Антиоксиданты при экспериментальном сахарном диабете
Аннотация
Изучено влияние оригинальных отечественных антиоксидантов - производных 3-окспиридина и янтарной кислоты (эмок-сипина, реамберина и мексидола) на расстройства метаболизма, условнорефлекторного обучения и мотивированного по-ведения крыс при аллоксановом диабете. Установлено, что 7-дневное применение изученных лекарственных средств нор-мализует поведение больных животных в "открытом поле" и существенно повышает качество формирования условного рефлекса активного избегания. Производные 3-оксипиридина и янтарной кислоты не уступают а-липоевой кислоте по эффективности экспериментальной терапии расстройств поведения и условнорефлекторного обучения при аллоксановом диабете. Психотропные эффекты изученных антиоксидантов не зависят от их влияния на уровень липопероксидов в крови больных крыс. Только эмоксипин и мексидол оказывают одновременное корригирующее влияние на изученные проявления церебральной дисфункции, гипергликемию и дислипидемию. Мексидол характеризуется наилучшим сочетанием позитивных метаболических и психотропных эффектов при экспериментальном сахарном диабете
Ключевые слова
Для цитирования:
Волчегорский И.А., Рассохина Л.М., Мирошниченко И.Ю. Антиоксиданты при экспериментальном сахарном диабете. Проблемы Эндокринологии. 2008;54(5):43-49. https://doi.org/10.14341/probl200854543-50
For citation:
Volchegorsky I.A., Rassokhina L.M., Miroshnichenko I.Yu. Antioxidants in experimental diabetes mellitus. Problems of Endocrinology. 2008;54(5):43-49. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200854543-50
Гипергликемия при сахарном диабете (СД) является важным фактором индукции оксидантного стресса (ОС), играющего существенную роль в развитии многочисленных осложнений СД [1, 25]. Данная закономерность особенно заметна в отношении диабетических нейропатий (ДН), нередко прогрессирующих по ОС-зависимому механизму при вполне удовлетворительной компенсации СД [25]. Считается, что достижение устойчивой компенсации углеводного обмена является необходимым [12], но недостаточным условием [1, 25] эффективной профилактики и терапии нейропатических осложнений СД. Это связано с особой чувствительностью нервной ткани к ОС [3] и СД-ас- социированным угнетением антиоксидантной защиты (АОЗ) [1, 6], которые способствуют оксидантному повреждению нейронов даже в ответ на кратковременные эпизоды постпрандиальной гипергликемии [25]. Данное обстоятельство свидетельствует о необходимости совершенствования алгоритмов комплексного лечения ДН [7, 11, 24] за счет целенаправленной коррекции ОС-индуци- рованного перекисного окисления липидов (ПОЛ), продукты которого являются важным фактором поражения нервной ткани при СД [1, 16]. Медико-социальная значимость данного направления иллюстрируется интенсивным изучением антинейропатического действия а-липоевой кислоты (а-ЛК), препараты которой обладают доказанной клинической эффективностью [21, 23] и включены в российский федеральный стандарт терапии ДН [12].
Редукция симптоматики ДН под действием а- ЛК сопровождается нормализацией ДОЗ и снижением интенсивности ПОЛ [22]. Аналогичное действие оказывают оригинальные отечественные антиоксиданты — производные 3-оксипиридина и янтарной кислоты (эмоксипин, реамберин и мексидол). Использование этих лекарственных средств в терапии нейропатических осложнений СД ограничивает ПОЛ, снижает выраженность симптомов периферической ДН, уменьшает когнитивный дефицит, нормализует аффективный статус и улучшает качество жизни пациентов [7—9, 11].
Позитивное влияние отечественных производных 3-оксипиридина на когнитивные функции и эмоциональную сферу больных СД [11] позволяет рассматривать эти антиоксиданты как потенциально эффективные средства лечения диабетической энцефалопатии (ДЭ). Такая перспектива заслуживает особого внимания, поскольку прогрессирование этого синдрома связано с нарастающим ухудшением жизни и высоким риском развития деменции [15]. Представленная статья посвящена сравнительному анализу влияния эмоксипина, реамберина, мексидола и а-ЛК на относительно мало изученные в эксперименте проявления ДЭ, представленные расстройствами формирования условных рефлексов и мотивированного поведения животных при аллоксановом диабете. Динамику этих проявлений центральной ДН под действием изученных антиоксидантов оценивали в сопоставлении со сдвигами показателей гликемии, липиде- мии и состояния системы ПОЛ—ДОЗ.
Материалы и методы
Исследование было проведено на 185 половозрелых беспородных крысах обоего пола, массой 140—160 г. Организация работы соответствовала международным этическим нормам, регламентирующим эксперименты на животных [14]. СД моделировали путем внутрибрюшинного введения аллоксана тригидрата ("La Chema", Чехия) или аллоксана моногидрата (”ДИАЭМ", Россия) в эквивалентных дозах (200 и 163 мг/кг соответственно). Крысы контрольной группы получали эквиобъем- ное количество 0,9% раствора NaCl.
Через 72 ч после индукции СД крыс, получавших инъекцию аллоксана, равномерно распределяли на подгруппы антиоксидантной терапии и контроля. Изученные антиоксиданты вводили внутрибрюшинно, 1 раз в сутки, на протяжении 7 дней. Каждый антиоксидант применяли в 3 дозах, экстраполированных из разовых дозировок терапевтического диапазона для человека с учетом различий в величинах относительной площади поверхности тела [4]. Во всех случаях минимальной дозой изучаемого диапазона являлась 1/2 расчетного эквивалента средней терапевтической дозы (ЭСТД). В качестве максимальной дозировки использовали удвоенный ЭСТД. Берлитион (а-ЛК, "Berlin- Chemie", Германия) вводили в дозах 25, 50 и 100 мг/кг. Эмоксипин (2-этил-6-метил-3-оксипиридина гидрохлорид, Московский эндокринный завод) использовали в дозах 6,25, 12,5 и 25 мг/кг. Мексидол (2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат, ООО МЦ "Эллара", Москва) применяли в дозах 12,5, 25 и 30 мг/кг. Исследованные дозы 1,5% раствора реамберина (N-( 1 -дезокси-О-глюцитол-1 -ил)-М-ме- тиламмония натрия сукцинат, "Полисан", Санкт- Петербург) составили 12,5, 25 и 50 мл/кг. Животные контрольных подгрупп получали соответствующие объемы 0,9% раствора NaCl. Всем крысам с экспериментальным СД проводили базисную ин- сулинотерапию начиная с 4-го дня после инъекции аллоксана. С этой целью животным 1 раз в сутки подкожно вводили 3 МЕ/кг инсулина аспарта двухфазного (Новомикс 30 Пенфилл, "Novo nordisk", Дания).
Через 7 дней с начала антиоксидантной терапии исследовали поведение животных в "открытом поле" [4] по показателям локомоции, исследовательско-ориентировочной активности, груминга и дефекации, считающейся вегетативным эквивалентом тревоги у крыс [2]. Примененный подход позволяет получить интегральную характеристику аффективного статуса грызунов, активность которых в "открытом поле" формируется как равнодействующая двух противоположных тенденций — страха незнакомого пространства и мотивации к его исследованию [2].
По завершении тестирования крыс в "открытом поле” оценивали их способность к выработке условного рефлекса активного избегания (УРАИ). В работе использовали вариант УРАИ, связанный с формированием навыка "избегания плаванием" за одну попытку [2]. О качестве формирования УРАИ судили по кратности снижения латентного периода избегания через 24 ч после обучающей попытки.
Сразу после окончания этиологического исследования животных наркотизировали диэтиловым эфиром, декапитировали, получали кровь и извлекали головной мозг для последующего патогисто- логического изучения. Уровень продуктов ПОЛ в сыворотке крови определяли спектрофотометрически, с раздельной регистрацией липопероксидов в гептановой и изопропанольной фазах липидного экстракта [3, 4]. Результаты выражали в единицах индексов окисления (ед. и. о.) — Е232/Е220 (относительное содержание диеновых конъюгантов; ДК) и Е278/Е220 (уровень кетодиенов и сопряженных трие- нов; КД и СТ). О состоянии антиокислительной защиты судили по содержанию а-токоферола (а- ТК) и церулоплазмина (ЦП) в сыворотке крови. Концентрацию а-ТК определяли с использованием реактива Эммери—Энгель и поправкой на оптическое поглощение каротинов [19]. Уровень ЦП регистрировали модифицированным методом Ревина [13]. Выраженность расстройств углеводного обмена оценивали по показателям гликемии натощак. Одновременно в сыворотке крови регистрировали концентрацию фруктозамина (ФА), отражающего интенсивность неферментного гликозилирования белков плазмы крови [17]. О состоянии липидного обмена судили по общему содержанию холестерина (ОХС) и триглицеридов (ТГ) в сыворотке крови, а также по показателям липопротеидного распределения ХС.
Статистический анализ выполнен с использованием пакета прикладных компьютерных программ SPSS-13.0. Данные обработаны методами дескриптивной статистики и представлены в виде средней арифметической и ее стандартной ошибки (М ± т). О достоверности межгрупповых различий судили по критериям Манна—Уитни, Вальда— Вольфовица и Колмогорова—Смирнова. Изучение взаимосвязей проводили путем расчета коэффициентов корреляции по Спирмену (rs). Проверку статистических гипотез выполняли при критическом уровне значимости р = 0,05.
Результаты и их обсуждение
В результате проведенного исследования было установлено, что через 10 дней после введения аллоксана у крыс развивались выраженные расстройства поведения в "открытом поле". Это проявлялось заметным снижением показателей двигательной, ориентировочной и исследовательской активности у животных, получавших после индукции СД только инсулинотерапию (табл. 1). Одновременно наблюдалось нарастание параметров груминга и дефекации, отражающих развитие тревоги [2] при экспериментальном СД. Интенсивность анксио- генной дефекации отрицательно коррелировала с ориентировочной (rs = -0,501; р = 0,007) и исследовательской активностью (г5 = -0,425; р = 0,022) в объединенной выборке животных, получавших только инсулин после введения аллоксана. Это свидетельствует о том, что при аллоксановом диабете страх незнакомого пространства превалирует над мотивацией к его изучению. Нарушения поведения крыс в "открытом поле” сопровождались существенным уменьшением показателя качества формирования УРАИ (см. табл. 1), что отражает наличие СД-ассоциированного когнитивного дефицита.
Полученные данные позволяют считать, что моделирование аллоксанового диабета у крыс приводит к развитию церебральной дисфункции, гомологичной ДЭ человека. Результаты патоморфоло- гического исследования головного мозга животных иллюстрируют правомерность этого положения. Световая микроскопия церебральных срезов, окрашенных гематоксилином и эозином, позволила выявить тяжелые дистрофические изменения нейронов, явления глиоза, саттелитоза и нейронофа- гии на фоне периваскулярного отека в мозге крыс с экспериментальным СД. Установленные патоги- стологические изменения на фоне выраженной ги-
Таблица 1
Влияние 7-дневного курса введения антиоксидантов на поведение в "открытом поле" и формирование УРАИ у крыс с экспериментальным СД (Af ± т)
Группа
Горизонтальная активность (смена квадратов) |
Ориентировочная активность (вертикальные стойки) |
Исследовательская активность (выглядывания через отверстия) |
Груминг |
Дефекация |
УРАИ
Интактный контроль (л = 10) Аллоксановый диабет (контроль; 1/2 ЭСТД (6,25 мг/кг; л = 12)
- ЭСТД (12,5 мг/кг; л = 10)
- ЭСТД (25 мг/кг; л = 12)
47,80 ± 1,64
= 11) 20,55 ± 1,07*
26,08 ± 2,59**
26,00 ± 1,45**
28,33 ± 1,44**
Интактный контроль (л = 10) Аллоксановый диабет (контроль; 1/2 ЭСТД (12,5 мл/кг; л = 13)
- ЭСТД (25 мл/кг; л = 13)
- ЭСТД (50 мл/кг; л = 13)
47,80 ± 3,01
= 12) 13,42 ± 1,53*
21,69 ± 1,82**
21,54 ± 1,67**
24,92 ± 1,87**
Интактный контроль (л = 10) Аллоксановый диабет (контроль; 1/2 ЭСТД (12,5 мг/кг; л = И)
- ЭСТД (25 мг/кг; л = 11)
- ЭСТД (50 мг/кг; л = 10)
47,80 ± 1,64
= 11) 20,55 ± 1,07*
28,64 ± 1,65**
27,55 ± 2,62**
27,40 ± 1,89**
Интактный контроль (л = 10) Аллоксановый диабет (контроль; 1/2 ЭСТД (25 мг/кг; л = 13)
- ЭСТД (50 мг/кг; л = 12)
- ЭСТД (100 мг/кг; л = 12)
- ± 3,01
1,91[3]
1,97**
= 12) 13,42 ±
25,69 ±
26,83 ±
30,25 ±
Эмоксипин
24,20 ±1,69 14,00 ± 1,18* 17,00 ± 1,41 17,10 ± 0,66
- ± 0,92**
Реамберин 24,40 ±1,19 6,75 ± 0,78* 14,85 ± 1,57** 14,38 ± 1,19** 15,08 ± 1,11**
Мексидол
24,20 ±1,69 14,00 ± 1,18* 19,45 ± 0,47** 17,36 ± 1,60 18,70 ± 1,28**
а-ЛК
24,40 ±1,19 6,75 ± 0,78*
17,23 ± 1,25** 17,17 ± 1,25**
1,66** 20,92 ± 0,96**
23,00 ± 1,27
13,36 ± 1,12*
16,42 ± 1,68
15,40 ± 0,97
17,92 ± 0,54**
22,30 ± 1,63
5,17 ± 1,20*
13,77 ± 1,29**
14,15 ± 1,56**
12,53 ± 1,20**
23,00 ± 1,27
13,36 ± 1,12*
18,45 ± 1,30**
17,91 ± 1,50**
18,50 ± 0,91**
22,30 ± 1,63
5,17 ± 1,20* 16,08 ± 1,26** 16,25 ± 0,99** 17,33 ± 1,41**
0,50 ±0,17
1,73 ± 0,27*
0,50 ± 0,15**
0,60 ± 0,16**
0,42 ± 0,15** 0,90 ± 0,28
1,42 ± 0,36*
1,00 ± 0,23**
0,85 ± 0,22**
0,85 ± 0,22** 0,50 ± 0,17
1,73 ± 0,27*
0,36 ± 0,15**
0,36 ± 0,15**
0,40 ± 0,16** 0,90 ± 0,28
1,42 ± 0,36*
0,46 ± 0,18**
0,42 ± 0,19**
0,58 ± 0,23**
0,30 ± 0,15
1,64 ± 0,31*
0,42 ± 0,19**
0,20 ± 0,13**
0,25 ± 0,13** 0,80 ± 0,20
- ± 0,36*
0,77 ± 0,20**
0,69 ± 0,21**
0,62 ± 0,18** 0,30 ± 0,15
1,64 ± 0,31*
0,36 ± 0,15**
0,36 ± 0,15**
0,30 ± 0,15** 0,80 ± 0,20
- ± 0,36*
0,85 ± 0,25**
0,58 ± 0,15**
0,67 ± 0,22**
3,28 ± 0,56
1,57 ± 0,10*
3,11 ± 0,30**
2,81 ± 0,38**
3,45 ± 0,42**
- ± 0,34
1,49 ± 0,14*
1,78 ± 0,20
2,27 ± 0,28**
1,93 ± 0,21 3,28 ± 0,56
1,57 ± 0,10*
3,14 ± 0,36**
3,00 ± 0,47**
3,09 ± 0,42**
- ± 0,34
1,49 ± 0,14*
- ± 0,51
2,79 ± 0,41**
4,72 ± 1,94**
пергликемии и дислипидемии (табл. 2) вполне укладываются в рамки представлений о морфологических признаках центральной ДН [20].
Отдельного обсуждения заслуживает вклад ПОЛ в развитие диабетогенных нарушений поведения животных. Несмотря на относительную стабильность показателей ПОЛ в отдельных сериях (табл. 3), в интегральной совокупности крыс, получавших только инсулинотерапию после индукции СД, отмечалось слабо выраженное, но достоверное нарастание уровня циркулирующих изопропанолраство- римых КД и СТ. Через 10 дней после введения аллоксана соответствующие величины индекса окисления возросли с 0,37 ± 0,02 в интактном контроле (и = 20) до 0,40 ±0,01 у животных с экспериментальным СД (л = 22; р = 0,004; критерий Вальда— Вольфовица). Важно добавить, что уровень гептан- растворимых ДК в сыворотке крови крыс с аллоксановым диабетом отрицательно коррелировал с показателями ориентировочной (rs = -0,368; р = 0,046) и исследовательской (rs = -0,396; р = 0,034) активности в "открытом поле". Выявленные корреляционные зависимости соответствуют представлениям о патогенетической роли продуктов ПОЛ в развитии нейропатического процесса при СД [16, 25].
Курсовое применение изученных антиоксидантов оказало выраженное корригирующее влияние на поведение крыс с аллоксановым диабетом в "открытом поле" (см. табл. 1). Прежде всего это касается реамберина и а-ЛК, 7-дневное введение которых привело к значимому увеличению двигательной, ориентировочной и исследовательской активности. Одновременно наблюдалось уменьшение анксиогенной дефекации и снижение показателя груминга. Отмеченные сдвиги были зарегистрированы при использовании всех изученных доз реамберина и а-ЛК. Курсовое применение реамберина и а-ЛК приводило также к коррекции когнитивного дефицита при экспериментальном СД. Наиболее ярко этот эффект проявился при использовании относительно высоких доз а-ЛК (ЭСТД и 2 ЭСТД), которые вызывали достоверное повышение качества формирования УРАИ. Реамберин оказывал такое действие лишь в одной дозе (ЭСТД).
Аналогичные эффекты развивались после недельного введения производных 3-оксипиридина (эмоксипина и мексидола). Вместе с тем производные 3-оксипиридина несколько уступали реамбе- рину и а-ЛК по способности корригировать поведение больных животных в "открытом поле". Лишь максимальная доза эмоксипина (2 ЭСТД) вызывала значимую коррекцию исследовательской и ориентировочной активности, а ЭСТД мексидола не
Таблица 2
Влияние 7-дневного курса введения антиоксидантов на показатели углеводного и липидного обмена у крыс с экспериментальным СД (М ± т)
Углеводный обмен |
Липидный обмен |
||||||
Группа |
глюкоза, ммоль/л |
ФА, мкмоль/г |
OXC, ммоль/л |
ХС ЛПВП, ммоль/л |
ТГ, ммоль/л |
ХС ЛПНП, ммоль/л |
ХС ЛПОНП, ммоль/л |
Эмоксипин
Интактный контроль (л = 10) |
4,67 ± 0,23 |
35,84 ± 4,24 |
1,70 ± 0,14 |
1,02 ± 0,12 |
0,48 ± 0,06 |
0,41 ± 0,05 |
0,22 ± 0,04 |
Аллоксановый диабет (кон |
|||||||
троль; п - 11) |
12,21 ± 1,27* |
38,08 ± 5,82* |
2,03 ± 0,15 |
1,40 ± 0,14* |
0,81 ± 0,16* |
0,50 ± 0,08* |
0,44 ± 0,08* |
1/2 ЭСТД (6,25 мг/кг; л = 12) |
6,43 ± 0,58** 36,39 ± 4,62 |
1,72 ± 0,05** |
1,04 ± 0,05** |
0,48 ± 0,06** |
0,49 ± 0,03 |
0,20 ± 0,02** |
|
1 ЭСТД (12,5 мг/кг; л = 10) |
6,49 ± 0,64** |
30,04 ± 6,04 |
1,75 ± 0,12 |
1,16 ± 0,14** |
0,68 ± 0,17 |
0,28 ± 0,05 |
0,31 ± 0,08 |
2 ЭСТД (25 мг/кг; л = 12) |
7,97 ± 2,00** 47,68 ± 2,57** 1,76 ± 0,12 |
0,93 ± 0,10** |
0,79 ± 0,13 |
0,51 ± 0,05 |
0,31 ± 0,05 |
||
Реамберин |
|||||||
Интактный контроль (л = 10) |
4,68 ± 0,40 |
30,02 ± 5,91 |
1,61 ± 0,14 |
1,02 ± 0,09 |
0,71 ± 0,08 |
0,36 ± 0,04 |
0,25 ± 0,04 |
Аллоксановый диабет (кон |
|||||||
троль; л = 11) |
14,74 ± 2,87* |
21,20 ± 5,33 |
1,69 ± 0,15 |
0,84 ± 0,08 |
0,67 ±0,11 |
0,45 ± 0,05 |
0,53 ± 0,13 |
1/2 ЭСТД (12,5 мл/кг; л = 11) |
7,70 ± 1,42 |
28,23 ± 4,84 |
1,55 ± 0,09 |
0,88 ± 0,06** |
0,89 ± 0,12 |
0,35 ± 0,03** |
0,25 ± 0,06 |
1 ЭСТД (25 мл/кг; л = 13) |
11,54 ± 1,91 |
31,91 ± 5,12 |
1,72 ± 0,08 |
1,05 ± 0,06** |
1,22 ± 0,17** |
0,41 ± 0,05 |
0,31 ± 0,04 |
2 ЭСТД (50 мл/кг; л = 11) |
9,67 ± 2,36 |
23,85 ± 4,06 |
1,56 ± 0,07 |
0,99 ± 0,08 |
0,66 ± 0,07 |
0,40 ± 0,03 |
0,21 ± 0,04** |
Мексидол |
|||||||
Интактный контроль (и = 10) |
4,67 ± 0,23 |
35,84 ± 4,24 |
1,70 ± 0,14 |
1,02 ± 0,12 |
0,48 ± 0,06 |
0,41 ± 0,05 |
0,22 ± 0,04 |
Аллоксановый диабет (кон |
|||||||
троль; л = 11) |
12,21 ± 1,27* |
38,08 ± 5,82* |
2,03 ± 0,15 |
1,40 ± 0,14* |
0,81 ± 0,16* |
0,50 ± 0,08* |
0,44 ± 0,08* |
1/2 ЭСТД (12,5 мг/кг; л = 11) |
6,98 ± 0,55** 22,82 ± 5,40»* 1,65 ± 0,06** |
1,03 ± 0,07** |
0,55 ± 0,15** |
0,38 ± 0,06 |
0,28 ± 0,07** |
||
1 ЭСТД (25 мг/кг; л = 10) |
6,08 ± 0,39** 36,46 ± 4,95 |
1,78 ± 0,09 |
1,04 ± 0,10** |
0,62 ± 0,10 |
0,50 ± 0,08 |
0,28 ± 0,04 |
|
2 ЭСТД (50 мг/кг; л = 10) |
7,26 ± 0,74** |
36,28 ± 6,01 |
1,68 ± 0,07** |
1,16 ± 0,07** |
0,62 ±0,13 |
0,35 ± 0,06 |
0,28 ± 0,06** |
а-ЛК |
|||||||
Интактный контроль (л = 10) |
4,68 ± 0,40 |
30,02 ± 5,91 |
1,61 ± 0,14 |
1,02 ± 0,09 |
0,71 ± 0,08 |
0,36 ± 0,04 |
0,25 ± 0,04 |
Аллоксановый диабет (кон |
|||||||
троль; л = 11) |
14,74 ± 2,87* |
21,20 ± 5,33 |
1,69 ± 0,15 |
0,84 ± 0,08 |
0,67 ±0,11 |
0,45 ± 0,05 |
0,53 ± 0,13 |
1/2 ЭСТД (25 мг/кг; л = 13) |
8,75 ± 1,41 |
24,90 ± 3,87 |
1,52 ± 0,07 |
0,86 ± 0,06** |
0,70 ± 0,08 |
0,38 ± 0,03 |
0,26 ± 0,04 |
1 ЭСТД (50 мг/кг; л = 11) |
8,84 ± 1,58 |
27,35 ± 3,54 |
1,43 ± 0,09 |
0,76 ± 0,07** |
0,67 ± 0,10 |
0,33 ± 0,04 |
0,32 ± 0,06 |
2 ЭСТД (100 мг/кг; л = 12) |
12,97 ± 2,13 |
25,18 ± 3,19 |
1,57 ± 0,08 |
0,89 ± 0,07 |
0,50 ± 0,06 |
0,38 ± 0,04 |
0,22 ± 0,05** |
Примечание. Содержание ФА представлено в расчете на 1 г альбумина сыворотки крови.
Таблица 3
Влияние 7-дневного курса введения антиоксидантов на показатели ПОЛ и антиоксидантной защиты в сыворотке крови крыс с экспериментальным СД (М ± т)
Группа |
ДК|Г|, ед. и. о. |
КД и СТ|Г), ед. и. о. |
ДК|Н|, ед. и. о. |
КД и СТ|И|, ед. и. о. |
а-ТК, мкмоль/л |
ЦП, мг/дл |
Интактный контроль (« = 10) |
0,79 ± 0,04 |
0,14 ± 0,02 |
Эмоксипин 0,69 ± 0,02 |
0,40 ± 0,03 |
12,41 ± 0,60 |
20,76 ± 1,28 |
Аллоксановый диабет (контроль; п = 11) |
0,71 ± 0,02 |
0,11 ± 0,03 |
0,64 ± 0,01 |
0,39 ± 0,02 |
12,49 ± 0,87 |
21,51 ± 1,48 |
1/2 ЭСТД (6,25 мг/кг; п = 12) |
0,81 ± 0,03** |
0,17 ± 0,02 |
0,57 ± 0,03** |
0,42 ± 0,02 |
14,48 ± 0,71 |
17,44 ±1,14 |
1 ЭСТД (12,5 мг/кг; п= 10) |
0,81 ± 0,03** |
0,15 ± 0,02 |
0,70 + 0,02** |
0,38 ± 0,03 |
14,61 ± 0,65 |
27,62 ± 3,10 |
2 ЭСТД (25 мг/кг; п = 12) |
0,71 ± 0,02 |
0,08 ± 0,01** |
0,65 ± 0,02 |
0,40 ± 0,01 |
14,28 ± 0,96 |
21,85 ± 1,61 |
Интактный контроль (п = 10) |
0,80 ± 0,03 |
0,12 ± 0,02 |
Реамберин 0,59 ± 0,03 |
0,33 ± 0,03 |
14,00 ± 0,55 |
35,39 ± 2,86 |
Аллоксановый диабет (контроль; п = 11) |
0,82 ± 0,04 |
0,10 ± 0,02* |
0,65 ± 0,01 |
0,40 ± 0,02 |
14,23 ± 0,96 |
30,06 ± 3,07 |
1/2 ЭСТД (12,5 мг/кг; п = 11) |
0,81 ± 0,04 |
0,07 ± 0,01** |
0,59 ± 0,02** |
0,42 ± 0,02 |
11,32 ± 0,95 |
34,06 ± 2,36 |
1 ЭСТД (25 мл/кг; п = 13 |
0,80 ± 0,02 |
0,10 ± 0,02 |
0,63 ± 0,02** |
0,39 ± 0,01** |
13,20 ± 0,73 |
33,42 + 1,88 |
2 ЭСТД (50 мл/кг; п = 11) |
0,82 ± 0,05 |
0,09 ± 0,02 |
0,61 ± 0,03** |
0,38 ± 0,03 |
13,54 ± 0,94 |
36,05 ± 4,48 |
Интактный контроль (п = 10) |
0,79 ± 0,04 |
0,14 ± 0,02 |
Мексидиол 0,69 ± 0,02 |
0,40 ± 0,03 |
12,41 ± 0,60 |
20,76 ± 1,28 |
Аллоксановый диабет (контроль; л = 11) |
0,71 ± 0,02 |
0,11 ± 0,03 |
0,64 ± 0,01 |
0,39 ± 0,02 |
12,49 ± 0,87 |
21,51 ± 1,48 |
1/2 ЭСТД (12,5 мг/кг; л = 11) |
0,79 ± 0,04 |
0,11 ± 0,02 |
0,63 ± 0,02 |
0,39 ± 0,01 |
13,37 ± 0,98 |
22,04 ± 1,98 |
1 ЭСТД (25 мг/кг; л = 10) 0,70 ± 0,03 |
0,11 ± 0,03 |
0,65 ± 0,04** |
0,43 ± 0,04 |
13,71 ± 0,84 |
25,50 ± 4,30 |
|
2 ЭСТД (50 мг/кг; л = 10) 0,77 ± 0,03 |
0,12 ± 0,02 |
0,55 ± 0,04** |
0,39 ± 0,02 |
13,46 ± 0,91 |
28,11 ± 2,91 |
|
Интактный контроль (л = 10) |
0,80 ± 0,02 |
0,12 ± 0,02 |
а-ЛК 0,59 ± 0,03 |
0,33 ± 0,03 |
14,00 ± 0,55 |
35,39 ± 2,86 |
Аллоксановый диабет (контроль; л = 11) |
0,82 ± 0,04 |
0,10 ± 0,02* |
0,65 ± 0,01 |
0,40 ± 0,02 |
14,23 ± 0,96 |
30,06 ± 3,07 |
1/2 ЭСТД (25 мг/кг; л= 13) |
0,84 ± 0,03 |
0,08 ± 0,01 |
0,62 ± 0,02 |
0,36 ± 0,02** |
13,97 ± 0,88 |
30,29 ± 2,51 |
1 ЭСТД (50 мг/кг; л = 11) 0,84 ± 0,03 |
0,10 ± 0,02 |
0,62 ± 0,03** |
0,40 ± 0,03** |
13,25 ± 1,01 |
34,19 ± 4,07 |
|
2 ЭСТД (100 мг/кг; л = 12) |
0,76 ± 0,03 |
0,10 ± 0,01 |
0,59 ± 0,02** |
0,34 ± 0,02** |
13,23 ± 0,76 |
28,73 ± 1,78 |
Примечание. Содержание продуктов ПОЛ представлено в виде индексов окисления ДК — Е232/Е220; КД и СТ — Е278/Е2И; а-ТК — содержание токоферола в сыворотке крови; ЦП — сывороточная концентрация церулоплазмина; буквенные индексы "г" и "и" обозначают соответственно гептановую и изопропанольную фазы липидного экстракта.
оказал достоверного влияния на ориентировочную активность крыс с экспериментальным СД. Невзирая на это, производные 3-оксипиридина дали выраженный ноотропный эффект, проявившийся практически двукратным увеличением показателя качества формирования УРАИ (см. табл. 1). Такое действие было отмечено для всех доз 3-оксипири- диновых антиоксидантов. Важно подчеркнуть, что у животных, получавших эмоксипин и мексидол, средние показатели УРАИ вплотную приблизились к соответствующим значениям группы интактного контроля. Полученные данные хорошо согласуются с результатами клинических исследований, продемонстрировавших анксиолитическое, тимоана- лептическое и ноотропное действие производных 3-оксипиридина у больных СД [7, 8, 11].
Не меньшего внимания заслуживает влияние эмоксипина и мексидола на показатели углеводного обмена. Оба производных 3-оксипиридина во всех изученных дозах достоверно корригировали гипергликемию при аллоксановом диабете (см. табл. 2). Реамберин и а-ЛК продемонстрировали заметные тенденции аналогичной направленности, но не вызвали достоверной коррекции углеводного обмена ни в одном из режимов дозирования. Наиболее выраженное нормализующее влияние на углеводный обмен оказал мексидол, который явился единственным препаратом, достоверно снизившим концентрацию ФА в сыворотке крови крыс с экспериментальным СД. Данный эффект проявлялся только при использовании минимальной дозы (1/2 ЭСТД) мексидола. Данные о корригирующем влиянии производных 3-оксипиридина на углеводный обмен при аллоксановом диабете противоречат результатам клинического исследования, продемонстрировавшего тенденцию к гипергликеми- зирующему действию эмоксипина у больных СД [9]. В основе этого противоречия может лежать закономерность, характеризующая фазность показателей компенсации СД при использовании трициклических антидепрессантов [15]. Применение данных тимоаналептиков в комплексном лечении больных СД приводит к первоначальному ухудшению компенсации заболевания с последующей нормализацией углеводного обмена, которая по срокам совпадает с развитием антидепрессивного эффекта. Не исключено, что тимоаналептический эффект курсового лечения эмоксипином [11] компенсирует его неблагоприятное влияние на углеводный обмен и способствует коррекции гипергликемии при аллоксановом диабете. Правомерность предположения о транзиторном гипергликемизи- рующем эффекте эмоксипина иллюстрируется достоверным увеличением уровня ФА на фоне значимого снижения гликемии в результате 7-дневного применения этого производного 3-оксипиридина в максимальной дозе (см. табл. 2). При этом следует подчеркнуть, что в клинической практике содержание циркулирующего ФА считается интегральной характеристикой компенсации углеводного обмена на протяжении 3 нед [17].
Помимо благоприятного влияния на углеводный обмен, производные 3-оксипиридина уменьшали выраженность дислипидемических расстройств при аллоксановом диабете. В первую очередь это проявилось снижением содержания холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП), на долю которого приходится большая часть ХС сыворотки крови крыс (см. табл. 2). Все изученные дозы эмоксипина и мексидола достоверно уменьшали уровень ХС ЛПВП (см. табл. 2). Однако наиболее выраженное гиполипидемиче- ское действие было характерно для минимальных доз (1/2 ЭСТД) обоих производных 3-оксипириди- на. Курсовое применение 1/2 ЭСТД эмоксипина и мексидола привело не только к уменьшению концентрации ХС ЛПВП, но и к достоверному снижению ХС липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП), ОХС и ТГ в сыворотке крови животных с экспериментальным СД. В отличие от эмоксипина мексидол достоверно уменьшал уровень ОХС и ХС ЛПОНП как в минимальной, так и в максимальной дозе (2 ЭСТД).
Реамберин и а-ЛК значительно уступали производным 3-оксипиридина по гиполипидемическому действию в условиях аллоксанового диабета. Лишь максимальные дозы (2 ЭСТД) а-ЛК и реамберина достоверно снизили уровень ХС ЛПОНП, но никак не повлияли на концентрации ОХС и ТТ в сыворотке крови больных животных (см. табл. 2). Более того, курсовое применение ЭСТД реамберина привело к значимому нарастанию триглицериде- мии и содержания ХС ЛПВП. Этот эффект согласуется с результатами клинического исследования [9], продемонстрировавшего усугубление дислипидемических расстройств в результате включения реамберина в схему комплексной терапии СД. Справедливости ради необходимо отметить, что реамберин оказался единственным антиоксидантом, достоверно снизившим уровень ХС ЛПНП (см. табл. 2). Данное производное янтарной кислоты оказало такое действие лишь в минимальной дозе (1/2 ЭСТД), которая одновременно вызвала слабовыраженное, но достоверное нарастание сывороточной концентрации ХС ЛПВП. Разнонаправленные сдвиги содержания ХС во фракциях ЛПНП и ЛПВП под действием минимальной дозы реамберина никак не отразились на уровне ОХС. Курсовое применение относительно низких доз а- ЛК (1/2 ЭСТД и ЭСТД) вызвало слабовыраженные разнонаправленные сдвиги показателя ХС ЛПВП, но не повлияло на уровень ОХС.
Несмотря на заметную гиполипидемическую активность, производные 3-оксипиридина оказывали слабовыраженное влияние на уровень продуктов липидной пероксидации. Лишь единичные дозы эмоксипина и мексидола снижали содержание изопропанолрастворимых ДК в крови животных с экспериментальным СД (см. табл. 3). Это касается курсового применения минимальной дозы (1/2 ЭСТД) эмоксипина и максимальной дозы мексидола (2 ЭСТД). Необходимо добавить, что недельный курс 3-оксипиридиновых антиоксидантов вызвал отчетливое нарастание некоторых категорий липопероксидов в сыворотке крови крыс с аллоксановым диабетом. Прежде всего ЭСТД эмоксипина вызвал увеличение уровня как гептан-, так и изопропанолрастворимых ДК. Применение 1/2 ЭСТД эмоксипина привело к нарастанию показателя только гептанрастворимых ДК. 7-дневное введение ЭСТД мексидола привело к слабо выраженному, но статистически значимому повышению уровня изопропанолрастворимых ДК. Не исключено, что увеличение содержания продуктов ПОЛ под действием относительно низких доз производных 3-оксипиридина развивается вследствие оптимального повышения бодрствования, обеспечивающего улучшение когнитивных функций больных животных. Подобная связь между интенсивностью ПОЛ и интеллектуальными возможностями была продемонстрирована у человека [5]. В связи с этим необходимо отметить повышение качества формирования УРАИ при введении всех доз 3-ок- сипиридинов (см. табл. 1), в том числе доз, оказавших прооксидантное действие in vivo (см. табл. 3). Стоит добавить, что "прооксидантные" дозировки эмоксипина и мексидола вызывали неполную коррекцию СД-индуцированных расстройств ориентировочной и исследовательской активности в "открытом поле" (см. табл. 1). Скорее всего, это является результатом неполного устранения астенических расстройств у больных животных. Аналогичная ситуация описана в клиническом исследовании [10], результаты которого продемонстрировали нарастание индекса невербального интеллекта (IQ) по мере увеличения депрессивной "утомляемости" у больных СД. При этом и IQ, и "утомляемость" положительно коррелировали с содержанием продуктов ПОЛ в крови.
Реамберин и а-ЛК в отличие от эмоксипина и мексидола оказывали однонаправленное влияние на уровень циркулирующих продуктов ПОЛ. Как видно (см. табл. 3), семидневное применение реамберина и а-ЛК во всех изученных дозах привело к достоверному снижению содержания изопропанолрастворимых липопероксидов. Кроме того, курсовое введение минимальной дозы (1/2 ЭСТД) реамберина вызвало значимое уменьшение уровня гептанрастворимых КД и СТ. Ни одно из изученных лекарственных средств не вызвало значимых изменений содержания ЦП и а-ТК в крови крыс с экспериментальным СД (см. табл. 3).
Выраженное антиоксидантное действие а-ЛК и реамберина не обеспечивало их преимущества над эмоксипином и мексидолом по влиянию на гликемию, липидемию, поведение в "открытом поле" и формирование УРАИ у животных с экспериментальным СД (см. табл. 1, 2). По-видимому, антиоксидантная активность изученных лекарственных средств является значимым, но не единственным механизмом их позитивного влияния на метаболизм и функциональное состояние головного мозга при аллоксановом диабете. Не исключено, что антиагрегантное, ангиопротекторное и антигипокси- ческое действия антиоксидантов [18] вносят наиболее существенный вклад в реализацию их терапевтического эффекта при СД. Правомерность этого положения иллюстрируется наибольшей результативностью экспериментальной терапии производными 3-оксипиридина, которые позиционируются в регистре лекарственных средств России как антигипоксанты и антиоксиданты, анксиолитики, ноотропы, антиагреганты, ангиопротекторы и корректоры микроциркуляции. Полученные данные позволяют прийти к выводу о параллельном корригирующем влиянии производных 3-оксипиридина на проявления церебральной дисфункции и нарушения углеводного и липидного обмена при аллоксановом диабете.
Следует подчеркнуть, что отечественные производные 3-оксипиридина и янтарной кислоты не уступают а-ЛК по эффективности экспериментальной терапии расстройств поведения и условнорефлекторного обучения при аллоксановом диабете. Оптимальное сочетание позитивных метаболических и психотропных эффектов отмечается для мексидола, являющегося одновременно производным 3-оксипиридина и янтарной кислоты, а также оказывающего официально признанное анксиолитическое и ноотропное действие [18].
В целом результаты проведенного исследования и ранее полученные клинические данные [7—9, 11] свидетельствуют о целесообразности включения отечественных производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты в схему комплексного лечения поздних нейропатических осложнений СД. Подобное расширение существующих стандартов терапии позволит рассчитывать на нормализацию аффективного статуса, сопутствующее улучшение когнитивных функций и дополнительную коррекцию нарушений углеводного и липидного обмена.
Выводы
- Развитие гипергликемии, дислипидемии и усиление липидной пероксидации при аллоксановом диабете у крыс сопровождается уменьшением исследовательско-ориентировочной активности животных в "открытом поле" и снижением их способности к условнорефлекторному обучению.
- Семидневное введение а-ЛК и оригинальных отечественных антиоксидантов (эмоксипина, реамберина и мексидола) крысам с аллоксановым диабетом нормализует поведение больных животных в "открытом поле" и повышает качество их условнорефлекторного обучения.
- Эмоксипин, реамберин и мексидол не уступают а-ЛК по эффективности экспериментальной терапии расстройств поведения и условнорефлекторного обучения при аллоксановом диабете.
- Эмоксипин и мексидол оказывают одновременное корригирующее действие на изученные проявления церебральной дисфункции, гипергликемию и дислипидемию при аллоксановом диабете.
- Мексидол характеризуется наилучшим сочетанием позитивных метаболических и психотропных эффектов при экспериментальном СД.
Примечание. В таблице даны результаты регистрации актов поведенческой активности, полученные в течение 10-минутного наблюдения за животными в "открытом поле"; показатель анксиогенной дефекации представлен числом фекальных болюсов, показатель УРАИ — кратностью снижения латентного периода избегания через 24 ч после обучающей попытки; здесь и в табл. 2 и 3
[2] — Р < 0,05 по сравнению с интактным контролем; **—/>< 0,05 по сравнению с контрольной группой крыс с аллоксановым диа
бетом; значимость межгрупповых различий оценивали с помощью непараметрических критериев Манна—Уитни, Вальда—Вольфовица, Колмогорова—Смирнова.
Список литературы
1. Балаболкин М. И., Креминская В. М. // Журн, неврол. и психиатр. - 2000. - № 10. - С. 57-64.
2. Еуреш Я, Бурешова О., Хьюстон Дж. П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. - М., 1991.
3. Волчегорский И. А., Налимов А. Г., Яровинский Б. Г., Лившиц Р. И. // Вопр. мед. химии. - 1989. - Т. 35. № I. - С. 127-131.
4. Волчегорский И. А., Долгушин И. И., Колесников О. Л., Цейликман В. Э. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакция организма. - Челябинск. 2000.
5. Волчегорский И. А., Хребтова А. Ю. // Физиология человека. - 2002. - № 5. - С. 137-139.
6. Волчегорский И. А., Харченкова Н. В. // Клин. лаб. диагн. -2003. - № 4. - С. 13-15.
7. Валчегорский И. А., Московичева М. Г., Чащина Е. Н. // Клин. мед. - 2004. - № 11. - С. 31-35.
8. Волчегорский И. А., Москвичееа М. Г., Чащина Е. Н. // Журн. неврол. и психиатр. - 2005. -№2.-С. 41-45.
9. Волчегорский И. А., Москвичееа М. Г., Чащина Е. Н. // Тер. арх. - 2005. - № 10. - С. 10-15.
10. Волчегорский И. А., Местер Н. В., Зотова О. Г. // Журн. неврол. и психиатр. - 2006. - № 9. - С. 12-16.
11. Волчегорский И. А., Местер Н. В. // Клин. мед. - 2007. - № 2. - С. 40-45.
12. Дедов И. И., Шестакова М. В., Максимова М. А. Федеральная целевая программа "Сахарный диабет": Метод, реко-мендации. - М., 2002.
13. Колб В. Г., Камышников В. С. Клиническая биохимия. - Минск. 1976.
14. Копаладзе Р. А. // Успехи физиол. наук. - 1998. - Т. 29, № 4. - С. 74-92.
15. Коркина М. В., Елфимова Е. В. // Журн. неврат, и психиатр. - 2004. - № 3. - С. 80-84.
16. Котов С. В., Калинин А. П., Рудакова И. Г. Диабетическая нейропатия. - М., 2000.
17. Меньшиков В. В., Делекторская Л. Н., Золотницкая Р. П. Лабораторные методы исследования в клинике. - М.. 1987.
18. Регистр лекарственных средстп в России. РЛС: Энциклопедия лекарств. - М., 2006; 2007. - Вып. 15.
19. Спиричев В. Б., Матусис И. И., Бронштейн Л. М. Экспериментальная витаминология: справочное руководство. - Минск, 1979.
20. Шестакова С. А., Степанов Р. П., Григоренко Г. А. и др. // Пробл. эндокринол. - 2006. - Т. 52, № 5. - С. 37-43.
21. Ametov A. S., Barinov A., Dyck P. J. et al. // Diabet. Care. - 2003. - Vol. 26. - P. 770-776.
22. Borcea V., Nourooz-Zadeh J., Wolff S. P. et al. // Free Radic. Biol. Med. - 1999. - Vol. 26. - P. 1495-1500.
23. Foster T. S. // Diabetes Educator. - 2007. - Vol. 33, N 1. -P. 111-117.
24. Manuel у Кеепоу В., Vertommen J., De Leeuw J. // Diabetes Nutr. Metab. - 1999. - Vol. 12. - P. 256-263.
25. Vincent A. M., Russell J. W., Low P. et al. // Endocrine Rev. -2004. - Vol. 25, N 4. - P. 612-628.
Об авторах
И. А. ВолчегорскийРоссия
Л. М. Рассохина
Россия
И. Ю. Мирошниченко
Россия
Рецензия
Для цитирования:
Волчегорский И.А., Рассохина Л.М., Мирошниченко И.Ю. Антиоксиданты при экспериментальном сахарном диабете. Проблемы Эндокринологии. 2008;54(5):43-49. https://doi.org/10.14341/probl200854543-50
For citation:
Volchegorsky I.A., Rassokhina L.M., Miroshnichenko I.Yu. Antioxidants in experimental diabetes mellitus. Problems of Endocrinology. 2008;54(5):43-49. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200854543-50

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0).