Preview

Проблемы Эндокринологии

Расширенный поиск

Влияние хронического стресса на показатели обмена коллагена в костной ткани крыс с аллоксановым диабетом

https://doi.org/10.14341/probl11307

Полный текст:

Аннотация

Целью работы явилось изучение динамики показателей обмена коллагена в костной ткани крыс при хроническом стрессе на фоне аллоксанового диабета. Проведено сравнительное исследование содержания свободного гидроксипролина, суммарного коллагена и его фракций в костной ткани крыс с аллоксановым диабетом и с сочетанием последнего с иммобилизационным стрессом. В сыворотке крови экспериментальных животных определяли концентрацию С-пептида и инсулина. В исследуемых тканях крыс с аллоксановым диабетом, подвергавшихся стрессовым воздействиям, количество нейтральносолерастворимой фракции коллагена было ниже, а цитратрастворимой — выше по сравнению с "изолированным" диабетом. В обеих опытных группах животных на протяжении всего эксперимента концентрация нейтральносолерастворимой фракции коллагена в изучаемых тканях коррелировала с уровнем инсулина в крови. Содержание суммарного коллагена в костной ткани крыс с аллоксановым диабетом и дополнительной стрессовой нагрузкой было пониженным по сравнению с "изолированным" диабетом.

Для цитирования:


Савинова Н.В., Бутолин Е.Г. Влияние хронического стресса на показатели обмена коллагена в костной ткани крыс с аллоксановым диабетом. Проблемы Эндокринологии. 2004;50(1):49-51. https://doi.org/10.14341/probl11307

For citation:


Savinova N.V., Butolin E.G. The effect of chronic stress on collagen metabolism in rat bone tissue with alloxan diabetes. Problems of Endocrinology. 2004;50(1):49-51. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl11307

Остеопатия является одним из проявлений и осложнений сахарного диабета [2, 4, 5]. Метаболические нарушения, развивающиеся на фоне абсолютного или относительного дефицита инсулина и повышенной секреции контринсулярных гормонов, отражаются на состоянии белковой матрицы кости, прежде всего коллагена [3, 11]. Известно, что от функционального состояния коллагена зависят динамическая устойчивость костной ткани, ее резистентность и адаптация к воздействию различных экстремальных факторов.

Под влиянием стрессовых воздействий наступает состояние декомпенсации сахарного диабета с выраженным повышением активности контринсулярных гормонов [1], что, очевидно, может усугубить изменения в метаболизме коллагена костной ткани.

Цель данной работы — изучение динамики показателей обмена коллагена в костной ткани крыс при хроническом стрессе на фоне аллоксанового диабета.

Материалы и методы

Эксперимент проведен на 106 белых беспородных крысах- самцах массой 180—220 г. Обследовали 3 группы животных. Контрольную группу составили 10 интактных крыс, которым ежедневно подкожно вводили 1 мл 0,9% раствора NaCl. У животных двух других групп вызывали инсулинзависимый диабет путем однократного подкожного введения аллоксана тетрагидрата ("Fluka Chemica”, Швеция) в дозе 170 мг/кг [6]: l-ю группу составили 44 крысы с индуцированным диабетом, которые находились на обычном режиме вивария, животных 2-й группы (52 крысы) подвергали ежедневной 2-часовой иммобилизации в течение 30 дней. Воспроизведение стресса контролировали по совокупности следующих факторов: наличию мелкоточечных кровоизлияний на слизистой оболочке желудка, увеличению массы надпочечников и повышению содержания 11 -оксикортикостероидов (11-ОКС) в плазме крови подопытных крыс по сравнению с контрольными. Животных забивали путем декапитации под кратковременным эфирным наркозом на 5,10, 15,20, 30-й день эксперимента с целью выявления динамики изучаемых показателей.

В гомогенатах диафиза бедренной кости (преобладает компактный тип костной ткани) и тела II поясничного позвонка (преобладает губчатый тип костной ткани) определяли содержание суммарного коллагена (СК) по количеству гидроксипролина [10]; содержание фракций коллагена: нейтральносолераство- римой (НРК), цитратрастворимой (ЦРК), нерастворимой (НК) [7|; содержание свободного гидроксипролина (СГ) [10]. В крови определяли концентрацию 11-ОКС [8], а также содержание инсулина и С-пептида радиоиммунологическим методом с использованием тест-наборов для определения инсулина — "Рио- ИНС-ПГ-,25Г' (Беларусь), С-пептида - "IMMUNOTECH С-

Таблица 1

Концентрация С-пептида и инсулина в крови крыс при хроническом стрессе на фоне аллоксанового диабета ± т)

Показатель

Контроль

День эксперимента

5-й

10-й

15-й

20-й

30-й

С-пептид, нг/мл

2,49 ±0,12

1,92 ± 0,08*

1,2 ± 0,04***

1,30 ± 0,05***

0,66 ± 0,04***

0,75 ± 0,03*»*

1,41 ± 0,16” А

0,7 ± 0,02”*ААА

1,60 ± 0,11**

1,41 ± 0,11** АА

0,84 ± 0,06***

Инсулин, пмоль/л 117,31 ±11,9

91,64 ± 6,4

56,34 ±2,1**

54,53 ± 1,7**

41,92 ± 2,7**

46,70 ± 0,9**

71,68 ± 2,3*

32,27 ± 1,3***ААА

43,74 ± 1,4***АА

27,76 ± 1,2*** лл

22,24 ± 0,3** АА

Примечание. В числителе — концентрация инсулина и С-пептида в крови крыс с аллоксановым диабетом, в знаменателе — при сочетании аллоксанового диабета с иммобилизационным стрессом. * — достоверность различий с контролем; А — между аллоксановым диабетом и сочетанием диабета со стрессом. Одинарный символ — р < 0,05; двойной — р < 0,01, тройной — р < 0,001.

peptid IRMA” (Чехия). Количество НРК, ЦРК, НК, СК и СГ выражали в миллимолях гидроксипролина на 1 кг сухой массы ткани (в ммоль/кг), инсулина — в пикомолях на 1 л сыворотки крови (в пмоль/л), С-пептида — в нанограммах на 1 мл сыворотки крови (в нг/мл). Цифровые данные обрабатывали методом вариационной статистики, достоверность изменений (р) определяли по критерию Стьюдента (/).

Результаты и их обсуждение

Введение животным аллоксана вызывало развитие стойкой гипоинсулинемии (табл. 1), причем концентрация С-пептида и инсулина в крови снижалась в динамике эксперимента и к 30му дню исследования составила 30 и 39% соответственно (р < 0,001) от контрольных значений. Уровень инсулина в крови у крыс с аллоксановым диабетом, подвергавшихся иммобили- зационному стрессу, был ниже, чем у животных с "изолированным" диабетом, на протяжении всего эксперимента. В этих условиях концентрация С-пептида в крови в первые 10 дней была ниже, а в последующие дни опыта — выше, чем у крыс с индуцированным диабетом.

Инсулиновой недостаточности отводится основное место в развитии остеопатии при сахарном диабете [2, 3]. Известно, что инсулин оказывает стимулирующее действие на метаболизм костной ткани, в том числе и на обмен коллагена в ней.

Метаболизм коллагена определяется взаимодействием процессов биосинтеза и распада данного биополимера. На преобладание анаболических процессов указывает увеличение содержания СК и его фракций НРК и НК. Катаболические процессы характеризуются повышением концентрации ЦРК, СО и снижением — СК [9]. У животных с экспериментальным диабетом по сравнению с контрольной группой наблюдали изменения показателей обмена коллагена в исследуемых тканях. Концентрация НРК в диафизе бедренной кости (табл. 2) снижалась в динамике опыта и максимально отличалась от контроля на 20-й и 30-й дни опыта на 25 и 19% соответственно (р < 0,05). Количество ЦРК и СГ в первые 15 дней эксперимента было значительно выше контрольных данных, а к 30-му дню опыта не отличалось от них. Содержание НК и СК было достоверно ниже контроля в течение всего опыта, исключая 10-й день исследования.

Таблица 2

Показатели обмена коллагена (в ммоль/кг) в диафизе бедренной кости крыс с аллоксановым диабетом в условиях хронического стресса (М ± т)

День опыта

НРК

ЦРК

НК

СК

СГ

Контроль

3,76 ± 0,22

1,39 ± 0,12

155,96 ± 5,12

164,72 ±4,13

1,51 ± 0,11

5-й

4,22 ± 0.28

2,74 ± 0,16***

135,52 ± 7,70*

146,04 ±6,51*

3,09 ± 0,18”*

3,95 ± 0,26

i,18 ± 0,13**

143,02 ± 5,12

152,53 ± 8,39

2,29 ± 0,11***

10-й

3,68 ± 0,37

1,72 ± 0,14

148,47 ± 7.09

154,81 ± 6,44

1,81 ± 0,15

2,44 ± 0,27*»

1,29 ± 0,14

127,36 ± 8,31*

136,12 ± 7,07**

1,38 ± 0,17

15-й

3,10 ± 0,27

1,94 ± 0,16*

132,98 ± 7,19*

139,17 ± 7,26*

2,96 ± 0,13*”

3,01 ± 0,24*

1,20 ± 0,11

138,25 ± 7,67

147,94 ± 7,60

1,45 ±0,17

20-й

2,83 ± 0,26*

1,02 ± 0,08*

136,21 ± 6,91

144,82 ± 6,46*

1.04 ± 0,07*»

1,91 ± 0,18***

1,10 ± 0,08

130,76 ± 6,64*

137,27 ± 6,80**

1,23 ± 0,11

30-й

3,03 ± 0.23*

1,21 ± 0,07

129,40 ± 7,64*

137,60 ± 6,54**

1.46 ± 0.14

2,35 ± 0,20**

1,94 ± 0,13*

118,50 ± 6,80**

125,35 ± 7,43**

2,01 ± 0,17*

                   

При ме ча ние. Здесь и в табл. 3 в числителе — показатели обмена коллагена в костной ткани крыс с аллоксановым диабетом, в знаменателе — при сочетании аллоксанового диабета с иммобилизационным стрессом. * — р < 0,05, ** — р < 0,01, *** — />< 0,001 по сравнению с контролем.

Таблица 3

Показатели обмена коллагена (в ммоль/кг) в теле II поясничного позвонка крыс с аллоксановым диабетом в условиях хронического стресса (М ± т)

День опыта

НРК

ЦРК

НК

СК

СГ

Контроль

4,58 ± 0,31

2,52 ± 0,15

212,38 ± 6,51

225,34 ± 7,83

2,10 ± 0,23

5-й

5.15 ± 0,36

3,93 ± 0.29”

191,03 ± 7,04*

207.42 ± 7.86

3.85 ± 0.32»*

4,96 ± 0,39

4,12 ± 0,30***

180,74 ± 9,10*

196,37 ± 9,50*

4,04 ± 0,33***

10-й

4,84 ± 0,35

3,32 ± 0,27*

184,93 ±7,31*

203,23 ±6,51*

3,70 ± 0,31**

3,13 ± 0,24”

2,02 ± 0,21

203,23 ± 8,76

215,43 ± 8,11

1,91 ±0,25”

15-й

4,30 ± 0.33

1.57 ± 0,23»

206,38 ± 7,94

216.39 ± 7.34

2.24 ± 0,24

3,66 ± 0,31

2,36 ± 0,19

195,99 ± 6,71

209,33 ± 6,60

2,02 ± 0,23

20-й

3,24 ± 0,35*

1,24 ± 0,15**

181,12 ± 6,95**

190,17 ± 7,26”

1,33 ± 0,19*

3,16 ± 0,25**

2,71 ± 0,28

178,83 ± 8,60**

189,12 ± 8,77”

2,14 ± 0,27

30-й

2,86 ± 0,27»*

2.76 ± 0.18

168,73 ± 6.60**

177.30 ± 6.41”»

2,38 ± 0,29

3,48 ± 0,24*

3,24 ± 0,27*

152,52 ± 6,45***

163,96 ± 6,82*”

3,10 ± 0,30*

В группе животных с индуцированным диабетом, подвергавшихся стрессовым воздействиям, количество СГ и ЦРК в диафизе бедренной кости в первые 15 дней эксперимента было ниже, а в последней декаде выше, чем в группе крыс с "изолированным" диабетом. Концентрация НРК у крыс 2-й группы была значительно ниже соответствующего показателя крыс 1-й группы в течение всего эксперимента, хотя динамика этой растворимой фракции коллагена в обеих группах крыс носила одинаковую направленность. Содержание СК и НК в диафизе бедренной кости было выше у крыс с "изолированным" диабетом, исключая 5-й день исследования.

В теле II поясничного позвонка крыс с аллоксановым диабетом (табл. 3) уровень НРК был достоверно ниже контрольных данных на 20-й и 30-й дни исследования на 29% (/> < 0,05) и 38% (р < 0,01) соответственно. Количество ЦРК, увеличенное в первые 10 дней опыта, затем снижалось, достоверно отличаясь от контроля на 15-й и 20-й дни эксперимента на 36% (р < 0,05) и 51% (р < 0,01) соответственно. Содержание НК и СК было ниже контрольных значений в течение всего эксперимента, максимально отличаясь от них на 30-й день исследования на 20% (р < 0,01) и 21% (р < 0,001) соответственно.

При дополнительной стрессовой нагрузке на крыс с аллоксановым диабетом на протяжении эксперимента (исключая 10-й день) наблюдалось увеличение количества СГ и ЦРК в теле II поясничного позвонка по сравнению с "изолированным" диабетом. Для крыс 2-й группы была характерна более низкая концентрация НРК в течение опыта, за исключением 30-го дня. Кроме того, у животных этой группы отмечалось значительное снижение содержания НК и СК в теле II поясничного позвонка, особенно выраженное к 30-му дню исследования.

Таким образом, изменения метаболизма коллагена в исследуемых тканях крыс с сочетанием диабета и стресса характеризовались преобладанием катаболических процессов, о чем свидетельствует снижение содержания НРК, НК и СК, а также повышение концентрации ЦРК и СГ. Необходимо отметить, что уменьшение количества СК было более значительным в позвонке, чем в диафизе бедренной кости крыс обеих экспериментальных групп. Возможной причиной таких изменений является дефицит инсулина, наиболее выраженный в группе крыс с индуцированным диабетом, подвергавшихся иммобилизации. В условиях недостатка этого гормона снижается скорость анаболических реакций, о чем свидетельствует уменьшение содержания НРК в исследуемых тканях, причем этот показатель на протяжении всего эксперимента коррелировал с концентрацией инсулина в сыворотке крови крыс с аллоксановым диабетом (г =0,79; р< 0,001) и крыс с сочетанием диабета и стресса (г = 0,81; р < 0,001).

Кроме того, длительная иммобилизация крыс с аллоксановым диабетом привела к более значительному увеличению концентрации 11-ОКС в плазме крови в первые 15 дней эксперимента по сравнению с "изолированным" диабетом. Так, на 5-й день исследования этот показатель был выше на 91% (р < 0,001), на 10-й день — на 76% (р < 0,001), на 15-й день — на 68% (р < 0,001) в крови крыс с аллоксановым диабетом, подвергавшихся стрессовым воздействиям. Возможно, что тормозящее влияние на синтез коллагена оказало и повышение в крови уровня глюкокортикоидов.

Выводы

  1. Изменения в обмене коллагена костной ткани крыс с аллоксановым диабетом и с сочетанием последнего со стрессом носят однонаправленный характер.

Дополнительная стрессовая нагрузка приводит к более значительному снижению скорости синтетических процессов и к активации процессов распада в обмене коллагена костной ткани крыс с аллоксановым диабетом.

Список литературы

1. Анестиади 3. Г., Федаш В. В. // Стресс, адаптация и дисфункции: Тезисы IV Всесоюзного симпозиума. — 1991. — С. 123.

2. Балаболкин М. И. Сахарный диабет. — М., 1994. — С. 236-241.

3. Вартанян К. Ф. // Остеопороз и остеопатии. — 1999. — № 4. - С. 31-33.

4. Калинин А. И. и др. Диабетическая стопа. — Бишкек, 2000.С. 84-105.

5. Кистаури А. Г. // Сов. мед. — 1982. — № 2. — С. 32-36.

6. Пальчикова Н. А., Селятицкая В. Г., Шорин Ю. П. // Пробл. эндокринол. — 1987. — № 4. — С. 65-68.

7. Прошина Л. Я., Приваленко М. Н. // Вопр. мед. химии. — 1982. - Т. 28, вып. № I. - С. 115-119.

8. Резников А. Г. Методы определения гормонов: Справочное пособие. — Киев, 1980. — С. 399.

9. Слуцкий Л. И. Биохимия нормальной и патологически измененной соединительной ткани. — Л., 1969. — С. МО- ИЗ.

10. Шараев П. Я., Богданов Н. Г., Ямолдинов Р. Н. // Бюл. экс- пер. биол. - 1975. — Т. 81, № 6. — С. 665-666.

11. Brenner R. Е. et al. // Acta Endicrinol. — 1992. — Vol. 127.P. 509-514.


Об авторах

Н. В. Савинова

Ижевская государственная медицинская академия


Россия


Е. Г. Бутолин

Ижевская государственная медицинская академия


Россия


Для цитирования:


Савинова Н.В., Бутолин Е.Г. Влияние хронического стресса на показатели обмена коллагена в костной ткани крыс с аллоксановым диабетом. Проблемы Эндокринологии. 2004;50(1):49-51. https://doi.org/10.14341/probl11307

For citation:


Savinova N.V., Butolin E.G. The effect of chronic stress on collagen metabolism in rat bone tissue with alloxan diabetes. Problems of Endocrinology. 2004;50(1):49-51. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl11307

Просмотров: 236


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