Біологічні науки / 8.Фізіологія людини і тварин

 

Григорова Н.В.

Запорізький національний університет

Вплив холіноміметика на розвиток

алоксанового діабету

Алоксан присутній у плазмі крові та органах людини і тварин. При цукровому діабеті його вміст у крові підвищений [1]. У зв’язку з цим викликають інтерес моделі діабету, що отримують введенням тваринам алоксану [1, 2]. Вперше діабет за допомогою цього агенту був отриманий понад 60 років потому [7]. Незважаючи на багаторічну історію й численні роботи, чимало питань з патогенезу алоксанового діабету залишаються не з’ясованими.

Особливий інтерес викликає питання про роль порушень обміну цинку в механізмі розвитку інсулінової недостатності. Відомо, що два іони цинку здібні зв’язувати шість молекул інсуліну. Гексамер, який при цьому утворюється, мабуть, накопичується в В-клітинних гранулах («депо-форма» інсуліну) [3, 6, 8]. Розробка досконалого методу цитохімічного визначення цинку дозволила вивчити залежність вмісту цього металу в клітинах В панкреатичних острівців тварин з алоксановим діабетом від дії холіноміметика пілокарпіну.

Матеріалом досліджень слугували проби крові та шматочки підшлункової залози 42 мишей і 48 щурів, серед яких 14 мишей і 16 щурів були контрольними (інтактними), інші отримували ін’єкції пілокарпіну та алоксану. Алоксан уводили під шкіру в дозі 200 мг/кг у вигляді  2 % розчину. Пілокарпіну гідрохлорид тваринам призначали підшкірно в дозі  1 мг/кг у вигляді  0,02 % розчину мишам, 0,2 % - щурам через 5 діб після ін’єкції діабетогенного агенту. По закінченні вказаного терміну у алоксанових тварин і ще годиною пізніше після уведення пілокарпіну у піддослідних мишей і щурів за життя брали з хвоста для визначення рівня цукру в крові модифікованим методом Хаггедорна-Йенсена, а після забою методом декапітації брали шматочки підшлункової залози.

Для цитохімічного визначення цинку шматочки органа фіксували протягом 12 годин у холодному (4 ºС) ацетоні, потім проводили через два ксилоли (по 15 хвилин у кожному), суміш 50 % ксилолу та 50 % парафіну (протягом 30 хвилин при температурі 40 ºС), два рідкі парафіни (по 1,5 години у кожнім при 56 °С) та заливали в парафін. Зрізи 5 – 10 мкм завтовшки депарафінували обробкою у двох ксилолах (по 3 хвилини у кожному), двох ацетонах (по 3 хвилини у кожному). Потім на зрізи наносили ацетоновий розчин 8-ТСХ, зрізи промивали протягом 5 хвилин дистильованою водою, замикали в гліцерин і розглядали під люмінесцентним мікроскопом.

Для цитохімічного визначення інсуліну в панкреатичних клітинах В шматочки підшлункової залози фіксували в рідині Буена протягом 24 годин і доводили до парафіну. Депарафіновані зрізи проходили процедури окислення-відновлення, після чого їх промивали дистильованою водою 5 хвилин і фарбували протягом 6 хвилин 0,25 % спиртовим розчином альдегідфуксину. На препаратах у цитоплазмі В-клітин острівців виявлялась синьо-фіолетова зернистість. Її кількість слугувала показником вмісту в клітинах інсуліну.

Інтенсивність цитохімічних реакцій оцінювали за трибальною системою, запропонованою Соколовським В.В. [4], а також Хейхоу Ф. і Квагліно Д. [5].

Глікемія у контрольних (інтактних) мишей складала 5,9 ± 0,11 ммоль/л, а у щурів контрольної групи – 5,7 ± 0,08 ммоль/л. При введенні алоксану спостерігалось підвищення концентрації цукру в крові на 168 % (р < 0,001) у мишей, 153 % (р < 0,001) – у щурів. Під впливом пілокарпіну глікемія була вище норми на 85 % (р < 0,001) у алоксанових мишей, 70 % (р < 0,001) – у алоксанових щурів.

В інсулінпродукуючих клітинах В мишей контрольної групи вміст цинку складав 1,9 ± 0,10 ум.од., а інсуліну – 1,5 ± 0,11 ум.од. У контрольних (інтактних) щурів ці показники відповідно становили 0,5 ± 0,03 ум.од. і 1,6 ± 0,10 ум.од. Уведення алоксану викликало в клітинах В панкреатичних острівців зниження кількості металу та гормону відповідно на 67 % (р < 0,001) і 73 %     (р < 0,001) у мишей, 60 % (р < 0,001) і 81 % (р < 0,001) – у щурів. У випадку призначення холіноміметика пілокарпіну діабетичним тваринам спостерігалось подальше падіння рівня цинку та інсуліну в острівцевих В-клітинах. При цьому отримані значення були нижче норми відповідно на 78 % (р < 0,001) і 80 %      (р < 0,001) у мишей, 80 % (р < 0,001) і 87 % (р < 0,001) у щурів.

Таким чином, внаслідок пошкоджуючої дії алоксану на острівцевий апарат мишей і щурів розвиваються гіперглікемія, недостатність цинку та інсуліну в клітинах В. Під впливом пілокарпіну, що підсилює секреторну активність В-інсулоцитів, які уціліли, спостерігалось зниження високого рівня цукру в крові, а в панкреатичних острівцях – більш виражений дефіцит досліджених внутрішньоклітинних компонентів у тварин. Ці зміни є свідченням погіршення стану піддослідних тварин.

ЛІТЕРАТУРа

1. Баранов В.Г., Соколоверова И.М., Гаспарян Э.Г., Ярошевский Ю.А., Никитин А.И. Экспериментальный сахарный диабет. Роль в клинической диабетологии. – Л.: Наука, 1983. - 240с.

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

3. Гутаревич Г.О., Щербак С.О. Участь мікроелементів у регуляції вуглеводного обміну людини // Ендокринологія. – 2002. – Т.7, №1. – С. 133.

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

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

6. Chausmer A.B. Zinc, insulin and diabetes // J.Am.Coll.Nutr. – 1998. – Vol.17, 2. – P. 109 115.

7. Dunn G., McLetchie N., Sheehan H. Necrosis of islets of Langerhans produced experimentally // Lancet. – 1943. – Vol.244, №6242. – P. 486–487 .

8. Rosenfeld L. Insulin: discovery and controversy // Clin. Chem. – 2002. – Vol. 48, № 12. – Р.  2270 – 2288.