CC BY
10Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 24 (63). 2011. № 2. С. 117-123.
УДК 001.891:[577.114-021.632:599.323.4]
ВИВЧЕННЯ ВПЛИВУ ВИСОКОВУГЛЕВОДНИХ ДОБАВОК НА СТАН ЩУР1В З 1НДУКОВАНИМ АЛЛОКСАНОМ Д1АБЕТОМ
Данилова А.О., Запорожченко О.В.
Одеський нащональнийуныерситет ím М.Мечникова, Одеса, Украгна
E-mail: olgaivdan@mail.ru
Вивчено вплив бюлопчно активних добавок (БАД) на основш фiзiологiчнi i бiохiмiчнi показники щурiв з шдукованим аллоксаном цукровим дiабетом. З'ясовано, що всi дослiдженi БАД зменшують вмiст глюкози в сироватщ кровi щурiв з алллоксановим дiабетом, причому профiлактичне годування тварин препаратами дозволяе зменшити токсичний вплив аллоксану. Найбiльш ефективним е препарат з введенням пробiотичних мiкроорганiзмiв, що виявляеться як у незначному пiдвищеннi базального рiвня глюкози в сироватцi кров^ так i при проведеннi ГТТ. Km4aei слова: БАД, алоксановий дiабет, голюкозотолерантний тест (ГТТ).
ВСТУП
В останне десятилггтя зростае штерес до альтернативных метод1в лшування й профшактики захворювань. Особливо популярними стали засоби рослинного походження й бюлопчно активш добавки до mi (БАД). БАД виготовляються переважно з рослинно! сировини, включають до 1'х складу комплекси вгамшв i/або м1нерал1в, а також rnmi компоненти (ферменти, харчов1 волокна (ХВ), водоросл, продукти бджшьництва, переробки м'ясо-молочно! сировини i т.д.). Як правило, виробники рекомендують застосовувати 1'х у якосп загально змщнювальних, заспокшливих, корригуючих засоб1в i т.п. [1-3].
Цукровий д1абет - захворювання, що в наш час називають "нешфекцшною пандем1ею". На цю хворобу страждае 2,8 % жител1в планети, а в 2030 рощ очшуеться рют цього показника до 4,4 % [4-8]. Найпоширешшою моделлю цукрового д1абету, пов'язаною з розвитком вшьнорадикального окислювання в бета -клгтинах тдшлунково! залози, е алоксановий д1абет [9-13]. Алоксан у вщповщних дозах викликае загибель шсулшпродукуючих Р-клгтин в остр1вках тдшлунково! залози in vivo, що пов'язуеться ¡з продукуванням у позаклгтинному середовищ1 й безпосередньо в Р-клгтинах супероксидних радикашв (О2 ). В остр1вках Р-клгтин тдшлунково! залози алоксан вщновлюеться до д1алур1ново! кислоти, i тсля його автоокислення утворюються О2— i перекис водню (як продукт ферментативного дисмування О2) [9].
Метою роботи було дослщження дп високовуглеводних БАД на основш фiзiологiчнi i бiохiмiчнi показники щурiв з шдукованим алоксаном цукровим дiабетом.
МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ
Нами вивчалися наступт БАД: буряковий жом (БурЖ) i видшет iз нього харчовi волокна - ХВБурЖ, а також препарат iз введенням пробiaтичних мiкроорганiзмiв (лактобактерiй), насаджених на ХВБурЖ, якi були люб'язно наданi спiвробiтниками Одесько! нащонально! академп харчових технологiй. Тварин в експерименп у кiлькостi 4-х груп утримували на рацiонi вiварiю, БАД додавали у юлькосп 10 % до рацюну.
Алоксановий дiабет викликали шляхом внутршньочеревного введення 5 % розчину алоксанпдрату фiрми "Хемапол" у юлькосп 10, 15, 20 мг/ 100 г ваги тварини, що узгоджуеться iз загальноприйнятими методиками iндукування дiабету.
На протязi всього експерименту контролювали загальний стан тварин, визначали рiвень глюкози в кровi та проводили глюкозотолерантний тест (ГТТ) за допомогою тест-систем глюкозиметра Бюпаше Rightest™ ОМ 300 (Швейцар1я).
Вмiст цукру в кровi при проведеннi ГТТ визначали натще, пiсля годування i пiд навантаженням. Кров вiдбирали через кожнi 15 хв на протязi 2 год тсля годування або введення усередину у шлунок через зонд глюкози з розрахунку 5 г/кг ваги щура.
Дослщ проводили за схемою (див. табл. 1).
Таблиця 1
Схема проведення дослав
Номер групи Рацюн Номер тдгрупи Доза введеного алоксану, мг/100 г ваги
1 —
I Загальновiварiйний 2 10
(ЗВ) 3 10 + 15
4 20
1 —
II ЗВ + БурЖ 2 10
3 10 + 15
4 20
1 —
III ЗВ + ХВБурЖ 2 10
3 10 + 15
4 20
1 —
IV ЗВ + ХВБурЖ-лакто 2 10
3 10 + 15
4 20
Забiр кровi для бiохiмiчних i морфологiчних дослщжень проводився iз хвостово! вени з перюдичшстю 3-5 днiв. При проведенш ГТТ забiр кровi здiйснювали через 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150 хвилин тсля прийняття глюкози. У ходi експерименту контролювався так само базальний рiвень глюкози сироватки кровi у всiх груп щурiв i рiвень глюкози тсля прийому !жг
Кожна група тварин отримувала вщповщний рацюн на протязi 30 дшв. Щури 2! i 3-! груп були на профiлактичному годуванш БАД на протязi 30 дшв до введення алоксану, тварини 4-! групи почали отримували БАД вщразу тсля введення алоксану без профшактичного годування.
Експериментальнi данi обробляли за допомогою пакету програм Ехсе1 97.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Рацiони iз введенням БурЖ, ХВБурЖ i ХВБурЖ-лакто не впливають негативно на розвиток тварин. Поводження тварин так само не перетерпшо шяких змiн, негативного впливу на метаболiзм мiкрофлори кишечника не виявлено.
Змши ваги щурiв всiх груп через 10, представлен! на Рисунку 1.
20, 30 дшв тсля початку експерименту
§ 100
90
■тр
о К Н т
ег-
а.
со
80 70 60 50 40 30 20 10
10
20
III 112
30
Групи тварин 11 3 И14 а)
30
Групи тварин П 2 ЕШ 3 ШП4
б)
30
Групи тварин ЫIV 1 ШIV 2 13IV 3 ШIV 4
Рис. 1. Динамша змiн ваги експериментальних щурiв у вiдсотках (%) вщ початково! ваги на протязi 10 днiв, 20 днiв, 30 дшв на рацюнах: а) ЗВ, б) БурЖ, в) ХВБурЖ, г)ХВБурЖ-лакто
Як видно з рисунку, динамша росту тварин не порушувалась, лише в групах I 2, I 3, I 4 з аллоксановим дiабетом зростання ваги було бшьш штенсивним на фош появи ожиршня. В групах з аллоксановим дiабетом, що отримували БАД, ожиршня було меншим i набiр ваги був поступовим, наближеним до фiзiологiчних норм.
Одним iз важливих показникiв протiкання захворювання на цукровий дiабет е рiвень глюкози в сироватцi кровi, визначений натще. Показники базального рiвня глюкози, представлеш на рисунку 2. З наведених даних випливае, що при годуванш тварин БАД рiвень глюкози нижче, шж у групах на ЗВ ращош з аллоксановим дiабетом (I 2, I 3, I 4), найви1щ значення у групах з важкою формою дiабету, а найнижчi - у групах з дiабетом, що отримували БАД з пробютичними мiкроорганiзмами (IV).
ю зо эо ю го эо
Групи тварин Групи тварин
НИИ 01И 3 01113 01114 о1И1 шШ 2 ОШЗ □1114
в) г)
Рис. 2. Змiни базального рiвня глюкози в сироватцi кровi щурiв у вiдсотках (%) вщ початково! ваги на протязi 10, 20, 30 дшв на ращонах: а) ЗВ, б) БурЖ, в) ХВБурЖ, г) ХВБурЖ-лакто
Необхщно вщзначити, що в групах II 2, II 3, III 2, III 3, IV 2, IV 3, де була проведена профшактична годiвля препаратами, токсична дiя аллоксану виявилася значно менше. Так, в групах II 2, III 2, IV 2 без навантаження (введення 5 % розчину глюкози при проведенш ГТТ) рiвень глюкози у сироватщ кровi був в межах норми при дiабетi у початковш формi.
У нормi рiвень глюкози в сироватцi кровi коливасться в межах 5,5-6,6 ммоль/л. У щурiв з важкою формою аллоксанового дiабету базальний рiвень глюкози в сироватщ кровi пiдвищувався в 3,5-4,5 рази в порiвняннi iз тваринами контрольно! групи, у яких не було дiабету (рис. 2). У тварин на ращош iз ХВБурЖ базальний рiвень глюкози в сироватщ кровi був значно нижче, шж рiвень у групах щурiв на ращонах iз введенням БурЖ, однак, е вiдомостi (S.Bonner-Weir [9]), що помiрна гiперглiкемiя е одним з основних стимулiв до пiдвищення функщонально! активностi й розмноженню Р-клггин ос^вщв Лангерганса.
Зниження рiвня пiсляхарчовоi глшеми при вживання ХВБурЖ можна пояснити тдвищенням толерантностi до вуглеводiв у зв'язку iз властивiстю ХВ сповшьнювати усмоктування зi шлунково-кишкового тракту, що веде до бшьше рiвномiрного навантаження на шсулярний апарат протягом усього процесу травлення.
Тест на толерантнють глюкоз^ наведений на рисунку 3, тдтвердив наявнiсть захисно! дii добавок при аллоксановш iнтоксикацii - вс види добавок знижували гiперглiкемiю в експериментальних тварин. Приклад наведений для груп тварин через 30 дшв тсля початку дослав. З наведених даних видно. що явною е залежнють рiвня глюкози вiд виду добавки: значення гшерглшемп в групах щурiв, що одержували ХВБурЖ з лактобактерiями були нижче, нiж у групах на ХВБурЖ i БурЖ. На рисунку (рис.3,а,б).
60 п
А-
4
£ *
& ■А,
■Щ- N
—А—ЗВ гад навантаженням —X—БурЖ
—Ж— БурЖ гад навалтаж енням —О—ХВБурЖ —*—ХВБурЖ шд навантзженням —□— ХВБурЖ-Ьтакгобатери —■—ХВБурЖ-Ьтакгобатери пщ наынта
а)
0 10 20 30 45 60 70 8 0 90 1 30 Час, ХВ
■—ашгакс д1аб ХВБурЖ гад навангаженням □—ашгакс д1аб ХВБурЖ й—ашгакс д1а6 ЗВ К— гдабет БурЖ —ашгакс д1а6 БурЖ гад навантаженняи 3—ашгакс д1а6ет ХВБурЖ-лакто •—ашгакс д1абет ХВБурЖ-лакго пщ навангажеш к—ашгакс ЗВ тднавантаженням
Рис. 3. ГТТ у експериментальних тварин: а) у нормi б) важка форма дiабету.
При годуванш БурЖ вмют глюкози в сироватщ кровi щурiв з аллоксановим дiабетом був майже такий, як i в контрольнш групi на ЗВ, оскшьки препарат мiстить значну кщькють вiльних цукрiв, дисахаридiв (до 3Q %), утилiзацiя яких потребуе значно1' кiлькостi iнсулiну, а його продукування пошкодженими аллоксаном клгтинами вiдбуваeться повшьно.
Базальний рiвень цукру в кровi тварин контрольно!' групи I 4, непохитно тримався аж до закшчення експерименту на високому рiвнi (22,5 ±Q,8 ммоль/л), чого не можна сказати про тварин, у рацюн яких вводили БAД. Так, у групах тварин, що одержували в складi рацiону ХВБурЖ базальний рiвень цукру в кровi був вщ 7,5 i Q,7 при легкш формi дiабету до 9,5 i Q,8 ммоль/л при важкш формi дiабету й у групах на БурЖ вщ Ю,б i Q,6 ммоль/л, до 1б i Q,8 ммоль/л, проте цi значення значно нижче, нiж у групi тварин на ЗВ рацюш. Ще нижними були значення в групах, яю отримували ХВБурЖ-лакто - базальний рiвень цукру в кровi був вщ б,3 ±Q,5 ммоль/л при легкш формi дiабету до 7,б i Q,6 ммоль/л при важкiй формi дiабету. Hавiть в групi IV 4 базальний ршень цукру не перевищував 12,5iQ,5 ммоль/л. Для порiвняння - у контрольнiй групi тварин на ЗВ рацюш (I 3) вш був 16,7±Q,8 ммоль/л.
Отримаш результати свiдчать про те, що при проведення ГТТ у щурiв на рацiонах з БAД рiвень глюкози збiльшуeться у порiвняннi iз базовим на 4Q-45 %. У щурiв з аллоксановим дiабетом на ЗВ рацюш вщбуваеться збiльшення на 75-8Q % i вмют глюкози коливаеться вщ 16,3±Q,5 ммоль/л при слабкш формi дiабету до 28,6±Q,8 ммоль/л при важкiй формi. Необхщно вiдмiтити, що найбiльшу антидiабетичну здатнють мають препарати iз пробiотичними мшрооргашзмами.
Таким чином, таю види добавок як ХВБурЖ, ХВБурЖ-лакто можуть зменшувати постпрацщальну глiкемiчну реакцiю у випадку порушення балансу обмшних процесiв в оргашзм^
ВИСНОВКИ
1. Вивченi БAД зменшують вмiст глюкози в сироватщ кровi щурiв з алллоксановим дiабетом, причому профiлактичне годування щурiв препаратами дозволяе зменшити токсичний вплив аллоксану.
2. При моделi важкоï форми дiабету найбiльш ефективним е препарат з введенням пробютичних мiкроорганiзмiв, що виявляеться як у незначному пщвищенш базального рiвня глюкози в сироватщ кров^ так i при проведенш ГТТ.
3. На пiдставi проведених дослщжень можна стверджувати, що вш вивченi БAД можна використовувати при лшуванш й профiлактицi цукрового дiабету, у складi продуктiв спецiального призначення для корекцп вуглеводного обмiну.
Список лггератури
1. Капрельянц Л.В. / Функцюнальш продукти /Л.В. Капрельянц, К.Г. 1оргачова - О.: Друк, 2QQ3. -333 с.
2. Биологически активные пищевые добавки к пище [Електронний ресурс] // http://www.bio-lavka.kiev.ua/litbadbad. shtml
3. Mark-Herbert C. / Development and marketing strategies for functional foods / С. Mark-Herbert // Agbioforum . - 2QQ3. - Vol. б. - P. 75-78.
4. Балаболкин М.И. / Диагностика и классификация сахарного диабета / М.И. Балаболкин, Е.М. Клебанова, В.М. Креминская // Журнал Сахарный диабет. - 1999. - № 3. [Електронний ресурс] http:// www.diabet.ru/Sdiabet/1999-03/3.htm
5. Колесникова Е.В. Эндокринные заболевания и патология органов пищеварения / Е.В. Колесникова // Журнал "Мистецтво Ликування". Украина. - 2006. - 8(34) [Електронний ресурс] http://www.gastroscan.ru/literature/authors/2025
6. Кураева Т.Д. / Медико-генетическое консультирование и прогнозирование развития инсулинзависимого сахарного диабета / Т.Д. Кураева, О.В. Ремизов, И.И. Дедов // Пробл. эндокринол. - 1996. - Т.42, №6. - С. 3-8.
7. Аметов А.С. / Факторы риска сахарного диабета. Роль ожирени А.С. Аметов // Русский медицинский журнал, 2006 [Електронний ресурс] /www.rmj.ru/ articles_857.htm
8. Фармакологические модели [Електронний ресурс] http://www.ipharm.sp.ru/farm%20m_gipoglikimiy.htm.
9. Bonner-Weir S. / Perspective: Postnatal pancreatic в cell growth / S. Bonner-Weir // Endocrinology. -2000. - Vol. 141. - № 6. - P. 1926-1929
10. Варданян А.Р. Влияние аллоксана на физико-химические свойства металлопротеинов крови in vitro [Електронний ресурс] // http://elib.sci.am/2003_1/10/10r.htm.
11. Мохаммад Саид Сахибжани Изменение биологических свойств митохондрий печени в развитии аллоксанового диабета и их коррекция: автореф. дисс.. к.м.н. / Мохаммад Саид Сахибжани // 2-й Ташкентский гос. мед. ин-т - 1991. - 16 с.
12. Обухова Л.А. / Влияние длительного приема пробиотика на морфофункциональное состояние эндокринной части поджелудочной железы у экспериментальных животных с аллоксановым диабетом / Л.А. Обухова Ю.Г. Дружинина, Н.А. Пальчиков [и др.] // Бюлл. СО РАМН. - 2006. - № 2 (120). - С. 171-175.
13. West I.C. Radicals and Oxidative Stress in Diabetes/ I.C. West // British Diabetic Association. Diabetic Medicine. - 2000. № 17. - P. 171-180.
Данилова А.О. Изучение влияния высокоуглеводных добавок на состояние крыс с нндуцированным аллоксаном диабетом / А.О. Данилова, А.В. Запорожченко // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2011. -Т. 24 (63), № 2. - С.117-123
Изучено влияние биологически активных добавок (БАД) на основные физиологические и биохимические показатели крыс с индуцированным аллоксаном сахарным диабетом. Выяснено, что все исследованные добавки уменьшают содержание глюкозы в сыворотке крови крыс с алллоксановым диабетом, причем профилактическое кормление животных БАД позволяет уменьшить токсичное влияние аллоксана. Наиболее эффективной оказалась БАД с введением пробиотических микроорганизмов, что проявилось как в незначительном повышении базального уровня глюкозы в сыворотке крови, так и при проведении ГТТ.
Ключевые слова: БАД, аллоксановый диабет, глюкозотолерантный тест (ГТТ).
Danilova A.O. Study of influence of high-carbonhydrate additions on the state of rats which was
induced by an alloxan / A.O. Danilova, A.V. Zaporozchenko // Scientific Notes of Taurida V.Vernadsky
National University. - Series: Biology, chemistry. - 2011. - Vol. 24 (63), No. 2. - Р. 117-123.
Influence of bioactive additions (BAA) is studied on the basic physiological and biochemical indexes of rats
with a diabetes mellitus which was induced by an alloxan. It is found out that all investigational additions
diminish maintenance of glucose in the serum of blood of rats with alloxan diabetes, thus the prophylactic
feeding of animals by BAA allows to decrease toxic influence of alloxan. The most effective was a BAA with
introduction of probiotic microorganisms, that showed up both in the insignificant increase of basale level of
glucose in the serum of blood and during realization of glucose-tolerant test.
Keywords: bioactive additions (BAA), diabetes was induced by an alloxan, glucose-tolerant test.
Поступила в редакцию 13.06.2011 г.
