CC BY
19
DOI 10.26724 / 2079-8334-2017-3-61-80-82
УДК 616-008.9-07:577.17: [616.43:616.831-675.874.25]
ВПЛИВ 1НГ1Б1ТОРА ЯДЕРНОГО ЧИННИКА кВ НА Б1ОХ1М1ЧН1 МАРКЕРИ СИНДРОМУ 1НСУЛ1НОРЕЗИСТЕНТНОСТ1 В УМОВАХ ГШОПШЕАЛ1ЗМУ ТА ПРИЗНАЧЕННЯ ВИСОКОКАЛОР1ЙНО1 ВУГЛЕВОДНО-ЛШ1ДНО1 Д1€ТИ
e-mail: [email protected]
У експериментi на 21 бшому щурi дослiджено вплив iHri6iTopa ядерного чинника кВ (NF-kB) амонiю тролщиндтокарбамату на бiохiмiчнi маркери синдрому шсулшорезистентносп в умовах гiпопшеалiзму, iндукованого цшодобовим осв^ленням, та призначення висококалоршно! вуглеводно-лшщно! дieти. Показано, що введення амошю пiролiдиндiтiокарбамату (у дозi 76 мг/кг 3 рази на тиждень, починаючи з 30 доби експерименту) на rai призначення щурам висококалоршно! вуглеводно-лшдно! дieти (60 дiб) та цшодобового освiтлення (1500 лк протягом останшх 30 дiб експерименту) зменшуе концентращю глюкози у сироватцi кров^ обмежуе гiперiнсулiнемiю та шсулшорезистентшсть, зменшуе прояви дислшопроте'шемп, гшо-а-лшопроте'шеми та ппертриацилглщеролемп, гальмуе розвиток системно! запально! вiдповiдi.
Ключовi слова: синдром шсулшорезистентносп, гiпопiнеалiзм, ядерний чинник кВ, вуглеводний та лшдний обмш, системна запальна вщповщь.
Робота е фрагментом НДР «Вплив бiологiчно активных речовин епiфiзу на морфофункщональний стан вiсцеральних систем оргатзму тварын» (№ державноiреестрацн 0112U002854).
Вщомо, що синдром шсулшорезистентносп (1Р), або метабол1чний синдром, включае комплекс гормональних i метабол1чних порушень, що шдсилюють ризик виникнення цукрового д1абету 2 типу та серцево-судинних захворювань. Молекулярною основою вс1х прояв1в цього синдрому вважаеться перманентна активащя ядерного чинника кВ (NF-кВ), наслщком чого е розвиток головних компоненпв МС (IP, системного запалення, артер1ально1 гшертензп, ендотел1ально1 дисфункцп та дислшщеми) [1, 5].
Нещодавно виявлено, що важливим фактором розвитку IP е десинхроноз, пов'язаний з дизрегулящею супрах1азматичного ядра гшоталамуса з подальшим зниженням пшеально1 секреци мелатошну (особливо при порушенн св1тлового режиму) [4].
Показано, що гшопшеал1зм, шдукований цшодобовим осв1тленням протягом 5 мюящв (у режим1 - вдень природним св1тлом, а вноч1 електричним, штенсившсть осв1тлення 20-40 лк) викликае у крол1в розвиток ознак синдрому IP - штолерантносп до глюкози, артер1ально1 гшертензп, гшершсулшеми та дислшщеми [2].
Проте роль NF-кВ у мехашзмах розвитку головних метабол1чних розлад1в при синдром! IP на rai гшомелатоншеми залишаеться нез'ясованою.
Метою роботи було з'ясування впливу шпб1тора NF-кВ на бюх1м1чш маркери синдрому шсулшорезистентносп в умовах гшопшеал1зму, шдукованого цшодобовим осв1тленням, та призначення висококалоршно1 вуглеводно-л1шдно1 д1ети.
Матер1ал та методи дослщження. Дослщження були проведет на 21 бшому щур1 лши Вютар масою 215-255 г у 3-х сер1ях досл^щв: у першш необхщш показники вивчали у штактних тварин (контрольна сер1я), у другш - шсля моделювання синдрому IP, у третш - протягом вщтворення останнього вводили амошю шролщиндшокарбамату (PDTC - ammonium pyrrolidinedithiocarbamate) у доз1 76 мг/кг 3 рази на тиждень [8], починаючи з 30 доби експерименту.
Для моделювання синдрому IP щурам протягом двох мюящв призначали висококалоршну вуглеводно-лшщний д1ету (ВВЛД), що складаеться з 20% водного розчину фруктози для пиття i рацюну харчування, який мютить наступн складов^ рафшована пшенична мука - 45%, сухе знежирене коров'яче молоко - 20 %, крохмаль - 10%, столовий маргарин (з1 складом жир1в 7282%) - 20%, переокиснена соняшникова ол1я - 4%, натр1ю хлорид - 1% [4]. Кр1м того, тварин,
починаючи з 30 доби експерименту, тддавали цшодобовому осв^ленню штенсившстю 1500 лк протягом наступних 30 днiв. Тварин декаштували пiд ефiрним наркозом.
Концентрацiю мелатошну, iнсулiну та фактора некрозу пухлини-а (TNF-а) у сироватцi кровi визначали iмуноферментним методом з використанням наборiв Rat Melatonin ELISA Kit (Wuhan EIAab Sci CO., Китай), Rat Insulin ELISA Kit (MyBioSource.com, США), Rat TNFa ELISA Kit (MyBioSource.com, США). Концентрацiю глюкози, загального холестеролу (ХС), триацилглiцеролiв (ТАГ) та ХС лшопроте!шв високо! щiльностi (ХС-HDL) визначали за допомогою набору реактивiв фiрми «Фшют^агностика». Вмiст ХС лiпопротеiнiв низько! та дуже низько! щiльностi (ХС-LDL i ХС-VLDL) розраховували за формулою Фридвальда: ХС-LDL = Загальний ХС - (ХС-HDL + ТАГ/2,2); X^VLDL^Ar^^. 1ндекс iнсулiнорезистентностi HOMA-IR (Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance) розраховували за формулою: HOMA-IR = глюкоза натще (ммоль/л) х шсулш натще (мкОд/мл) / 22,5. Концентращю церулоплазмiну у сироватцi кровi визначали за методом, що базуеться на окисненш п-фенiлендiамiну [1]. Отриманi дат оброблеш варiацiйно-статистичним методом з використанням критерда Ст'юдента.
Результати дослiдження та Тх обговорення. За нашими даними, концентращя мелатонiну у сироватцi кровi iнтактних щурiв становить 31.8±2.5 пг/мл. Цшодобове освiтлення щурiв iнтенсивнiстю 1500 лк протягом часу призначення !м вуглеводно-лiпiдного рацiону зменшуе вмiст мелатошну у сироватщ кровi - до 7.1±0.7 пг/мл, що на 77.7% (p<0.001) поступаеться даним iнтактноi серп та вказуе на розвиток експериментального гiпопiнеалiзму.
Введення iнгiбiтора NF-kB PDTC на тлi цiлодобового освiтлення та призначення щурам ВВЛД зменшуе концентращю глюкози у сироватщ кровi (див. табл.), яка на 35.3% (p<0.001) поступаеться даним друго! серп.
Таблиця
Вплив шпб^ора NF-kB PDTC на 6ioxiMi4Hi маркери синдрому iнсулiнорезистентностi в
умовах цшодобового освiтлення та призначення щурам ВВЛД (M+m, n=21)
Показники 1нтактш тварини ВВЛД + цшодобове осв1тлення
Контроль + PDTC
Глюкоза, ммоль/л 4.71±0.23 6.89±0.25 * 4.46±0.25 **
1нсулш, мкОд/мл 1.51±0.26 5.42±0.25 * 2.36±0.23 */**
HOMA-IR 0.27±0.06 1.46±0.27 * 0.41±0.09 **
Загальний ХС, ммоль/л 1.95±0.25 2.16±0.24 2.02±0.13
ХС-HDL, ммоль/л 0.61±0.04 0.24±0.04 * 0.47±0.03 */**
ХС-LDL, ммоль/л 1.04±0.23 0.98±0.20 0.98±0.16
ХС-VLDL, ммоль/л 0.30±0.03 0.94±0.04 * 0.58±0.05 */**
ТАГ, ммоль/л 0.67±0.06 2.08±0.09 * 1.27±0.11 */**
TNF-а, пг/мл 33.3±2.3 107.5±6.5 * 57.7±5.2 */**
Церулоплазмш, мг/л 270.0±21.1 403.6±17.3 * 270.6±28.7 **
Примiтка: * - р<0.05 у порiвняннi з даними першо! серii (iнтактнi тварини); ** - р<0.05 у пс^внянш з даними друго! серii (ВЛД + цшодобове освгглення).
За цих умов зменшуеться концентрацiя iнсулiну у сироватщ кровi та iндекс HOMA-IR -вщповщно, на 56.5% (p<0.001) та 71.9% (p<0.01) у порiвняннi з даними друго! серii. Про тдвищення чутливостi тканин до iнсулiну при пригнiченнi активацii NF-kB вже повщомлялося в лiтературi [5]. Рашше була виявлена здатнiсть IкB-кiназного комплексу викликати фосфорилювання за серином субстрату шсулшового рецептора-1 (IRS-1), що пригшчуе передачу iнсулiнового сигналу та сприяе розвитку iнсулiнорезистентностi [6]. Зазначимо, що шпб^орна дiя PDTC реалiзуеться через пригнiчення деградацii IkB [8].
Введення шпб™ра NF-kB PDTC на rai цiлодобового освiтлення та призначення щурам ВВЛД суттево не впливае на концентращю загального ХС та ХС-LDL, проте достовiрно пiдвищуе вмют ХС-HDL, який на 95.8% (p<0.001) перевищуе результат друго! серii.
За цих умов зменшуеться концентращя ХС-VLDL i ТАГ - вщповщно, на 38.3% (p<0.001) i 38.9% (p<0.001) у порiвняннi з даними друго! серii.
Ранiше вже повiдомлялося про здатшсть жирних кислот (ЖК) активувати NF-kB через мехашзм його транслокаци у ядро, де вiн зв'язуеться з кB-послiдовностями ДНК з подальшим синтезом прозапальних цитокiнiв [3, 7]. Iншi речовини лiпiдноi природи також можуть активувати NF-kB через зв'язування з мембранними рецепторами (зокрема, TLR-4).
Дшсно, введення шпб^ора NF-kB PDTC на rai цiлодобового освiтлення та призначення щурам ВВЛД зменшуе концентращю прозапального цитокшу TNF-а i реактанту гостро! фази
запалення церулоплазм^ в сироватщ KpoBi - вщповщно, на 46.3% (p<0.001) i 33.0% (p<0.01) у порiвняннi з даними друго1 cepiï.
Прозапальнi цитокiни, у свою чергу, також шдтримують 1Р через фосфорилювання за серином IRS-1 [7].
Введення iнгiбiтора NF-kB амошю пiролiдиндiтiокарбамату на тлi цiлодобового осв^лення та призначення щурам вуглеводно-лiпiдноï дieти зменшуе концентрацiю глюкози у сироватщ кров^ обмежуе гiперiнсулiнемiю та шсулшорезистентнють, зменшуе прояви дислiпопротеïнемiï, гiпо-a-лiпопротеïнемiï та ппертриацилглщеролеми, гальмуе розвиток системноï запально!' вiдповiдi.
1. Berkalo L. V. Metody klinichnykh ta eksperymentalnykh doslidzhen v medytsyni / L. V. Berkalo, O. V. Bobovych, N. O. Bobrova [ta in.]; Za red. I.P. Kaidasheva. - Poltava, - 2003. - 320 s.
2. Kuzminova I. A. Dinamika izmeneniy lipidnogo spektra krovi v usloviyah eksperimentalnogo gipopinealizma / I. A. Kuzminova, L. A. Bondarenko // Probl. endokrin. patologlYi. - 2006. - No.4. - S.49-55.
3. Kaidashev I. P. Aktyvatsiia NF-kB pry metabolichnomu syndromi / I. P. Kaidashev // Fiziol. zhurn. - 2012. - T.58, №1. - S. 93-101.
4. Rapoport S. I. Melatonin i insulinorezistentnost / S. I. Rapoport, A. Yu. Molchanov, V. A. Golichenkov [i dr.] // Klin. meditsina. - 2013. - No.11. - S. 8-14.
5. Talash V. V. Vplyv inhibitoriv aktyvatsii yadernoho faktora kB na metabolizm i hemokoahuliatsiiu za umov vidtvorennia metabolichnoho syndromu / V. V. Talash, V. O. Kostenko // Farmakolohiia ta likarska toksykolohiia. - 2015. - No. 2. - S. 8389.
6. Gao Z. Serine phosphorylation of insulin receptor substrate 1 by inhibitor kappa B kinase complex / Z. Gao, D. Hwang, F. Bataille [et al.] // J. Biol. Chem. - 2002. - Vol. 277. - P. 48115-48121.
7. Tornatore L. The nuclear factor kappa B signaling pathway: integrating metabolism with inflammation / L. Tornatore, A.K. Thotakura, J. Bennett [et al.] // Trends Cell Biol. - 2012. - Vol. 22, № 11. - P. 557-566.
8. Qin J.D. Effect of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC) on NF-kB activation and CYP2E1 content of rats with immunological liver injury / J.D. Qin, Z.H. Cao, X.F. Li [et al.] // Pharm. Biol. - 2014. - Vol.52, №11. - P. 1460-1466.
ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРА ЯДЕРНОГО ФАКТОРА ^ НА БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ СИНДРОМА ИНСУ-ЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ В УСЛОВИЯХ ГИПОПИ-НЕАЛИЗМУ И НАЗНАЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЛОРИЙНОЙ УГЛЕВОДНОЙ-ЛИПИДНОЙ ДИЕТЫ Беликова О. И., Френкель Ю. Д., Черно В. С.,
Костенко В. А. В эксперименте на 21 белой крысе изучено влияние ингибитора ядерного фактора кВ (№-кВ) на биохимические маркёры синдрома инсулинорезистентности в условиях гипопинеализма, индуцированного круглосуточным освещением, и назначения высококалорийной углеводно-липидного диеты. Показано, что введение ингибитора №-кВ аммония пирролидиндитиокарбамата (в дозе 76 мг/кг 3 раза в неделю, начиная с 30 суток эксперимента) на фоне назначения крысам высококалорийной углеводно-липидного диеты (60 суток) и круглосуточного освещения (1500 лк в течение последних 30 суток эксперимента) уменьшает концентрацию глюкозы в сыворотке крови, ограничивает гиперинсулинемию и инсулинорезистентность, снижает проявления дислипопротеинемии, гипо- а-липопротеинемии и гипертриацилглицеролемии, тормозит развитие системного воспалительного ответа.
Ключевые слова: синдром инсулинорезистентности, гипопинеализм, ядерный фактор кВ, углеводный и липидный обмен, системный воспалительный ответ.
Стаття надшшла 7.09.2017 р.
INFLUENCE OF kB NUCLEAR FACTOR INHIBITOR ON BIOCHEMICAL MARKERS OF INSULIN RESISTANCE SYNDROME IN HYPOPINEALISM AND HIGH-CALORIE
CARBOHYDRATE-LIPID DIET Belikova O.I., Frenkel Yu.D., Cherno V.S., Kostenko V.O.
This experiment performed on 21 white rats aimed at clear up the effect of the nuclear factor kB (NF-kB) inhibitor on the biochemical markers under insulin resistance syndrome in hypopinealism, induced by round-the-clock lightening, and high calorie carbohydrate-lipid diet. It was shown that the administration of the NF-kB inhibitor ammonium pyrrolidinodiothiocarbamate (76 mg / kg three times a week, starting on the 30th day of the experiment) under the conditions of maintaining high-calorie carbohydrate-lipid diet (60 days) and exposure of the test animals to round-the-clock light (1500 lux for the last 30 days of the experiment) reduces blood glucose concentration, restricts hyperinsulinemia and insulin resistance, lowers manifestations of dislipoproteinemia, hypo-a-lipoproteinemia and hypertriacylglycerolemia, as well as inhibits the development of systemic inflammatory response.
Key words: insulin resistance syndrome, hypopinealism, nuclear factor kB, carbohydrate and lipid metabolism, systemic inflammatory response.
Рецензент Старченко I.I.
