Целью работы было исследование влияния витамина Е на развитие ранней стадии диабетической нефропатии в условиях экспериментального инсулинзависимого сахарного диабета. Абсолютную инсулиновую недостаточность воспроизводит путем внутривенной инъекции дитизона (35 мг на 1 кг массы тела) самцам краткое породы шиншилла. Витамин Е (tocoferoli acetatas) применят перорально в виде желатиновых капсул по 100 мг на кролика ежедневно в течение 2 мес. У животных, получавших витамин Е, отмечалось достоверное снижение базальной гипергликемии, повышение базальной инсулинемии и улучшение толерантности к глюкозе относительно диабетического контроля. Под влиянием витамина Е наблюдались нормализация повышенного дитизоном уровня холестерина, Д-липопротеидов и снижение концентрации диеновых конъюгатов в сыворотке крови диабетических животных. Ангиопротекторный эффект витамина Е, который проявлялся в снижении микроальбуминурии, массы почки и толщины базальной гломерулярной мембраны, обосновывает целесообразность его использования дм предупреждения или ослабления клинической нефропатии у больных сахарным диабетом.
The effects of vitamin E (VE) on early-stage diabetic nephropathy were studied in experimental insulin-dependent diabetes mellitus. Absolute insulin deficiency was modelled with an intravenous injection of ditisone to male rabbits (35 mg/kg). Vitamin E (tocoferoli acetatas) was given orally as gelatin capsules, 100 mg per animal daily for 2 months. VE-fed rabbits exhibited a significant lowering of basal hyperglycemia, rise of basal insulinemia, and better glucose tolerance than diabetic control. VE also normalized ditisone-increased level of cholesterol, beta-lipoproteins and reduced concentrations of dienic conjugates in blood serum of the diabetic animals. Angioprotective effect of VE manifesting in lowering of microalbuminuria, mass of the kidney and thickness of basal glomerular membrane validates the efficiency of VE in prevention or attenuation of clinical nephropathy in patients with diabetes mellitus.
В настоящее время приблизительно у 35% больных инсулинзависимым сахарным диабетом (тип 1) и у 15% пациентов с инсулиннезависимой формой заболевания (тип 2) развивается одно из самых серьезных микрососудистых осложнений — диабетическая нефропатия [
Одним из патофизиологических звеньев между гипергликемией и развитием дисфункции эндотелия является повышенное образование кислородсодержащих свободных радикалов, которое возникает вследствие трех процессов: аутоокисления глюкозы, неферментативного гликозилирования и гипоксии |21|. Являясь высокоактивными окислителями, свободные радикалы дают цитотоксический эффект, поскольку вызывают денатурацию, связывание и агрегацию белков, а также окисление липидов с образованием их перекисей (15]. В нормальных условиях свободные радикалы быстро элиминируются природными жирои водорастворимыми антиоксидантами. Однако у больных сахарным диабетом уровень естественных антиокислителей существенно снижен, что приводит к патологическому повышению количества реактивных радикалов, или так называемому "оксидативному стрессу" [
Исследования на крысах и кроликах с абсолютной инсулиновой недостаточностью выявили существенное повышение маркеров "оксидативного стресса" на ранних стадиях диабетической нефропатии по сравнению с контролем [13, 14]. В то же время было показано, что применение антиоксидантных витаминов С и Е способствует снижению выраженности микроальбуминурии и нефромегалии у экспериментальных животных [
Исходя из патогенетически обоснованной целесообразности использования антиоксидантов для предупреждения или ослабления диабетических микроангиопатий, целью настоящей работы явилось исследование влияния витамина Е на развитие нефропатии у кроликов с абсолютной инсулиновой недостаточностью.
Абсолютную инсулиновую недостаточность прямого р-цитотоксического генеза вызывали путем внутривенной инъекции дитизона (35 мг на 1 кг массы тела) самцам кроликов породы шиншилла массой 2,5—3 кг ] 18].
Обработку диабетических животных витамином Е начинали через 2 мес после индукции диабета, т. е. на стадии формирования микрососудистой патологии. Витамин Е (tocoferoli acetatas фирмы "Словакофарма") применяли перорально в виде желатиновых капсул по 100 мг на кролика ежедневно в течение 2 мес. Группа контрольных диабетических животных по аналогичной схеме получала плацебо.
Оценку глюкозного гомеостаза проводили ежемесячно по уровню базальной гликемии и инсулинемии, а также во время внутривенного теста толерантности к глюкозе (2 г/кг). Содержание глюкозы в крови определяли глюкозооксидазным методом с помощью ферментативного анализатора глюкозы "Ексан-Г" (Литва). Инсулинемию оценивали радиоиммунологическим методом "двойных антител" с использованием наборов "Беларис".
Величины интегральной гликемии и инсулинемии рассчитывали, суммируя показатели во всех временных точках исследования (0, 3, 5, 10, 30, 60 мин) при проведении внутривенного теста толерантности к глюкозе [
Состояние липидного обмена у экспериментальных животных характеризовали, определяя содержание диеновых конъюгатов [
Концентрацию альбумина в суточной моче определяли с помощью иммуноферментного анализа [
С целью верификации микрососудистой патологии в почках проводили гистологическое исследование с помощью электронной микроскопии. Кусочки ткани фиксировали в 2% растворе четырехокиси осмия, приготовленном на фосфатном буфере (pH 7,36). Материал обезвоживали в спиртах растущих концентраций и в абсолютном ацетоне и заливали в эпон-эралдин. Блоки ткани резали на ультрамикротоме LKB "NOVA". Ультратонкие срезы (300—400 А) окрашивали насыщенным водным раствором уранилацетата и раствором цитрата свинца. Исследование ультраструктуры и фотографирование препаратов проводили на электронном микроскопе УЭМБ-100К. Толщину гломерулярной базальной мембраны определяли по методу Hirose и соавт. [
Цифровой материал обрабатывали статистически с применением параметрического критерия Стьюдента [
Исследования проводили на модели абсолютной инсулиновой недостаточности, которая возникает вследствие образования дитизоном токсических комплексов с цинком, что вызывает деструктивные изменения в панкреатических (3-клетках [
В результате проведенного эксперимента установлено, что уже через 1 сут после введения дитизона у кроликов, которые получали плацебо, отмечается повышение концентрации сахара в крови, которое сохраняется в течение 4 мес эксперимента (рис. 1). Применение витамина Е в течение 2 мес, которое начинали через 2 мес после индукции диа-
Рис. I. Динамика базальной гликемии у кроликов с дитизоновым диабетом, получавших витамин Е или плацебо, начиная со 2-го месяца после инъекции дитизона (X ± 5,).
По оси ординат — концентрация глюкозы (в ммоль/л); по оси абсцисс — временные интервалы исследования (в мес).
Здесь и на рис. 2, 3: / — интактный контроль (/» = 6); 2 — диабет 4плацебо (л = 8); 3 — диабет + витамин Е (п = 8).
Рис. 2. Динамика гликемии во время теста толерантности к глюкозе (2 г/кг внутривенно) у кроликов с дитизоновым диабетом, получавших витамин Е или плацебо в течение 2 мес (Х± 5,).
По оси ординат — концентрацию глюкозы (в ммоль/л); по оси абсцисс — время взятия сыворотки крови (в мин).
бета, приводило к достоверному снижению базальной гипергликемии, составляющему около 35% от исходного уровня до лечения. Подтверждением ослабления инсулиновой недостаточности у диабетических животных, получавших витамин Е, было также снижение гипергликемической реакции на нагрузку глюкозой (рис. 2) и повышение базальной и интегральной инсулинемии (рис. 3) относительно диабетического контроля.
В настоящее время существуют сведения о том, что концентрация таких первичных продуктов перекисного окисления липидов, как диеновые конъюгаты, значительно выше в сыворотке крови у пациентов с диабетическими микроангиопатиями, чем у больных без сосудистых осложнений [
_i_____ 1______ I_______ I_________ I------- 1------------- 1---------- 1----------------------------- 1---------- 1
5 70 75 2 0 25 30 35 4 0 4 5 5 0 55 60
Рис. 3. Динамика инсулинемии во время теста толерантности к глюкозе (2 г/кг внутривенно) у кроликов с дитизоновым диабетом, получавших витамин Е или плацебо в течение 2 мес (% ± 5Л).
По оси ординат — концентрация инсулина (в лмоль/л); по оси абсцисс — время взятия сыворотки крови (в мин).
указанного показателя. Кроме того, у этой группы животных наблюдали нормализацию повышенного дитизоном уровня холестерина и [З-липопротеидов в сыворотке крови кроликов (см. табл. 1).
Одним из ранних признаков клинической диабетической нефропатии и сердечно-сосудистой патологии у больных сахарным диабетом является микроальбуминурия (содержание альбумина в моче в пределах 30—300 мг/сут). Увеличение проницаемости клубочковых капилляров возникает вследствие роста гломерулярного давления и изменений толщины и заряда базальной мембраны [
Таблица I
Показатели липидного обмена в сыворотке крови кроликов с дитизоновым диабетом, получавших витамин Е и плацебо в течение 2 мес (Х± У,)
Группа животных | Число животных | Концентрация холестерина, ммоль/л | Концентрация р-липопротеилов. мг% | Концентрация диеновых конъюгатов, ммоль/л |
Интактный контроль | 6 | 1,84 ± 0,26** | 172,7 ± 9,3** | 0,528 ± 0,100** |
Диабет + плацебо | 8 | 2,74 ± 0,33* | 212,7 ± 12,6* | 2,684 ± 0,200* |
Диабет + витамин Е | 8 | 1,79 ± 0,13** | 142,6 ± 17,5** | 0,807 ± 0,013*' ** |
Примечание. Здесь и в табл. 2: звездочки — достоверность (р < 0,05) различий: одна — с группой интактного контроля, две — с группой "диабет + плацебо".
Таблица 2
Некоторые показатели структурного и функционального состояния почки у кроликов с дитизоновым диабетом, получавших витамин Е и плацебо в течение 2 мес (X ± 5Д
Группа животных | Число животных | Масса почки | Альбуминурия, мг/сут | Толщина базальной мембраны клубочка, мкм | |
абсолютная, г | относительная, ■ 10 * | ||||
Интактный контроль | 6 | 5,8 + 0,4** | 20,64 ± 1,48** | 4,3 (0,9-6,0)** | 0,38 ± 0,04* |
Диабет + плацебо | 8 | 8,9 ± 0,5* | 39,58 ± 3,11* | 29,4 (15,0-60,0)* | 0,78 ± 0,03** |
Диабет + витамин Е | 8 | 7,0 ± 0,5*** | 24,38 ± 0,87** | 19,8 (9,5-30,0)*' ** | 0,64 ± 0,05*** |
Исследованиями последних лет показано, что у больных сахарным диабетом с микроальбуминурией размер почки увеличен относительно пациентов с нормоальбуминурией. Развитие нефромегалии непосредственно зависит от качества гликемического контроля и объясняется утолщением базальной мембраны клубочковых капилляров и увеличением площади фильтрационной поверхности на ранних стадиях диабетической нефропатии [
Характерным морфологическим признаком диабетической нефропатии является утолщение базальной мембраны клубочковых капилляров, что является следствием изменения ее биохимического состава [
The authors declare that there are no conflicts of interest present.