Здравоохранение / 9. Биохимия и биофизика

Климчук Н.Г., Мыкуляк Т.Н.,

Национальный университет пищевых технологий, Украина

Содержание гликогена в мышечной ткани крыс при экспериментальном сахарном диабете

На сегодня одним из самых распространенных заболеваний в мире является сахарный диабет – многофакторное заболевание, характеризующееся хроническим повышением уровня глюкозы в крови вследствие абсолютного или относительного дефицита инсулина или нарушения его секреции. Это заболевание возникает также вследствие действия различных экзо- и эндогенных факторов, которые приводят к нарушениям обмена веществ, поражениям сосудов, нервов, органов и тканей. Несмотря на то, что за последние годы достигнуты значительные успехи в понимании патофизиологии и молекулярной биологии сахарного диабета, это заболевание продолжает оставаться серьёзной медицинской и социальной проблемой. Это обусловлено не только значительным его распространением, но и тенденцией к росту числа больных [3].

Исследования показывают, что при сахарном диабете наблюдается нарушение всех видов обмена веществ, что связано с инсулинорезистентностью, и приводит к тому, что печень и мышечные ткани теряют способность превращать глюкозу в гликоген, а другие ткани не могут использовать его в качестве основного источника энергии.

Как известно, в организме глюкоза может существовать в свободном состоянии и в форме гликогена. Гликоген – животный полисахарид, содержащийся в цитозоле клеток в виде микроскопических гранул и представляющий собой депо лабильного метаболического источника энергии. Гликоген является резервной формой глюкозы, накопление излишнего количества которой в виде молекул мономеров невозможно в связи с ее высокой осмотической активностью. Основными органами, в которых депонируется гликоген, являются печень и скелетные мышцы, которые могут обеспечивать собственные энергетические потребности и уровень гликемии (печень) в перерывах между едой. Концентрация гликогена в мышцах в норме составляет до 2% от их общей массы. В печени содержание гликогена составляет 3-5%. Также гликоген содержится в нервных клетках, сердце, аорте, эндотелии, эпителиальных покровах, хрящах, лейкоцитах и т.д., и является необходимым компонентом клеток, однако не поддается заметным количественным колебаниям (стабильный, оседлый гликоген) при различных патологиях, в частности при сахарном диабете [2] .

Сокращение скелетных мышц происходит с помощью энергии, которая образуется во время окисления углеводов, жиров, аминокислот, однако использование углеводов для мышечной работы является основным энергетическим процессом. В мышечной ткани гликогенолиз (расщепление гликогена) происходит с целью покрытия собственных энергетических потребностей [1].

В связи с этим интерес представляет изучение структуры и содержания гликогена в мышцах в норме и при патологии.

Эксперименты проводили на крысах линии Вистар массой 150-220 г с соблюдением национальных «Общих этических принципов экспериментов на животных» (Украина, 2001). Сахарный диабет (6 недель) вызвали одноразовым внутрибрюшинном введением стрептозотоцина, растворенного в 0,1 М цитратном буфере, рН = 4,5, при дозе 60 мг / кг массы тела. Уровень глюкозы в крови определяли с помощью глюкометра Precision Xtra Plus (MediSense Uk Ltd., UK). Ацетил-L-карнитин (АLС) в дозе 100 мг / кг вводили крысам внутрибрюшинно в течение 2-х недель после 4-х недельного развития сахарного диабета.

Животных декапитировали натощак под легким эфирным наркозом. Мышечную ткань брали навесками по 500 мг. Определение содержания гликогена базировалось на спектофотометрическом определении окрашенного комплекса углерода и антронов.

При нагревании промытого осадка гликогена из антрона (высокоспецифичный реактив на углеводы), растворенного в концентрированной серной кислоте, происходит гидролиз гликогена до глюкозы вследствие каталитического действия серной кислоты. При взаимодействии глюкозы с антроном, раствор приобретает светло-зеленый цвет, интенсивность которого пропорционально количеству глюкозы.

Содержание гликогена в исследуемых образцах (мышцах) по калибровочной кривой определяли с использованием стандартных растворов глюкозы (400-1000мкг/мл). Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре СФ - 46 (ЛОМО, Россия) в кюветах с длиной пробега луча 1 см при заданной длине волны 620 нм.

Согласно данным, представленным на рисунке 1, в условиях экспериментального сахарного диабета содержание гликогена снижалось на 37% по сравнению с его содержанием с контролем. У животных, которых подвергали двухнедельному лечению АLС, содержание гликогена в пробе увеличивалось на 21% по сравнению с количеством гликогена в пробах крыс с экспериментальным сахарным диабетом.

Рис.1. Содержание гликогена в мышцах контрольных крыс, животных с экспериментальной моделью сахарного диабета и за лечение ALC

Таким образом, нами установлена взаимосвязь между таким патогенетическим заболеванием как сахарный диабет и содержанием гликогена в мышцах, а также положительное действие ALC на содержание гликогена в мышечной ткани крыс с экспериментальным СД.

Литература:

1. Гонський Я.И., Максимчук Т.П., Калинський М.И. Биохимия человека Тернополь: Мед. книга, 2002. – С.292–338.

2. Губський О.І. Биологическая химия. – Тернополь: Укрмедкнига. – 2000. – 206 с.

3. Ларин О.С., Паньков В.И., Сеиваненко М.И. та др. Анализ деятельности эндокринологической службы Украины у 2010 году та перспективы развития медицинской помощи больным с эндокринною патологиею// Эндокринологическая служба Украины. – 2011. – Т3. – №35. – С. 32-54.