Диабет стероидный — это внепанкреатический диабет, развивающийся при избыточном содержании глюкокортикоидов в крови вследствие их повышенной секреции (например, при болезни Иценко — Кушинга) или при длительном применении их препаратов.
Частыми провокаторами развития стероидного диабета становятся пероральные контрацептивы, мочегонные средства, многочисленные лекарства для терапии бронхиальной астмы, артрита, болезни коллагеноза. Постепенно такие лечебные средства приводят к нарушению белкового и углеводного обмена, вызывая повышение сахара в крови.
Диабетогенная активность глюкокортикоидов показана в эксперименте у разных животных. Известно, что эти препараты вызывают гипергликемию за счет подавления тканевой утилизации глюкозы и активации глюконеогенеза [1].
Стероидный диабет развивается в среднем у 10-20% пациентов, вынужденных по жизненным показаниям в течение длительного времени принимать глюкокортикостероиды [2].
В связи с этим актуален поиск фармакологических препаратов, способных корригировать метаболические нарушения на фоне приема стероидных препаратов. Рядом исследований установлена способность препаратов антиоксидантного типа действия, в частности производных 3-гидроксипиридина (3-ГП), корригировать метаболические нарушения на фоне диабета [3-6].
В рамках данного исследования изучалась способность фумарата 3-ГП и его липосомальной формы корригировать нарушения углеводного обмена на фоне стероидного диабета.
Материалы и методы. Исследование проведено на 60 белых нелинейных крысах массой 180-220 г, содержащихся в стандартных условиях вивария. Манипуляции с животными проводились с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных».
Стероидный диабет моделировали внутримышечным введением дексаметазона фосфата из расчета 800 мкг/кг, после чего животным опытных групп одновременно с инъекциями дексаметазона на протяжении 15 суток вводили сравниваемые соединения. 1-ю группу составили интактные животные; 2-я – контрольная, крысы с моделированным стероидным диабетом, которым перорально в течение 14 дней вводили 0,9%-ный раствор NaCl в дозе 0,1 мл; крысы 3-й группы получали фумарат 3-ГП в дозе 50 мг/кг per os; крысы 4-й группы получали липосомальную форму фумарата 3-ГП в дозе 50 мг/кг внутрибрющинно; крысы 5-й группы получали мексидол в дозе 50 мг/кг per os; 6-й группы - манинил в дозе 5 мг/кг per os.
Фумарат 3-ГП синтезирован на кафедре органической химии ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева» города Саранска к.х.н. Семеновым А.В. Его структура была подтверждена путем анализа спектра ЯМР 1Н, спектра ЯМР 13С и спектра ИК.
Получение липосомальной дисперсии с фумаратом 3-ГП проводилось студентом факультета фармации ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева» В. Агеевым. Липосомы получали методом обращения фаз из лецитина и холестерина. Препарат инкапсулировался методом пассивной загрузки.
Препараты сравнения: мексидол и манинил были приобретены в аптечной сети.
По истечении эксперимента животных каждой группы декапитировали под фторотановым наркозом. В крови определяли уровень глюкозы с помощью электронного глюкометра «One Touch Ultra». Содержание малонового диальдегида (МДА) определяли по методу С.Г. Конюховой, активность каталазы – по методу М.А. Королюка. Статистическая обработка материала осуществлялась с помощью пакета статистических программ Excel на персональном компьютере. Математическая обработка включала расчеты средних арифметических значений (М), их ошибок (±m), достоверности различия средних арифметических (р) с помощью t-критерия Стьюдента при 5%-ном уровне значимости, а также критерия χ2 хи-квадрат.
Результаты и обсуждение
Введение дексаметазона сопровождалось развитием достоверной гипергликемии: уровень глюкозы в сыворотке крови крыс из группы контроля был почти в 4 раза выше, чем у интактных животных (3,69±0,06 ммоль/л у интактных крыс и 14,5±1,49 ммоль/л в группе контроля). На фоне терапии манинилом уровень глюкозы в сыворотке крови подопытных животных находился в пределах нормы и составил 4,52±0,27 ммоль/л. На фоне введения мексидола уровень глюкозы был ниже, чем в контрольной группе животных, на 41%. Фумарат 3-ГП и его липосомальная форма вызывали достоверное снижение уровня глюкозы, превосходящее действие мексидола, на 50 и 54% соответственно по отношению к контрольной группе животных (табл. 1).
Таблица 1
Показатели гликемии сыворотки крови подопытных животных
|
Серия |
Средний уровень глюкозы в сыворотке крови, ммоль/л (M±m) |
Степень достоверности (* -по отношению к интактным животным; ** - по отношению к контролю) |
|
Интактные животные
|
3,69 ± 0,06
|
|
|
Контроль
|
14,5 ±1,49
|
р*<0,001 |
|
Фумарат 3-ГП 50 мг/кг per os
|
7,18 ±0,6
|
р**<0,001 |
|
Фумарат 3-ГП липосомальная форма 50 мг/кг внутрибрюшинно
|
6,65 ±0,16
|
р**<0,001 |
|
Мексидол 50 мг/кг в/м
|
8,58±0,4 |
р**<0,001 |
|
Манинил 5 мг/кг per os |
4,52 ± 0,27 |
р**<0,05 |
Для максимальной полноты исследования были введены новые критерии оценки эффективности исследуемых препаратов – по их влиянию на внешние признаки, отражающие состояние внутренних метаболических процессов. Производилась оценка следующих внешних признаков: состояние шерстки животных, количество жировой прослойки, масса тела; также оценивался уровень двигательной активности. Была разработана специальная условная оценочная шкала, где каждому признаку были присвоены определенные баллы, в зависимости от характеристики признака (табл. 2).
Таблица 2
Критерии оценки внешних признаков подопытных животных
|
Признак |
Количество баллов |
||
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Состояние шерстки животных |
Неудовлетворительное (шерстка тусклая, взъерошенная) |
Удовлетворительное (шерстка тускловатая, неровная) |
Хорошее (шерстка гладкая, блестящая, без проплешин) |
|
Упитанность животных |
Низкая (масса< 180 граммов) |
Умеренная (масса 180-220 граммов) |
Повышенная (масса >220 граммов) |
|
Уровень двигательной активности животных |
Низкий (животные вялые, адинамичные, не предпринимают попыток вылезти из клетки, при манипуляциях оказывают незначительное сопротивление) |
Умеренный (животные умеренно подвижны, при манипуляциях оказывают значительное сопротивление, попыток вылезти из клетки не предпринимают) |
Высокий (животные активные, подвижные, предпринимают многократные попытки вылезти из клетки, быстро устремляются к кормушке при кормлении, энергично сопротивляются при манипуляциях) |
Согласно этой шкале были получены следующие результаты, отраженные в табл. 3.
Таблица 3
Влияние исследуемых соединений на суммарную среднюю оценку некоторых внешних признаков белых нелинейных крыс при экспериментальном стероидном диабете
|
Серия |
Количество баллов (M±m) |
|
Интактные животные |
8,57±0,30 |
|
Контроль |
3,33±0,21* |
|
Фумарат 3-ГП 50 мг/кг per os |
7,7±0,31** |
|
Фумарат 3-ГП липосомальная форма 50 мг/кг внутрибрюшинно |
8,0±0,26** |
|
Мексидол 50 мг/кг в/м |
7,2±0,74** |
|
Манинил 5 мг/кг per os |
7,4±0,74** |
Примечание: * – достоверность по отношению к интактным крысам, ** – достоверность по отношению к контрольной группе животных
Наименее низкие баллы наблюдались в контрольной группе животных, следует отметить также, что летальность в данной группе составила 20%. Оценочный балл в группах крыс, получавших препараты сравнения мексидол и манинил, был примерно одинаков, на 19 и 15% меньше по отношению к интактным животным. Максимальные баллы были отмечены на фоне введения липосомальной формы фумарата 3-ГП в дозе 50 мг/кг внутрибрюшинно. Летальность белых крыс на фоне введения всех исследуемых соединений и среди интактных животных составила 0%.
Таким образом, фумарат 3-ГП и его липосомальная форма в дозах 50 мг/кг проявляют выраженную гипогликемическую активность на экспериментальной модели стероидного диабета, что сопровождается улучшением внешних признаков и отсутствием летальности белых нелинейных крыс, получавших исследуемое соединение.
С целью изучения антиоксидантной активности липосомальной формы фумарата 3-ГП и препаратов сравнения в сыворотке крови подопытных животных уровень МДА и активность каталазы сыворотки крови.
Фумарат 3-ГП и его липосомальная форма проявляют выраженную антиоксидантную активность на модели стероидного диабета. Уровень МДА в группе крыс, получавших фумарат 3-ГП, был в 2 раза меньше, чем в контрольной группе; липосомальная форма фумарата 3-ГП – в 2,1 раза. Активность каталазы при этом достоверно возрастала до 17,6±1,13 мкКат/сек.л в группе крыс, получавших фумарат 3- ГП, и до 16,8±1,43 мкКат/сек.л (в контрольной группе – 11,6±1,48 мкКат/сек.л) (табл. 4).
Таблица 4
Уровень МДА и каталазы в сыворотке крови белых крыс при стероидном диабете на фоне терапии липосомальной формой фумарата 3-ГП и препаратами сравнения
|
Серия |
МДА сыворотки крови, ммоль/л |
Каталаза сыворотки крови, мкКат/сек.л |
|
Контроль
|
16,72 ±0,08
|
11,6 ±1,48
|
|
Фумарат 3-ГП 50 мг/кг per os
|
8,3 ±2,08
|
17,6 ±1,13
|
|
Фумарат 3-ГП липосомальная форма 50 мг/кг внутрибрюшинно |
8,0±1,57 |
16,8 ±1,34
|
|
Мексидол 50 мг/кг в/м
|
8,0±2,17 |
16,12±0,54 |
|
Манинил 5 мг/кг per os |
12,1 ± 0,71 |
13,24 ± 0,86 |
Примечание: степень достоверности: * - по отношению к интактным животным; ** - по отношению к группе контроля
Выводы:
- Фумарат 3-ГП в дозе 50 мг/кг оказывает достоверное гипогликемическое действие на экспериментальной модели стероидного диабета.
- Применение липосомальной формы фумарата 3-ГП приводило к более выраженному сахароснижающему эффекту.
- Фумарат 3-ГП в дозе 50 мг/кг и его липосомальная форма улучшают внешнее состояние подопытных животных на экспериментальной модели стероидного диабета.
- На фоне введения фумарата 3-ГП в дозе 50 мг/кг и его липосомальной формы отсутствует летальность белых нелинейных крыс на экспериментальной модели стероидного диабета.
- Фумарат 3-ГП в дозе 50 мг/кг и его липосомальная форма проявляют выраженную антиоксидантную активность на модели стероидного диабета.
Полученные нами данные свидетельствуют о перспективном применении фумарата 3-ГП с целью снижения гипергликемии на фоне сахарного диабета, причем применение его липосомальной формы оказывало более выраженный эффект.
Обсуждая механизмы гипогликемической активности фумарата 3-ГП и его липосомальной формы следует отметить выраженную антиоксидантную активность, цито- и мембранопротекторное действие, а также способность улучшать энергетический обмен любой клетки соединений из группы 3-ГП. Это сопровождается улучшением внешних признаков и отсутствием летальности в группах крыс, получавших исследуемые соединения.