научная статья по теме ВЛИЯНИЕ ЛЕЧЕНИЯ БРОМОКРИПТИНОМ НА АКТИВНОСТЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНОЙ СИСТЕМЫ В МОЗГЕ КРЫС С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА, ВЫЗВАННЫМ ВЫСОКОЖИРОВОЙ ДИЕТОЙ Математика

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ ЛЕЧЕНИЯ БРОМОКРИПТИНОМ НА АКТИВНОСТЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНОЙ СИСТЕМЫ В МОЗГЕ КРЫС С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА, ВЫЗВАННЫМ ВЫСОКОЖИРОВОЙ ДИЕТОЙ»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 459, № 2, с. 243-247

БИОХИМИЯ, БИОФИЗИКА, МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

УДК 577.15

ВЛИЯНИЕ ЛЕЧЕНИЯ БРОМОКРИПТИНОМ НА АКТИВНОСТЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНОЙ СИСТЕМЫ В МОЗГЕ КРЫС С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА,

ВЫЗВАННЫМ ВЫСОКОЖИРОВОЙ ДИЕТОЙ © 2014 г. А. О. Шпаков, К. В. Деркач, О. В. Чистякова, В. М. Бондарева

Представлено академиком Н.П. Весёлкиным 17.06.2014 г. Поступило 15.07.2014 г.

БО1: 10.7868/$086956521432022Х

Сахарный диабет 2-го типа (СД2) является одним из самых распространенных заболеваний в мире, вследствие чего поиск новых подходов для его лечения является одной из актуальных задач современной эндокринологии. В последние годы появились данные о том, что нарушение активности сигнальных систем мозга, регулируемых леп-тином, меланокортином, серотонином и дофамином, приводит к развитию инсулиновой резистентности, дисбалансу энергетического обмена, липотоксичности — процессам, характерным для СД2 [1—4]. Восстановление активности этих систем способно нормализовать чувствительность тканей к инсулину и улучшить гликемический контроль. Так, лечение пациентов с СД2 с помощью селективных ингибиторов обратного захвата серотонина, повышающих концентрацию серо-тонина в синаптической щели, улучшает у больных гликометаболические показатели [5]. Ранее нами было показано, что длительное лечение крыс с неонатальной моделью СД2 интраназаль-ным серотонином повышает чувствительность тканей к инсулину, улучшает энергетический обмен, восстанавливает активность гормональных систем в мозге [6].

В последние годы при лечении бромокрипти-ном (БК), селективным агонистом дофаминовых рецепторов 2-го типа (Д2Р), пациентов с болезнью Паркинсона, также имеющих СД2, было установлено, что такое лечение положительно влияет и на течение болезни Паркинсона, и корригирует метаболические нарушения, вызванные СД2 [7]. Например, в работе [8] было показано, что лечение БК улучшало гликометаболи-

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова

Российской Академии наук, Санкт-Петербург

ческие параметры, а также снижало риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Однако данные о применении БК для лечения СД2 относятся только к лечению диабетических пациентов, страдающих болезнью Паркинсона и другими нейродегенеративными заболеваниями, в то время как исследования по влиянию БК на развитие СД2 с использованием экспериментальных моделей заболевания отсутствуют. Эти исследования необходимы для выяснения механизмов и мишеней действия БК, а также для разработки оптимальных схем его применения в клинике для лечения СД2 и его осложнений.

Цель работы состояла в изучении влияния длительного лечения БК крыс-самцов с СД2, вызванным высокожировой диетой и обработкой низкой дозой стрептозотоцина (СТЗ), на их гликометаболические показатели и функциональную активность чувствительной к гормонам аде-нилатциклазной сигнальной системы (АЦСС) в тканях мозга. Выбор АЦСС в качестве объекта исследования обусловлен тем, что нарушения в этой системе являются ключевыми причинами развития осложнений СД2 и усиливаются при повышении тяжести и продолжительности заболевания [3, 9]. Следовательно, оценка функционального состояния АЦСС может быть использована для мониторинга эффективности лечения СД2 и идентификации мишеней действия лекарственного препарата.

Модель СД2 вызывали специально подобранной жировой диетой с последующей обработкой крыс низкой дозой СТЗ. Для экспериментов были взяты крысы-самцы ^з1аг (возраст 2 месяца), которых разделили на четыре группы: две контрольные — группы "К" (п = 6) и "К + БК" (п = 6) — находились на стандартном рационе, две группы подопытных крыс - "Д" (п = 10) и "Д + БК" (п = 8) - получали обогащенную жиром диету. Суточный рацион

8

243

Таблица 1. Масса тела (г) и уровень глюкозы (натощак, мМ) в плазме крови контрольных крыс и животных с СД2 с лечением и без лечения БК (М ± ББ)

Показатель Начало эксперимента 60 сут 90 сут (начало лечения) 150 сут (перед декапита-цией)

Группа "К" (n = 6)

Масса 185 ± 17 299 ± 32 332 ± 28 359 ± 27

Уровень глюкозы 4.3 ± 0.2 3.9 ± 0.2 4.4 ± 0.2 3.8 ± 0.2

Группа "К + БК" (n = 6)

Масса 186 ± 14 304 ± 18 325 ± 26 351 ± 27

Уровень глюкозы 4.0 ± 0.1 3.8 ± 0.3 4.1 ± 0.3 4.5 ± 0.2

Группа "Д" (n = 10)

Масса 195 ± 15 371±27* 407±21* 448 ± 22*

Уровень глюкозы 4.0 ± 0.3 5.9 ± 0.3* 7.6 ± 0.6* 6.2 ± 0.5*

Группа "Д + БК" (n = 8)

Масса 198 ± 17 364 ± 15 403 ± 19 390 ± 28

Уровень глюкозы 3.8 ± 0.2 5.8 ± 0.4 7.5 ± 0.8 6.0 ± 0.7

* — различия между группами "К" и "Д" достоверны (p < 0.05).

был следующим: в группах "К" и "К + БК" — 20— 25 г сухого корма, в группах "Д" и "Д + БК" — 10 г сухого корма и 15 г жировой смеси (524 г свиного сала, 417 г творога, 50 г печени, 5.3 г L-метиони-на, 1.85 г дрожжей, 1.85 г поваренной соли).

Через 75 сут после начала эксперимента крысы групп "Д" и "Д + БК" были обработаны СТЗ (раствор в 0.1 М цитратном буфере, pH 4.5, 25 мг/кг, внутрибрюшинно). Крысы групп "К" и "К + БК" вместо СТЗ получали цитратный буфер в том же объеме. Через 90 сут крысы групп "К + БК" и "Д + БК" начали получать лечение БК (перораль-но, доза 0.6 мг/кг один раз в течение 2 сут). Через 150 сут животных декапитировали под наркозом. Измерение уровня глюкозы проводили в цельной крови, полученной из хвостовой вены в начале эксперимента и на 60-е, 90-е и 150-е сут, используя тест-полоски One Touch Ultra (США) и глю-кометр Life Scan ("Johnson & Johnson", Дания). Для оценки толерантности к глюкозе крысам внутрибрюшинно вводили раствор глюкозы (2 г/кг). Для оценки чувствительности к инсулину использовали инсулин-глюкозотолерантный тест (ИГТТ), для чего крысам одновременно вводили глюкозу (2 г/кг) и инсулин (препарат Хума-лог, 0.8 МЕ/кг). Концентрацию глюкозы в крови измеряли на протяжении 2 ч.

В опытах использовали БК, дофамин, норад-реналин, серотонин, релаксин-2, соматостатин, 5'-гуанилилимидодифосфат (ГИДФ), форсколин ("Sigma", США), 5-нонилокситриптамин (5-НОТ) ("Tocris Cookson Ltd.", Великобритания). Для определения активности АЦ использовали [а-32Р]АТФ (1000 Ки/ммоль) производства ОАО "Институт реакторных материалов" (Россия). Выделение фракций плазматических мембран из тканей мозга (коры больших полушарий, стриатума, гиппо-кампа) крыс и определение в них активности АЦ проводили, как описано ранее [10, 11]. Мембраны инкубировали при 37°C в течение 12 мин. Активность АЦ оценивали по количеству цАМФ, который получался в ходе ферментативной реакции, и выражали в пмоль цАМФ/мин на мг белка. Статистический анализ данных проводили с использованием программы ANOVA. Данные представлены в виде среднее значение ± стандартное отклонение (M ± SD) из трех независимых экспериментов. Различия оценивали как достоверные приp < 0.05.

О развитии СД2 в группе "Д" свидетельствует динамика изменения веса тела и уровня глюкозы (табл. 1), а также результаты теста на толерантность к глюкозе и ИГТТ (рис. 1). После двухмесячной жировой диеты вес крыс в группе "Д" был в среднем на 24% больше, чем в группе "К", уровень глюкозы был повышен на 51%. После обработки СТЗ наблюдали развитие гипергликемии, которая ослабевала к окончанию эксперимента (табл. 1). На 150-е сутки эксперимента у диабетических крыс, леченых БК, наблюдали снижение веса (на 13%) в сравнении с группой "Д", но различия в уровне глюкозы отсутствовали (табл. 1). С помощью теста с глюкозной нагрузкой было установлено, что после жировой диеты (59-е сутки) и после обработки СТЗ перед началом лечения (89-е сутки) крысы в группах "Д" и "Д + БК" имели нарушенную толерантность к глюкозе, причем различия между самими группами отсутствовали (данные не представлены). После двухмесячного лечения (149-е сутки, перед декапита-цией) в группе "Д + БК" наблюдали отчетливо выраженное повышение интенсивности утилизации глюкозы в сравнении с группой Д. Так, в тесте с глюкозной нагрузкой через 2 ч после инъекции глюкозы ее уровень в группе "Д + БК" составил 9.6 мМ и был на 51% ниже, чем в группе "Д" (14.5 мМ), хотя и оставался выше такового групп "К" и "К + БК" (рис. 1а). В ИГТТ уровень глюкозы в группе "Д + БК" через 15 и 30 мин после инъекции глюкозы и инсулина был ниже, чем в группе "Д" (через 15 мин различия были достоверными, p < 0.05), и сходным с таковым в контроле (рис. 1б). Эти данные указывают на восстановление чувствительности к инсулину у диабетических крыс, леченых БК.

ВЛИЯНИЕ ЛЕЧЕНИЯ БРОМОКРИПТИНОМ

245

Концентрация глюкозы, мМ 35

30 25 20 15 10 5 0

30 25 20 15 10 5

(а)

Прирост активности аденилатциклазы, пмоль цАМФ/мин на мг белка 100 г

0 (б)

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 Время после введения глюкозы, мин

Рис. 1. Динамика изменений концентрации глюкозы в плазме крови диабетических и контрольных крыс с лечением и без лечения БК после глюкозной нагрузки (а) и в условиях ИГТТ (б). * — р < 0.05 при сравнении показателей групп "К" и "Д"; ** — р < 0.05 при сравнении показателей групп "Д" и "Д + БК". Здесь и на рис. 2 и 3 представлены средние и стандартные отклонения.

Исследование влияния лечения БК на активность АЦСС в мозге диабетических крыс включало изучение базальной активности АЦ и ее регуляцию форсколином, действующим на каталитический сайт АЦ, ГИДФ (активатор Gs-белков) и гормонами, действующими на АЦ стимулирующим (через Gs-белки) и ингибирующим (через Gi-белки) способом. Базальная и стимулированная форсколином (10-5 М) активность АЦ в си-наптосомальных мембранах контрольных крыс составила 24.2 ± 1.0 и 103.8 ± 3.9 (+329%) пмоль цАМФ/мин на мг белка. У диабетических живот-

80

60

40

20 -

□ "К"

ш "К + БК" I—I "Д"

□ "Д + БК"

Рис. 2. Стимулирующие аденилатциклазу эффекты гормонов в мозге диабетических и контрольных крыс с лечением и без лечения БК.

А — дофамин (10-5 М), Б — серотонин (10-5 М), В — норадреналин (10—5 М), Г — релаксин (10—8 М). Здесь и на рис. 3 * — различия между группами "К" и "Д" или "К + БК" и "Д + БК", ** — между группами "К" и "К + БК" или "Д" и "Д + БК" достоверны (р < 0.05). Прирост активности — превышение по сравнению с базальным уровнем активности АЦ в присутствии горм

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком