Preview

Проблемы Эндокринологии

Расширенный поиск

Концентрация аскорбиновой кислоты в коре большого мозга и внутренних органах крыс при хронической и острой гипергликемии

https://doi.org/10.14341/probl199844140-42

Полный текст:

Аннотация

Высказывается гипотеза о возможной каузальной роли изменения концентрации аскорбиновой кислоты в головном мозге в развитии психопатологии у диабетиков. Для проверки гипотезы измеряли содержание аскорбиновой кислоты в коре мозга крыс через 21 сут после индукции стрептозотоцинового диабета или через 1 ч после внутрибрюшинной инъекции раствора глюкозы в дозе 5 г/кг. Впервые установлено, что концентрация аскорбиновой кислоты в коре мозга крыс повышена как при диабете (456 ± 26 мкг/г ткани против 415 ± 32 мкг/г в контроле; р < 0,01), так и при острой гипергликемии (475 ± 54 мкг/г ткани против 406 ± 65 мкг/г в контроле; р < 0,001). Это свидетельствует в пользу предположения о том, что изменение концентрации аскорбиновой кислоты в мозге диабетиков может способствовать развитию психопатологии. В печени концентрация аскорбиновой кислоты понижена при стрептозотоциновом диабете (на 17%; р < 0,001), но повышена при острой гипергликемии (на 24%; р < 0,01). Анализ полученных данных позволяет высказать гипотезу о том, что гипергликемия ингибирует секрецию аскорбиновой кислоты из печени в кровь у крыс и транспорт аскорбиновой кислоты через кишечную стенку в кровь у людей.

Для цитирования:


Григорьев И.П. Концентрация аскорбиновой кислоты в коре большого мозга и внутренних органах крыс при хронической и острой гипергликемии. Проблемы Эндокринологии. 1998;44(1):40-42. https://doi.org/10.14341/probl199844140-42

For citation:


Grigoriev I.P. The concentration of ascorbic acid in the cerebral cortex and internal organs of rats in chronic and acute hyperglycemia. Problems of Endocrinology. 1998;44(1):40-42. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl199844140-42

У больных сахарным диабетом часто отмечаются психические нарушения, этиология которых неясна [4, 8]. Известно также, что у пациентов, страдающих диабетом (инсулинзависимым и инсулиннезависимым), по невыясненным причинам снижено содержание аскорбиновой кислоты в плазме крови и лейкоцитах [5, 6, 13, 16]. Полученные в последние годы данные о роли аскорбиновой кислоты в центральной нервной системе позволяют предположить существование патогенетической взаимосвязи между этими двумя группами данных.

Аскорбиновая кислота, хорошо известная как антиокислитель и кофермент во многих биохимических реакциях организма, в центральной нервной системе участвует в синтезе ряда нейромедиаторов и, как оказалось, выполняет специфическую функцию модулятора или регулятора синаптической передачи [2, 7]. В связи с этой ее ролью, как полагают, концентрация аскорбиновой кислоты в мозге поддерживается на определенном уровне и экспериментально вызванное изменение ее ведет к биохимическим, физиологическим и ультраструктурным изменениям в нервных клетках и их синаптических окончаниях [1, 3, 7]. Характерно также, что различные психические заболевания сопровождаются дефицитом аскорбиновой кислоты [14, 15].

Учитывая вышеперечисленное, можно предположить, что при диабете изменяется уровень аскорбиновой кислоты и в мозге, что может быть одной из причин диабетической психопатологии. Для проверки этой гипотезы в данной работе у крыс исследовали содержание аскорбиновой кислоты в коре большого мозга и некоторых внутренних органах при острой и хронической гипергликемии.

Материалы и методы

Половозрелым крысам-самцам линии Вистар внутрибрюшинно инъецировали стрептозотоцин ("Sigma", США) в дозе 60 мг/кг в 0,01 М цитратном буфере pH 4,5 или один буфер (контроль). Через 21 сут животных декапитировали, определяли концентрацию глюкозы в сыворотке крови глюкозооксидазным методом и содержание аскорбиновой кислоты в сыворотке крови, печени, надпочечниках, поджелудочной железе и коре большого мозга по методу S. Отауе и соавт. [12].

У другой группы крыс вызывали острую гипергликемию внутрибрюшинным введением 50% раствора глюкозы в дозе 5 г/кг (контроль — физиологический раствор в дозе 10 мл/кг). Через 1 ч крыс декапитировали, измеряли концентрацию глюкозы в сыворотке крови и аскорбиновой кислоты во внутренних органах.

Достоверность различий результатов вычисляли с помощью /-критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Введение крысам стрептозотоцина через 3 нед вызывает выраженную гипергликемию, полидипсию, гиперфагию и потерю массы (табл. 1), а также полиурию.

В сыворотке крови и в печени обнаружено значительное уменьшение концентрации аскорбиновой кислоты, в коре мозга — достоверное ее увеличение (см. табл. 1). В надпочечниках наблюдается тенденция к снижению уровня аскорбиновой кислоты как у диабетических, так и у контрольных крыс по сравнению с интактными животными.

Внутрибрюшинное введение раствора глюкозы через 1 ч приводит к значительной гипергликемии (табл. 2), при этом в коре мозга, печени и поджелудочной железе обнаружено повышение концентрации аскорбиновой кислоты.

Следует отметить также значительное снижение содержания глюкозы в крови и аскорбиновой кислоты в печени, надпочечниках и поджелудочной железе через 1 ч после стресса, вызванного внутрибрюшинной инъекцией физиологического раствора (см. табл. 2).

Представленные результаты о снижении уровня аскорбиновой кислоты в крови и печени крыс при стрептозотоциновом диабете согласуются с данными литературы [6, 17]. Новым фактом является обнаруженное увеличение концентрации аскорбиновой кислоты в коре мозга крыс при экспериментальном диабете и острой гипергликемии. Следует подчеркнуть, что даже кратковременное повышение уровня аскорбиновой кислоты в не- окортексе ведет к выраженным и продолжительным структурно-функциональным изменениям в

Таблица 1

Физиологические и биохимические показатели развития диабета и концентрация аскорбиновой кислоты в органах крыс через 21 сут после инъекции стрептозотоцина или буферного раствора (контроль) (М ± т)

Показатель

Интактные крысы

Характер воздействия

инъекция буферного раствора (контроль)

инъекция стрептозотоцина

% относительно контроля

Число крыс

4

14

9

Масса крыс в день инъекции, г

185 ± 9

180 ± 2

182 ± 4

101

Масса крыс на 21-е сутки, г

221 ± 7

219 ± 3

174 ± 10**

79

Потребление воды на 21-е сутки, мл/100 г массы/сут

6,0 ± 0,3

5,5 ± 0,2

34,3 ± 2,1**

624

Потребление пищи на 21-е сутки, г/100 г массы/сут

7,0

6,9

14,5

210

Концентрация глюкозы в сыворотки крови на 21-е сутки, мг/дл

Концентрация аскорбиновой кислоты:

106 ± 13

89 ± 4

245 ± 19**

275

в сыворотке крови, мкг/мл

10,1 ± 2,3

8,5 ± 0,5

5,6 ± 0,7*

66

в печени, мкг/г

217 ± 12

228 ± 7

189 ± 8*

83

в надпочечниках, мкг/г

2689 ± 137

2361 ± 128

2411 ± 79

102

в коре мозга, мкг/г

403 ± 27

415 ± 10

456 ± 9*

НО

Примечание. Здесь и в табл. 2: * — р < 0,01; ** — р < 0,001 по сравнению с контролем.

Таблица 2

Концентрация глюкозы в крови и аскорбиновой кислоты в органах крыс через 60 мин после внутрибрюшинной инъекции физиологического раствора в дозе 10 мл/кг или раствора глюкозы в дозе 5 г/кг (М ± т)

Показатель

Интактные крысы

Характер воздействия

инъекция физиологического раствора (контроль)

инъекция раствора глюкозы

% относительно контроля

Концентрация глюкозы в сыворотке кро

ви, мкг/дл                                                                 105 ±6 (и = 25)                 80 + 4** (п = 21)             274 ± 10** (п = 22)                 343

Концентрация аскорбиновой кислоты:

в сыворотке крови, мкг/мл                             11,7 ± 1,0 (л = 18)               8,7 ± 0,5 (л = 6)                10,3 ± 1,3 (л = 5)                   118

в печени, мкг/г массы                                       200 ± 7 (л = 15)               166 ± 8++ (л = 20)               206 + 9* (л = 15)                   124

в надпочечниках, мкг/г массы                       2895 ± 150 (л = 12)          2471 ± 132+ (л = 16)        2282 ± 146++ (л = 10)                  92

в поджелудочной железе, мкг/г массы              102 + 5 (л = 4)                  82 ± 6+(л = 5)                    119 ±8* (л = 5)                     145

в коре мозга, мкг/г массы                                 427 ± 5 (л = 31)                406 ± 14 (л = 21)             475 ± 12** (л = 22)                 117

Примечание. + — р < 0,05; ++ — р < 0,01 по сравнению с интактными крысами, и — число животных.

кортикальных нейронах [1, 3, 7]. Если подобные изменения происходят в центральной нервной системе пациентов, страдающих диабетом, они могут способствовать развитию психических нарушений.

В соответствии с существующими в настоящее время представлениями аскорбиновая кислота (или ее окисленная форма — дегидроаскорбино- вая кислота) и глюкоза благодаря структурному сходству транспортируются через клеточную мембрану с помощью одной и той же трансмембранной транспортной системы [10]. Вследствие этого увеличение концентрации глюкозы в крови угнетает трансмембранный транспорт аскорбиновой кислоты и нарушает ее нормальное поступление во внутренние органы. Исходя из данной концепции, априори предполагалось, что при диабете содержание аскорбиновой кислоты снижено и в головном мозге [11], что не подтвердилось в данной работе. По-видимому, гипергликемия или активирует транспорт аскорбиновой кислоты в мозг, или, что более вероятно, тормозит ее обмен в мозге. Второе объяснение может быть подтверждено, если при гипергликемии в головном мозге будет обнаружено уменьшение концентрации метаболитов аскорбиновой кислоты — дегидроа- скорбиновой и дикетогулоновой кислот.

Известно, что крысы, как и большинство других млекопитающих, синтезируют аскорбиновую кислоту из глюкозы в печени. Несмотря на это, ее содержание в печени у крыс-диабетиков снижается, но при острой гипергликемии повышается. Данный феномен можно объяснить, если сделать следующее допущение: гипергликемия нарушает не только активный транспорт аскорбиновой кислоты из крови во внутренние органы, но и ее транспорт из внутренних органов, в частности из печени, в кровь. Очевидно, что в печени при этом будет замедляться скорость всех 3 взаимосвязанных процессов: синтез накопление -> секреция аскорбиновой кислоты. Вследствие этого при диабете в печени снижаются уровень аскорбиновой кислоты (см. табл. 1) [6, 17] и скорость ее синтеза [9]. Очевидно также, что резкое торможение выброса аскорбиновой кислоты в кровь вначале должно вести к накоплению уже синтезированной аскорбиновой кислоты в печени, что и наблюдалось при острой гипергликемии (см. табл. 2).

Важное следствие представленной гипотезы заключается в следующем. Если гипергликемия ингибирует транспорт аскорбиновой кислоты из внутренних органов в кровь, то у людей, не способных синтезировать аскорбиновую кислоту и получающих ее с пищей, гипергликемия, в том числе вызванная диабетом, будет тормозить транспорт витамина С через кишечную стенку в кровь, что и может быть причиной пониженного уровня аскорбиновой кислоты у диабетиков.

Выводы *

  1. Стрептозотоциновый диабет и острая гипергликемия повышают концентрацию аскорбиновой кислоты в коре большого мозга крыс.
  2. В печени при стрептозотоциновом диабете концентрация аскорбиновой кислоты снижается, а при острой гипергликемии повышается. Предполагается, что гипергликемия ингибирует секрецию аскорбиновой кислоты из печени в кровь у крыс и активный транспорт аскорбиновой кислоты через кишечную стенку у человека.

Список литературы

1. Григорьев И. П., Неокесарийский А. А., Отеллин В. А. // Докл. АН СССР. - 1985. - Т. 281, № 3. - С. 748-750.

2. Григорьев И. П., Неокесарийский А. А. // Бюл. экспер. биол. - 1986. - № 9. - С. 288-289.

3. Григорьев И. П. // Журн. невропатол. и психиатр. — 1990. — № 10. - С. 65-68.

4. Добржанская А. К. Психические и нейрофизиологические нарушения при эндокринных заболеваниях. — М., 1973.

5. Cunningham J. J., Ellis S. L., McVeigh К. L. et al. // Metab. Clin. exp. — 1991. - Vol. 40, N 2. - P. 146-149.

6. Ginter E., Chorvatova V. // Nutr. Health. — 1983. — Vol. 2, N 1. - P. 3-11.

7. Grunewald R. A. // Brain Res. Rev. — 1993. — Vol. 18, N 1. — P. 123-133.

8. Lustman P. J., Griffith L. S., Clouse R. E., Cryer P. E. // J. Nerv. Ment. Dis. - 1986. - Vol. 174. - P. 736-742.

9. Majumder P. K., Banerjee S. K., Roy R. K., Chatterjee G. C. // Biochem. Pharmacol. — 1973. — Vol. 22. — P. 759—761.

10. Mooradian A. D. // Diabetes. — 1987. — Vol. 36, N 9. — P. 1001-1004.

11. Mooradian A. D. // Endocr. Rev. — 1988. — Vol. 9, N 3. — P. 346-356.

12. Omaye S. T., Turnbull J. D., Sauberlich H. E. // Meth. Enzy- mol. - 1979. - Vol. 62. - P. 3-11.

13. Paolisso G., D’Amore A., Balbi V. et al. // Amer. J. Physiol. — 1994. - Vol. 266, N 2. - P. E261-E268.

14. Punekar B. D. // Indian J. med. Res. — 1961. — Vol. 49, N 5. — p g28833

15. Schorah C. J., Morgan D. B., Hullin R. P. // Hum. Nutr. Clin. Nutr. - 1983. - Vol. 37C, N 6. - P. 447-452.

16. Som S., Basu S., Mukheijee D. et al. // Metabolism. — 1981. — Vol. 30, N 6. - P. 572-577.

17. Yew M.-L. S. // Horm. Metab. Res. - 1983. - Vol. 15, N 3. - P. 158.


Об авторе

И. П. Григорьев

Институт экспериментальной медицины РАМН


Россия


Рецензия

Для цитирования:


Григорьев И.П. Концентрация аскорбиновой кислоты в коре большого мозга и внутренних органах крыс при хронической и острой гипергликемии. Проблемы Эндокринологии. 1998;44(1):40-42. https://doi.org/10.14341/probl199844140-42

For citation:


Grigoriev I.P. The concentration of ascorbic acid in the cerebral cortex and internal organs of rats in chronic and acute hyperglycemia. Problems of Endocrinology. 1998;44(1):40-42. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl199844140-42

Просмотров: 288


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)