлова Анна Павловна, Корощенко Галина Анатольевна, Ломовский Игорь Олегович, Головин Михаил Сергеевич, Гордеева Елизавета Игоревна

Проблема и цель. В настоящее время сахарный диабет представляет серьезную медико-социальную проблему для национальной безопасности всех стран в связи с прогрессирующим ростом заболеваемости и смертности. Одной из ведущих причин развития сахарного диабета, особенно II типа, рассматривают нездоровый образ жизни, характеризующийся неправильным питанием, низкой физической активностью, психическими стрессами. В связи с этим формирование здоровьесберегающего поведения может способствовать профилактике и коррекции нарушений углеводного обмена. Одним из компонентов здорового питания может быть включение в рацион различных пищевых добавок, обладающих биологической активностью. Целью работы стало исследование механизма действия пищевых добавок в виде корневища растения Curcuma longa и порошка растения Galega orientalis для экспериментального обоснования возможности их применения в здоровом питании и коррекции нарушений углеводного обмена при сахарном диабете. Методология. Исследование было проведено на взрослых самцах крыс линии Wistar. Все животные были поделены на четыре группы: первая контрольная, остальные крысы с экспериментальной аллоксановой моделью сахарного диабета (СД). Животных первой и второй групп содержали на стандартном корме, в то время как крысам третьей и четвертой групп в корм добавляли порошок куркумы или галеги (2 % от массы корма). В динамике наблюдения определяли концентрацию глюкозы в крови (методом электрохимического ферментативного анализа). В конце эксперимента определяли концентрации гормонов (инсулина, кортикостерона) иммуноферментным методом; биохимические показатели крови (на автоматическом анализаторе); содержание гликогена в печени (с помощью ШИК-реакции по МакМанусу). Растительные препараты получали путем механохимической обработки на базе ФГБНУ «ИХТТМ» СО РАН. Результаты. Установлено, что прием фитопрепарата Curcuma longa у крыс с СД, по сравнению с аналогичными животными, потреблявшими стандартный корм и корм с порошком растения Galega orientalis, вызывал менее выраженное повышение концентрации глюкозы в крови вследствие увеличения концентрации инсулина и более низкой концентрации кортикостерона в плазме и накопления гликогена в печени. Прием обоих фитопрепаратов способствовал также улучшению показателей жирового и белкового обмена, таких как триглицериды, креатинин и мочевина, тогда как у экспериментальных животных второй группы наблюдались более выраженные метаболические сдвиги всех видов метаболизма. Заключение. Полученные результаты обосновывают возможность использования корневища Curcuma longa и, в меньшей степени, Galega orientalis в виде пищевых добавок для коррекции углеводного, белкового и жирового обмена при сахарном диабете и, соответственно, включения в пищевой рацион как компонента здорового питания для профилактики нарушений углеводного метаболизма.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Козлова Анна Павловна, Корощенко Галина Анатольевна, Ломовский Игорь Олегович, Головин Михаил Сергеевич, Гордеева Елизавета Игоревна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Prevention and correction of carbohydrate metabolism disorders in diabetes mellitus as a medical and social problem of building a healthy lifestyle: An experimental

Introduction. Currently, diabetes is a serious medical and social problem for national security of all countries due to the progressive increase in morbidity and mortality. Unhealthy lifestyle, characterized by wrong diet, low physical activity and mental stress is considered as one of the leading causes of diabetes, especially type II. In this regard, promoting healthy behavior can contribute to prevention and correction of carbohydrate metabolism disorders. Various food (dietary) supplements, having beneficial biological effect, can be considered as components of a healthy diet. The aim of this research was to study the mechanism of action of such food supplements as Curcuma longa rhizomes and the powder of Galega orientalis for experimental justification of their use in healthy nutrition and correction of carbohydrate metabolism disorders in diabetes mellitus. Materials and methods. The study was conducted in adult male Wistar rats. All animals were divided into 4 groups: a control one and three groups of rats with an experimental alloxan-induced model of diabetes mellitus (DM). Animals of the 1-st and the 2-nd groups were kept on standard diet, while rats of the 3-rd and the 4-th groups were fed turmeric powder or Galega (2 per cent of the feed). During the observation, the blood glucose concentration was measured (using the method of electrochemical enzymatic analysis). At the end of the experiment, the researchers measured insulin and corticosterone concentrations by ELISA method; blood biochemical parameters (using an automatic analyzer); and liver glycogen content (using the Schick reaction according to MacManus). Herbal preparations were produced by mechanochemical method on the basis of Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science. Results. It has been established that intake of Curcuma longa in rats with diabetes, compared to animals that consumed standard feed and feed with Galega orientalis powder, caused a less pronounced increase in blood glucose concentration due to increased insulin concentration and lower plasma corticosterone concentration and glycogen accumulation in the liver. Intake of both herbal preparations also contributed to the improvement of lipid and protein metabolism, such as triglycerides, creatinine and urea, whereas more pronounced metabolic disorders' of all types of metabolism were observed in experimental animals of the second group 2. Conclusions. The obtained results substantiate using food supplements containing Curcuma longa rhizome and, to a lesser extent, Galega orientalis for correction of carbohydrate, protein and fat metabolism in diabetes and, consequently, adding them to the diet as a component of healthy nutrition for prevention of carbohydrate metabolism disorders.

Текст научной работы на тему «Профилактика и коррекция нарушений углеводного обмена при сахарном диабете как медико-социальная проблема формирования здорового образа жизни: экспериментальное обоснование»

2019, том 9, № 1 http://sciforedu.ru ISSN 2658-6762

© А. П. Козлова, Г. А. Корощенко, И. О. Ломовский, М. С. Головин, Е. И. Гордеева, С. А. Недовесова, Р. И. Айзман

DOI: 10.15293/2658-6762.1901.13

УДК 591.133+591.149.2

ПРОФИЛАКТИКА И КОРРЕКЦИЯ НАРУШЕНИЙ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ КАК МЕДИКО-СОЦИАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ*

А. П. Козлова, Г. А. Корощенко, И. О. Ломовский, М. С. Головин, Е. И. Гордеева, С. А. Недовесова, Р. И. Айзман (Новосибирск, Россия)

Проблема и цель. В настоящее время сахарный диабет представляет серьезную медико-социальную проблему для национальной безопасности всех стран в связи с прогрессирующим ростом заболеваемости и смертности. Одной из ведущих причин развития сахарного диабета, особенно II типа, рассматривают нездоровый образ жизни, характеризующийся неправильным

* Научная статья подготовлена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 16-13-10200).

Козлова Анна Павловна - кандидат биологических наук, доцент кафедры анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности, Новосибирский государственный педагогический университет. E-mail: [email protected]

Корощенко Галина Анатольевна - кандидат биологических наук, доцент кафедры анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности, Новосибирский государственный педагогический университет. E-mail: [email protected]

Ломовский Игорь Олегович - кандидат химических наук, и. о. заведующего лабораторией химии твердого тела, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН. E-mail: [email protected]

Головин Михаил Сергеевич - кандидат биологических наук, доцент кафедры анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности, Новосибирский государственный педагогический университет.

E-mail: [email protected]

Гордеева Елизавета Игоревна - аспирант кафедры анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности, Новосибирский государственный педагогический университет. E-mail: [email protected]

Недовесова Светлана Анатольевна - аспирант кафедры анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности, Новосибирский государственный педагогический университет. E-mail: [email protected]

Айзман Роман Иделевич - доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности, Новосибирский государственный педагогический университет.

_E-mail: [email protected]_

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

208

2019, том 9, № 1 http://sciforedu.ru ISSN 2658-6762

питанием, низкой физической активностью, психическими стрессами. В связи с этим формирование здоровьесберегающего поведения может способствовать профилактике и коррекции нарушений углеводного обмена. Одним из компонентов здорового питания может быть включение в рацион различных пищевых добавок, обладающих биологической активностью.

Целью работы стало исследование механизма действия пищевых добавок в виде корневища растения Curcuma longa и порошка растения Galega orientalis для экспериментального обоснования возможности их применения в здоровом питании и коррекции нарушений углеводного обмена при сахарном диабете.

Методология. Исследование было проведено на взрослых самцах крыс линии Wistar. Все животные были поделены на четыре группы: первая - контрольная, остальные - крысы с экспериментальной аллоксановой моделью сахарного диабета (СД). Животных первой и второй групп содержали на стандартном корме, в то время как крысам третьей и четвертой групп в корм добавляли порошок куркумы или галеги (2 % от массы корма). В динамике наблюдения определяли концентрацию глюкозы в крови (методом электрохимического ферментативного анализа). В конце эксперимента определяли концентрации гормонов (инсулина, кортикосте-рона) иммуноферментным методом; биохимические показатели крови (на автоматическом анализаторе); содержание гликогена в печени (с помощью ШИК-реакции по МакМанусу). Растительные препараты получали путем механохимической обработки на базе ФГБНУ «ИХТТМ» СО РАН.

Результаты. Установлено, что прием фитопрепарата Curcuma longa у крыс с СД, по сравнению с аналогичными животными, потреблявшими стандартный корм и корм с порошком растения Galega orientalis, вызывал менее выраженное повышение концентрации глюкозы в крови вследствие увеличения концентрации инсулина и более низкой концентрации кортикосте-рона в плазме и накопления гликогена в печени. Прием обоих фитопрепаратов способствовал также улучшению показателей жирового и белкового обмена, таких как триглицериды, креа-тинин и мочевина, тогда как у экспериментальных животных второй группы наблюдались более выраженные метаболические сдвиги всех видов метаболизма.

Заключение. Полученные результаты обосновывают возможность использования корневища Curcuma longa и, в меньшей степени, Galega orientalis в виде пищевых добавок для коррекции углеводного, белкового и жирового обмена при сахарном диабете и, соответственно, включения в пищевой рацион как компонента здорового питания для профилактики нарушений углеводного метаболизма.

Ключевые слова: сахарный диабет; метаболизм; пищевые добавки; куркума; галега; образ жизни; медико-социальная проблема.

Постановка проблемы

Сахарный диабет (СД) представляет серьезную медико-социальную проблему в связи с повсеместным прогрессирующим ростом заболеваемости, хроническим течением и высокой частотой инвалидизирующих осложнений [1; 4]. Всемирной организацией здравоохранения сахарный диабет определен

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

209

как «эпидемия неинфекционного заболевания» XXI века, угрожающая национальной безопасности всех стран [5]. В настоящее время в мире насчитывается более 415 млн больных сахарным диабетом и, по прогнозам,

2019, том 9, № 1

к 2040 г. их общее число достигнет 642 млн1 [4]. Каждые 6 сек. в мире умирает один человек от сахарного диабета и его осложнений2. За последние 15-20 лет численность больных сахарным диабетом в России увеличилась вдвое. В 2016 г., по данным Федерального регистра, общее число россиян с сахарным диабетом превысило 4,348 млн человек и по прогнозу к 2030 г. может достигнуть 5,4 млн человек [6]. Все это свидетельствует, что из неинфекционных заболеваний СД представляет собой наибольшую угрозу человечеству.

В настоящее время среди ведущих причин, вызывающих нарушения углеводного обмена, выделяют нездоровый образ жизни, в частности неправильное питание, низкую двигательную активность, эмоциональные стрессы и т. д.3 [27; 33; 36; 38]. Формированию сахарного диабета II типа, как правило, предшествует состояние предиабета, для которого также характерно не только нарушение углеводного обмена и механизмов его регуляции, но и другие метаболические и гормональные сдвиги [24-25].

Это побудило разработать правила поведенческой терапии для людей, имеющих нарушения углеводного обмена, которые включают 7 основных принципов: 1) здоровое питание; 2) физическая активность; 3) мониторинг глюкозы в крови; 4) прием медикамен-

ISSN 2658-6762

тов; 5) предупреждение стрессов; 6) уменьшение рисков; 7) правильное поведение при бо-

4

лезни .

В настоящее время в профилактике формирования сахарного диабета и коррекции нарушений углеводного обмена большую роль отводят формированию программы здорового образа жизни и использованию в питании растительных добавок, обладающих «мягкими» углеводо-регулирующими свойствами5 [17; 21; 23; 28; 37; 39; 42].

Актуальность использования фитотера-певтических средств в профилактике и лечении нарушений углеводного обмена не вызывает сомнений. Так, с 1981 по 2014 г. среди всех зарегистрированных новых лекарственных средств доля средств растительного происхождения составила 33 % [31]. По проведенным оценкам, 20-25 % всех препаратов, упомянутых в мировых фармакопеях, происходят из природных источников, независимо от того, используются они в виде нативных природных соединений или с небольшими химическими модификациями. Фактически около 50 % фармацевтических препаратов производятся на основе соединений, впервые идентифицированных или выделенных из растений [32]. Перечень лекарственных растений, применяемых в народной медицине в качестве антидиабетических средств, достаточно обширен, но наиболее широко используются Curcuma longa L., Galega officinalis L., Phaseolus

http://sciforedu.ru

1 Атлас диабета IDF. 7-е изд. 2015 [Электронный ресурс]. URL: http://www.diabetesatlas.org (дата обращения: 09.12.2018)

2 Там же.

3 Petri C., Stefani L., Bini V., Mascherini G., Francini L., De Angelis M., Galanti G. Life style and nutrition habits in type 2 diabetes [Электронный ресурс]. URL: https://www. researchgate. net/publication/278024473 (дата обращения: 09.12.2018)

4 Diabetes Goal Tracker Mobile App [Электронный ре-

сурс]. URL: https://www.diabeteseducator.org/patient-

resources/diabetes-goal-tracker-app (дата обращения: 01.05.2016); AADE7 Self-care Behaviours [Электронный ресурс]. URL: https://www.diabeteseduca-tor.org/patient-resources/aade7-self-care-behaviors (дата обращения: 01.05.2016) 5 Средство и способ комплексной терапии больных сахарным диабетом: патент на изобретение N° 2548731; 24 марта 2013 г. / авт.: Айзман Р. И., Герасёв А. Д., Корощенко Г. А., Суботялов М. А., Сазонова О. В., Селиванова С. В., Хомичёва С. Я.

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

210

2019, том 9, № 1

vulgarisL., Cichorium intybusL. и др. [2; 13; 15; 21; 41]. Появившиеся в последние годы работы о возможности применения Curcuma longa (куркумы) в качестве гипогликемиче-ского средства [7-8; 18; 26], а также данные литературы о его влиянии на различные функциональные и метаболические процессы [19; 35; 40; 42] свидетельствуют о перспективности использования этого растения в коррекции метаболических нарушений при сахарном диабете.

Среди лекарственных растений, рекомендованных для коррекции углеводного обмена при сахарном диабете, обращают также внимание на галегу (синоним - козлятник восточный, козлятник лекарственный). Порошок листьев галеги, водный экстракт и галегин вызывают гипогликемический эффект у крыс со стрептозотоцин-индуцированным сахарным диабетом [11]. Очищенный от алкалоидов экстракт галеги лекарственной, содержащий фи-тол и флавоноиды, оказывает антиоксидант-ное и антирадикальное действие за счет инги-бирования перекисного окисления липидов у диабетических крыс [30]. Гуанидин, выделенный из экстракта галеги, увеличивает активность АМР-активированной протеинкиназы и увеличивает активность белка GLUT4 - переносчика глюкозы и обратный ее захват [16]. Экстракт галеги оказывает стимулирующее действие на PPAR у-рецепторы, которые играют важную роль в обмене жиров и гомео-стазе глюкозы [29], а также снижает массу тела экспериментальных животных [20; 22; 34].

Таким образом, анализ литературы свидетельствует, что описанные фитопрепараты, обладая выраженным метаболическим эффектом, могут быть использованы в качестве пищевой добавки для коррекции нарушений различных видов обмена при сахарном диабете и включены в рацион питания. Эксперименталь-

ISSN 2658-6762

ное обоснование этих предположений на основе исследования механизмов их действия позволит частично решить важную медико-социальную проблему профилактики распространения и лечения сахарного диабета.

Целью работы стало исследование механизма действия пищевых добавок в виде корневища растения Curcuma longa и порошка растения Galega orientalis для экспериментального обоснования возможности их применения в здоровом питании и коррекции нарушений углеводного обмена при сахарном диабете.

Материал и методы исследования

Для достижения поставленной цели были поставлены эксперименты на взрослых самцах крыс линии Wistar. Все животные были поделены на четыре группы. Первую группу (n = 6) - контрольную - составляли здоровые животные. Животным второй (n = 6), третьей (n = 6) и четвертой (n = 8) групп вводили в межлопаточную область 10%-й раствор аллоксана из расчета 0,1 мл/100 г массы тела для получения модели сахарного диабета, в то время как животным первой группы вводили физиологический раствор из того же расчета. Животных первой и второй групп содержали на стандартном корме, тогда как в корм животных третьей и четвертой групп добавляли порошок корневища куркумы или галеги из расчета 2 % от массы корма, соответственно. Растительные препараты получали путем ме-ханохимической обработки на базе ФГБНУ «ИХТТМ» СО РАН. Все группы животных находились в стандартных условиях вивария без ограничения потребления воды и пищи.

В течение послеинъекционного периода у всех крыс на 1, 3, 5, 7 и 9 сутки для определения содержания глюкозы брали пробы крови объемом 20 мкл путем надсечки хвоста.

http://sciforedu.ru

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

2019, том 9, № 1

Концентрацию глюкозы в крови определяли методом электрохимического ферментативного анализа на автоматическом анализаторе глюкозы Super GL (Dr. Muller, Германия).

В конце эксперимента (на 9 сутки после приема куркумы и галеги) у животных под эфирным наркозом из нижней полой вены в охлажденные и обработанные гепарином пробирки забирали пробы крови объемом 5 мл для определения концентрации гормонов (инсулина и кортикостерона) иммуноферментным методом с помощью стандартных наборов на планшетном ИФА-фотометре Multiskan FC (США), а также для оценки биохимических показателей, характеризующих белковый, липидный, углеводный и минеральный баланс плазмы крови, на биохимическом анализаторе Mindrey (Китай).

Для определения содержания гликогена забирали образцы печени с последующей постановкой ШИК-реакции по МакМанусу и измерением интенсивности окрашивания на спектрофотометре Spekol (Германия) при длине волны 430 нм.

Полученные результаты обрабатывали методами математической статистики с использованием пакета Microsoft Excel 2010 и Statistica 6.0 for Windows. Анализ проводили на основе расчета средних арифметических генеральных совокупностей (М), их ошибок (±m) и средних квадратичных отклонений (g). Для выявления значимости различий между контрольной и экспериментальной группами использовали критерий Вилкоксона-Манна-Уитни для независимых выборок, а в динамике наблюдения для каждой выборки - i-кри-терий Стьюдента [14].

Все эксперименты выполняли в соответствии с Международными рекомендациями по

ISSN 2658-6762

проведению биомедицинских исследований с использованием животных, принятыми Международным советом научных обществ (CIOMS) в 1985 г., со ст. XI Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964 г.) и правилами лабораторной практики в РФ (Приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003).

Результаты исследования

На первом этапе исследования для верификации развития сахарного диабета и оценки гипогликемической эффективности использования фитопрепаратов было проведено измерение концентрации глюкозы в цельной крови животных после инъекции аллоксана до и в динамике перорального приема куркумы и га-леги (табл. 1).

Было показано, что после инъекции ал-локсана содержание глюкозы в крови животных опытных групп уже на первые сутки наблюдения было достоверно выше, чем в контроле, что свидетельствовало о развитии сахарного диабета (табл. 1). Однако в течение всего периода наблюдения уровень глюкозы в крови животных третьей группы был ниже по сравнению с аналогичными показателями крыс второй и четвертой групп, употреблявших как стандартный корм, так и галегу, хотя и превышал показатели контрольных животных. Необходимо отметить, что на фоне приема порошка корневища Curcuma longa у животных уровень глюкозы в крови на 7 и 9 сутки эксперимента оказался достоверно ниже аналогичных показателей животных второй группы, в то время как прием галеги восточной практически не оказывал гипоглике-мического эффекта на протяжении всего периода наблюдения.

http://sciforedu.ru

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

2019, том 9, № 1 http://sciforedu.ru ISSN 2658-6762

Таблица 1

Концентрация глюкозы в крови крыс, ммоль/л (M ± m)

Table 1

Blood Glucose Concentration in Rats, mMol/l (M ± m)

№ Группа животных / Group of animals Фон / Background Сутки / Days

1 3 5 7 9

1 Контроль / Control 4,4 ± 0,3 3,6 ± 0,07 4,0 ± 0,2 4,4 ± 0,07 - -

2 СД / DM 6,1 ± 0,1 19,1 ± 1,7* 21,7 ± 1,3* 16,6 ± 1,2* 22,2 ± 2,1 18,0 ± 2,3

3 СД + куркума/ DM + Curcuma 5,5 ± 0,4 16,9 ± 1,7* 19,3 ± 2,8* 15,1 ± 2,2*A 14,5 ± 2,0A 13,6 ± 3,3A

4 СД + галега / DM + Galega 6,2 ± 0,2 19,7 ± 1,9* 20,4 ± 0,9* 20,8 ± 0,9* 17,1 ± 2,0 21,2 ± 2,9

Примечание (здесь и далее). СД - сахарный диабет; * - достоверные отличия от аналогичных показателей контрольной группы (p < 0,05); А - достоверные отличия между экспериментальными группами и второй группой (p < 0,05) Notes: (here and following). DM - diabetes mellitus; * - significant differences from similar parameters of control group (p < 0,05); А - significant differences between experimental groups and the second one (p < 0,05)

Существенную роль в поддержании го- крыс, получавших куркуму, было проанализи-

меостаза глюкозы в плазме могут играть про- ровано содержание гликогена в печени крыс

цессы гликогенеза. Для выяснения механиз- (табл. 2).

мов менее значительной гипергликемии у

Таблица 2

Содержание гликогена в печени крыс, мг/100 г влажного веса (М ± m)

Table 2

Glycogen Content in the Liver of Rats, mg/100 g wet weight (М ± m)

№ Группа животных / Содержание гликогена /

Group of animals Glycogen content

1 Контроль / Control 888,6 ± 45,2

2 СД / DM 457,6 ± 33,9*

3 СД + куркума / DM + Curcuma 748,7 ± 56,4A

4 СД + галега / DM + Galega 352,8 ± 61,8*

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

На фоне аллоксанового диабета уровень гликогена в печени был достоверно ниже показателей контрольной группы (табл. 2). Вероятно, это обусловлено нарушением синтеза гликогена при СД в результате снижения активности гликогенсинтетазы и ослабления процессов окисления глюкозы вследствие дефекта в пируватдегидрогеназном комплексе [3; 12]. Однако в печени у крыс третьей

группы содержание гликогена повышалось почти до контрольного уровня и достоверно отличалось от аналогичных показателей животных второй группы. Следует отметить, что у крыс на фоне приема галеги уровень гликогена также был достоверно ниже аналогичных показателей контрольной группы и не отличался от показателей животных с моделью СД, потреблявших стандартный корм. Вероятно,

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

213

Science for Education Today

2019, том 9, № 1

http://sciforedu.ru

ISSN 2658-6762

одним из механизмов более низкой концентрации глюкозы в крови при приеме куркумы является перераспределение углеводов между кровью и печенью за счет изменения активности процессов гликогенеза, в то время как га-лега восточная не оказывала влияния на данный процесс, о чем свидетельствуют высокие

показатели глюкозы в плазме крови у животных данной группы.

Поскольку в используемой модели сахарного диабета нарушается инкреторная функция поджелудочной железы, представлялось важным оценить изменения концентрации основных глюкорегуляторных гормонов у животных (табл. 3).

Таблица 3 Table 3

Концентрация гормонов в крови крыс с аллоксановым диабетом (М ± m) Concentration of Hormones in Blood of Alloxan-Induced Diabetic Rats (М ± m)

№ Группа животных / Инсулин, мЕ/мл Кортикостерон, нмоль/л

Group of animals Insulin, mE/ml Corticosterone, nmol/l

1 Контроль / Control 3,1 ± 0,2 80,04 ± 0,15

2 СД / DM 1,9 ± 0,2* 311,03 ± 39,4*

3 СД + куркума / DM + Curcuma 3,1 ± 0,8Д 198,4 ± 41,3*Д

4 СД + галега / DM + Galega 2,2 ± 0,5* 326,5 ± 33*

В результате исследования установлено, что на фоне аллоксанового диабета (вторая группа) уровень инсулина у животных был достоверно ниже аналогичных показателей контрольной группы животных, что совпадает с ранее полученными данными и подтверждает факт развития сахарного диабета. Однако на фоне приема порошка корневища куркумы (третья группа) уровень исследуемого гормона в плазме крыс повышался до контрольных значений и статистически значимо отличался от аналогичных показателей крыс второй группы (табл. 3). Галега способствовала лишь незначительному повышению концентрации инсулина по сравнению с аналогичным показателем животных, потреблявших стандартный корм.

Значительную роль в регуляции концентрации глюкозы в крови играют гормоны коры надпочечников - глюкокортикоиды [9-10]. Было отмечено достоверное повышение кор-тикостерона у крыс с аллоксановой моделью

диабета, находящихся на стандартном корме (вторая группа), что может свидетельствовать о наличии стресс-реакции в ответ на развитие изучаемой патологии у животных. При этом у крыс третьей группы (аллоксан + куркума) уровень кортикостерона статистически значимо был меньше аналогичных показателей животных с аллоксановым диабетом, потреблявших как стандартный корм, так и галегу.

Нарушения углеводного обмена очень часто сопровождаются изменениями липид-ного, белкового, минерального обменов [2425; 27; 33; 35; 38], поэтому на следующем этапе работы представлялось важным оценить содержание некоторых интегральных биохимических показателей плазмы у крыс с ал-локсановой моделью сахарного диабета до и после приема куркумы и галеги в качестве пищевых добавок (табл. 4).

Анализ полученных данных показал, что у экспериментальных животных второй группы, потреблявших стандартный корм,

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

2019, том 9, № 1 http://sciforedu.ru ISSN 2658-6762

происходило достоверное снижение по сравнению с контролем концентрации таких метаболитов, как липопротеиды высокой плотности, общий холестерин и общий белок, тогда как концентрация триглицеридов, креатинина, мочевины и альбуминов повышалась, что свидетельствует о нарушения в организме не только углеводного, но и жирового, и белкового метаболизма. Следует отметить, что

прием куркумы и галеги в качестве пищевых добавок способствовал нормализации таких показателей, как триглицериды, креатинин и мочевина, приближая их к контрольным значениям, тогда как на другие метаболические показатели фитопрепараты влияния не оказывали (табл. 4).

Биохимические показатели плазмы крови крыс, ммол/л (M ± m) Biochemical Parameters of Blood Plasma in Rats, mMol/l (M ± m)

Таблица 4 Table 4

№ Показатель/ Parameters Контроль/ Control СД / DM СД + куркума / DM + Curcuma СД + галега / DM + Galega

1 Липопротеиды высокой плотности / High Dencity Lipoproteins, HDL-C 1,08 ± 0,04 0,9 ± 0,03* 1,0 ± 0,07 0,9 ± 0,11

2 Липопротеиды низкой плотности / Low Dencity Lipoproteins, LDL-C 0,6 ± 0,05 0,5 ± 0,05 0,4 ± 0,04* 0,4 ± 0,03*

3 Общий холестерин / Total Cholesterol, TC 2,1 ± 0,11 1,6 ± 0,07* 1,5 ± 0,03* 1,4 ± 0,09*

4 Триглицериды / Triglycerids, TG 1,2 ± 0,1 3,3 ± 0,7* 1,4 ± 0,09A 1,3 ± 0,1A

5 Креатинин / Creatinine, Crea 77,3 ± 2,8 109,9 ± 6,8* 87,5 ± 4,3A 92,5 ± 4,4*A

6 Мочевина/ Urea 8,1 ± 0,4 18,3 ± 1,6* 9,0 ± 0,2A 8,2 ± 0,8A

7 Ca плазмы / Plasma Ca 2,3 ± 0,06 2,3 ± 0,1 2,6 ± 0,05 2,5 ± 0,08

8 Mg плазмы / Mg Plasma 1,1 ± 0,05 1,0 ± 0,1 1,0 ± 0,02 0,9 ± 0,09

9 Общий белок / Total Protein, TP 69,6 ± 1,7 41,0 ± 1,0* 39,2 ± 0,7* 38,6 ± 1,5*

10 Альбумины / Albumins, ALB 30,4 ± 0,7 39,0 ± 1,1* 36,4 ± 1,3* 36,5 ± 1,7*

Заключение

Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии корневища Curcuma longa на гомеостатические механизмы регуляции углеводного обмена при ал-локсан-индуцированном сахарном диабете, тогда как порошок растения Galega orientalis не показал улучшения исследуемых показателей. Важно подчеркнуть, что оба препарата способствовали нормализации при сахарном диабете содержания мочевины, креатинина и триглицеридов - основных метаболитов белкового и липидного метаболизма. Механизм

их действия на эти метаболические звенья требует дальнейшего изучения.

Результаты экспериментов дают обоснование рекомендовать порошок куркумы в качестве пищевой добавки как дополнительное средство для профилактики и коррекции гипергликемии при сахарном диабете, тогда как препарат галеги, в отличие от других ранее выполненных исследований, не показал своего гипогликемического эффекта.

Представленные литературные материалы и полученные экспериментальные данные

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

2019, том 9, № 1

http://sciforedu.ru

ISSN 2658-6762

дают основание для проведения просветитель- регающего поведения и включения в диету пи-

ской, профилактической и коррекционной ра- щевых добавок растительного происхожде-

боты по нормализации рациона питания как ния, особенно куркумы, как составной части

одного из ведущих компонентов здоровьесбе- противодиабетической терапии населения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аметов А. С. Уровень гликированного гемоглобина как значимый маркер полноценного гликемического контроля и предиктор поздних сосудистых осложнений сахарного диабета 2 типа // Русский медицинский журнал. - 2011. - № 13. - С. 832-837. URL: https://eli-brary.ru/item.asp?id=20168668

2. Венгеровский А. И., Якимова Т. В., Насанова О. Н. Влияние экстрактов лекарственных растений на функции и антиоксидантную защиту эритроцитов при экспериментальном сахарном диабете // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2016. - № 2. - С. 2933. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25795273

3. Гавровская Л. К., Рыжова О. В., Сафонова А. Ф., Александрова И. Я., Сапронов Н. С. Влияние таурина и тиоктацида на углеводный обмен и антиоксидантную систему крыс при экспериментальном диабете // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2008. -№ 3.- С. 34-35. DOI: http://dx.doi.org/10.30906/0869-2092-2008-71-3-34-35

4. Дедов И. И., Калашникова М. Ф., Белоусов Д. Ю., Колбин А. С., Рафальский В. В., Че-берда А. Е., Кантемирова М. А., Закиев В. Д., Фадеев В. В. Анализ стоимости болезни сахарного диабета 2 типа в Российской Федерации: результаты Российского многоцентрового наблюдательного фармако-эпидемиологического исследования ФОРСАЙТ-СД2 // Сахарный диабет. - 2017. - № 6. - С. 403-419. DOI: https://doi.org/10.14341/DM9278

5. Дедов И. И., Шестакова М. В., Викулова О. К., Железнякова А. В., Исаков М. А. Сахарный диабет в Российской Федерации: распространенность, заболеваемость, смертность, параметры углеводного обмена и структура сахароснижающей терапии по данным Федерального регистра сахарного диабета, статус 2017 г. // Сахарный диабет. - 2018. - № 3. - С. 144159. DOI: http://dx.doi.org/10.14341/DM9686

6. Дедов И. И., Шестакова М. В., Викулова О. К. Эпидемиология сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический анализ по данным Федерального регистра сахарного диабета // Сахарный диабет. - 2017. - № 1. - С. 13-41. DOI: http://dx.doi.org/10.14341/DM8664

7. Козлова А. П., Корощенко Г. А., Айзман Р. И. Какие компоненты растения Curcuma longa оказывают гипогликемический эффект при сахарном диабете? // Вестник Новосибирского государственного педагогического университета. - 2016. - № 3. - С. 167-175. DOI: http://dx.doi.org/10.15293/2226-3365.1603.15

8. Корощенко Г. А., Суботялов М. А., Герасёв А. Д., Айзман Р. И. Влияние корневища растения Curcuma longa на углеводный обмен крыс в эксперименте // Бюллетень сибирского отделения Российской академии медицинских наук. - 2011. - № 3. - С. 92-96. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17752589

9. Михайличенко В. Ю., Столяров С. С. Роль инсулярных и контринсулярных гормонов в патогенезе аллоксанового сахарного диабета у крыс в эксперименте // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 4. - С. 485. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23940326

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

216

Science for Education Today

2019, том 9, № 1

http://sciforedu.ru

ISSN 2658-6762

10. Михайличенко В. Ю., Пилипчук А. А. Патофизиологические особенности сердца у крыс с экспериментальным сахарным диабетом, осложненным инфарктом миокарда // Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. - 2017. - № 1. - С. 27-37. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=28840222

11. Останова H. А., Пряхина H. И. Некоторые фармакологические свойства надземной части Galega officinalis L. и G. orientalis Lam // Растительные ресурсы. - 2003. - № 4. - С. 119-129. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17080783

12. Согуйко Ю. Р., Кривко Ю. Я., Крикун Е. Н., Новиков О. О. Морфофункциональная характеристика печени крыс в норме и при сахарном диабете в эксперименте // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 1. - С. 52. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18828985

13. Тутельян В. А., Киселева Т. Л., Кочеткова А. А., Смирнова Е. А., Киселева М. А., Саркисян В. А. Перспективные источники фитонутриентов для специализированных пищевых продуктов с модифицированным углеводным профилем: опыт традиционной медицины // Вопросы питания. - 2016. - № 4. - С. 46-60. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=26486692

14. Трухачева Н. В. Математическая статистика в медико-биологических исследованиях с применением пакета Statistica: монография. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 384 с. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19561247

15. Чернявская И. В., Захарова А. А., Романова И. П., Кравчун Н. А. Фитотерапия в комплексном лечении сахарного диабета 2-го типа в сочетании с неалкогольной жировой болезнью печени // Новости медицины и фармации. - 2014. - № 20. - С. 18-19_m. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23147651

16. Якимова Т. В., Ухова Т. М., Буркова В. Н., Арбузов А. Г., Мозжелина Т. К., Сарати-ков А. С. Гипогликемическое действие экстракта из Galega officinalis (Fabaceae), культивируемой на Алтае // Растительные ресурсы. - 2005. - № 2. - С. 134-138. URL: https://eli-brary.ru/item.asp?id=9150200

17. Aguiar E. J., Morgan P. J., Collins C. E., Plotnikoff R. C., Young M. D., Callister R. Efficacy of the Type 2 Diabetes Prevention Using LifeStyle Education Program RCT // American Journal of Preventive Medicine. - 2016. - Vol. 50 (3). - P. 353-364. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ame-pre.2015.08.020

18. Aizman R. I., Koroshchenko G. A., Gajdarova A. P., Lukanina S. N., Subotyalov M. A. The

Mechanisms of PLANT Rhizome Curcuma Longa Action on Carbohydrate Metabolism in Alloxan - Induced Diabetes Mellitus Rats // American Journal of Biomedical Research. - 2015. -Vol. 3, Issue 1. - Р. 1-5. DOI: http://dx.doi.org/10.12691/ajbr-3-1-1 URL: http://www.sci-epub.com/ajbr/abstract/3936

19. Babu P. S., Srinivasan K. Hypolipidemic action оf curcumin, the active principle of turmeric (Curcuma longa) in streptozotocin induced diabetic rats // Molecular and Cellular Biochemistry. -1997. - Vol. 166, Issue 1-2. - P. 169-175. DOI: http://dx.doi.org/10.1023/A:1006819605211

20. Christensen K. B., Minet A., Svenstrup H., Grevsen K., Zhang H., Schrader E., Rimbach G., Wein S., Wolffram S., Kristiansen K., Christensen L. P. Identification of plant extracts with potential antidiabetic properties: effect on human peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR), adipocyte differentiation and insulin-stimulated glucose uptake // Phytotherapy research. -2009. - Vol. 23, Issue 9. - Р. 1316-1325. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/ptr.2782

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

Science for Education Today

2019, том 9, № 1

http://sciforedu.ru

ISSN 2658-6762

21. Chuengsamarn S., Rattanamongkolgul S., Luechapudiporn R., Phisalaphong C., Jirawatnotai S. Curcumin extract for prevention of type 2 diabetes // Diabetes Care. - 2012. - Vol. 35 (11). -P. 2121-2127. DOI: http://dx.doi.org/10.2337/dc12-0116

22. Coxon G. D., Furman B. L., Harvey A. L., McTavish J., Mooney M. H., Arastoo M., Kennedy A. R., Tettey J. M., Waigh R. D. Benzylguanidines and other galegine analogues inducing weight loss in mice // Journal of Medicinal Chemistry. - 2009. - Vol. 52, Issue 11. - P. 3457-3463. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jm8011933

23. Ford C. N., Weber M. B., Staimez L. R., Anjana R. M., Lakshmi K., Mohan V., Narayan K. M. V., Harish R. Dietary changes in a diabetes prevention intervention among people with prediabetes: the Diabetes Community Lifestyle Improvement Program trial // Acta Diabetologica. -2018. Online First. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00592-018-1249-1

24. Gargavu S. R., Clenciu D., Rosu M. M., Tenea-Cojan T. S., Costache A., Vladu I. M., Mota M. The Assessment of Life Style and the Visceral Adiposity Index as Cardiometabolic Risk Factors // Arch Balk Med Union. - 2018. - Vol. 53 (2). - P. 189-195. DOI: http://dx.doi.org/10.31688/ABMU.2018.53.2.02

25. Goswami K., Gandhe M. Evolution of metabolic syndrome and its biomarkers // Diabetes and Metabolic Syndrome: Clinical Research and Reviews. - 2018. - Vol. 12, Issue 6. - P. 1071-1074. DOI: http://dx.doi.org/10.1016Zj.dsx.2018.06.027

26. Jimenez-Osorio A. S., Monroy A., Alavez S. Curcumin and insulin resistance - Molecular targets and clinical evidences // Biofactors. - 2016. - Vol. 42, Issue 6. - P. 561-580. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/biof.1302

27. Korzeniowska K., Derkowska I., Zalinska M., Remesz A., Kmiec A., Mysliwiec M. Changes in Diet and Lifestyle may Lower the Risk of Type 1 Diabetes Mellitus in Children-Environmental Factors Influencing Type 1 Diabetes Mellitus Morbidity // Journal of Diabetes and Metabolism. -2016. - Vol. 7. - P. 716. DOI: http://dx.doi.org/10.4172/2155-6156.1000716

28. Ley S. H., Hamdy O., Mohan V., Hu F. B. Prevention and management of type 2 diabetes: dietary components and nutritional strategies // Lancet. - 2014. - Vol. 383, Issue 9933. - P. 1999-2007. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(14)60613-9

29. Lui T. N., Tsao C. W., Huang S. Y., Chang C. H., Cheng J. T. Activation of imidazoline I2B receptors is linked with AMP kinase pathway to increase glucose uptake in cultured C2C12 cells // Neuroscience letters. - 2010. - Vol. 474, Issue 3. - P. 144-147. DOI: http: //dx.doi .org/10.1016/j.neulet.2010.03.024

30. Lupak M. I. KhokhlaM. R., Hachkova G. Ya., Kanyuka O. P., Klymyshyn N. I., Chajka Ya. P., Skybitska M. I., Sybirna N. O. The alkaloid-free fraction from Galega officinalis extract prevents oxidative stress under experimental diabetes mellitus // Ukrainian biochemical journal. - 2015. -Vol. 87, Issue 4. - P. 78-86. DOI: http://dx.doi.org/10.15407/ubj87.04.078

31. Newman D. J., Cragg G. M. Natural products as sources of new drugs from 1981 to 2014 // Journal of natural products. - 2016. - Vol. 79, Issue 3. - P. 629-661. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/acs.jnatprod.5b01055

32. Newman D. J., Cragg G. M., Snader K. M. The influence of natural products upon drug discovery // Natural product reports. - 2000. - Vol. 17, Issue 3. - P. 215-234. DOI: http://dx.doi.org/10.1039/A902202 PMID: 10888010

33. Meenu V., Gayathry M. S., Gisna J., Shalini S. D., Roshni P. R., Remya R. A study on comorbidities and life style associated with diabetes patients. // International Research Journal of Pharmacy. - 2013. - Vol. 4 (5). - P. 148-149. DOI: http://dx.doi.org/10.7897/2230-8407.04530

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

Science for Education Today

2019, том 9, № 1

http://sciforedu.ru

ISSN 2658-6762

34. Mooney M. H., Fogarty S., Stevenson C., Gallagher A. M., Palit P., Hawley S. A., Hardie D. G., Coxon G. D., Waigh R. D., Tate R. J., Harvey A. L., Furman B. L. Mechanisms underlying the metabolic actions of galegine that contribute to weight loss in mice // British journal of pharmacology. - 2008. - Vol. 153, Issue 8. - P. 1669-1677. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/bjp.2008.37

35. Mousavi S. M., Milajerdi A., Varkaneh H. K., Gorjipour M. M., Esmaillzadeh A. The effects of curcumin supplementation on body weight, body mass index and waist circumference: a systematic review and dose-response meta-analysis of randomized controlled trials // Critical Review of Food Science and Nutrition. - 2018. Latest Articles. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2018.1517724

36. Pereira M. G. Beyond Life Style Interventions in Type 2 Diabetes // Revista Latino-Americana de Enfermagem. - 2016. - Vol. 24. - P. e2765. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1518-8345.0000.2765

37. Slentz C. A., Bateman L. A., Willis L. H., Granville E. O., Piner L. W., Samsa G. P., Setji T. L., Muehlbauer M. J., Huffman K. M., Bales C. W., Kraus W. E. Effects of exercise training alone vs a combined exercise and nutritional lifestyle intervention on glucose homeostasis in prediabetic individuals: a randomised controlled trial // Diabetologia. - 2016. - Vol. 59 (10). - P. 2088-2098. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00125-016-4051-z

38. Subramaniam S., Dhillon J. S., Ahmad M. S., Leong J. W. S, Teoh C., Huang C. S. Eliciting User Requirements to Design a Prediabetes Self-care Application: A Focus Group Study with Prediabetics and Diabetics // Indian Journal of Science and Technology. - 2016. - Vol. 9, Special issue 1. - P. 1-8. DOI: 10.17485/ijst/2016/v9iS1/106819

39. Xi P., Liu R. H. Whole food approach for type 2 diabetes prevention // Molecular Nutrition and Food Research. - 2016. - Vol. 60 (8). - P. 1819-1836. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/mnfr.201500963

40. Yan C., Zhang Y., Zhang X., Aa J., Wang G., Xie Y. Curcumin regulates endogenous and exogenous metabolism via Nrf2-FXR-LXR pathway in NAFLD mice // Biomedical and Pharmacotherapy. - 2018. - Vol. 105. - P. 274-281. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1016/j.biopha.2018.05.135

41. Zhang H., Wei J., Xue R., Wu J. D., Zhao W., Wang Z. Z., Wang S. K., Zhou Z. X., Song D. Q., Wang Y. M., Pan H. N., Kong W. J., Jiang J. D. Berberine lowers blood glucose in type 2 diabetes mellitus patients through increasing insulin receptor expression // Metabolism. - 2010. -Vol. 59 (2). - P. 285-292. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1016/j.metabol.2009.07.029

42. Zhang Z., Li K. Curcumin attenuates high glucose-induced inflammatory injury through the reactive oxygen species-phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B-nuclear factor-KB signaling pathway in rat thoracic aorta endothelial cells // Journal of Diabetes Investigation. - 2018. - Vol. 9 (4). -P. 731-740. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/jdi.12767

© 2011—2019 Science for Education Today (до 2018: Вестник Новосибирского государственного педагогического университета)

2019, Vol. 9, No. 1 http://en.sciforedu.ru/ ISSN 2658-6762

DOI: 10.15293/2658-6762.1901.13

Anna Pavlovna Kozlova,

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Department of Anatomy, Physiology and Life Safety, Novosibirsk State Pedagogical University, Novosibirsk, Russian Federation. ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-4819-5911 E-mail: [email protected] Galina Anatolyevna Koroschenko,

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Department of Anatomy, Physiology and Life Safety, Novosibirsk State Pedagogical University, Novosibirsk, Russian Federation. ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-8357-8283 E-mail: [email protected] Igor Olegovich Lomovsky,

Candidate of Chemical Sciences, Assistance Head, Laboratory of Solid State Chemistry,

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russian Federation. ORCID ID: http://orcid.org/0000-0001-8269-033X E-mail: [email protected] Mikhail Sergeevich Golovin,

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Department of Anatomy, Physiology and Life Safety, Novosibirsk State Pedagogical University, Novosibirsk, Russian Federation. ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-8573-856X E-mail: [email protected] Elizaveta Igorevna Gordeeva, Graduate Student,

Department of Anatomy, Physiology and Life Safety, Novosibirsk State Pedagogical University, Novosibirsk, Russian Federation. ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-3288-5259 E-mail: [email protected] Svetlana Anatolyevna Nedovesova, Graduate Student,

Department of Anatomy, Physiology and Life Safety, Novosibirsk State Pedagogical University, Novosibirsk, Russian Federation. ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-2402-1792 E-mail: [email protected] Roman Idelevich Aizman,

Doctor of Biological Sciences, Professor, Head,

Department of Anatomy, Physiology and Life Safety, Novosibirsk State Pedagogical University, Novosibirsk, Russian Federation. ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-7776-4768 E-mail: [email protected]

© Science for Education Today (Previous name: NSPU Bulletin)

2019, Vol. 9, No. 1

http://en.sciforedu.ru/

ISSN 2658-6762

Prevention and correction of carbohydrate metabolism disorders in diabetes mellitus as a medical and social problem of building a healthy lifestyle: An experimental rationale

Introduction. Currently, diabetes is a serious medical and social problem for national security of all countries due to the progressive increase in morbidity and mortality. Unhealthy lifestyle, characterized by wrong diet, low physical activity and mental stress is considered as one of the leading causes of diabetes, especially type II. In this regard, promoting healthy behavior can contribute to prevention and correction of carbohydrate metabolism disorders. Various food (dietary) supplements, having beneficial biological effect, can be considered as components of a healthy diet.

The aim of this research was to study the mechanism of action of such food supplements as Curcuma longa rhizomes and the powder of Galega orientalis for experimental justification of their use in healthy nutrition and correction of carbohydrate metabolism disorders in diabetes mellitus.

Materials and methods. The study was conducted in adult male Wistar rats. All animals were divided into 4 groups: a control one and three groups of rats with an experimental alloxan-induced model of diabetes mellitus (DM). Animals of the 1-st and the 2-nd groups were kept on standard diet, while rats of the 3-rd and the 4-th groups were fed turmeric powder or Galega (2 per cent of the feed). During the observation, the blood glucose concentration was measured (using the method of electrochemical enzymatic analysis). At the end of the experiment, the researchers measured insulin and corticosterone concentrations by ELISA method; blood biochemical parameters (using an automatic analyzer); and liver glycogen content (using the Schick reaction according to MacManus). Herbal preparations were produced by mechanochemical method on the basis of Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science.

Results. It has been established that intake of Curcuma longa in rats with diabetes, compared to animals that consumed standard feed and feed with Galega orientalis powder, caused a less pronounced increase in blood glucose concentration due to increased insulin concentration and lower plasma corticosterone concentration and glycogen accumulation in the liver. Intake of both herbal preparations also contributed to the improvement of lipid and protein metabolism, such as triglycerides, creatinine and urea, whereas more pronounced metabolic disorders' of all types of metabolism were observed in experimental animals of the second group 2.

Conclusions. The obtained results substantiate using food supplements containing Curcuma longa rhizome and, to a lesser extent, Galega orientalis for correction of carbohydrate, protein and fat metabolism in diabetes and, consequently, adding them to the diet as a component of healthy nutrition for prevention of carbohydrate metabolism disorders.

Diabetes mellitus; Metabolism; Food supplements; Turmeric; Galega; Lifestyle; Medical and social problem.

Acknowledgements

The study was financial support of Russian Science Foundation (project No. 16-13-10200).

1. Ametov A. S. The level of glycated hemoglobin as a significant marker of high-grade glycemic control and a predictor of late vascular complications of diabetes mellitus type 2. Russian Medical

© Science for Education Today (Previous name: NSPU Bulletin)

Abstract

Keywords

REFERENCES

221

2019, Vol. 9, No. 1

http://en.sciforedu.ru/

ISSN 2658-6762

Journal, 2011, vol. 19 (13), pp. 832-837. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=20168668

2. Vengerovskii A. I., Yakimova T. V., Nasanova O. N. Influence of medicinal plant extracts on the functions and antioxidant protection of erythrocytes in rats with experimental diabetes mellitus. Experimental and Clinical Pharmacology, 2016, vol. 79 (2), pp. 29-33. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=25795273

3. Gavrovskaya L. K., Ryzhova O. V., Safonova A. F., Aleksandrova I. Ya., Sapronov N. S. Effect of taurine and thioctacide on carbohydrate metabolism and antioxydant system in rats with experimental diabetes. Experimental and Clinical Pharmacology, 2008, vol. 71 (3), pp. 34-35. (In Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.30906/0869-2092-2008-71-3-34-35

4. Dedov I. I., Kalashnikova M. F., Belousov D. Y., Kolbin A. S., Rafalskiy V. V., Cheberda A. E., Kantemirova M. A., Zakiev V. D., Fadeyev V. V. Cost-of-Illness Analysis of Type 2 Diabetes mellitus in the Russian Federation: Results from Russian multicenter observational pharmacoepidemiologic study of diabetes care for patients with type 2 diabetes mellitus (FORSIGHT-T2DM). Diabetes Mellitus, 2017, vol. 20 (6), pp. 403-419. (In Russian) DOI: https://doi.org/10.14341/DM9278

5. Dedov I. I., Shestakova M. V., Vikulova O. K., Zheleznyakova A. V., Isakov M. A. Diabetes mellitus in Russian Federation: Prevalence, morbidity, mortality, parameters of glycaemic control and structure of glucose lowering therapy according to the federal diabetes register, status 2017. Diabetes Mellitus, 2018, vol. 21 (3), pp. 144-159. (In Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.14341/DM9686

6. Dedov I. I., Shestakova M. V., Vikulova O. K. Epidemiology of diabetes mellitus in Russian Federation: clinical and statistical report according to the federal diabetes registry. Diabetes Mellitus, 2017, vol. 20 (1), pp. 13-41. (In Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.14341/DM8664

7. Kozlova A. P., Koroshchenko G. A., Aizman R. I. What components of plant curcuma longa provide hypoglycemic effect in diabetes mellitus? Novosibirsk State Pedagogical University Bulletin, 2016, vol. 6 (3), pp. 167-175. (In Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.15293/2226-3365.1603.15

8. Koroshchenko G. A., Subotyalov M. A., Gerasev A. D., Aisman R. I. Influence of a rhizome of plant curcuma longa on a carbohydrate balance in experiments on rats. Bulletin of Siberian Branch of Russian Academy of Medical Sciences, 2011, vol. 31 (3), pp. 92-96. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17752589

9. Mikhaylichenko V. Yu., Stolyarov S. S. Role of insular and contra-insular hormones in the pathogenesis of alloxan diabetes in rats in the experiment. Modern Problems of Science and Education, 2015, no. 4, pp. 485. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23940326

10. Mikhailichenko V. Yu., Pilipchuk A. A. Pathophysiological features of the heart in rats with experimental diabetes mellitus complicated by myocardial infarction. Crimea Journal of Experimental and Clinical Medicine, 2017, vol. 7 (1), pp. 27-37. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=28840222

11. Ostanova N. A., Pijakhina N. I. Some pharmacological properties of above-ground part of galega Officinalis L. and G. Orientalis Lam. Rastitelnye Resursy, 2003, vol. 39 (4), pp. 119-129. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=17080783

12. Sogujko Y. R., Krivko Y. Y., Krikun E. N., Novikov O. O. MorphofUnctional characteristics of rat liver in norm and diabetes in experiment. Modern Problems of Science and Education, 2013, no. 1, pp. 52. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=18828985

© Science for Education Today (Previous name: NSPU Bulletin)

222

2019, Vol. 9, No. 1 http://en.sciforedu.ru/ ISSN 2658-6762

13. Tutelyan V. A., Kiseleva T. L., Kochetkova A. A., Smirnova E. A., Kiseleva M. A., Sarkisyan V. A. Promising source of micronutrients for specialized foods with modified carbohydrate profile: traditional medicine experience. Problems of Nutrition, 2016, vol. 85 (4), pp. 46-60. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=26486692

14. Truhacheva N. V. Mathematical statistics in biomedical research using the Statistica package. Moscow, GEOTAR-Media Publ., 2012, 384 p. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19561247

15. Chernyavskaya I. V., Zakharova A. A., Romanova I. P., Kravchun N. A. Phytotherapy in the complex treatment of type 2 diabetes mellitus in combination with non-alcoholic fatty liver disease. News of Medicine and Pharmacy, 2014, no. 20, pp. 18-19_m. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23147651

16. Yakimova T. V., Ukhova T. M., Burkova V. N., Arbuzov A. G., Mozzhelina T. K., Saratikov A. S. Hypoglycemic effect of the extract from Galega Officinalis (Fabaceae), cultivated in Altai. Rastitelnye Resursy, 2005, vol. 41 (2), pp. 134-138. (In Russian) URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=9150200

17. Aguiar E. J., Morgan P. J., Collins C. E., Plotnikoff R. C., Young M. D., Callister R. Efficacy of the type 2 diabetes prevention using lifestyle education program RCT. American Journal of Preventive Medicine, 2016, vol. 50 (3), pp. 353-364. DOI: http://dx.doi.org/10.1016Zj.amepre.2015.08.020

18. Aizman R. I., Koroshchenko G. A., Gajdarova A. P., Lukanina S. N., Subotyalov M. A. The Mechanisms of PLANT rhizome curcuma longa action on carbohydrate metabolism in alloxan - induced diabetes mellitus rats. American Journal of Biomedical Research, 2015, vol. 3, issue 1, pp. 1-5. DOI: http://dx.doi.org/10.12691/ajbr-3-1-1 URL: http: //www .sciepub. com/aj br/abstract/3936

19. Babu P. S., Srinivasan K. Hypolipidemic action of curcumin, the active principle of turmeric (Curcuma longa) in streptozotocin induced diabetic rats. Molecular and Cellular Biochemistry, 1997, vol. 166, issue 1-2, pp. 169-175. DOI: http://dx.doi.org/10.1023/A:1006819605211

20. Christensen K. B., Minet A., Svenstrup H., Grevsen K., Zhang H., Schrader E., Rimbach G., Wein S., Wolffram S., Kristiansen K., Christensen L. P. Identification of plant extracts with potential antidiabetic properties: effect on human peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR), adipocyte differentiation and insulin-stimulated glucose uptake. Phytotherapy Research, 2009, vol. 23, issue 9, pp. 1316-1325. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/ptr.2782

21. Chuengsamarn S., Rattanamongkolgul S., Luechapudiporn R., Phisalaphong C., Jirawatnotai S. Curcumin extract for prevention of type 2 diabetes. Diabetes Care, 2012, vol. 35 (11), pp. 21212127. DOI: http://dx.doi.org/10.2337/dc12-0116

22. Coxon G. D., Furman B. L., Harvey A. L., McTavish J., Mooney M. H., Arastoo M., Kennedy A. R., Tettey J. M., Waigh R. D. Benzylguanidines and other galegine analogues inducing weight loss in mice. Journal of Medicinal Chemistry, 2009, vol. 52, issue 11, pp. 3457-3463. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/jm8011933

23. Ford C. N., Weber M. B., Staimez L. R., Anjana R. M., Lakshmi K., Mohan V., Narayan K. M. V., Harish R. Dietary changes in a diabetes prevention intervention among people with prediabetes: the Diabetes Community Lifestyle Improvement Program trial. Acta Diabetologica, 2018. Online First. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00592-018-1249-1

24. Gargavu S. R., Clenciu D., Rosu M. M., Tenea-Cojan T. S., Costache A., Vladu I. M., Mota M. The assessment of life style and the visceral adiposity index as cardiometabolic risk factors. Arch

© Science for Education Today (Previous name: NSPU Bulletin)

2019, Vol. 9, No. 1

http://en.sciforedu.ru/

ISSN 2658-6762

Balk Med Union, 2018, vol. 53 (2), pp. 189-195. DOI: http://dx.doi.org/10.31688/ABMU.2018.53.2.02

25. Goswami K., Gandhe M. Evolution of metabolic syndrome and its biomarkers. Diabetes and Metabolic Syndrome: Clinical Research and Reviews, 2018, vol. 12, issue 6, pp. 1071-1074. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.dsx.2018.06.027

26. Jimenez-Osorio A. S., Monroy A., Alavez S. Curcumin and insulin resistance - Molecular targets and clinical evidences. Biofactors, 2016, vol. 42, issue 6, pp. 561-580. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/biof.1302

27. Korzeniowska K., Derkowska I., Zalinska M., Remesz A., Kmiec A., Mysliwiec M. Changes in diet and lifestyle may lower the risk of type 1 diabetes mellitus in children-environmental factors influencing type 1 diabetes mellitus morbidity. Journal of Diabetes and Metabolism, 2016, vol. 7, pp. 716. DOI: http://dx.doi.org/10.4172/2155-6156.1000716

28. Ley S. H., Hamdy O., Mohan V., Hu F. B. Prevention and management of type 2 diabetes: dietary components and nutritional strategies. Lancet, 2014, vol. 383, issue 9933, pp. 1999-2007. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(14)60613-9

29. Lui T. N., Tsao C. W., Huang S. Y., Chang C. H., Cheng J. T. Activation of imidazoline I2B receptors is linked with AMP kinase pathway to increase glucose uptake in cultured C2C12 cells. Neuroscience letters, 2010, vol. 474, issue 3, pp. 144-147. DOI: http: //dx.doi .org/10.1016/j.neulet.2010.03.024

30. Lupak M. I. Khokhla M. R., Hachkova G. Ya., Kanyuka O. P., Klymyshyn N. I., Chajka Ya. P., Skybitska M. I., Sybirna N. O. The alkaloid-free fraction from Galega officinalis extract prevents oxidative stress under experimental diabetes mellitus. Ukrainian Biochemical Journal, 2015, vol. 87, issue 4, pp. 78-86. DOI: http://dx.doi.org/10.15407/ubj87.04.078

31. Newman D. J., Cragg G. M. Natural products as sources of new drugs from 1981 to 2014. Journal of Natural Products, 2016, vol. 79, issue 3, pp. 629-661. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/acs.jnatprod.5b01055

32. Newman D. J., Cragg G. M., Snader K. M. The influence of natural products upon drug discovery. Natural Product Reports, 2000, vol. 17, issue 3, pp. 215-234. DOI: http://dx.doi.org/10.1039/A902202 PMID: 10888010

33. Meenu V., Gayathry M. S., Gisna J., Shalini S. D., Roshni P. R., Remya R. A study on comorbidities and life style associated with diabetes patients. International Research Journal of Pharmacy, 2013, vol. 4 (5), pp. 148-149. DOI: http://dx.doi.org/10.7897/2230-8407.04530

34. Mooney M. H., Fogarty S., Stevenson C., Gallagher A. M., Palit P., Hawley S. A., Hardie D. G., Coxon G. D., Waigh R. D., Tate R. J., Harvey A. L., Furman B. L. Mechanisms underlying the metabolic actions of galegine that contribute to weight loss in mice. British Journal of Pharmacology, 2008, vol. 153, issue 8, pp. 1669-1677. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/bjp.2008.37

35. Mousavi S. M., Milajerdi A., Varkaneh H. K., Gorjipour M. M., Esmaillzadeh A. The effects of curcumin supplementation on body weight, body mass index and waist circumference: a systematic review and dose-response meta-analysis of randomized controlled trials. Critical Review of Food Science and Nutrition, 2018. Latest Articles. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/10408398.2018.1517724

36. Pereira M. G. Beyond life style interventions in type 2 diabetes. Revista Latino-Americana de Enfermagem, 2016, vol. 24, pp. e2765. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/1518-8345.0000.2765

37. Slentz C. A., Bateman L. A., Willis L. H., Granville E. O., Piner L. W., Samsa G. P., Setji T. L., Muehlbauer M. J., Huffman K. M., Bales C. W., Kraus W. E. Effects of exercise training alone vs a combined exercise and nutritional lifestyle intervention on glucose homeostasis in prediabetic

© Science for Education Today (Previous name: NSPU Bulletin)

224

2019, Vol. 9, No. 1

http://en.sciforedu.ru/

ISSN 2658-6762

individuals: a randomised controlled trial. Diabetologia, 2016, vol. 59 (10), pp. 2088-2098. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s00125-016-4051-z

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

38. Subramaniam S., Dhillon J. S., Ahmad M. S., Leong J. W. S, Teoh C., Huang C. S. Eliciting user requirements to design a prediabetes self-care application: A focus group study with prediabetics and diabetics. Indian Journal of Science and Technology, 2016, vol. 9, special issue 1, pp. 1-8. DOI: 10.17485/ijst/2016/v9iS1/106819

39. Xi P., Liu R. H. Whole food approach for type 2 diabetes prevention. Molecular Nutrition and Food Research, 2016, vol. 60 (8), pp. 1819-1836. DOI: http://dx.doi.org/10.1002/mnfr.201500963

40. Yan C., Zhang Y., Zhang X., Aa J., Wang G., Xie Y. Curcumin regulates endogenous and exogenous metabolism via Nrf2-FXR-LXR pathway in NAFLD mice. Biomedical and Pharmacotherapy, 2018, vol. 105, pp. 274-281. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1016/j .biopha.2018.05.135

41. Zhang H., Wei J., Xue R., Wu J. D., Zhao W., Wang Z. Z., Wang S. K., Zhou Z. X., Song D. Q., Wang Y. M., Pan H. N., Kong W. J., Jiang J. D. Berberine lowers blood glucose in type 2 diabetes mellitus patients through increasing insulin receptor expression. Metabolism, 2010, vol. 59 (2), p. 285-292. DOI: http://dx.doi.org/ 10.1016/j.metabol.2009.07.029

42. Zhang Z., Li K. Curcumin attenuates high glucose-induced inflammatory injury through the reactive oxygen species-phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B-nuclear factor-KB signaling pathway in rat thoracic aorta endothelial cells. Journal of Diabetes Investigation, 2018, vol. 9 (4), pp. 731-740. DOI: http://dx.doi.org/10.1111/jdi.12767

Submitted: 11 December 2018 Accepted: 09 January 2019 Published: 28 February 2019

© ®

This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. (CC BY 4.0).

© Science for Education Today (Previous name: NSPU Bulletin)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.