CC BY
40
M.K. KANKOZHA, R.A. GAREYEV, R.S. KUZDENBAYEVA, D.I. KURILOVA, А.D. SOKOLOV
Kazakh-Russian Medical University Institute of physiology of human and animals
ERYTROCYTES TRANSPORT OF GLUCOSEOF ANIMALS OF DIFFERENT PHYLOGENETIC GROUPSIN NORMAL AND HYPOXIC CONDITIONS
Resume: The article considers the hematological parameters of animals of different phylogenetic groups (marsh frog, steppe turtle, dove) in normal and hypoxic conditions. These data suggest that the alteration in the metabolism of carbohydrates was phylogenetic development towards a more rapid reduction of the energy balance of the cells and tissues by increasing the glucose content not only in the plasma, but also on the surface of erythrocytes.Image adsorption glucose erythrocytes as evolutionary "acquisition" improved the gas transmission function of erythrocytes, and thus glucose metabolism in tissues. Keywords: erythrocyte, adsorption-transport function, oxygen deficiency.
УДК 612.015.32: [615.777.97 + 546.76]:616.94:547.586.5
Т.А КИМ, Т.П. УДАРЦЕВА
Казахский национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова, кафедра патофизиологии
Медицинский университет Астана
ВЛИЯНИЕ АЛЛОКСАНА НА ИЗМЕНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ УГЛЕВОДНОГО И ЖИРОВОГО ОБМЕНА У КРЫС НА ФОНЕ ИНТОКСИКАЦИИ СОЕДИНЕНИЯМИ СВИНЦА И ХРОМА
Изучено влияние аллоксана на некоторые показатели углеводного обмена у крыс на фоне предварительной изолированной и комбинированной интоксикации соединениями свинца и хрома в течение 30 суток. Определялась концентрация глюкозы, кетоновых тел в крови и моче и уровень иммунореактивного инсулина в сыворотке крови. Показано, что комбинированное действие ацетата свинца и бихромата калия снижают резистентность бета-клеток поджелудочной железы к диабетогенному действию аллоксана.
Ключевые слова: экспериментальный аллоксановый диабет, интоксикация солями свинца и хрома, глюкоза крови, глюкоза мочи, кетоновые тела, ИРИ
Актуальной проблемой современного здравоохранение евлеетсе проблема сахарного диабета (СД). Сегодне это заболевание, приобретшее масштабы «Эпидемии неинфекционного характера», - одно из самых изучаемых в медицине *1,2+. Несмотре на выдаящиесе исследование в области изучение сахарного диабета и свезанных с ним метаболических нарушений, перед диабетологической службой и наукой в целом остаетсе много нерешенных вопросов. Так, не уделеетсе должного внимание изучения влиений соединений тежелых металлов на развитие сахарного диабета, между тем известно, что организм находитсе под прессом комбинированного действие факторов и зачастуя трудно оценить приоритетность той или иной причины в возникновении патологии. Анализ литературы показывает, что исследование лишь констатируят факты выевление диабета у лядей, профессионально свезанных с соединениеми тежелых металлов, без попыток их комплексного анализа, не рассматриваятсе также и предпосылки формирование данной патологии
В3 работе приводетсе данные по изучения уровне гликемии, кетонемии и ИРИ у крыс с экспериментальным диабетом на фоне хронической свинцовой и хромовой интоксикации.
Материал и методы
Исследование проведены на 160 беспородных крысах -самцах, массой тела 230-270 г., полученных из виварие Клинико-экспериментальной лаборатории НИИФМ им. Б.А. Атчабарова. Содержание, уход и выведение животных из эксперимента осуществлели в соответствии с правилами проведение работ с использованием экспериментальных животных (Приказ МЗ РК № 697 от 12.11.2009г.). Животные содержались на стандартном рационе виварие, при свободном доступе к воде и пище. Дле проведение эксперимента крысы были разделены на следуящие группы: 1 группа - интактные животные (вводилсе физиологический раствор в объеме, эквивалентном объему раствора, вводимого опытным животным); 2 группа - «свинец» (крысы, получавшие ацетат свинца); 3 группа - «хром» (крысы, получавшие бихромат калие); 4 группа - «свинец+хром» (крысы, получавшие комбинация указанных металлов); 5 группа - «ин+ал», контроль (аллоксановый диабет у интактных крыс); 6 группа - «св+ал» (аллоксановый диабет на фоне свинцовой интоксикации); 7 группа - «хр+ал» (аллоксановый диабет на фоне хромовой интоксикации); 8 группа - «св+хр+ал» (аллоксановый диабет на фоне свинцово-хромовой интоксикации).
Затравку металлами проводили путем ежедневного перорального введение 1% раствора ацетата свинца в дозе 15 мг/кг массы тела и 0,5% раствора бихромата калие в дозе 5 мг/кг массы тела в течение 30 суток. Экспериментальный аллоксановый диабет (ЭАД) моделировали путем однократного подкожного введение диабетогенной дозы 5% раствора аллоксана (Реахим) - 15 мг/100 г массы тела после 48-часового голодание *5,6+. На 3 и 14 сутки после введение аллоксана, измерели содержание глякозы и кетоновых тел в крови и моче с использованием глякометра Optium фирмы «MediSense», анализатора мочи DIRUI H-100, реагентных полосок серии URIstik H. Определели уровень иммунореактивного инсулина (ИРИ) в сыворотке крови радиоиммунным методом с использованием тест системы рио-ИНС-ПГ- I «ХОПИБОХ НАНБ» (Беларусь). Статистическуя обработку полученных данных проводили с помощья пакета программ StatSoft Statistica 6.0 и Biostat, SPSS 16,0 с использованием критерие t Стьядента и нормальности распределение по критерия Шапиро-Уилкса. Результаты и обсуждение
Изолированнае 30-дневнае затравка крыс солеми свинца и хрома не приводила к гибели животных. Уровень гликемии и ИРИ при свинцовой интоксикации достоверно не изменелсе. Между тем, введение хрома вызывало увеличение содержание глякозы в крови на 35% (р<0,05), при этом уровень ИРИ имел лишь
Таблица 1 - Содержание ИРИ и глякозы в крови у крыс с ЭАД (М±т)
тенденция к снижения по сравнения с интактными животными, что, по-видимому, евлеетсе результатом формирование инсулинорезистентности. Комбинированное воздействие свинца и хрома в указанный срок приводило к гибели 30% животных ( р<0,001), снижения уровне ИРИ на 29% (р<0,05), однако, достоверного увеличение уровне глякозы крови не отмечалось. В моче экспериментальных животных всех исследуемых групп достоверных отличий содержание глякозы по сравнения с интактными крысами не было. Введение аллоксана крысам на фоне изолированной свинцовой и хромовой интоксикации приводило к развития диабета у 66,6 % и у 72% животных соответственно. Частота развитие ЭАД у крыс со свинцово-хромовой интоксикацией при используемой дозе аллоксана составила 100% и заметно не отличалась от группы крыс, которым аллоксан вводили на фоне полного здоровье. Таким образом, комбинированное воздействие металлов в отличие от их изолированного влиение усиливает диабетогенное действие аллоксана. Гибель животных в группе «св+хр+ал» была в 2,7 раза (р<0,05) больше, чем в контроле, в 12 раз (р<0,001) больше по сравнения с группой животных со свинцовой интоксикацией и в 8,4 (р<0,001) больше, чем при хромовой интоксикации.
Данные исследование влиение аллоксана на показатели глякозы и ИРИ в крови у крыс с ЭАД представлены в таблице 1.
Показатели 1 руппы животных
св+хр+ал св+ал хр+ал ин+ал
1 лякоза крови до введение аллоксана (ммоль/л) 4,6±0,5 4,2±0,8 4,8±0,3 ▼ р<0,05 3,5±0,5
1лякоза крови на 3 сутки ЭАД (ммоль/л) 26,1±0,4 ▼ р<0,001 16,5±1,5* р<0,001 19,3±1,3* р<0,001 21,8±1,4 р<0,001
1 лякоза крови на 14 сутки ЭАД (ммоль/л) 18+1,5^ р<0,001 12,2±1,6* р<0,01 15,4±1,2 18,1±1,2
ири до введение аллоксана (мкЕД/мл) 2,2±0,2 ▼ р<0,05 2,9±0,4 2,6±0,2 3,1±0,4
ИРИ на 3 сутки ЭАД (мкЕД/мл) 1,08+0,05^ р<0,001 2,3±0,4* р<0,001 1,7±0,2* р<0,001 1,У±0,6^ р<0,001
ИРИ на 14 сутки ЭАД (мкЕД/мл) 0 2,7±0,3* 2,1±0,1* 1,1±0,2*
показателеми на третьи сутки ЭАД, ♦ - по сравнения с показателеми до введение аллоксана
В ходе экспериментальных исследований установлено,
что на третьи сутки после введение аллоксана
содержание глякозы в крови крыс группы «св+хр+ал»,
было больше на 20%, чем у животных группы «ин+ал», на
58% больше, чем в группе «св+ал» и на 35% больше чем в
группе «хр+ал» (р<0,001 во всех случаех) (табл. 1). По
сравнения соответствуящими исходными
с
показателеми содержание глякозы в крови у крыс группы «св+хр+ал» увеличилось в 4,7 раза, в то време как в группе «ин+ал» - в 5,2 раза. В эти же сроки наблядение средний уровень глякозы в крови у крыс группы «св+ал» составил 293%, группы «хр+ал» 302% от соответствуящих исходных данных (р<0,001 ко всем показателем). В результате, на третьи сутки развитие ЭАД содержание глякозы в крови в группе «св+хр+ал» было максимальным по сравнения с изолированным
воздействием металлов и группой контроле. На 14 сутки ЭАД отмечалось снижение на 31% (р<0,001) содержание глякозы в крови у животных группы «св+хр+ал» по сравнения с третьими сутками. В то же време уровень глякозы у крыс группы «св+хр+ал» был выше на 52% (р<0,001), чем аналогичный показатель в группе «св+ал». Следовательно, комбинированное действие свинца и хрома привело к развития более тежелого (по уровня гликемии) течение ЭАД, по сравнения с группами животных, у которых ЭАД протекал в условиех предварительного изолированного воздействие указанных металлов.
Как видно из таблицы 1, на третьи сутки ЭАД в группе «св+хр+ал» наблядалось снижение уровне ИРИ на 51% (р<0,001) по сравнения с данными до введение аллоксана, в то време как в группе «ин+ал» наблядалась
лишь тенденцие к снижения. В группе «хр+ал» уровень ИРИ также уменьшилсе на 35% (р<0,05), и, напротив, в группе «св+ал» введение аллоксана практически не изменило содержание ИРИ по сравнения с показателеми до введение аллоксана. Таким образом, на третьи сутки ЭАД в группе «св+хр+ал» уровень ИРИ был меньше, чем в группах «св+ал» и «хр+ал». На 14 сутки течение диабета уровень ИРИ в сыворотке крови у крыс группы «св+хр+ал» составил 0 мкЕД/мл, в то време как в группе «ин+ал» содержание ИРИ составило 35% (р<0,05) от соответствуящих данных до введение аллоксана, в группе «св+ал» - 93% (р<0,001) и в группе «хр+ал» - 81% (р<0,001). Итак, как на 3, так и на 14 сутки ЭАД на фоне комбинированного воздействие металлов по отношения к их изолированному действия характеризовалсе минимальным содержанием ИРИ в крови вплоть до нулевых значений на 14 сутки.
Таблица 2 - Содержание глякозы, кетоновых тел в моче у крыс с ЭАД
Наличие кетоновых тел в крови евлеетсе одним из основных показателей тежести течение диабета. При сравнении содержание кетоновых тел в крови в условиех изолированного и совместного действие металлов на третьи сутки ЭАД можно отметить, что введение аллоксана животным на фоне комбинированного влиение свинца и хрома показало более высокий уровень кетоновых тел в крови. Так, при ЭАД на фоне действие свинца уровень кетоновых тел составил 55% (р <0,05), а на фоне действие хрома - 61% (р <0,05) от такового у крыс группы «св+хр+ал». На 14 сутки течение диабета заметных различий в содержании кетоновых тел в исследуемых группах не было. Следовательно, введение аллоксана в условиех комбинированного действие металлов вызывало более значительное повышение уровне кетоновых тел на 3 сутки по сравнения с их изолированным влиением.
14 сутки
1 руппы животных ин+ал св+ал Wiikoxon test (уровень знач.) хр+ал Wiikoxon test (уровень знач.) св+хр+ал Wiikoxon test (уровень знач.)
Содержание глякозы (ммоль/л) 17,7(1,22) 5,24(0,08) 0,005* z=2,809 8,7(0,76 ) 0,008* z=2,668 25,3(3,6) 0,012* z=2,810
Содержание кетоновых тел (ммоль/л) 1,49(0,29) 0 0,004* z=2,871 0,004^ z=2,842 0,60(0,1 ) 0,044* z=2,010 0,011^ z=2,536 2,4(0,33) 0,026* z=2,232
* - аашсшчески значим ые о1личиё но сра Мнения с данными руины «ин+ал», аашсшчески значимые о и ичиё но сравн ения с
данными группы «св+хр+ал», М(т) - М среднее, т - ошибка среднего
Интоксикацие солеми тежелых металлов животных не вызывала глякозурия. Введение аллоксана приводило к глякозурии и кетонурии у крыс всех исследуемых групп. Как видно из таблицы 2, наиболее выраженнае глякозурие и кетонурие отмечалась в 8 группе животных «св+хр+ал». При ЭАД на фоне изолированного воздействие свинца и хрома как глякозурие (на 70% (Р=0,005) и 50,8% (Р=0,008) соответствено), так и кетонурие ( на 100% Р=0,004 и 75% Р=0,044 соответственно) были менее выражены. Заключение
Полученные данные свидетельствуят о том, что изолированное введение солей свинца и хрома в течение 30 дней не оказывает значительного влиение на уровень ИРИ в крови. При хромовой интоксикации, на наш взглед, развиваетсе инсулинорезистентность, о чем свидетельствует повышение уровне глякозы крови при нормальном содержании инсулина.
На фоне изолированной свинцовой и хромовой интоксикации аллоксановый диабет развиваетсе в меньшем проценте случаев, чем у интактных животных, по-видимому, малые дозы металлов способствуят синтезу металлотионеинов, которые повышаят резистентность клеток к повреждения за счет снижение ПОЛ, активации гипоксие-индуцибильного фактора Н^ *7+. Кроме того, ранее нами было показано *8+, что
хроническое воздействие малых доз свинца приводит к умеренной активации гипофизарно-надпочечниковой системы, имеящей клячевое значение в повышении резистентности организма к повреждаящим факторам. Нельзе исклячить, возможнуя активация свинцом антиоксидантной системы, имеящей важное значение в защите бета-клеток поджелудочной железы от повреждаящего действие аллоксана. В свези с этим повторное воздействие повреждаящего фактора (аллоксан) в условиех активации неспецифических механизмов адаптации, вызванных свинцом, характеризовалось относительной сохранностья инкреторной функции поджелудочной железы, чем у других экспериментальных групп. Наши
животных
данные подтверждаятсе исследованиеми, в результате которых при повторных действиех кратковременных стрессорных ситуаций развивалась адаптацие организма, которае не только повышала его устойчивость к тежелому стрессу, но также обладала широким спектром перекрестных защитных эффектов *9+. Аллоксановый диабет на фоне свинцово-хромовой интоксикации моделируетсе в большем проценте случаев, протекает тежелее, о чем свидетельствует более выраженнае гипергликемие, глякозурие, кетонурие, более низкий уровень ИРИ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Barnes TL, Crandell JL., Change in DASH diet score and cardiovascular risk factors in youth with type 1 and type 2 diabetes mellitus: The SEARCH for Diabetes in Youth Study/Department of Epidemiology and Biostatistics and Center for Research in Nutrition and Health Disparities, Arnold School of Public Health, University of South Carolina, Columbia, SC, USA 2013. - Vol. 91. - P. 32
2 Мкртумен А. М. Эндоканнабиноиднае система как терапевтическае мишень диетрессы — нового препарата дле лечение ожирение // Эндокринологие. - 2011. - № 5. - С. 3-10.
3 Тихонов М.Н. Металлоаллергены: Общае характеристика и оценка неблагоприетного воздействие на здоровье работаящих / Экологическае экспертиза. - М.: 2002. - №5. - С.70-138.
4 Гмошинский И.В. с соавт. Влиение биологически активной добавки к пище, содержащей хром, на клинико-метаболические показатели у больных сахарным диабетом II типа. // Вопросы питание. - 2004. - №5. - С.17-20.
5 Selyatitskaya V.G. Functional State of Adrenocortical System in Rats with Manifest Alloxan-Induced Diabetes Mellitus / V.G. Selyatitskaya, O.P. Cherkasova, T.V. Pankina, N.A. Palchikova /Bull. Exper. Biol. - 2009. - Vol. 146. - P. 708-710.
6 Баранов В.Г. Экспериментальный сахарный диабет: роль в клинической диабетологии. Л.: Наука, 1983. - 247с.
7 Murphy BJ, Kimura N, Sato BG et al. Metallothionein induction by hypoxia involves cooperative interactions between metal-responsive transcription factor-1 and hypoxia-inducible transcription factor-1 alpha / Mol Cacer Res. - 2008. - Vol. 6, N.3. - P. 483-490.
8 Ударцева Т.П. Механизмы адаптации к совместному воздействия свинца и ограничение движений. Алматы, 2001. -С.16.
9 Засухина Г.Д. Адаптивный ответ - общебиологическае закономерность: факты, гипотезы, вопросы. // Радиационнае биологие. Радиоэкологие. - 2008. - №4 (Т.48). - С.464 -473.
Т.А. КИМ, Т.П. УДАРЦЕВА
С.Д. Асфендияров атындагы 1^аз¥МУпатофизиология кафедрасы
КОРГАСЫН МЕН ХРОМ КОСЫЛЫСТАРЫНЬЩ УЫТТЫ ЭСЕР1НЕ ф ШЫРАГАН ЭКСПЕРИМЕНТТ1КДИАБЕТ ТУДЫРЫЛГАН ЕГЕКФ ЙРЫКТАРДА КЭ М1РСУ АЛМАСУЫНЫН КЕЙБ1Р КЭ РСЕТК1ШТЕР1НЕ АЛЛОКСАННЫИ ЭСЕР1
Тн йiн: Алдын ала 30 тэуЫк бойына ^оргасын ^осылыстарыньщ жэне хром ^осылыстарыньщ эсерiне жеке-жеке щ шыратылган, сондай-а^ олардыц аралас^ан эсерЫе щ шыратылган, эксперименттiк диабет тудырылган егеу|% йры^тыщ организмiнде кэ мiрсу алмасуыныц кейбiр кэ рсеткiштерiне аллоксанньщ эсерi зерттелдi. Канында жэне зэрЫде глякозаныц, кетон денелерЫщ концентрациесы жэне ^ан сарысуында иммундыщреактивт инсулиннщ децгеж аны^талды. Крргасын ацетаты мен калий бихроматыныц араласып эсер етуi аллоксанныц диабетогендi эсерiне щ й^ы безi бета жасушаларыныц тозiмдiлiгiн томендетедi.
Тн шнФ сЭ здер: эксперименттiк аллоксандыщ диабет, ^оргасын мен хром тщ здарынан уыттану, ^анньщ глякозазы, зэрдщ глякозасы, кетон денелерi ИРИ
T.A. KIM, T.P.UDARTSEVA
Asfendiyarov KazNMU, Astana medical university
THE EFFECT OF ALLOXAN ON SOME CARBOHYDRATE AND LIPID METABOLISM PARAMETERS AT RATS WITH LEAD AND CHROMIUM INTOXICATION
Resume: There was a study conducted of the influence of alloxan on some parameters of carbohydrate and lipid metabolism at rats on the background of preliminary isolated and combined intoxication by compounds of lead and chrome within 30 days. The concentrations of glucose were defined, ketone bodies in blood and urine and levels of immunoreactive insulin in blood serum. The combined effect of lead acetate and potassium dichromate reduce the resistance of pancreatic beta cells to the diabetogenic action of alloxan.
Keywords: experimental alloxan diabetes, lead and chromium intoxication, blood glucose, urine glucose, ketone bodies, immunoreactive insulin
УДК *599.325.1:615.777.9+-08:612.273.2(001.13)
Т.А. КИМ, , Т.Т. МЕЛЬДЕХАНОВ , М.Е. ЖОЛАМАНОВ , Н.Н. РЫСПЕКОВА , М.К. БАЛАБЕКОВА , А.Н. НУРМУХАМБЕТОВ , Р.Р.ТУХВАТШИН ,А.А. АКАНОВ
КазНМУ им. С.Д. Асфендияро в а, кафедра патофизиологии, Алматы 2КГМА им. И.К. Ахунбаева, кафедра патофизиологии, Бишкек
ВЛИЯНИЕ ГИПОКСИТЕРАПИИ НА ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ КРЫС
В работе исследовано влияние нормобарической гипоксии на поведенческие реакции крыс. Установлено адаптивное
влияние гипокситерапии на поведенческие реакции крыс
Ключевые слова: гипоксия, гипокситерапия, поведенческие реакции, крысы
В мировой литературе накоплены довольно обширные сведение, касаящиесе основных путей приспособление организма к дефициту кислорода, и, тем не менее, вопрос о влиении кислородной недостаточности на организм продолжает оставатьсе одной из актуальных медико-биологических проблем [1-6]. Повышение компенсаторных резервов жизненно важных систем с помощья тренировок гипоксии оказалось
перспективным методом в леч ении и профилактике многих болезней. [7,8]. В свези с вышеизложенным,
целья настоещих исследовании евилось изучение влиение гипоксии на поведенческие реакции крыс. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИа Работа выполнена в рамках международного проекта «Изучение гемотоксического влиение тежелых металлов и возможности активации защитно-приспособительных механизмов организма при помощи нормо- и гипобарической гипоксии у взрослых и старых животных в сравнении» (научный руководитель проф. А.А. Аканов) при финансовой поддержке Министерства образование и науки Республики Казахстан
