Корень одуванчика и сахарный диабет 2 типа

Из-за высокой распространенно от диабета в мире продолжаются поиски и изучение новых мишеней действия антидиабетических средств, изучаются их механизмы действия. Достаточно большое количество общепринятых экспериментальных моделей СД модифицированы и полностью описаны. Эти модели могут быть классифицированы по двум широким категориям: 1) генетические; 2) негенетические экспериментальные модели СД. Популярность использования последних по сравнению с генетическими обусловлена простым воспроизведением, относительно низкой стоимостью и достоверностью получаемых результатов. Экспериментальный СД такого типа используется для фармакологического скрининга, изучения механизма действия антидиабетических средств и, как правило, представлен стрептозотоцин/аллоксан — индуцированным СД на крысах или мышах. При использовании этих моделей, как правило, формируется СД смешанного типа, что не всегда позволяет четко идентифицировать механизм действия антидиабетических веществ для лечения инсулиннезависимого типа СД, что обуславливает воспроизведение экспериментальной модели СД типа 2, которая должна максимально соответствовать биохимическим изменениям в плазме крови и патогенезу СД типа 2. у человека. Следовательно, целью данной статьи является воспроизведение и сравнительная оценка экспериментальной модели СД типа 2 с СД смешанного типа.

Экспериментальная модель сахарного диабета типа 2 Текст научной статьи по специальности — Медико-биологические дисциплины

Из-за высокой распространенности диабета в мире продолжаются поиски и изучение новых мишеней действия антидиабетических средств, изучаются их механизмы действия. Достаточно большое количество общепринятых экспериментальных моделей СД модифицированы и полностью описаны. Эти модели могут быть классифицированы по двум широким категориям: 1) генетические 2) негенетические экспериментальные модели СД. Популярность использования последних по сравнению с генетическими обусловлена простым воспроизведением, относительно низкой стоимостью и достоверностью получаемых результатов. Экспериментальный СД такого типа используется для фармакологического скрининга, изучения механизма действия антидиабетических средств и, как правило, представлен стрептозотоцин /аллоксан индуцированным СД на крысах или мышах. При использовании этих моделей, как правило, формируется СД смешанного типа, что не всегда позволяет четко идентифицировать механизм действия антидиабетических веществ для лечения инсулиннезависимого типа СД, что обуславливает воспроизведение экспериментальной модели СД типа 2, которая должна максимально соответствовать биохимическим изменениям в плазме крови и патогенезу СД типа 2. у человека. Следовательно, целью данной статьи является воспроизведение и сравнительная оценка экспериментальной модели СД типа 2 с СД смешанного типа.

Due to the high prevalence of diabetes worldwide, extensive research is still being performed to develop new antidiabetic agents and determine their mechanisms of action. А number of diabetic animal models have been developed and improved over the years, of which rodent models are the most thoroughly described. These rodent models can be classified into two broad categories: 1) geneticallyinduced spontaneous diabetes models and 2) experimentally induced nonspontaneous diabetes models. The popularity of using experimentally induced nonspontaneous models for diabetes research over that of the genetically induced spontaneous models is due to their comparatively lower cost, ease of diabetes induction, ease of maintenance and wider availability. The various experimentally induced type 2 diabetes (T2D) rodent models developed for both routine pharmacological screening and mechanistic diabetes-linked research trials include: streptozotocin (STZ)/alloxan rat models. The use of these models, however, is not without limitations. A T2D model should ideally portray an identical biochemical blood profile and pathogenesis to T2D in humans. Hence, this article will comparatively evaluate experimentally induced rodent T2D models considering the above-mentioned criteria, in order to guide diabetes research groups to more accurately select the most appropriate models given their specific research requirements.

Из-за высокой распространенно от диабета в мире продолжаются поиски и изучение новых мишеней действия антидиабетических средств, изучаются их механизмы действия. Достаточно большое количество общепринятых экспериментальных моделей СД модифицированы и полностью описаны. Эти модели могут быть классифицированы по двум широким категориям: 1) генетические; 2) негенетические экспериментальные модели СД. Популярность использования последних по сравнению с генетическими обусловлена простым воспроизведением, относительно низкой стоимостью и достоверностью получаемых результатов. Экспериментальный СД такого типа используется для фармакологического скрининга, изучения механизма действия антидиабетических средств и, как правило, представлен стрептозотоцин/аллоксан — индуцированным СД на крысах или мышах. При использовании этих моделей, как правило, формируется СД смешанного типа, что не всегда позволяет четко идентифицировать механизм действия антидиабетических веществ для лечения инсулиннезависимого типа СД, что обуславливает воспроизведение экспериментальной модели СД типа 2, которая должна максимально соответствовать биохимическим изменениям в плазме крови и патогенезу СД типа 2. у человека. Следовательно, целью данной статьи является воспроизведение и сравнительная оценка экспериментальной модели СД типа 2 с СД смешанного типа.

Для скрининга и детального изучения антидиабетических препаратов используют различные генетические и негенетические экспериментальные модели сахарного диабета (СД) [7]. И хотя они не совсем эквивалентны по этиопатогене-тическим механизмам данной патологии человека, каждая из них выступает в качестве неотъемлемого инструмента для исследования генетических, эндокринных, метаболических, морфологических изменений, лежащих в основе данного заболевания. Так, СД — генетические дефекты в инсулинпродуцирующих клетках, в структурах, обуславливающих

трансдукцию инсулинового сигнала или секреторную функцию эндокриноци-тов, могут быть детально исследованы с использованием специализированных линий животных со спонтанно полученными мутациями или направленным нокаутом генов [9]. Тем не менее, наиболее простыми в воспроизведении являются негенетические модели, в которых используются гидрофильные |3-клеточные глюкозные аналоги, такие как аллоксан, стрептозотоцин, хлорозотоцин, ципро-гептадин и др. Механизм действия этих веществ заключается, прежде всего, в деструкции |3-клеток панкреатического

островка путем: 1) генерации свободных радикалов кислорода, нарушающих целостность клетки; 2) алкилирования ДНК и последующей активизации поли-АДФ-рибозо-синтетазы — снижение содержания NAD в |3-клетке; 3) угнетения активного транспорта кальция и кальмодулин-активированной протеин-киназы (DA Rees, J.C. Alcolado, 2005). В данной категории экспериментальных моделей СД использование стрептозото-цина (N-нитрозопроизводного глюкоза-мина) является наиболее распространенным (R.M. Cowett, 1994). В зависимости от применяемой в эксперименте дозы цитотоксина (45-70 мг/кг) и пути введения (в/бр, в/в), возможно моделирование различных состояний углеводного обмена, соответствующих определенным клиническим типам диабета (смешанный СД (тип 1-2) или нарушенная толерантность к углеводам, приравниваемая к латентному или скрытому диабету) (К. Srinivasan et al., 2007). При явном СД, характеризующемся появлением клинических признаков (гипергликемия, наличие глюкозы в моче, полиурия, полидипсия, резкая потеря в весе), достаточно трудно решить вопрос о вкладе каждого из звеньев в патогенетическую цепь его развития и количественно определить степень повреждения |3-эндокриноцитов. Есть данные (S.H. Вае, 2003), что при увеличении дозы стрептозотоцина уменьшается влияние инсулина на утилизацию глюкозы и на синтез гликогена в диафрагме, а тканевая чувствительность к инсулину прогрессивно снижается с увеличением длительности течения экспериментального диабета (до 60 дней), и в конечном счете приводит к развитию неконтролируемой декомпенсации, поздних оложнений и, как следствие, в 30-50% случаев — к гибели животных. Очевидно, что в эксперименте четко раз-

граничить тип полученного СД в таких условиях не представляется возможным, что, соответственно, затрудняет объективную оценку фармакологического действия исследуемых антидиабетических препаратов. Все это обуславливает проведение поиска новых экспериментальных моделей СД типа 2. Одной из таких возможностей, по литературным данным [6], является превентивное введение никотинамида непосредственно перед интоксикацией стрептозотоцином, которое минимизирует повреждающее действие цитотоксина, и, вероятно, оказывает цитопротективное действие на островки Лангерганса поджелудочной железы. Так как объективно фиксируется развитие умеренной гипергликемии и происходит сокращение количества инсулина на 40%, а также стабилизация других клинических проявлений СД [1].

Целью данной работы явилось воспроизведение экспериментальной модели СД типа 2 с помощью стрептозотоцина и никотинамида, и проведение сравнительной оценки данной экспериментальной модели СД типа 2 с классической моделью стрептозотоцин-индуцированного СД смешанного типа, исходя из показателей уровня глюкозы в крови натощак и при проведении глюкозотолерантных тестов, уровня С-пептида в плазме крови, морфологических изменений и количественной оценки инсулинпродуцирующих клеток в островках Лангерганса поджелудочной железы крыс.

Эксперименты проводили на 70-ти половозрелых белых крысах-самцах линии Wistar, массой 200-250 г., которые содержались в условиях вива-

рия ВолГМУ с естественным световым режимом на полнорационной сбалансированной по содержанию питательных веществ диете для лабораторных животных, согласно ГОСТ Р50258оо92. Эксперименты были выполнены согласно методическим руководствам и нормативным документам, правилам лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ 3 51000.3-96 и 51000.4-96).

Уровень глюкозы в крови и моче определяли глюкозооксидазным методом («Глюкоза ФКД», Россия); уровень кетоновых тел в моче определяли с использованием диагностических тест-полосок ФАН (Чехия); концентрацию С-пептида в плазме крови — иммуноферментативным способом (DRG, Австрия); исследование на толерантность к сахарной нагрузке проводили с использованием ПГТТ по Т.П. Бондарь, Г.И. Козинец (2003) с оценкой результатов по А.В. Древаль (2005).

Негенетическую форму экспериментального сахарного диабета типа 2 воспроизводили по Islam S., Choi Н. (2007) и моделировали стрептозотоци-ном («Sigma», США) (внутрибрюшин-но — 65 мг/кг) с предварительным (за 15 мин.) введением никотинамида (ин-траперитониально — 230 мг/кг). Количественное определение глюкозы в крови проводили на 3, 7, 21, 28 сутки после введения цитотоксина. На 14 сутки эксперимента производили тест перораль-ной сахарной нагрузки (3 г/кг, интра-гастрально) с забором образцов крови через каждые 30 мин. в течение 2 ч. Наличие глюкозы и кетоновых тел в моче крыс всех экспериментальных групп оценивали на 7, 14, 21, 28 сутки после введения стрептозотоцина. Определение массы тела и количества потребляемой пищи и воды производили исходно (за 7 дней до введения цитотоксина), а

Фиксацию ткани поджелудочной железы, почек и печени осуществляли в 10% растворе нейтрального забуферен-ного формалина в течение 24 ч. По общепринятым гистологическим методикам изготавливали парафиновые срезы с последующей окраской гематоксилином и эозином, ШИК(РА8)-реакцией, трихром по Массону. Иммунофлюоресцентная микроскопия выполнялась на парафиновых срезах ткани почек с использованием антител к ^М и фибриногену (ОакоСуШтайоп. Дания). Для выявления липидов на замораживающем микротоме изготавливали срезы печени и окрашивали их Суданом III. Визуализацию в-эндокриноцитов островков Лангерган-са проводили при иммуногистохимиче-ской реакции с поликлональными антителами к инсулину (ОакоСуШтайоп. Дания) с помощью непрямого иммуно-пероксидазного метода, используя протокол высокотемпературной демаскировки антигенов в миниавтоклаве. Достоверность полученных результатов контролировали с помощью позитивных и негативных контролей антигенов, а также негативных контролей антител.

Морфометрический анализ проводили на базе компьютерной программы «ВидеоТестМорфо-4» (Россия). Определяли процентное соотношение площади, занимаемой в-инсулоцитами, к общей площади островка, которая составляла 100%, объемную долю (ОД, %) островков по отношению к экзокринной части железы, площадь островков (мкм2), а также размеры ядер инсулоцитов (мкм2) и их количество (% от общего количества клеток панкреатических островков).