Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

 Имеется ряд работ, посвященных исследованию абсорбции глюкозы из полости тонкого кишечника в норме и патологии [1; 2; 3], в том числе,  при сахарном диабете (СД) и его коррекции лекарственными растениями. Так, известно, что вытяжка из алоэ уменьшает всасывание глюкозы при СД, что позволяет снизить уровень сахара в крови экспериментальных животных [8]; экстракт подорожника также способствует снижению гипергликемии при диабете путем ингибирования всасывания глюкозы в кишечнике [9]. Однако какой механизм лежит в основе такого подавления всасывания углевода под влиянием разных фитопрепаратов остается открытым.

Полученные нами ранее данные о гипогликемическом эффекте порошка корневища куркумы (Curcuma longa) [3; 5] позволили высказать предположение, что одним из таких механизмов может явиться ингибирование фитопрепаратом куркумой Na+-глюкозного котранспортера, благодаря чему происходит снижение интенсивности всасывания глюкозы в ЖКТ.

Учитывая вышесказанное, целью работы явилось выяснение особенностей всасывания глюкозы у крыс с аллоксановой моделью СД на фоне приема порошка корневища куркумы и блокады Na+-глюкозного переносчика.

Материал и методы исследования. Для дoстижения поставленной цели были выполнены эксперименты на взрослых самцах крыс линии Wistar: первую серию составляли здоровые животные, находящиеся на стандартном питании (n=25), вторую серию – животные с аллоксан-индуцированным СД (n=31) (рис. 1). В каждой серии были выделены по 2 группы животных: находящиеся на стандартном корме (1 и 3 группы) и получавшие дополнительно  порошок корневища куркумы из расчета 2% от массы корма (2 и 4 группы).

Для моделирования аллоксан-индуцированного сахарного диабета живoтным  вводили в межлопаточную область 10% раствoр аллоксана из расчета 0,1 мл/100 г массы тела, в то время как здоровым крысам вводили физиологический раствор из того же расчета. Все группы животных находились в стандартных условиях вивария без ограничения потребления воды и пищи.

В течение послеинъекционного периода у всех крыс на 1, 3 и 6 сутки для определения содержания сахара брали пробы крови объемом 0,2 мл путем надсечки хвоста. Концентрацию глюкозы в крови определяли пикриновым методом на спектрофотометре Spekol (Германия) при длине волны 560 нм.

Рис.1. Распределение экспериментальных животных по группам

Исследование интенсивности всасывания глюкозы в кишечнике проводили in vivo путем заполнения 2 мл 30% раствора глюкозы иммобилизованного отрезка тонкой кишки длиной  ~ 20 см, при сохранности его иннервации и кровоснабжения. Животные находились под наркозом барбиталом натрия из расчета 0,1 мл/100 г массы тела внутримышечно. Через час после введения раствора глюкозы из тонкой кишки извлекали оставшийся перфузат, в котором определяли концентрацию глюкозы, рассчитывали количество всосавшегося моносахарида, а также % его всасывания (табл.1).

Таблица 1

Формулы для расчета интенсивности всасывания глюкозы

Для оценки роли Na+-глюкозного котранспортера крысам 2-ой, 3-ей и 4-ой группам за час до опыта вводили per os блокатор «Канаглифлозин» из расчета 0,1 мл/100 г массы тела.

Канаглифлозин (Canagliflozin) – активный ингредиент препарата ИНВОКАНА – имеет химическое название (1S)-1,5-ангидро-1-[3-[[5-(4-фторфенил)-2-тиенил]метил]-4- метилфенил]-D-глюцитола гемигидрат, его молекулярная формула – C24H25FO5S•1/2 H2O, а молекулярная масса составляет 453,53. Канаглифлозин имеет следующую структурную формулу:

Данный блокатор является ингибитором Na+-глюкозного котранспортера 2 типа (SGLT2) и таким образом уменьшает абсорбцию глюкозы в кишечнике и нефроне, повышая ее экскрецию с мочой и калом [7].

Статистический анализ результатов исследования проводили на основе определения средних арифметических (М) и их ошибок (±m). Различия показателей оценивали методами вариационной статистики по непараметрическому критерию Вилкоксона-Манна-Уитни для независимых выборок и считали  достоверными при p≤0,05. Расчеты производили по общепринятым формулам с использованием стандартных программ пакета Statistica 7.0.

Все эксперименты выполняли в соответствии с Международными рекомендациями по проведению биомедицинских исследований с использованием животных, принятыми Международным советом научных обществ (CIOMS) в 1985 г., со ст. ХI Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964 г.) и правилами лабораторной практики в РФ (Приказ МЗ РФ от 19.06. 2003, № 267).

Результаты исследования и их обсуждение. Как и в ранее выполненных исследованиях [3; 5], после инъекции аллоксана содержание глюкозы в крови животных уже на 1-е сутки наблюдения было достоверно выше, чем в контроле, что свидетельствовало о развитии сахарного диабета (табл. 2). Однако в течение всего периода наблюдения уровень глюкозы в крови животных 4-ой группы был достоверно ниже по сравнению с аналогичными показателями крыс 3-ей группы, употреблявших стандартный корм, хотя и превышал показатели контрольных животных. Необходимо отметить, что на фоне приема порошка корневища Curcuma longa у интактных животных 2-ой группы уровень сахара в крови на 3 и 6 сутки эксперимента оказался также достоверно ниже аналогичных показателей животных 1-ой группы.

Следовательно, в условиях приема порошка корневища Curcuma longa у контрольных крыс наблюдалось снижение концентрации глюкозы в крови, а у животных с моделью сахарного диабета происходило менее значительное повышение и более быстрая ее нормализация.

Таблица 2

Концентрация глюкозы в крови крыс (ммоль/л) (М±m)

Примечание: в данной и последующих таблицах:

* – достоверные отличия от контрольных крыс (1 группа);

∆ – достоверные отличия между экспериментальными группами.

Одной из причин уменьшения гликемии после приема порошка корневища растения куркумы могло стать снижение интенсивности всасывания углеводов в пищеварительном тракте за счет угнетения Na+-глюкозного котранспортера. Для проверки данной гипотезы была проведена серия экспериментов с перфузией 30% раствором глюкозы мобилизованного отдела тонкой кишки.

Из таблицы 3 видно, что у контрольных крыс процент всасывания глюкозы составил 40,2%, при этом на фоне приема куркумы данный показатель снижался и статистически значимо отличался от 1-ой группы. На фоне СД интенсивность всасывания глюкозы была достоверно выше показателей остальных экспериментальных групп, что может быть обусловлено активацией Na+-глюкозного котранспортера [10]. Необходимо отметить, что в условиях приёма куркумы у крыс 4-ой группы наблюдалось менее значительное всасывание глюкозы. Вероятно, что куркума,  также как у здоровых крыс,  частично ингибирует активность Na+-глюкозного котранспортера, однако в условиях сахарного диабета у крыс этот эффект проявляется гораздо хуже.

Для проверки выдвинутого предположения об ингибирующем действии куркумы на Na+-глюкозный котранспортер, была проведена серия экспериментов по всасыванию глюкозы в кишечнике крыс на фоне приёма его блокатора – канаглифлозина.

Таблица 3

Всасывание глюкозы в кишке крыс (М±m)

Примечание: см. табл. 1

Из данных таблицы 4 видно, что после действия блокатора у здоровых животных всасывание глюкозы в кишечнике практически не изменилось (с 40,2±8,8 до 39,2±3,5 %), тогда как на фоне СД данный показатель после действия канаглифлозина существенно снизился – на 60,2%. При сочетанном действии блокатора и порошка растения куркумы процент всасывания глюкозы снизился еще сильнее – на 81,8 %.

Таблица 4

Всасывание глюкозы в кишке крыс на фоне приёма канаглифлозина (М±m)

Примечание: см. табл. 1

Заключение. Таким образом, приём куркумы способствовал снижению процента всасывания глюкозы в кишечнике крыс как в норме, так и при СД. Вероятно, это обусловлено блокадой Na+-глюкозного котранспортера, поскольку при использовании «Канаглифлозина», блокатора Na+-глюкозного котранспортера, происходило аналогичное, но более выраженное ингибирование абсорбции глюкозы, а при сочетанном действии блокатора и куркумы отмечался аддитивный синергичный эффект. Таким образом, это является убедительным свидетельством того, что фитопрепарат обладает умеренным ингибирующим влиянием на транспортные механизмы в кишечнике крыс при различных физиологических и патофизиологических состояниях.

Работа выполнена в рамках государственного задания на оказание услуг (код проекта 3111).

Сахаров А.В., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой зоологии и методики обучения биологии ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет»,       г. Новосибирск;

Быструшкин С.К., д.б.н., профессор кафедры анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет», г. Новосибирск.