Аллоксановый диабет моделировали у крыс, которым предварительно ежедневно вводили бихромат калия в дозе 5 мг/кг массы тела в течении 30 суток. Сахарный диабет у этих крыс по показателям иммунореактивного инсулина, гликемии, уровню кетоновых тел в крови характеризовался более легким течением.
Хром, согласно литературным данным, наряду с местными поражениями кожи и слизистых оказывает общетоксическое действие, связанное с поражением большинства органов и систем, что определяется многообразием клинических проявлений *1,2+. Актуальной проблемой современного здравоохранения является проблема сахарного диабета (СД). Сегодня это заболевание, приобретшее масштабы «Эпидемии неинфекционного характера», - одно из самых изучаемых в медицине *3,4+. Это дает возможность целенаправленного изучения условий, влияющих на чувствительность островков Лангерганса к повреждающему действию диабетогенов. Одним из таких условий может быть стрессорное воздействие хрома на организм. В доступной литературе мы не обнаружили сведений об особенностях экспериментального диабета на фоне хромовой интоксикации.
Целью настоящей работы явилось изучение влияние хрома на развитие и течение аллоксанового диабета у крыс.
Методика исследования. Исследование выполнено на 60 белых беспородных крысах-самцах массой 230-270 г. Животные содержались на обычном рационе вивария, имели свободный доступ к воде и пище. Крысы были разделены на группы: 1 группа - интактные; 2 группа - аллоксановый диабет у интактых крыс (контроль); 3 группа - крысы, находившиеся под действием хромовой интоксикации; 4 группа - аллоксановый диабет у крыс с хромовой интоксикацией (опыт). Хромовую интоксикацию воспроизводили путем перорольного введения 0,5% раствора бихромата калия в дозе 5 мг/кг массы тела в течении 30 суток. СД моделировали однократной подкожной инъекцией 5% раствора аллоксана (Реахим) в дозе 15 мг на 100 г массы тела после 48 часового голодания.
В ходе эксперимента у животных учитывалось количество заболевших крыс, процент их гибели, изучались показатели массы тела, уровни глюкозы в крови натощак (глюкометрOptium, фирмы MediSensе), содержание иммунореактивного инсулина (ИРИ) в сыворотке крови радиоиммунологическим методом. Исследования проводили на 3 и 14 сутки после введения аллоксана с целью выявления динамики изучаемых показателей.
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием программного обеспечения Microsoft Excel. Оценка достоверности проводилась с использованием критерия t Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение. Введение бихромата калия в течение 30 суток привело к увеличению содержания хрома в крови животных на 231% и составило 3,38±0,13 мг/мл против 1,02±0,12мг/мл у интактных животных (атомноэмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой). Масса тела животных, находившихся под воздействием хромовой интоксикации, за время затравки уменьшилась на 12%, в то время как у интактных крыс увеличилась на 9% по сравнению с исходным состоянием. Введение хрома привело к повышению уровня глюкозы крови на 37% по сравнению с интактными животными, содержание инсулина в этих условиях имело тенденцию к снижению (таблица 1).
После введения аллоксана уже на 3 сутки эксперимента у большинства животных опытной и контрольной групп развилась стойкая гипергликемия. Двух недельный срок наблюдения за подопытными животными выявил динамику течения аллоксанового диабета представленную в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние хрома на некоторые показатели, характеризующие частоту и тяжесть возникновения аллоксанового
диабета у крыс
|
Показатель |
Исходные данные |
Динамика течения диабета |
|||||
|
Интактные |
Хром |
Интактные + аллоксан (контроль) |
Хром + аллоксан (опыт) |
||||
|
на 3 сутки |
на 14 сутки |
на 3 сутки |
на 14 сутки |
||||
|
Масса тела в (г) |
260±4,3 |
254±4,7 |
210±4,3* |
218±3,5* |
|||
|
Кол-во крыс с гипергликемией от 6,1 ммоль/л и выше в (%) |
95±4,9% |
72±8,8%▼ |
|||||
|
Глюкоза крови (ммоль/л) |
3,5±0,5 |
4,8±0,3** |
21,8±1,4* |
18,1±1,2* |
19,3±1,3* |
15,4±1,2* |
|
ИРИ (мкЕД/мл) |
3,1±0,4 |
2,6±0,2 |
1,9±0,6* |
1,1±0,2* |
1,7±0,2* |
2,1±0,1* ▼ |
|
Летальность в группах (%) |
25±9,9% |
8±5,4 |
||||
Примечание: * - различия достоверны по сравнению с исходными данными; ** - различия достоверны между показателями у интактных животных и крыс с хромовой интоксикацией; ▼ - различия достоверны между показателями «опытной» и «контрольной» групп.
Частоту развития диабета у крыс мы оценивали по уровню стойкой гипергликемии. Так, в опытной группе количество крыс с гликемией от 6,1 ммоль/л и более составило 72%±8,8%, а в контроле 95±4,9%, т.е. в опытной группе СД развился на 23% реже, чем у контрольных животных. Чувствительность крыс с хромовой интоксикацией к диабетогенному действию аллоксана оказалась ниже, чем у интактных животных.
С 3 по 14 сутки течения диабета масса тела животных достоверно снижалась в опытной группе на 14%, а в контрольной - на 19% по сравнению с исходными данными.
Гибель животных наблюдалась в первую неделю течения диабета в обеих группах. В опытной группе погибло 2 крысы из 25, а в контроле погибло 5 из 20 крыс. Таким образом, летальность крыс в опытной группе была меньше, чем в контроле, но данные были недостоверны. На 3 сутки после введения аллоксана в опытной группе уровень глюкозы крови увеличился в 4 раза, на 14 сутки в 3,2 раза по сравнению с соответствующими исходными показателями. Так, у контрольных животных уровень гликемии на 3 сутки вырос в 6,2 раза, а на 14 сутки в 5 раз по отношению к исходным данным. На 14 сутки течения диабета уровень глюкозы в крови в обеих группах снижался, что соответствует литературным данным, где подробно описана волнообразная динамика содержания глюкозы в крови при экспериментальном аллоксановом диабете *5+, но в опытной группе уровень гликемии был меньше на 15% по сравнению с контролем.
Для более детального изучения тяжести диабета от уровня гликемии мы распределили животных по группам в зависимости от степени выраженности гипергликемии (таблица 2).
Из таблицы 2 видно, что количество крыс с гипергликемией, не превышающей 14 ммоль/л, на 3 сутки в опытной группе было в 2,3 раза больше, а на 14 сутки - в 2 раза больше, чем в контрольной группе крыс. Количество животных с гипергликемией от 14,1 ммоль/л и более на 3 сутки в опытной группе было в 1,4 раза, и на 14 сутки - в 2 раза меньше, чем в контрольной группе, т.е. у крыс опытной группы развитие диабета сопровождалось более легкой степенью гипергликемии по отношению к контролю.
Таблица 2 - Распределение крыс по группам в зависимости от степени гипергликемии (М±т)
|
Группа животных |
Динамика течения аллоксанового диабета |
|||
|
на 3 сутки |
на 14 сутки |
|||
|
Кол-во крыс (в%) с уровнем глюкозы 6,1- 14,0 ммоль/л |
Кол-во крыс (в%) с уровнем глюкозы от 14,1 ммоль/л и более |
Кол-во крыс (в%) с уровнем глюкозы 6,1-14,0 ммоль/л |
Кол-во крыс (в%) с уровнем глюкозы от 14,1 ммоль/л и более |
|
|
Интактные+аллоксан (контроль) |
17±5,7% |
83±5,7% |
33±6,3% |
67±6,3% |
|
хром+аллоксан (опыт) |
39±9,5%* |
61±9,5%* |
64±7,9%* |
36±7,9%* |
Примечание: * - различия достоверны в показателях между опытной и контрольными группами.
На 3 сутки после введения аллоксана в опытной группе содержание ИРИ достоверно снижалось на 35%, в то время как в контроле - на 39% по сравнению с соответствующим исходным уровнем. На 14 сутки в опытной группе наблюдалось повышение содержания ИРИ, и данный уровень практически не отличался от исходного состояния, в контроле, наоборот, уровень ИРИ продолжал снижаться. У опытных животных на 14 сутки течения диабета содержание ИРИ было на 91% больше, чем в контроле. Обнаруженные на 3 сутки и сохранявшиеся до конца эксперимента гипоинсулинемия и гипергликемия свидетельствовали о развитии тяжелой стойкой формы диабета у крыс контрольной группы.
Выводы
- Аллоксановый диабет у крыс, предварительно получавших ежедневно в течение 30 суток бихромат калия в дозе 5 мг/кг массы тела перорально, по уровню ИРИ, гликемии и кетоновых тел в крови протекает несколько легче, чем диабет у животных без хромовой интоксикации.
- Обнаруженные у крыс с аллоксановым диабетом на фоне хромовой интоксикации более низкий уровень гипергликемии и более высокое содержание ИРИ возможно связаны с активацией хромом СОД, что обеспечило защиту от повреждающего действия аллоксана на ß-клетки поджелудочной железы и относительную сохранность инкреторной функции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- 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
- Мкртумян А.М. Материалы конференции «Диабет 2013: проблемы и решения». - М.:2013. - 60 с.
- Тихонов М.Н. Металлоаллергены: Общая характеристика и оценка неблагоприятного воздействия на здоровье работающих / Экологическая экспертиза. - М.: 2002. - №5. - С.70-138.
- Гмошинский И.В. с соавт. Влияние биологически активной добавки к пище, содержащей хром, на клиникометаболические показатели у больных сахарным диабетом II типа. // Вопросы питания. - 2004. - №5. - С.17-20.
- 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 / MolCacer Res. - 2008. - Vol. 6, N.3. - P. 483-490