Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ВЛИЯНИЕ КУРКУМЫ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ВСАСЫВАНИЯ ГЛЮКОЗЫ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ КРЫС С АЛЛОКСАНОВОЙ МОДЕЛЬЮ САХАРНОГО ДИАБЕТА

Козлова А.П. 1 Корощенко Г.А. 1 Недовесова С.А. 1 Айзман Р.И. 1
1 ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет»
В экспериментах на взрослых самцах крыс линии Wistar с аллоксан-индуцированной моделью сахарного диабета 1 типа изучено влияние порошка корневища куркумы (Curcuma longa) на всасывание глюкозы в тонком кишечнике. Показано, что приём куркумы способствовал снижению интенсивности всасывания глюкозы в кишечнике крыс как в норме, так и при СД. Действие блокатора Na+-глюкозного котранспортера - канаглифлозина также приводило к снижению всасывания глюкозы в кишечнике животных с аллоксановым диабетом, при этом применение канаглифлозина с порошком корневища Curcuma longa потенцировало данный эффект. Таким образом, делается заключение, что фитопрепарат куркума обладает умеренным ингибирующим влиянием на транспортные механизмы в кишечнике крыс при различных физиологических и патофизиологических состояниях.
куркума.
канаглифлозин
Na+-глюкозный котранспортер
всасывание
крыса
аллоксан
сахарный диабет
1. Громова Л.В., Груздков А.А. Относительная роль различных механизмов всасывания глюкозы в тонкой кишке при физиологических условиях // Физиологический журнал им. Сеченова. – 1993. – №6. – С.65-72.
2. Громова Л.В., Груздков Ал.А., Груздков А.А. Кинетические параметры гидролиза мальтозы и всасывания глюкозы в тонкой кишке крыс в хронических опытах // Физиологический журнал им. Сеченова. – 2002. – №4. – С.510-518.
3. Корощенко Г.А., Суботялов М.А., Герасёв А.Д., Айзман Р.И. Влияние корневища растения Сurcuma Longa на углеводный обмен крыс в эксперименте // Бюллетень СО РАМН.- 2011.- № 31(3). – С. 92-96.
4. Мембранный гидролиз и транспорт. Новые данные и гипотезы / Под ред. А.М. Уголева. – Л.: Наука, 1986. – С.73-85, 139-159.
5. Сазонова О.В., Трофимович Е.М., Айзман Р.И., Корощенко Г.А., Агеева Т.А., Суботялов М.А., Селиванова С.В. Профилактика токсического воздействия формальдегида при сахарном диабете // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина. -2011.-№ 9(4).-С. 38-42.
6. Сусликова М.И., Мирошниченко И.А., Корытов Л.И., Губина М.И.. Закономерности изменения скорости всасывания глюкозы в тонком кишечнике при иммобилизационном стрессе (экспериментальное исследование) //Сибирский медицинский журнал.- 2010.-№ 1.-С. 36-38.
7. Шварц В.Я. Новый принцип лечения сахарного диабета 2-го типа путем стимуляции глюкозурии// Проблемы эндокринологии.- 2012.-№ 4.- С. 54-57.
8. Akpan UP, Nna VU, Ofem, OE, Antai AB, Osim EE Suppression of gut glucose absorption and enhancement of gut fluid absorption in alloxan - induced diabetic rats treated with crude Aloe vera gel // 2014.- Vol. 5, Issue 3.- P. 647-655.
9. Hannan J.M., Ali L., Khaleque J., Akhter M., Flatt P.R., Abdel-Wahab Y.H. Aqueous extracts of husks of Plantago ovata reduce hyperglycaemia in type 1 and type 2 diabetes by inhibition of intestinal glucose absorption// Br J. Nutr. – 2006.- Vol. 96(1) . – Р.131-137.
10. Vallon V., Rose M., Gerasimova M., Satriano J., Platt K.A., Koepsell H., Cunard R., Sharma K., Thomson S.C., Rieg T. Knockout of Na-glucose transporter SGLT2 attenuates hyperglycemia and glomerular hyperfiltration but not kidney growth or injury in diabetes mellitus// Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi.- 2013.- Vol. 117(4).- P. 954-8.
Исследование механизмов всасывания различных веществ, поступающих с пищей или образующихся в результате гидролиза питательных веществ, из тонкого кишечника во внутреннюю среду организма  является одной из актуальных проблем физиологии [6].

 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

Показатель

Обозначения

Формула расчета

Единицы измерения

Концентрация глюкозы

С

-

мкмоль/мл

Объем раствора глюкозы

V

-

мл

Количество введенной глюкозы

C*Vввед.

C*Vввед.

мкмоль

Количество глюкозы в оставшемся перфузате

C*V ост.

C*Vост.

мкмоль

Количество всосавшейся глюкозы

∆C*V

C*Vввед.- C*Vост.

мкмоль

% всасывания глюкозы

% абсорбции

(∆C*V / C*Vввед.)*100  

%

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)

Группы животных

Фоновая проба

1 сутки

3 сутки

6 сутки

Контроль

4,4 ± 0,34

3,6 ± 0,07

4,0 ± 0,20

4,4 ± 0,07

Контроль+куркума

4,0 ± 0,34

3,5 ± 0,42

2,8 ± 0,25*

2,2 ± 0,15*

Аллоксан

5,0 ± 0,12

18,3 ± 0,18*

21,0 ± 0,10*

16,1 ± 0,30*

Аллоксан+куркума

4,2 ± 0,30

12,2 ± 0,05*∆

6,9 ± 0,17*∆

5,3 ± 0,15*∆

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)

Группы животных

Количество глюкозы во вводимом растворе, мкмоль

Количество всосавшейся глюкозы, мкмоль

% всасывания глюкозы

Контроль

 

62,5 ± 0,97

25,1 ± 2,9

40,2 ± 8,8

Контроль+куркума

16,0 ± 1,7*

25,6 ± 7,1*

Аллоксан

57,8 ± 1,7*

92,5 ± 2,4*

Аллоксан+куркума

53,9 ± 2,4*

86,2 ± 4,1*

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)

Группы животных

 

Количество глюкозы во вводимом растворе, мкмоль

Количество всосавшейся глюкозы, мкмоль

% всасывания глюкозы

Контроль + блокатор

 

 

53,3

20,9 ± 1,9

 

39,2 ± 3,5

 

Аллоксан + блокатор

17,2 ± 3,7∆

32,3 ± 7,0 Δ

Аллоксан+ куркума +блокатор

5,7 ± 0,7*∆

10,7 ± 1,3*Δ

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).

 
Рецензенты:

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.

 


Библиографическая ссылка

Козлова А.П., Корощенко Г.А., Недовесова С.А., Айзман Р.И. ВЛИЯНИЕ КУРКУМЫ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ВСАСЫВАНИЯ ГЛЮКОЗЫ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ КРЫС С АЛЛОКСАНОВОЙ МОДЕЛЬЮ САХАРНОГО ДИАБЕТА // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=20905 (дата обращения: 20.09.2021).

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