Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ОБМЕН СИАЛОГЛИКОПРОТЕИНОВ В ТКАНЯХ ТОНКОЙ КИШКИ КРЫС С РАЗЛИЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К СТРЕССУ ПРИ ВВЕДЕНИИ ДАЛАРГИНА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА

Оксузян А.В. 1 Максимов И.Е. 1 Кольцов В.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Ижевская государственная медицинская академия» Минздрава России
В работе проводилось изучение влияния синтетического аналога лей-энкефалина – даларгина на обмен сиалогликопротеинов (СГП) в тканях тонкой кишки крыс с различной устойчивостью к стрессу в условиях экспериментального аллоксанового диабета. Динамика обмена СГП оценивалась по уровню свободных сиаловых кислот (ССК), олигосвязанных сиаловых кислот (ОССК), белковосвязанных сиаловых кислот (БССК), интегрального показателя (БССК/ССК+ОССК) и сиалидазной активности (СА) в сыворотке, слизистой оболочке и стенке тонкой кишки на 10-й, 20-й, 30-й, 45-й и 60-й дни эксперимента. Обмен изучаемых биополимеров у крыс с различной устойчивостью к стрессу при введении даларгина в условиях экспериментального диабета носил неодинаковый характер: в слизистых наложениях преобладали процессы накопления сиалогликопротеинов, в особенности в группе стрессоустойчивых животных, а в стенке, наоборот, повышение активности реакций синтеза на 10-й день сменилось усилением реакций распада в обеих опытных группах, что доказывает быстрое компенсаторное анаболическое действие даларгина на сиаловые кислоты в интестинальном мукозном слое, что может быть связано с его стресс-протективным эффектом на пролиферацию фибробластов и обмен биополимеров соединительной ткани.
даларгин
аллоксановый диабет
сиалогликопротеины
ткани тонкой кишки
стресс-устойчивые
стресс-неустойчивые
1. Заводник И.Б., Дремза И.К., Лапшина Е.А., Чещевик В.Т. Сахарный диабет: метаболические эффекты и окислительный стресс // Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии. 2011. Т. 28. №. 2. С. 83-94.
2. Чурилов Л.П., Утехин В.И. Метаболическая логистика стресса, сахарный диабет и труды Бернардо Альберто Усая // Педиатр. 2015. Т. 6. №. 3. С. 104-111.
3. Шараев П.Н., Стрелков Н.С., Кильдиярова Р.Р. Соединительная ткань в детском возрасте: монография. Изд.2; испр. и доп. Ижевск, 2009. 144 с.
4. Максимова О.В., Чобитько В.Г., Калашников А.И., Родионова Т.И. Патология желудочно-кишечного тракта у больных сахарным диабетом // Достижения персонализированной медицины сегодня-результат практического здравоохранения завтра. 2016. С. 178.
5. Ляпина М.В. Клинико-функциональная характеристика тонкой кишки при метаболическом синдроме: автореф. дис. … канд. мед. наук. Ижевск, 2013. 25 с.
6. Перцов С.С., Коплик Е.В., Симбирцев А.С., Калиниченко Л.С. Влияние ИЛ-1β на поведение крыс в условиях слабой стрессорной нагрузки при тестировании в открытом поле // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009. Т. 148. № 11. С.488-490.
7. Крупина Н.А., Хлебникова Н.Н., Орлова И.Н., Попкова Е.В., Родина В.И., Крыжановский Г.Н. Эффекты хронического мягкого стресса у крыс Вистар и Август: поведение и содержание моноаминов в стриатуме // Патогенез. 2012. Т. 10, № 2. С. 50-58.
8. Пшенникова М.Г. Роль генетических особенностей организма в устойчивости к повреждающим воздействиям и в защитных эффектах адаптации // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2011. № 4. С. 7-16.
9. Оксузян А.В. Влияние даларгина на обмен сиалогликопротеинов в тканях желудка крыс с различной устойчивостью к стрессу при длительной иммобилизации // Аспирантский вестник Поволжья. 2011. №1-2. С. 199-201.
10. Протасова С.В. Особенности обмена гликозаминогликанов в коже и печени крыс с различной устойчивостью к стрессу: автореф. дис. … канд. биол. наук. Ижевск, 2010. 26 с.
11. Окуневич И.В., Сапронов Н.С. Антиоксиданты: эффективность природных и синтетических соединений в комплексной терапии сердечно-сосудистых заболеваний // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2004. № 3. С. 1-17.
12. Лишманов Ю.Б., Маслов Л.Н. Эндогенная опиоидная система и устойчивость сердца к аритмогенным воздействиям // Кардиология. 2002. № 3. С. 51-57.
13. Трофимова С.Р. Суммарный коллаген и коллагенолитическая активность в аорте крыс при введении даларгина на фоне аллоксанового диабета // Клиническая биохимия: единство фундаментальной науки и лабораторной диагностики: материалы региональной научно-практической конференции, посвященной 70-летию П.Н. Шараева. Ижевск, 2010. С. 196-199.

Сахарный диабет представляет собой сложное полифункциональное заболевание, характеризующееся многообразными метаболическими нарушениями, вызывающими гипергликемию и окислительный стресс, с последующими осложнениями, связанными с дисфункцией β-клеток поджелудочной железы и дефицитом инсулина [1]. При этом нарушаются энергетические процессы во всех видах соединительной ткани, где транспорт глюкозы сугубо инсулинозависимый [2]. Биохимическая особенность межклеточного вещества этой ткани основана на синтезе специфических соединений, таких как углеводсодержащие биополимеры. Основными их представителями в слизистых наложениях желудочно-кишечного тракта являются сиалогликопротеины, важнейшие функции которых – защитная и барьерная [3]. Доказано, что частота поражений слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки, ассоциированных с H.pylori, у больных сахарным диабетом выше по сравнению с пациентами, не имеющими нарушений углеводного обмена [4]. М.В. Ляпиной (2013) выявлено у лиц с инсулинорезистентностью угнетение всех видов пищеварения на фоне воспалительно-дистрофических изменений слизистой оболочки тонкой кишки, а также отмечена тенденция к повышению абсорбции моносахаров. Кроме этого, показано преобладание гипокинетической дискинезии тонкой кишки в постпрандиальном периоде, отмечается брадикинезия двенадцатиперстной кишки со снижением эвакуации и формированием дуоденостаза и дуодено-гастрального рефлюкса [5].

По проведенным исследованиям С.С. Перцова и др. (2009) известно, что среди общей популяции экспериментальных животных имеются индивиды, устойчивые и предрасположенные к стрессу, а в зависимости от их стрессоустойчивости изменения в обмене биополимеров соединительной ткани могут быть различны [6]. Индивидуальная стрессочувствительность организма во многом определяется генетически обусловленным состоянием так называемых стресс-лимитирующих систем, к которым относят в том числе дофаминергическую и серотонинергическую системы [7]. Ранее показано, что у крыс линии Август по сравнению с крысами Вистар более высокая устойчивость к стрессорному язвообразованию гастродуоденальной зоны сочетается с более высоким базальным и постстрессорным (после острого стресса) содержанием серотонина в стриатуме, что послужило одним из экспериментальных оснований отнесения серотонинергической системы к числу стресс-лимитирующих систем [8]. Важными участниками этих процессов являются нейропептиды. Они играют роль триггеров срочной мобилизации, модуляторов состояния системы нейрогуморальной регуляции неспецифических и специфических адаптивных функций организма, сохраняя запасы норадреналина и снижая накопление продуктов перекисного окисления липидов в тканях. Одним из синтетических аналогов лей-энкефалинов, энзиморезистентного агониста мю- и дельта-рецепторов является даларгин, оказывающий на обмен соединительной ткани протективный эффект. Это связано со способностью препарата вызывать пролиферацию, а в последующем быструю дифференцировку фибробластов с усилением секреции биополимеров соединительной ткани. Кроме этого, было доказано, что даларгин ограничивает действие стрессреализующих систем [9, 10].

Цель работы: проанализировать обмен сиалогликопротеинов в тканях тонкой кишки крыс с различной устойчивостью к стрессу при введении даларгина в условиях экспериментального сахарного диабета.

Материалы и методы исследования

Опыты проводились на 85 белых беспородных крысах-самцах массой 180–230 г, 43 из которых составляли группу стрессонеустойчивых (СНУ) и 42 – стрессоустойчивых (СУ) животных. С целью прогностической оценки устойчивости животных к стрессогенным воздействиям использовали тест «открытое поле» по методу С.С. Перцова (2009) [6]. При этом соблюдались положения Хельсинской декларации о гуманном отношении к лабораторным животным (одобрительная форма комитета по биомедицинской этике от 24 февраля 2009 г., аппликационный № 153). Экспериментальный сахарный диабет моделировали посредством однократной подкожной инъекции аллоксана тетрагидрата (мезоксалилмочевина, «Fluka Chemika», Швеция) в дозе 170 мг/кг массы тела животного по методике Н.А. Пальчиковой и соавт. (1987). В ходе эксперимента отмечалась гибель животных: среди СНУ 2 крысы погибли на четвертый день, а у СУ отмечалось аналогичное количество летальных исходов на третий день наблюдения, что может быть связано с острым стрессорным воздействием аллоксана в первые сутки и развитием декомпенсации на фоне гипергликемии. Для выяснения роли опиоидных пептидов в регуляции обмена сиалогликопротеинов при экспериментальном аллоксановом диабете (АД) использовали препарат даларгин – синтетический аналог лей-энкефалина (ФГУП «НПО «Микроген» МЗ РФ, Россия), разведенный в стерильном 0,9%-ном растворе натрия хлорида (0,25М), который вводили внутримышечно по схеме: через каждые 72 часа, в дозе 100 мкг/кг массы тела крысы на протяжении 45 дней. Контрольную группу составили 8 СНУ и 8 СУ интактных крыс, содержащихся на обычном рационе вивария, которым вводили внутримышечно 0,2 мл физиологического раствора в динамике, аналогичной опытной группе.

Обмен сиалогликопротеинов (СГП) оценивали по уровню свободных сиаловых кислот (ССК), олигосвязанных сиаловых кислот (ОССК), белковосвязанных сиаловых кислот (БССК), интегрального показателя (БССК/ССК+ОССК) и сиалидазной активности (СА) в сыворотке, слизистой оболочке и стенке тонкой кишки на 10-й, 20-й, 30-й, 45-й и 60-й дни эксперимента. Полученные в ходе исследования показатели проанализированы с помощью непараметрических методов количественной оценки критерия Манна–Уитни с достоверностью pк-1<0,05. Результаты представлены в виде медианы (Me), нижнего (Q25) и верхнего (Q75) квартилей. Коэффициент корреляции оценивали по методике Спирмена с достоверностью p1-2<0,01.

Результаты исследования и их обсуждение

Из таблицы 1 видно, что количество свободных сиаловых кислот в сыворотке крови СНУ животных при инъекции даларгина в условиях гипергликемии максимально возрастало на 45-й день эксперимента. Уровень олигосвязанных сиаловых кислот не изменялся на протяжении всего опыта, а количество белковосвязанных сиаловых кислот в сыворотке крови увеличивалось в динамике опытов с максимальным ростом на 30-й и 45-й дни. Одновременно отмечался рост сиалидазной активности с максимумом к 20-му дню эксперимента на 100,0%.

Достоверных изменений в содержании свободных и олигосвязанных сиаловых кислот в сыворотке крови СУ животных в течение всего экспериментального наблюдения не выявлено. Концентрация белковосвязанных сиаловых кислот возрастала в течение всей динамики с преобладанием на 30-й и 45-й дни на 85,4 и 100,9% соответственно. Уровень сиалидазной активности на 20-й день был на 66,7% выше контрольных значений (табл.).

Показатели обмена сиалогликопротеинов в сыворотке крови крыс с различной устойчивостью к стрессу при введении даларгина на фоне аллоксанового диабета

(Me [Q25-Q75], n=8)

показатели

контроль

дни опыта

10

20

30

45

60

рк-10

рк-20

рк-30

рк-45

рк-60

стрессонеустойчивые

ССК,

ммоль/л

0,07

[0,05–

0,07]

0,09

[0,07–

0,10]

(р=0,10928)

0,04

[0,03–

0,08]

(р=0,12246)

0,10

[0,05–

0,11]

(р=0,39802)

0,10

[0,08–

0,12]*

(р=0,02607)

0,08

[0,05–

0,10]

(р=0,12499)

ОССК,

ммоль/л

0,24

[0,18–

0,25]

0,16

[0,14;

0,20]

(р=0,11384)

0,27

[0,24;

0,30]

(р=0,14060)

0,21

[0,18;

0,23]

(р=0,26802)

0,25

[0,21;

0,27]

(р=0,56150)

0,17

[0,16;

0,20]

(р=0,17090)

БССК,

ммоль/л

2,21

[2,20–

2,23]

3,27

[3,24;

3,30]*

(р=0,00108)

2,79

[2,77;

2,80]*

(р=0,01141)

3,75

[3,65;

3,79]*

(р=0,00075)

4,10

[4,08;

4,15]*

(р=0,00074)

3,42

[3,36;

3,49]*

(р=0,00110)

СА,

ммоль/л/ч

0,03

[0,02–

0,04]

0,05

[0,03–

0,05]

(р=0,10051)

0,06

[0,02–

0,06]*

(р=0,02674)

0,04

[0,02–

0,04]

(р=0,24590)

0,04

[0,01–

0,04]

(р=0,14001)

0,03

[0,02–

0,04]

(р=0,26553)

стрессоустойчивые

ССК,

ммоль/л

0,05

[0,04–

0,06]

0,06

[0,02–

0,07]

(р=0,45209)

0,05

[0,03–

0,06]

(р=0,55707)

0,07

[0,06–

0,09]

(р=0,08976)

0,07

[0,05–

0,10]

(р=0,18566)

0,05

[0,02–

0,06]

(р=1,00000)

ОССК,

ммоль/л

0,20

[0,16–

0,23]

0,13

[0,12–

0,16]

(р=0,07229)

0,22

[0,20–

0,25]

(р=0,24520)

0,17

[0,15–

0,21]

(р=0,39907)

0,24

[0,21–

0,25]

(р=0,12668)

0,18

[0,14–

0,20]

(р=0,36812)

БССК,

ммоль/л

2,19

[2,17–

2,22]

3,40

[3,38–

3,44]*

(р=0,00075)

2,58

[2,55–

2,60]*

(р=0,01153)

4,06

[4,02–

4,08]*

(р=0,00077)

4,40

[4,38–

4,42]*

(р=0,00075)

3,68

[3,59–

3,74]*

(р=0,00075)

СА,

ммоль/л/ч

0,03

[0,01–

0,04]

0,04

[0,02–

0,04]

(р=0,13943)

0,05

[0,02–

0,06]*

(р=0,01541)

0,04

[0,02–

0,04]

(р=0,26731)

0,03

[0,02–

0,03]

(р=0,52616)

0,03

[0,02–

0,03]

(р=0,52647)

Примечание: * – статистическая значимость различий между опытом и контролем

Метаболизм сиалогликопротеинов в мукозном слое тонкой кишки у СНУ крыс при введении даларгина на фоне экспериментального аллоксанового диабета характеризовался ростом свободных сиаловых кислот на 10-й и 20-й дни опыта соответственно на 44,1% (р=0,0053) и 20,6% (р=0,0154) от контроля. При этом показатель олигосвязанных сиаловых кислот в динамике не отличался от значений интактных животных, а уровень белковосвязанных сиаловых кислот повышался на протяжении всего эксперимента. Рост сиалидазной активности в интестинальной слизи наблюдался на 10-й и 45-й дни воздействия, а именно на 67,6% и 91,2% по отношению к контролю. Интегральный показатель достоверно увеличивался на 30-й день введения даларгина на фоне метаболического стресса на 21,7% (рис. 1).

В группе СУ животных показатели обмена сиалогликопротеинов в интестинальном мукозном слое характеризовались снижением количества ССК к 20-му дню на 38,9% (р=0,0085) по сравнению с контрольным значением 0,36 [0,34;0,38] ммоль/кг сырой ткани. Количество олигосвязанных сиаловых кислот в динамике сочетанного воздействия не изменялось, а уровень белковосвязанных сиаловых кислот увеличивался максимально к 20-му и 30-му дням на 11,1 и 13,1% (р=0,0011) соответственно. При этом соотношение БССК/ССК+ОССК в динамике эксперимента не изменялось (рис. 1). Параллельно с этим отмечался достоверный максимальный рост сиалидазной активности в сравнении со значением интактных крыс на 45-й день, что составило 0,43 [0,41;0,48] ммоль/кг/ч (р=0,0309).

В группе СНУ крыс в стенке тонкой кишки количество свободных сиаловых кислот возрастало только к 10-му дню эксперимента на 27,8% (р=0,0231) от контроля, составив 0,18 [0,16;0,19] ммоль/кг сырой ткани. Концентрация олигосвязанных сиаловых кислот снижалась лишь на 30-й день опыта на 20,4% (р=0,0272) и была равна 1,68 [1,44;1,75] ммоль/кг, а уровень белковосвязанных сиаловых кислот достоверно уменьшался на 10-й и 45-й дни с 7,90 до 7,45 и 7,62 ммоль/кг сырой ткани соответственно. Метаболический оборот в обмене сиалогликопротеинов тонкой кишки у СНУ крыс подтверждают изменения показателя соотношения (БССК/ССК+ОССК), который снижался на 10-й день на 14,3%, а к 30-му дню возрастал на 20,7% (р=0,0086) (рис. 2). Одновременно отмечался достоверный рост сиалидазной активности на 45-й день опыта на 39,1%.

Рис. 1. Изменение интегрального показателя (БССК/ССК+ОССК) в слизистых наложениях тонкой кишки у СНУ и СУ животных при введении даларгина на фоне экспериментального диабета

Обозначения: СНУ – стрессонеустойчивые животные, СУ – стрессоустойчивые животные.

Статистическая значимость между опытом и контролем: * – р<0,05.

Рис. 2. Изменение интегрального показателя (БССК/ССК+ОССК) в стенке тонкой кишки у СНУ и СУ животных при введении даларгина на фоне экспериментального диабета

Обозначения: СНУ – стрессонеустойчивые животные, СУ – стрессоустойчивые животные.

Статистическая значимость между опытом и контролем: * – р<0,05.

В стенке тонкой кишки у СУ крыс отмечалось статистически значимое уменьшение свободных сиаловых кислот к 30-му дню сочетанного воздействия на 38,9% (р=0,0114). При этом показатель олигосвязанных сиаловых кислот превышал контрольное значение на 10-й день на 8,0% (р=0,0062). Уровень белковосвязанных сиаловых кислот статистически значимо снижался на 45-й и 60-й дни на 1,9% и 3,8% соответственно от исходного количества 7,90 [7,86; 7,94] ммоль/кг. На 10-й и 45-й дни опыта показатель соотношения (БССК/ССК+ОССК) уменьшался соответственно на 7,5% (р=0,0157) и 13,1% (р=0,0209), что визуализирует активность процессов распада анализируемых биополимеров (рис. 2).

В обмене плазменных сиалосодержащих гликопротеинов в исследуемых группах животных при введении даларгина на фоне метаболического стресса, вызванного аллоксаном, наблюдалось преобладание процессов синтеза над распадом в динамике наблюдения, кроме 20-го дня эксперимента. А в тканях тонкой кишки СНУ крыс анаболизм сиалогликопротеинов превалировал с 30-го дня опыта. Изменения в обмене сиалогликопротеинов в тканях тонкой кишки в различных по стрессоустойчивости группах животных, находящихся в условиях диабета с одновременным введением даларгина, носили неодинаковый характер: в слизистых наложениях преобладали процессы накопления изучаемых соединений, в особенности в группе СУ животных, а в стенке, наоборот, отмечалась активация реакций катаболизма сиалогликопротеинов в группе СНУ и в группе СУ крыс с 10-го дня динамики наблюдения.

Известно, что автономная нейропатия и состояние окислительного стресса при сахарном диабете приводят к нарушению обмена полиненасыщенных жирных кислот и возникновению дефицита производных арахидоновой кислоты, обладающих вазодилатирующей активностью, снижению уровня восстановленного глутатиона, а также окиси азота как естественных факторов антиоксидантной защиты органов желудочно-кишечного тракта [11]. Изученные нами на этом фоне выраженные биохимические сдвиги в метаболизме гликопротеинов тонкой кишки могут, вероятно, способствовать развитию интестинальной патологии при диабете. Одновременно с этим анаболическое действие даларгина на обмен сиалогликопротеинов может быть связано с повышенной чувствительностью дельта-опиоидных рецепторов у пациентов с данной нозологией. Литературные данные свидетельствуют о возможности их сопрягаться с аденилатциклазой и ингибировать ее [12], предупреждая увеличение цАМФ, но при этом способствовать возрастанию активности цГМФ, а это в свою очередь стимулирует пролиферацию клеток [13]. Вероятно, вышеописанные механизмы объясняют наблюдаемое в наших опытах интенсивное накопление сиалогликопротеинов в тканях тонкой кишки, что может сыграть не последнюю роль в лечебно-профилактических мероприятиях гастродуоденальной патологии у лиц с оксидативным стрессом.


Библиографическая ссылка

Оксузян А.В., Максимов И.Е., Кольцов В.А. ОБМЕН СИАЛОГЛИКОПРОТЕИНОВ В ТКАНЯХ ТОНКОЙ КИШКИ КРЫС С РАЗЛИЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К СТРЕССУ ПРИ ВВЕДЕНИИ ДАЛАРГИНА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА // Современные проблемы науки и образования. – 2019. – № 1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=28499 (дата обращения: 21.11.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074