CC BY
6Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 24 (63). 2011. № 1. С. 130-135.
УДК 577.112.4:598/599
ЗМ1НИ Б1ОХ1М1ЧНИХ ПОКАЗНИК1В СИРОВАТКИ КРОВ1 ЛАБОРАТОРНИХ ЩУР1В ПРИ ДМ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТ ППЕР1НСУЛ1НЕМ1Т
Школьська В.О.
Тавршський нащональний ушверситет iM В.1. Вернадського, Смферополь, Украша
E-mail: [email protected]
При експериментальнш гшершсулшемй спостер!гасться пiдвищення вмюту молекул середньо! маси в сироватщ кровi лабораторних щурiв. Методом визначення окислювально! модифжац!! бiлкiв встановлена активащя перекисних процес!в в сироватцi кровi з утворенням альдегiдних i кетонних продукгiв нейтрального i основного характеру. Кутрування гшершсулшемй глюкозою дозволяе знизити показники окислених продукт!в.
Kmwei слова: гшершсулшем!я, сироватка кров!, окислювальна модифiкацiя б!лк!в, молекули середньо! маси.
ВСТУП
Осганнiм часом все б!льший !нтерес викликають досл!дження, як! спрямован! на виявлення ланок метабол!чних процес!в, що набувають найб!льш суттевих зм!н при патолог!! [1-4]. У зв'язку з цим вельми актуальним представляеться розгляд питань стану окислювально! модиф!кац!! б!лк!в i утворення молекул середньо! маси в сироватщ кров!, оск!льки вони е в!дображенням розвитку б!ох!м!чних зм!н на молекулярному р!вн! та можуть бути використаними як !ндикатори розвитку захворювань [5-14].
Процес окислювально! модиф!кац!! 6!лк!в в орган!зм! може бути спричинений генерац!ею активних форм кисню, вм!ст яких зб!льшуеться при патолог!чних ! стресових ситуац!ях. З л!тературних даних в!домо, що на !х продукц!ю впливають т! ж чинники, як! регулюють ! ф!з!олог!чну активн!сть кл!ток, зокрема гормони. Обумовлений введенням надм!рно! дози !нсул!ну г!пер!нсул!нем!чний стан е стресовим для орган!зму ! також може супроводжуватись тдвищенням р!вня активних форм кисню, що викликае особливий !нтерес для вивчення. Г!пер!нсул!нем!я в!дм!чена окр!м !нсул!ннезалежного цукрового д!абету при ц!лому ряду захворювань серцево-судинно! системи [15-32], кр!м того штучно викликана г!пер!нсул!нем!я застосовуеться в л!куванн! псих!чних розлад!в [33].
У зв'язку з цим, метою роботи з'явилося вивчення вм!сту продукт!в окислювально! модиф!кац!! б!лк!в ! р!вня молекул середньо! маси в сироватц! кров! лабораторних щур!в, як! зазнали д!! експериментально! гшершсулшемй.
МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ
Експериментальна частина роботи виконана на дорослих бших щурах-самцях лiнiï Вiстар масою 180-220 грам (n=90), отриманих з розплщника науково-дослiдного шституту бiологiï Харювського нацiонального унiверситету îm. Ст. Н. Каразша. Матерiалом для дослiджень служила сироватка кровi лабораторних щурiв. Вс тварини були роздiленi на наступш групи: iнтактна група; група у я^' була вираже на гiперiнсулiнемiя; група, у я^' стан гiперiнсулiнемiï кутрувався глюкозою. Дослiдним щурам натще шдшюрно вводили по 3,5 Ед шсулшу. Пiсля появи судом, розвитку гiпоглiкемiчноï коми, частину тварин декапiтували. Решт щурiв для купiрування коми вводили по 3,5 мл 20% розчину глюкози. Пюля зникнення ознак гшершсулшемп тварин через годину декапiтували.
Для визначення окислювальноï модифiкацiï бiлкiв сироватки кровi використовували метод O.G. Дубiнiноï [2]. Оптичну щiльнiсть дiнiтрофенiлгiдрозонiв, як утворилися, реестрували при довжинах хвиль: 346 i 370 нм (альдепдш i кетоннi продукти окислювальноï модифшацп нейтрального характеру), а також при 430 нм i 530 нм (альдепдш i кетонш продукти окислювальноï модифшацп основного характеру). Вмiст молекул середньоï маси в сироватцi кровi визначали за методом Габрiелян Н.1. i iн. [3, 4].
Ощнка достовiрностi вiдмiнностей мiж даними, отриманими в результат дослiдження, проводилася з використанням t-критерия Ст'юдента. Розрахунки i графiчне оформлення отриманих в робот даних проводилися з використанням програми Microsoft Excel i програмного пакету «STATISTICA - 6.0» [34, 35].
Експеримент проводився з дотриманням принцитв «€вропейськоï конвенцiï про захист хребетних тварин, як використовуються для експериментальних i шших наукових щлей» (Страсбург, 1986) i Ухвали першого нащонального конгресу з бiоетики (Кшв, 2001).
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Оскiльки шсулшовий шок е станом, який активiзуе процеси утворення активних форм кисню [7-10], представляло iнтерес оцiнити рiвень окислювальноï модифiкацiï бiлкiв в сироватщ кровi лабораторних щурiв, якi знаходилися в станi гiперiнсулiнемiï, а також виведених з нього за допомогою купiрування глюкозою (рис. 1).
У лiтературi накопичена достатня кiлькiсть матерiалу про збiльшення кiлькостi активних форм кисню (АФК), яю виконують роль вторинних посередниюв, при дiï рiзних чинникiв, у тому числi i шсулшу [6-8]. Ймовiрно, отриманi результати пов'язаш з тим, що при дп надмiрних доз iнсулiну, стимулюючих утворення АФК, вщбуваеться посилення модифшацп бiлкiв.
При купiруваннi гiперiнсулiнемiï глюкозою в сироватщ кровi експериментальноï групи щурiв рiвень продуктiв окислювальноï модифшацп бiлкiв достовiрно знижуеться до значень показника iнтактноï групи. Проте слщ зазначити, що введення глюкози при кушруванш гiперiнсулiнемiï е ефективним вщносно зниження даного показника тiльки в сироватщ кров^ тодi як в рiзних органах i тканинах змш або не виявлено, або зниження спостер^аеться на рiвнi тенденцiï [36].
оп.од./мл
0,08 -,-
0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0
1нтактна група
Група у сташ виражено! гшершсулшемп
Група тсля купiрування гшершсулшемп
Рис. 1. Вмют продуклв окислювально! модифшацп бшюв сироватки кров1 лабораторних щур1в штактно! i експериментальних груп, (* ± 8 х ). Примiткa: * - вiрогiднiсть рiзницi показник1в порiвняно з iнтактною групою (р<0,05); ** - вiрогiднiсть рiзницi показникiв двох експериментальних груп (р<0,05).
Окислювальна модифшащя бiлкiв пов'язана зi змiною в !х структурнiй оргашзацп, фрагментацieю, що супроводжуеться утворенням низькомолекулярних компонентiв. Стутнь фрагментацп окислених бiлкiв в сироватщ кровi визначаеться по змiнi вмюту молекул середньо! маси, якi е бiохiмiчним маркером, що вiдображае рiвень патологiчного бiлкового метаболiзму (табл. 1).
Таблиця 1
Вмкт молекул середньоТ маси в сироватцi кров1 лабораторних щурiв штактнот та експериментальних груп, оп. од./мл (х ± 8 х )
Достджуваний матер1ал п Довжина хвил1, нм
254 272 280
Сироватка кров1 щур1в штактно! групи 30 0,53+0,03 0,92+0,02 1,00+0,04
Сироватка кров1 щур1в в сташ виражено!' гшершсулшемп 30 0,74+0,03* 1,23+0,02* 1,30+0,01*
Сироватка кров1 щур1в тсля кушрування гшершсулшемп 30 0,56+0,05** 1,00+0,02* ** 1,09+0,01**
Примтка: позначення так1 сам1, що й на Рис. 1.
Аналiз отриманих даних указуе на те, що в сташ гшершсулшемй в сироватщ KpoBi лабораторних щурiв спостерiгаeться вiрогiдне пiдвищення на 25-30 % piB^ молекул середньо! маси в поpiвняннi з показником штактно! групи. Пiсля купipування гiпеpiнсулiнемiï в сироватщ кpовi групи щуpiв вмют молекул середньо! маси достовipно знижусться щодо показника експериментально! групи в сташ виражено! гiпеpiнсулiнемiï, а для значень, що рееструються при довжинах хвиль ^=254 i 280 нм, практично досягае piвня iнтактноï групи.
Можна припустити, що зниження молекул середньо! маси мае певне значення в регуляци процешв метаболiзму, оскшьки в лiтеpатуpi е данi, що свщчать про широкий спектр бюлопчно! активностi фpакцiй даного пулу з'еднань, зокрема антиоксидантно! [5, 6].
Отримаш результати дослiдження дозволяють судити про те, що кутрування гшершсулшемй глюкозою призводить до зниження вивчених показниюв в сироватщ кpовi лабораторних щуpiв практично до piвня iнтактноï групи. Використовуючи отpиманi в pоботi даш, можна створити основу для розробки нових пiдходiв контролю усунення гипеpiнсулiнемiчного стану, а також дiагностики переб^у iнсулiнотеpапiï.
ВИСНОВКИ
1. Експериментальна гiпеpiнсулiнемiя пiдвищуе вмiст пpодуктiв окислювальноï модифшаци бiлкiв в сиpоватцi кpовi лабораторних щуpiв в 1,5 рази в поpiвняннi з iнтактною групою. Пюля купipування iнсулiнового шоку спостеpiгаеться зниження даного показника у лабораторних тварин в поpiвняннi з групою в сташ виpаженоï гшершсулшемй.
2. В сташ експеpиментальноï гшершсулшемй в сироватщ кpовi лабораторних тварин спостер^аеться шдвищення piвня молекул сеpедньоï маси на 25-30 % в поpiвняннi з штактною групою. Купipування iнсулiнового шоку призводить до зниження даного показника в сироватщ кpовi лабораторних щуpiв в поpiвняннi з групою в сташ виpаженоï гiпеpiнсулiнемiï
Список лггератури
1. Хаггинс Ч. Расшифровка клинических лабораторных анализов / Чарльз Б. Хаггинс, пер. с англ. В.Л. Эмануэля. - Москва: Бином, 2004. - С. 41-87.
2. Дубинина Е. Окислительная модификация белков / Е. Дубинина, В. Шугалей // Успехи современной биологии. - 1993. - Т. 113, Вып. 1. - С. 71-81.
3. Скрининговый метод определения средних молекул в биологических жидкостях. Метод. рекоменд / Н.И. Габриэлян, Э.Р. Левицкий, А.А. Дмитриев [и др.] - М.: Медицина, 1985. - 18 с.
4. Гаврилов В.Б. Определение тирозин- и триптофансодержащих пептидов в плазме крови по поглощению в УФ-области спектра / В.Б. Гаврилов, Н.Ф. Лобко, С.В. Конев // Клин. лаб. диагн. -2004. - Вып.3. - С. 12-16.
5. Абакумова Ю.В. Свободнорадикальное окисление при атеросклерозе как патогенный фактор / Ю.В. Абакумова, Н.А. Ардаматский // Медико-биологический вестник им. Я.Д. Витебского. -1996. - Т. 21. - Вып. 2. - С. 15-21.
6. Калуев А.В. Выполняют ли регуляторную роль в клетке взаимодействия АФК с ДНК? / А.В. Калуев // Украшський бюх1м1чний журнал. - 1999. - Т. 71. - Вып. 2. - С. 104-108.
7. Зенков Н.К. Окислительный стресс: Биохимический и патофизиологический аспекты / Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. - М.: МАИК, 2001. - 343 с.
8. Зайцев В.Г. Активные формы кислорода (синопсис) / В.Г. Зайцев // Успехи современной биологии. - 2004. - Вып. 2. - С. 69-75.
9. Кутлубаев М.А. Свободнорадикальное окисление и его регуляция психотропными препаратами в условиях хронического стресса (клинико-экспериментальное исследование): автореф. дис. на соискание учен. степени канд. медицинских наук: спец. 14.00.16 «Патологическая физиология» / М.А. Кутлубаев. - Омск, 2007. - 22 с.
10. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease / Valko Marian, Dieter Leibfritz, Jan Moncol [et al.] // The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. - 2007.
- 39. - Р. 44-84.
11. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита / В.И. Кулинский // Соросовский Образовательный Журнал. - 1999. - № 1. - С. 2-7.
12. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: Добро и зло / В.П. Скулачев // Соросовский Образовательный Журнал. - 1996. № 3. - С. 4-10.
13. Соколовский В.В. Тиоловые антиоксиданты в молекулярных механизмах неспецифической реакции организма на экстремальное воздействие / В.В. Соколовский // Вопр. мед. химии. - 1988.
- № 34 (6). - С. 2-11.
14. Свободные радикалы в живых системах / Ю.А. Владимиров, О.А. Азизова, А.И. Деев [и др.] // Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. - 1991. - Т. 29. - С. 3-15.
15. Ogilvy-Suart A. Hypoglycemia, management of hyperinsulinism / A. Ogilvy-Suart, P. Midgley // Practical Neonatal Endocrinology. - 2006. - P. 7-27.
16. Архипов В.Ф. Особенности раннего послеоперационного периода у больных органическим гиперинсулинизмом / В.Ф. Архипов // Вестник хирургии. - 1996. - Том 155, №2. - С. 29-32.
17. Асмоловская М.Б. Пато- и морфогенетические особенности диабетических ангиопатий / М.Б. Асмоловская, А.Е. Доросевич // Здравоохранение Белоруссии. - 1992. - №7. - С. 53-59.
18. Диагностика и лечение органического гиперинсулинизма / А.В. Егоров, Н.М. Кузин, С.А. Кондрашин [и др.] // Хирургия. - 1999. - №12. - С. 21-26.
19. Инсулинотерапия больных сахарным диабетом / [Ефимов А.С., Скробонская Н.А, Ткач С.Н., Сакало Е.А]. - К.: Здоровье, 2000. - 248 с.
20. Гиперинсулинемия и инсулинрезистентность у женщин с метаболическим синдромом в климактерическом периоде / Н.В. Изможерова, А.А. Попов, Н.В. Тагильцева [и др.] // Клиническая медицина. - 2006. - №5. - С. 65-68.
21. Органический гиперинсулинизм / Н.М. Кузин, А.В. Егоров, М.Г. Лакреева [и др.] // Клиническая медицина. - 1998. - №4. - С. 7-11.
22. High blood glucose concentration is a risk factor for mortality in middle-aged nondiabetic me/ В. Balkou, M. Shipley, Jarrett R.J. [et al.] // Diabetes Care. - 1998. - V. 21. - Р. 360-367.
23. Barrett Connor E.M. Does hyperglycemia really cause coronary heart disease? / E.M. Barrett Connor // Diabetes Care. - 1997. - V. 20. - Р. 1620-1623.
24. Mortality from coronary heart disease in the Tecumsech Study. Long-term effect of diabetes mellitus, glucose tolerance and other risk factors / W.J. Butler, L.D. Ostrander, W.J. Carman [et al.] // Am. J. Epidemol. - 1985. - V. 121. - Р. 541-547.
25. Diabetes and cardiovascular disease. A statement for healthcare professionals from the American Heart Association / S.M. Grundy, I.J. Benjamin, G.L. Burke [et al.] // Circulation. - 1999. - V. 100. - Р. 1134-1146.
26. Loren Cordain. Hyperinsulinemic diseases of civilization: more than just syndrome X / Cordain Loren, R. Michael Eades, D. Mary Eades // Comparative biochemistry and physiology part. - USA. - 2003. -P. 95-112.
27. Ginsberg Henry N. Insulin resistance and cardiovascular disease / N. Henry Ginsberg // Journal of clinical investigation. New York. - 2000. - Vol. 106, № 4. - P. 453-457.
28. Hyperinsulinemia, insulin resistance and hyperglycemia: contributing factors in pathogenesis of hypertension and atherosclerosis / J.R. Sowers, P.R. Standley, J.L. Ram [et al.] // Am. J. Hypertens. -1993. - V. 6. - P. 260-270.
29. Компоненты метаболического синдрома у больных с артериальной гипертензией / М.Н. Мамедов, Н.В. Перова, В.А. Метельская [и др.] // Кардиология. - 1997. - № 12. - С. 37-41.
30. Diabetes, other risk factors and 12-yr cardiovascular mortality for men screened in the Multiple Risk Factor Intervention Trial / J. Stamler, O. Vaccaro, J.D. Neaton [et al.] // Diabetes Care. - 1993. - V. 16. -Р 434-444.
31. Kaplan N.M. The deadly quartet: upper-body obesity, glucose intolerance, hypertriglyceridemia and hypertension / N.M. Kaplan // Arch.Intern. Med. - 2009. - V. 149. - P.1514-1520.
32. Бритов А.Н. Профилактика артериальной гипертонии на популяционном уровне: возможности и актуальные задачи / А.Н. Бритов // Русский медицинский журнал. - 1997. - № 5. - С. 571-576.
33. Берн Э. Введение в психиатрию и психоанализ для непосвященных / Э. Берн; [пер. с англ. А.И. Федорова]. - Минск: Попурри, 1998. - С. 124-126.
34. Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере для профессионалов / Боровиков В. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2003. - 688 с.
35. Новиков Д.А. Статистические методы в медико-биологическом эксперименте (типовые случаи) / Д.А. Новиков, В.В. Новочадов - Волгоград: Изд-во Волга, 2005. - 84 с.
36. Никольская В.А. Влияние экспериментальной гиперинсулинемии на процессы окислительной модификации белков в тканях лабораторных крыс / В.А. Никольская, Т.В. Рубановская //Ученые записки ТНУ, серия «Биология. Химия». - 2009. - Т.22 (61), №2. - С.103-109.
Никольская В.А. Изменения биохимических показателей сыворотки крови лабораторных крыс при воздействии экспериментальной гиперинсулинемии / В.А. Никольская // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2011. -Т. 24 (63), № 1. - С.130-135
При экспериментальной гиперинсулинемии наблюдается повышение содержания молекул средней массы в сыворотке крови лабораторных крыс. Методом определения окислительной модификации белков установлена активация перекисных процессов в сыворотке крови с образованием альдегидных и кетонных продуктов нейтрального и основного характера. Купирование гиперинсулинемии глюкозой позволяет снизить показатели окисленных продуктов.
Ключевые слова: гиперинсулинемия, сыворотка крови, окислительная модификация белков, молекулы средней массы.
Nikolskaya V.A. Changes of biochemical indexes of serum blood of laboratory rats at influence of experimental hyperinsulinemia / V.A. Nikolskaya // Scientific Notes of Taurida V.Vernadsky National University. - Series: Biology, chemistry. - 2011. - Vol. 24 (63), No. 1. - Р. 130-135.
In experimental hyperinsulinemia observed elevated levels of molecules of average weight in the serum of laboratory rats. By the methods for determining the oxidative modification of proteins, peroxide activation processes in blood serum with the formation of aldehydic and ketonic product of neutral and basic character are installed. Relief of hyperinsulinemia by glucose can reduce rates of oxidized products. Keywords: hyperinsulinemia, serum, oxidative modification of proteins, the molecules of average weight.
Поступила в редакцию 17.02.2011 г.
