CC BY
20
myocytes in the myocardial parenchyma of the complex (LV + IVF). The most active polyploidy process of cmc occurs within 5 days after the birth of rat pups. The maximum speed of polyploidy of cmc is determined on the 5th day and is equal to 73 x 103 cmc/h or 1215 cmc/min.
Key words: rats, cardiomyogenesis, proliferation, polyploidy, cardiomyocytes, left ventricle + interventricular septum.
Рецензент - проф. брошенко Г. А. Стаття наджшла 21.02.2019 року
DOI 10.29254/2077-4214-2019-1-2-149-75-79 УДК 546.881:678.048 Сушко О. О., 1скра Р. Я.
ВПЛИВ ЦИТРАТУ ВАНАД1Ю НА МАСУ Т1ЛА, Р1ВЕНЬ ГЛЮКОЗИ В КРОВ1 ТА АНТИОКСИДАНТНИЙ ЗАХИСТ У ПЕЧ1НЦ1 ТА НИРКАХ ЩУР1В 13 АЛОКСАНОВИМ ЦУКРОВИМ Д1АБЕТОМ 1нститут бюлогп тварин НААН (м. Льв1в)
sushko.ola@gmail.com
Зв'язок публшацм з плановими науково-дослщ-ними роботами. Досл1дження виконувалися вщпо-в1дно до завдання програми наукових досл1джень НААН 35.00.01.02 Ф «Вивчити б1олог1чн1 особливост д1"|" цитрат1в м1кроелемент1в в р1зн1 пер1оди онтогенезу тварин», ДР № 011би001407.
Вступ. Цукровий д1абет (ЦД) - це група метабо-л1чних захворювань, що характеризуеться ппергл1-кем1ею, яка е насл1дком дефект1в секрецп та/або д1"| 1нсул1ну. Захворювання характеризуеться хрошчним переб1гом I порушенням ус1х вид1в обм1ну речовин: вуглеводного, лтщного, протеинового, м1нерального I водно-сольового. У даний час хворих на ЦД у свт нал1чуеться близько 400 мшьйошв, I оч1куеться, що Тх к1льк1сть зросте до 550 м1льйон1в у 2030 роц1 [1].
Л1кування ЦД 1нсул1ном спрямоване на максимально можливу компенсац1ю вуглеводного обмшу, запоб1гання г1по- I ппергжкемп. Використання шсул1-ну перорально унеможливлюеться через деградац1ю пептиду у кишково-шлунковому тракт1, саме тому ви-користовують його лише шляхом ш'екцп. Такий зааб для л1кування ЦД е дорогим, бол1сним та непрактич-ним. Тому виникла потреба у пошуку речовин, як1 будуть 1нсул1новими 1м1таторами та як1 можна вико-ристовувати перорально. £ ряд 1он1в метал1в, яким властив1 1нсул1н-под1бн1 властивост1: V(IV, V), Сг(111), Mo(VI), Мп(11), W(VI), Se(V), Zn(II) [2].
Сьогодн1 ц1кавим матер1алом для досл1джень у всьому свт стала шсулшопод1бна властив1сть Вана-д1ю та його використання в якосл терапевтичного за-собу для профтактики та л1кування ЦД. Як вщомо, Ванад1й виступае необх1дним м1кроелементом для нормального кл1тинного функц1онування та розви-тку орган1зму. Механ1зм дм 1нсул1нсенсиб1л1зуючих ефект1в Ванад1ю пов'язаний з шпбуванням тирозин-фосфатази [3]. 1нпбування цього протеТну в1д1грае ключову роль у негативнш регуляцп сигнальних шля-х1в, опосередкованих рецепторами 1нсул1ну I лепти-ну, що в1дпов1дно регулюе чутлив1сть до 1нсул1ну. Це щеальна фармацевтична м1шень при л1куванн1 ЦД та ожиршня.
П1двищений оксидативний стрес в1д1грае важли-ву патогенну роль у розвитку та прогресуванш д1а-бету та його ускладнень [4]. Постшна г1пергл1кем1я призводить до збтьшення виробництва в1льних ра-дикал1в за допомогою автоокиснення глюкози та не-ензиматичного гл1козилювання протеТшв [5]. Активн1
форми Оксигену (АФО) модифтують лтщи, вуглево-ди, протеТни та HyMernoBi кислоти i реагують з ними, а це у свою чергу призводить до цитотоксичност i дисфункцп.
Рiвeнь АФО контролюються антиоксидантними ензимами, тому антиоксидантний захист у печшц та нирках виступае важливим фактором перебку дiабe-тичних ускладнень в цих органах.
Мета дослщжень. Встановити вплив рiзних кть-костей цитрату ванадш на масу тiла, рiвeнь глюкози в крoвi та актившсть про/антиоксидантноТ системи у пeчiнцi та нирках щyрiв iз алоксановим цукровим дiабeтoм.
Об'ект i методи дослщжень. Дoслiджeння проведено на 40 бiлих лабораторних щурах, якi перебу-вали в умовах вiварiю 1нституту бюлоги тварин НААН (12 год цикл св^ло/темрява). Всi тварини були клЫч-но здoрoвi, отримували стандартний гранульований корм для лабораторних щyрiв, був втьний доступ до води. Щури масою тiла вiд 100 до 120 г, роздтеш на п'ять груп: I група - контрольна; II, Ill, IV, V - дослщ-ш групи. Тварини контрольно' групи утримувалися в тих же умовах, що i тварини дослщних груп. До-слщним щурам II групи давали пити чисту воду без добавок, а тваринам III, IV, V груп протягом мкяця до питно'Т води додавали розчин цитрату ванад^ в дозах 0,125, 0,5 i 2,0 мкг V/мл води. У тварин II, III, IV, V дослщних груп на тл 24-ох годинного голоду-вання був викликаний експериментальний цукровий дiабeт (ЕЦД) шляхом внyтрiшньooчeрeвиннoгo вве-дення 5% розчину мoнoгiдрат алоксану ("Синбiас") у кiлькoстi 150 мг/кг маси тша. Гiпeрглiкeмiю виявляли шляхом вимiрювання глюкози крoвi, зiбранoТ з хвос-товоТ вени, за допомогою портативного глюкометра ("Gamma-M"). Динамiкy змши рiвня глюкози проводили натще перед початком закладання дoслiдy та впродовж експерименту, а також продовжували вимiрювання тсля ш'екци алоксану на 32-, 36- i 40-у доби. Рiвeнь глюкози в крoвi бшьше 11,1 ммоль/л у щyрiв був прийнятий як устшна iндyкцiя цукрового дiабeтy. Щурам I групи вводили 0,9% фiзioлoгiчний розчин у ктькосл вiдпoвiднiй алоксану.
На 40 добу дослщжень тварин виводили з експерименту шляхом забиття за введення тюпенталу натрiю. Експерименти на тваринах проводилися вщ-пoвiднo до положень "бвропейськоТ конвенци про захист хребетних тварин, як використовуються для
Рис. 1. Динамша маси тГла щурiв з алоксан-шдукованим дiабетом та за впливу цитрату ванадiю у дозах 0,125, 0,5 та 2,0 мкг ^мл води (М±т, п = 7-8).
експеримен^в та шших наукових цтей" (Страсбург, 1985), "Загальних етичних принципiв експеримен™ на тваринах", ухвалених Першим нацюнальним кон-гресом з бiоетики (Ки'в, 2001).
Матерiалом для дослiдження були кров, де ви-значали рiвень глюкози та гомогенати тканин печш-ки i нирок, якi готувати на 0,05 М трис-НС1 буферi, рН 7,8 (1 г тканини та 10 мл буферу). У гомогенатах тканин визначали концентрацш протешу за методом Лоурi [6]. Вмiст гiдропероксидiв лт^в (ГПЛ) визначали за методом, принцип якого полягае в осадженш проте'ну розчином трихлороцтово'' кис-лоти та екстракщею лiпiдiв етанолом з наступною взаемодiею дослiджуваних екстрактiв з тющанатом амонiю [7]. Концентрацiю ТБК-позитивних продук^в вимiрювали за допомогою кольоровоУ реакцп малонового дiальдегiду з тюбарб^уровою кислотою [8]. Супероксиддисмутазну актившсть (СОД, ЕС 1.1.15.1.) визначали за методом, принцип якого полягае у вщ-новленш нiтротетразолiю супероксидними радикалами [9]. Глутатюнпероксидазну активнiсть (ГП, ЕС 1.11.1.9.) визначали за швидшстю окиснення вщ-новленого глутатiону [10]. Каталазну актившсть (КАТ, ЕС 1.11.1.6.) визначали за допомогою здатносп пе-роксиду пдрогену утворювати зi солями молiбдену стiйкий забарвлений комплекс [11]. Глутатюнредук-тазну активнiсть (ГР, ЕС 1.6.4.2) визначали за швидкк-тю вщновлення глутатiону за наявностi NADPH [12]. Вмiст вiдновленого глутатiону (ВГ) визначали за рiв-нем утворення тюштрофентьного анiону в результат взаемодп SH-груп глутатiону з 5,5-дитюбк, 2-штро-бензойною кислотою [13].
Рис. 2. Змши концентрацп глюкози у KpoBi щурiв з алоксан-шдукованим Aia6eTOM та за впливу цитрату ванадiю у дозах 0,125, 0,5 та 2,0 мкг V/мл води (M±m, n = 7-8).
Одержанi експериментальш циф-poBi данi обробляли статистично за допомогою пакету програм Excel 2016. Величини виражали у виглядi серед-нього значення i стандартного вщхи-лення. Для визначення вiрогiдних вщ-мiнностей мiж середнiми величинами використовували U-критерш Манна-Уiтнi. Рiзницю мiж даними вважали ви ропдною при P<0,05.
Результати дослщжень та ix обго-ворення. За iндукованого дiабету вщ-бувалася втрата маси тта, полiфагiя, полiдипсiя, що узгоджуеться з дост-дженнями iнших авторiв [14]. Знижен-ня маси тта у дiабетичних щурiв може бути зумовлено втратою або деградацieю структур-них проте^шв внаслiдок недостатнього використан-ня вуглеводiв в якостi джерела енергп за дiабету. Середня маса тта дiабетичних щурiв II групи на 40-у добу зменшилася на 13,2%, шж у тварин контрольной групи (P<0,05) (див. рис. 1). Втрата маси тта на 40-у добу частково зменшувалася за дм цитрату ванадiю у концентрацй 0,125 мкг V/мл, а саме - маса зрос-тала на 6,1% порiвняно до тварин дiабетичноí групи (P<0,05).
Алоксан виступае токсичним аналогом глюкози, який акумулюеться в панкреатичних р-кл^инах за допомогою переносника глюкози GLUT2. У присут-ностi глутатюну, алоксан генеруе АФО в ци^чнш окиснювально-вiдновнiй реакцп за участi вщновле-ного продукту - дiалуровоí кислоти [15].
Було встановлено, що тсля ш'екцп алоксану вщ-булось значне зростання концентрацй глюкози, що зумовлено ураженням кл^ин тдшлунковоУ залози даним розчином (див. рис. 2). У тварин контрольно'' групи концентращя глюкози коливалась тд час екс-перименту в межах 5,95-6,9 ммоль/л. У ш^в II групи з ЕЦД цей показник зростав з 6,68±0,16 на початку дослщу до 15,14±0,64 ммоль/л у кiнцi експеримен-ту. Зокрема, рiвень глюкози на 32-у добу зростав на 112,6%, 36-у добу - на 148,9% та 40-у добу - на 149% порiвняно до тварин контрольно'' групи (P<0,05). Однак, за впливу цитрату ванад^ в дозi 0,125 мкг V/ мл на 36-у добу концентращя глюкози знижувалася на 8,8% стосовно показника у тварин II групи (P<0,05). У той час як на 40-у добу експерименту за дм цитрату ванад^ в дозi 0,5 мкг V/мл води концентращя глюкози знижувалася на 12,4% (P<0,05), а в дозах 0,125 i 2,0 мкг V/мл - концентрация глюкози знижувалася вщносно показника у тварин дiабетичноí групи, однак ц змши були статистично недостодрш. Сполу-ки ванад^ проявили гiпоглiкемiчний ефект на концентращю глюкози в кров1 тварин з ЕЦД, що може бути пов'язано iнсулiнмiметичними властивостями Вана^ю [3].
Вважаеться, що оксидативний стрес в^грае важливу роль у розви-тку ЦД i що управлiння цим явищем може бути важливим у боротьбi з ускладненнями при даному захворю-ваннi. ЦД пов'язаний з тдвищенням утворенням вiльних радикалiв i зни-
женням антиоксидантного захисту. Антиоксидантнi ензи-ми, включаючи СОД, КАТ i ГПО формують першу лiнiю захисту вщ АФО. За еЦд КАТ актив-нiсть в тканиш печiнки знижу-валася на 22,2% порiвняно до контрольно! групи (P<0,05). За дм цитрату ванадiю в ктькосл 0,5 мкг V/мл активнiсть зростала на 23,6%, вщповщно до тварин II дiабетичноí групи (P<0,05). Можна судити про позитивний вплив Ванад^ на КАТ активнiсть i вщповщно вiдновлення роботи антиок-сидантно! системи. При доз1 цитрату ванадш 2 мкг V/мл у тварин V групи КАТ актившсть у печшщ в!рогщно знижувала-ся на 9,8% пор!вняно до тварин II групи, що свщчить про пригшчення активностi досли джуваного ензиму за високих доз сполуки (табл. 1).
Актившсть СОД за перебiгу ЕЦД у печшц тварин II групи знижувалася, однак показник дещо зростав за дм цитрату ванадiю, проте отримаш ре-зультати статистично недосто-в!рш. Зменшення КАТ та СОД активност за ЕЦД може бути зумовлене збшьшенням ви-робництва H2O2 i O2 шляхом автоокиснення надлишку глюкози i неензиматичного глто-зилювання проте'шв.
У тканинi печiнки тварин II групи актившсть ГПО знижувалася та за дм цитрату вана-дш прослiдковувалося також зниження цього показника у тварин III та V групи, вщповщно на 24,4 i 22,0% (P<0,05) вщносно тварин II групи.
Актившсть ГР за дм алоксанового дiабету досто-вГрно знижувалась у тканинi печшки на 10,6% стосов-но показника контролю. У III та IV групах актившсть ензиму зростала на 18,1 i 32,5% пор!вняно з II дiабе-тичною групою (P<0,05).
Вiдновлений глутатiон е одшею з найважливших сполук для збереження цткносл клГтини проти дм АФО [16]. ВмГст вiдновленого глутатiону у печшщ зни-жувався за ЕЦД. Це може бути зумовлено збшьшен-ням його утилТзаци внаслiдок оксидативного стресу за ЕЦД. Однак, вщзначено дон^рне зростання вмГсту ВГ у тканиш печшки за дм цитрату ванад^ у концентрацiях 0,125, 0,5 та 2,0 мкг V/мл, вщповщно на 16,7, 13,5 i 51,3%.
За рiвнем вмГсту ГПЛ та ТБК-позитивних продук-лв в плазмi кров! оцшюють про iнтенсивнiсть ПОЛ. Встановлено, що у печшщ тварин II групи зростав рiвень ТБК-позитивних продук^в та ГПЛ вщповщно на 55,2% i 30,4% (P<0,05). У печшщ тварин III, IV i V груп за дм цитрату ванад^ вiдбувалось дост^рне
Таблиця 1.
Вплив цитрату ванад№ у рiзних дозах на актившсть антиоксидантних ензимiв та вмiст продуктiв ПОЛ у тканиш печшки щурiв i3 ЕЦД, M±m
Показники Контроль ЕЦД ЕЦД + 0,125 мкг V/мл ЕЦД + 0,5 мкг V/мл ЕЦД +2,0 мкг V/мл
Каталаза, мкмоль/хв^мг протешу 5,1±0,13 3,96±0,13* 4,41±0,24* 4,89±0,36# 3,57±0,12*#
Супероксиддисмутаза, ум. од./мг протешу 24,58±2,04 21,77±1,5 22,26±1,31 22,62±1,19 21,95±1,06
Глутатюпероксидаза, нмоль/хв^мг протешу 31,23±1,72 26,51±1,72 20,05±1,12*# 28,5±3,13 20,68±1,24*#
Глутатюредуктаза, мкмоль/хв^мг протешу 0,76±0,01 0,68±0,03* 0,80±0,03# 0,90±0,08# 0,74±0,09
Вщновлений глутатюн, ммоль/мл 0,84±0,07 0,72±0,04 0,84±0,02# 0,82±0,02# 1,09±0,04*#
ТБК-позитивн1 продукти, нмоль/г 2,81±0,14 4,37±0,37* 2,96±0,23# 3,28±0,26# 3,35±0,20*#
Пдропероксиди л1п1д1в, ОЕ/г 0,58±0,04 0,76±0,06* 0,40±0,04*# 0,56±0,04# 0,69±0,06
Примггка: * - рГзниця вТропдна, порГвняно з контролем, Р<0,05; # - р1зниця вiрогiдна, порГвняно з ЕЦД, Р<0,05.
Таблиця 2.
Вплив цитрату ванад№ у рiзних дозах на актившсть антиоксидантних ензимiв та вмкт продуктiв ПОЛ у тканиш нирок щурiв з ЕЦД, M±m
Показники Контроль ЕЦД ЕЦД + 0,125 мкг V/мл ЕЦД + 0,5 мкг V/мл ЕЦД + 2,0 мкг V/мл
Каталаза, мкмоль/хв^мг протешу 10,44±0,59 14,48±1,27* 14,07±0,93* 11,27±0,44# 9,00±0,56*#
Супероксиддисмутаза, ум. од./мг протешу 12,58±0,88 5,01±0,55* 8,84±0,34*# 9,57±0,4*# 8,55±0,36*#
Глутатюнпероксидаза, нмоль/хв^мг протешу 73,76±6,79 112,01±12,46* 121,99±13,55* 76,25±1,02# 62,70±3,87#
Глутат1онредуктаза, мкмоль/хв^мг протешу 2,11±0,2 3,71±0,50* 2,68±0,15* 2,34±0,07# 2,03±0,1#
В1дновлений глутат1он, ммоль/мл 0,12±0,01 0,1±0,00* 0,08±0,01* 0,12±0,00# 0,12±0,00#
ТБК-позитивн1 продукти, нмоль/г 2,66±0,08 3,72±0,21* 3,56±0,31* 3,68±0,03* 3,13±0,16*#
Пдропероксиди л1п1д1в, ОЕ/г 0,38±0,02 0,51±0,03* 0,46±0,05 0,50±0,01* 0,42±0,02#
Примггка: * - рГзниця вТропдна, порГвняно з контролем, Р<0,05; # -з ЕЦД, Р<0,05.
ргзниця вiрогiдна, ПОРГВНЯНО
зниження р1вня ТБК-позитивних продукт1в, в1дпов1д-но на 32,2, 24,9 I 23,3% та вм1сту ГПЛ - на 46,8, 26,3 I 9,2%, пор1вняно з тваринами II групи, що вказуе на шпбування ПОЛ за впливу сполуки ванадш (Р<0,05).
Д1абетична нефропат1я - хвороба нирок, що е на-слщком д1абету та найпершою причиною нирковоТ недостатност1. Майже третина людей з ЦД мають д1абетичну нефропатш. У нирках тварин II групи КАТ актившсть зростала на 38,7%, однак знижувалася СОД актившсть на 60,2% пор1вняно до тварин контрольно'! групи (Р<0,05). Актившсть КАТ у нирках за дм цитрату ванадш зменшувалася тварин IV та V груп вщносно д1абетичноТ II групи на 22,1 I 37,8% вщпо-вщно. У нирках було в1дм1чено зростання СОД активности у груп1 III - на 76,5%, IV - на 91% та V - на 70,6% (Р<0,05). Це вказуе на регулюючий вплив цитрату ва-над1ю на актившсть дослщжуваних ензим1в у тварин за ЕЦД (табл. 2).
Актившсть ГПО за ЕЦД у нирках тварин II групи зростала на 51,9% стосовно контрольноТ групи (Р<0,05). За дм цитрату ванад1ю актившсть ГПО у нирках тварин IV та V групи знижувалася на 31,9 I 44% вщповщно.
За ЕЦД ГР актившсть зростала у нирках тварин II групи на 75,6% (P<0,05). Актившсть ензиму у нирках знижувалася на 36,9% у IV груш та на 42,3% у V груш за впливу цитрату ванад^ порiвняно до дiaбетичноï II групи (P<0,05).
Вмкт ВГ у тканинах нирок знижувався за ЕЦД. За введення цитрату ванадш в1^ст ВГ зростав на 16,6% у IV груш та на 20,8% у V груш вщносно II групи (P<0,05).
За ЕЦД у нирках зростав рiвень ТБК-позитивних продуклв та ГПЛ вщповщно на 40,0 i 36,5% (P<0,05). Пщвищення вм^у ГПЛ у тварин з ЕЦД вказуе на по-силення процеав вiльнорaдикaльного неензима-тичного пероксидного окиснення лт^в та служить маркером ступеня ендогенноУ штоксикацп та оксида-тивного стресу [17]. Таке шдвищення ГПЛ призводить до зниження вмiсту ВГ при алоксановому дiaбетi. У тканиш нирок тварин V групи за дм цитрату вaнaдiю в дозi 2,0 мкг V/мл вмiст ГПЛ знижувався на 17,4% та вм^ ТБК-позитивних продуктiв на 15,8% (P<0,05). Сполука вaнaдiю дie як антиоксидант при лтвщацп вiльних рaдикaлiв, що призводить до зниження продукт ПОЛ у щурiв з ЕЦД.
Висновки
1. У щурiв з ЕЦД знижувалася маса тта, шдви-щувалася концентрaцiя глюкози в кров^ а в тканинах печшки та нирок зростав вмiст продумчв ПОЛ та знижувалася актившсть антиоксидантних ензимiв, що пов'язане з виснаженням системи антиоксидантного захисту та штенсифтащею процеав пероксидацп ли п^в.
2. Застосування цитрату вaнaдiю у рiзних кон-центрaцiях зумовлюе зростання маси тта, зниження рiвня глюкози в кров^ а також дозозалежну нормали зaцiю системи про/антиоксидантного захисту у тканинах печшки та нирок щурiв з ЕЦД. Очевидно, вана-дш як iнсулiн-мiметик та антиоксидант мае здатшсть бути акцептором втьних рaдикaлiв, i, вiдповiдно, зменшувати оксидативний стрес у тканинах дiaбе-тичних тварин.
Перспективи подальших дослщжень. Подальш1 дослiдження в цьому напрямку дозволять розробити новi пiдходи щодо застосування препaрaтiв на основ1 сполук ванадш для профiлaктики ЦД та зменшення його ускладнень.
Лiтература
1. Shaw JE, Sicree RA, Zimmet PZ. Global estimates of the prevalence of diabetes for 2010 and 2030. Diabetes Research and Clinical Practice. 2010;87:4-14.
2. Jakuscha T, Kissa T. In vitro study of the antidiabetic behavior of vanadium compounds. Coordination Chemistry Reviews. 2017;351:118-26.
3. Thompson KH, Lichter J, LeBel C, Scaife MC, McNeill JH, Orvig C. Vanadium treatment of type 2 diabetes: a view to the future. Journal of Inorganic Biochemistry. 2009;103:554-8.
4. Shradha B, Sisodia SS. Diabetes, dyslipidemia, antioxidant and status of oxodaton stress. International Journal of Research in Ayurveda and Pharmacy. 2010;1:33-42.
5. Sheikhpour R. Incretin, dipeptid peptidase 4 and inhibitors and diabetes. Lambert. 2012;1-13.
6. Lowry OH, Rosenbrough NJ, Farr AL, Randall R. Protein measurement with the Folin phenol reagent. Journal of Biological Chemistry. 1951;193(1):265-275.
7. Mironchik VV. Sposob opredeleniya gidroperekisey lipidov v biologicheskikh tkanyakh. Avtorskoye svidetel'stvo. 1998; № 1084681 SSSR, MKI G №33/48. (SSSR). № 3468369/2813; Byul. № 13. [in Russian].
8. Korobeynikova SN. Modifikacija opredelenija produktov POL v reakcii s tiobarbiturovoj kislotoj. Laboratornoye delo. 1989;7:8-9. [in Russian].
9. Chevari S, Andyal T, Shtrenger Ya. Opredelenie antioksidantnyih parametrov krovi i ih diagnosticheskoe znachenie v pozhilom vozraste. Laboratornoe delo. 1991;10:9-13. [in Russian].
10. Moin VM. Prostoj i specificheskij metod opredelenija aktivnosti glutationperoksidazy v jeritrocitah. Laboratornoye delo. 1986;12:724-7. [in Russian].
11. Korolyuk MA, Ivanova MI, Maiorova IT, Tokarev VE. Metod opredelenija aktivnosti katalazy. Laboratornoye delo. 1988;1:16-9. [in Russian].
12. Carlberg I, Mannervik B. Glutathione reductase. In Methods in enzymology. 1985;113:484-90.
13. Batler O, Dyubra O. Metodika opredeleniya urovnya vostanovlenogo glutationa (GSN) v eritrotsitah krovi (po printsipu Batler, O. Dyubon, B. Kelli, 1963): metodicheskie rekomendatsii po differentsialnoy diagnostike razlichnyih form ishemicheskoy bolezni serdtsa s ispolzovaniem opredeleniya komponentov glutationovoy protivoperekisnoy kataliticheskoy sistemyi v eritrotsitah krovi. Odesa; 1982. s. 16-20. [in Russian].
14. Li M, Smee JJ, Ding W, Crans DC. Anti-diabetic effects of sodium 4-amino-2,6-dipicolinatodioxovanadium(V) dihydrate in streptozotocin-induced diabetic rats. Journal of Inorganic Biochemistry. 2009;103(4):585-9.
15. Rohilla A, Ali S. Alloxan Induced Diabetes: Mechanisms and Effects. International Journal of Research in Pharmaceutical and Biomedical Sciences. 2012;3:819-23.
16. Tunali S, Yanardag R. Protective effect of vanadyl sulfate on skin injury in streptozotocin-induced diabetic rats. Human & Experimental Toxicology. 2013;32(11):1206-12.
17. Shatynska O, Iskra R. Correction magnesium citrate oxidative stress in blood of rats with experimental diabetes. Biology. 2016;1(71):81-3.
ВПЛИВ ЦИТРАТУ ВАНАД1Ю НА МАСУ Т1ЛА, Р1ВЕНЬ ГЛЮКОЗИ В КРОВ1 ТА АНТИОКСИДАНТНИЙ ЗАХИСТ У ПЕЧ1НЦ1 ТА НИРКАХ ЩУР1В 13 АЛОКСАНОВИМ ЦУКРОВИМ Д1АБЕТОМ Сушко О. О., 1скра Р. Я.
Резюме. Дослщжували показники маси тта, концентращю глюкози в кровi та стан про/антиоксидантно'|' системи в тканинах печшки та нирок щурiв iз алоксан-шдукованим дiaбетом за умов додавання до Ухнього рацюну цитрату ванад^ в ктькостях 0,125, 0,5 i 2,0 мкг V/мл води. Було встановлено, що у щурiв з експери-ментальним цукровим дiaбетом (ЕЦД) знижувалася маса тта, однак шдвищувалася концентращя глюкози в кровк За дм цитрату ванад^ маса тта шдвищилася, а концентращя глюкози в кровi знизилася порiвняно до рiвня у тварин з ЕЦД. У тканинах тварин з ЕЦД вщзначене зростання продуклв пероксидного окиснення лт^в. Також у тканиш печшки актившсть каталази (КАТ), супероксиддисмутази (СОД), показники глутатюновоУ ланки знижувались та тканиш нирки активност КАТ, глултонпероксидази, глутатюнредуктази, вм^ вщновленого глутатюну та актившсть СОД знижувались порiвняно до контролю. За введення до рацюну тварин цитрату ванад^, вщбулось стаб^зування про/антиоксидантного статусу печшки та нирок.
Ключов1 слова: цукровий дiабет, цитрат ванад^, антиоксидантнi ензими, алоксан, щури.
ВЛИЯНИЕ ЦИТРАТА ВАНАДИЯ НА МАССУ ТЕЛА, УРОВЕНЬ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ И АНТИОКСИДАНТНУЮ ЗАЩИТУ В ПЕЧЕНИ И ПОЧКАХ КРЫС С АЛЛОКСАНОВЫМ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ
Сушко О. О., Искра Р. Я.
Резюме. Исследовали показатели массы тела, концентрацию глюкозы в крови и состояние про/анти-оксидантной системы в тканях печени и почек крыс с аллоксан-индуцированным диабетом в условиях добавление к их рациону цитрата ванадия в количествах 0,125, 0,5 и 2,0 мкг V/мл воды. В процессе исследований установлено, что у крыс с экспериментальным сахарным диабетом (ЭСД) снижалась масса тела, однако повышалась концентрация глюкозы в крови. При действии цитрата ванадия масса тела повысилась, а концентрация глюкозы в крови снизилась по сравнению с уровнем у животных с ЭСД. В тканях животных с ЭСД отмечен рост продуктов перекисного окисления липидов. Также в ткани печени активность каталазы (КАТ), супероксиддисмутазы (СОД), показатели глутатионового звена снижались и в ткани почки активности КАТ, глутитонпероксидазы, глутатионредуктазы, содержание восстановленного глутатиона и активность СОД снижались по сравнению с контролем. При добавлении в рацион животных цитрата ванадия, наблюдалась стабилизация про/антиоксидантного статуса печени и почек.
Ключевые слова: сахарный диабет, цитрат ванадия, антиоксидантные ферменты, аллоксан, крысы.
THE INFLUENCE OF VANADIUM CITRATE ON BODY MASS, BLOOD GLUCOSE LEVEL AND ANTIOXIDANT PROTECTION IN THE LIVER AND KIDNEYS OF RATS WITH ALLOXAN DIABETES MELLITUS
Sushko O. O., Iskra R. Ya.
Abstract. Today, diabetes mellitus is one of the most common metabolic diseases. Therefore, there is growing interest in finding new pharmacological agents for the prevention and treatment of diabetes mellitus.
The aim of our studies was to find the influence of vanadium citrate on the body mass, blood glucose level and on the state of the pro/antioxidant system in the liver and kidneys of rats with alloxan-induced diabetes mellitus.
Object and methods. The research was conducted on 40 white laboratory rats kept in the vivarium of the Institute of Animals Biology. Rats with the weight in the range of 100-120 g were divided into four groups: I - the control group, II - the control group with diabetes, III, IV, V - experimental groups. Rats from groups I and II were given pure water without any additives; III, IV and V were given water with the solution of vanadium citrate in the amounts of 0.125, 0.5 and 2.0 ^g/mL of water. Experimental diabetes mellitus (EDM) was induced in the animals from II, III, IV and V after a 24-h fasting period by intraperitoneal administration of 5% solution of alloxan monohydrate ("Synbios") in the amount of 150 mg/kg of body weight. In order to detect hyperglycemia, we collected blood from the tail vein and measured glucose level in the collected blood using a portable glucose meter (Gamma-M). Dynamics of changes in glucose levels was carried out immediately before the start of the experiment and was continued after the injection of alloxan on the 32nd, 36th, and 40th days of studies. Glucose level in rats' blood more than 11.1 mmol/L was accepted as a successful induction of diabetes mellitus. Normal healthy rats were injected with physiological saline. On day 40 of the study, the animals were withdrawn from the experiment and decapitated under thiopental sodium. We determined the content of lipid hydroperoxides, TBA-active products, the content of reduced glutathione, catalase activity, superoxide dismutase activity, glutathione peroxidase and glutathione reductase activities in liver and kidneys tissue.
Results. The weight of the body of animals with diabetes decreased, and the glucose concentration increased in the blood of these animals. Body mass increased, and the blood glucose concentration decreased due to the effects of vanadium citrate in different doses compared to the level of rats with EDM from group II. The activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and glutathione levels of antioxidant protection decreased, while the content of TBA-positive products and lipid hydroperoxides (LOOHs) increased in liver tissues of animals with EDM from group II. The activity of CAT, glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR) and the content of LOOHs and TBA-positive products increased in kidney tissue homogenates in rats from group II. The content of reduced glutathione (GSH) and the activity of SOD decreased in the kidneys of animals with EDM compared to control. Pro/antioxidant status of the liver and kidneys was stabilized for the introduction of animal vanadium citrate. Indicators approached the level of control animals. The activity of GPx and the content of LOOHs decreased, the content of GSH increased in liver and kidney tissues. The activity of CAT and GR increased in liver tissues, and the indices had the opposite character in the tissues of the kidneys.
Conclusion. Obviously, vanadium, like insulin-mimetic and antioxidant, has the ability to accept free radicals and, accordingly, reduce oxidative stress in tissues of diabetic animals.
Key words: diabetes mellitus, vanadium citrate, antioxidant enzymes, alloxan, rats.
Рецензент - проф. Костенко В. О.
Стаття наджшла 04.03.2019 року
