Біологічні науки / 8.Фізіологія людини і тварин

Григорова Н.В.

Запорізький національний університет

Порівняльні дослідження цинку, інсуліну та магнію

в панкреатичних В-клітинах мишей і щурів

Цинк і магній виконують ряд східних біологічних функцій: вони необхідні для активності багатьох ферментів, стабілізують клітинні мембрани [5-7]. Цинк, який цитохімічно визначається, акумулюється в В-клітинах панкретичних острівців, де він знаходиться, як припускають, в комплексі з гормоном інсуліном [2]. Роль магнію в цих клітинах зовсім не вивчалась. Для вирішування цього питання нами були проведені порівняльні дослідженя вмісту цинку, інсуліну та магнію в В-клітинах при різному функціональному стані інсулярного апарату.

У дослідах було використано 233 тварини (миші, щури), у тому числі були контрольні (інтактні) тварини, а також миші та щурі, які голодували, отримували глюкозу, а також діабетогенний агент алоксан. Голодували миші протягом 12 год, щурі – 1 доби. Глюкозу вводили внутрішньоочеревинно в дозі 10 г/кг, алоксан – підшкірно в кількості 200 – 400 мг/кг.

У тварин перед забоєм отримували кров з хвоста для визначення рівня цукру по Хаггедорну-Йенсену [1]. Забивали їх декапітацією, шматочки підшлункової залози використовували для приготування заморожених зрізів 30-60 мкм завтовшки, а також для фіксації у холодному ацетоні (4 ºС) протягом 12 год у рідині Буена впродовж 24 годин. Фіксовані шматочки доводили до парафіну. Зрізи готували 5 – 10 мкм завтовшки.

Для цитохімічного визначення магнію заморожені зрізи залози флуорохромували розчином люмомагнезону (ЛМ) і розглядали під люмінесцентним мікроскопом (світлофільтри ФС–1, ЖС-18). У мишей і щурів клітини В острівців давали жовте світіння. Цинк виявляли на парафінових зрізах залози, фіксованої в ацетоні, флуорохромуванням їх розчином 8 - (п - толуолсульфоніламіно) - хіноліну (8 - ТСХ) і розглядали під люмінесцентним мікроскопом, як вказано вище. У мишей і щурів в В-інсулоцитах визначали жовто-зелену люмінесценцію.

Для цитохімічного виявлення інсуліну парафінові зрізи залози, фіксованої в рідині Буена, забарвлювали розчином альдегідфуксину (АФ). На препаратах інсулін визначали в В-клітинах у вигляді синьо-фіолетової зернистості.

Інтенсивність цитохімічних реакцій ЛМ, 8-ТСХ і АФ оцінювали за трибальною системою, запропонованою В.В.Соколовським [3] та Хейхоу Ф. і Квагліно Д. [4]. Підрахували середню арифметичну величину (), похибку (m) та показник вірогідності (р).

У контрольних (інтактних) мишей глікемія складала 5,9 ± 0,29 ммоль/л, вміст у панкреатичних клітинах В цинку дорівнював – 2,0 ± 0,16 ум.од., інсуліну – 1,5 ± 0,12 ум.од., магнію – 1,1 ± 0,08 ум.од. При голодуванні концентрація глюкози в крові була знижена на 36 % (р < 0,001) та підвищувалися в клітинах В цинку на 40 % (р < 0,001), інсуліну – на 40 % (р < 0,001), магнію – на 45 % (р < 0,001). При введенні глюкози глікемія була підвищена на 73 % (р < 0,001), вміст цинку в В-клітинах був знижений на 30 % (р < 0,01), інсуліну – 27 % (р < 0,01). Алоксан викликав збільшення рівня цукру в крові на 168 % (р < 0,001) та зменшення кількості в клітинах В цинку на 65 % (р < 0,001), інсуліну – на 80 % (р < 0,001), магнію – на 55 % (р < 0,001).

Таким чином, пригнічення функції інсулярного апарату викликає накопичення в клітинах В цинку, інсуліну, магнію. При введенні глюкози, стимулятора секреторної активності цих клітин, навпаки, відбувається зменшення вмісту трьох компонентів у цих клітинах. Розвиток недостатності інсулярного апарату (діабету) супроводжується падінням концентрації цинку, інсуліну, магнію в панкреатичних клітинах В.

Подібні результати були отримані у щурів. У контрольних (інтактних) тварин вміст цукру в крові складав 5,7 ± 0,18 ммоль/л, цинку в В-клітинах 0,5 ± 0,03 ум.од., інсуліну – 1,6 ± 0,12 ум.од., магнію – 1,3 ± 0,09 ум.од. При голодуванні спостерігалося падіння глікемії на 44 % (р < 0,001) та підвищення в В-клітинах вмісту цинку на 60 % (р < 0,001), інсуліну – на 38 % (р < 0,001), магнію – на 38 % (р < 0,001). Глюкоза викликала, навпаки, ріст глікемії на 74 % (р < 0,001), зниження концентрації в В-клітинах цинку на 20 % (р < 0,01), інсуліну – 25 % (р < 0,05), магнію – 23 % (р < 0,01). Розвиток алоксанового діабету супроводжувався підвищенням глікемії на 151 % (р < 0,001), падінням концентрації у В-клітинах цинку на 60 % (р < 0,001), інсуліну – на 92 % (р < 0,001), магнію – на 54 % (р < 0,001).

Одже, як і у мишей, вмісту цинку та магнію в панкреатичних клітинах В змінюється в залежності від функціонального стану інсулярного апарату: пригнічення його функції викликає накопичення двох металів у цих клітинах, активація секреторної активності апарату, навпаки, призводить до зниження вмісту цинку та магнію. Виключення інсулярного апарату також викликає зниження вмісту двох металів у клітинах.

Література:

1. Гольдберг Е.Д., Ещенко В.А., Бовт В.Д. Сахарный диабет. Этиологические факторы. - Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1993. - 136с.

2. Ещенко В.А. Гистохимическое исследование цинка // Цитология. – 1978. – Т.20, №8. – С.112-116.

3. Соколовский В.В. Гистохимические исследования в токсикологии.- Л.: Медицина, 1971. - 172c.

4. Хейхоу Ф., Кваглино Д. Гематологическая цитохимия. - М.: Медицина, 1983. - 320с.

5. Bray T.M., Bettger W.J. The physiological role of zinc as an antioxidant // Free Radic. Biol. Med. – 1990. – Vol.8. – P. 281 – 291.

6. Tonyz R.M. Magnesium in clinical medicine // Front.Biosci. – 2004. – Vol.9. – P.1278 – 1293.

7. Vallee B.L. Zinc: biochemistry, physiology, toxicology and clinical pathology // Biofactors. – 1988. – Vol.1. – P.31 – 36.