problendoПроблемы ЭндокринологииProblems of Endocrinology0375-96602308-1430Endocrinology Research Centre10.14341/probl11974problendo-11974Research ArticleЭкспериментальная эндокринологияExperimental endocrinologyТранспорт витамина D3 через кишечник и его обмен в печени крыс при аллоксановом диабетеIntestinal iransport of vitamin D3 and its metabolism in the liver of rats with alloxan-induced diabetesАпуховскаяЛ. И.ApukhovskayaL. I.probl@endojournals.ruСтефановМ. В.StefanovM. V.probl@endojournals.ruАнтоненкоЛ. В.AntonenkoL. V.probl@endojournals.ruОмельченкоЛ. И.OmelchenkoL. I.probl@endojournals.ruИнститут биохимии АН УкраиныУкраинаInstitute of biochemistry of the Academy of Sciences of UkraineUkraine199315041993392ТОМ 39, №2 (1993)4346Copyright © Апуховская Л.И., Стефанов М.В., Антоненко Л.В., Омельченко Л.И., 19931993Апуховская Л.И., Стефанов М.В., Антоненко Л.В., Омельченко Л.И.Apukhovskaya L.I., Stefanov M.V., Antonenko L.V., Omelchenko L.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.probl-endojournals.ru/jour/article/view/11974

Изучен кишечный транспорт витамина D3 и его обмен в печени у крыс с аллоксан-индуцированным сахарным диабетом. Состояние индуцировали введением аллоксана в дозе 40 мг/кг массы тела. Развитие сахарного диабета контролировали по измерениям глюкозы сыворотки крови, проводимым в течение 30 дней. Было обнаружено, что всасывание [3H]-колекальциферола в кишечнике крыс ингибируется у животных с диабетом по сравнению с контрольными животными, что приводит к нарушению поступления витамина D3 в организм. Потребление [3H]-колекальциферола печенью снижается в исследуемом состоянии, а время его метаболизма увеличивается более чем в три раза по сравнению с контрольными животными. Доля гидроксилирования витамина D3 печенью у крыс с диабетом также значительно снижается. Описанные нарушения ответственны, в частности, за снижение уровня активных метаболитов витамина D3 в сыворотке крови крыс с экспериментальным сахарным диабетом

Vitamin D3 intestinal transport and liver metabolism were studied in rats with alloxan-induced diabetes. The condition was induced by alloxan injection in a dose of 40 mg/kg b. m. Diabetes development was monitored by blood serum glucose measurements, carried out for 30 days. [3H]-cholecalciferol absorption in the rat intestine was found inhibited in the diabetic animals as against the reference animals, which fact results in disordered entry of vitamin D3 to the body. [3H]-cholecalciferol absorption by the liver is reduced in the examined condition, and the time of its metabolism is increased more than threefold as against the reference animals. The share of vitamin D3 hydroxylation by the liver of diabetic rats is also significantly reduced. The described disorders are responsible, among other things, for the reduction of the levels of vitamin D3 active metabolites in the blood serum of rats with experimental diabetes

витамин D3аллоксановый диабетпеченькишечник

Сахарный диабет, возникновение которого связано с недостаточностью функции р-клеток поджелудочной железы, сопровождается нарушением многих видов обмена в организме [2, 4]. Исследования последних лет свидетельствуют также о взаимосвязи развития сахарного диабета и обмена витамина D. С одной стороны, показано, что сахарный диабет приводит к развитию диабетической остеопении, нарушению минерального гомеостаза, который проявляется не только снижением содержания минеральных компонентов в сыворотке крови, но и усилением экскреции кальция с мочой, ингибированием его активного транспорта через кишечник [5, 13]. Одной из возможных причин перечисленных нарушений при сахарном диабете может быть недостаточностью обеспечения организма активными метаболитами витамина D, хотя данные литературы по этому вопросу несколько противоречивы [9, 10]. Кроме того, имеются указания, что 1,25-дигидроксихоле- кальциферол регулирует рост, созревание и функциональную активность (-клеток поджелудочной железы [6, 7].

С другой стороны, инсулин оказывает прямое стимулирующее влияние на активность гидроксилаз витамина D в печени и почках [8, 111. Поэтому недостаточность инсулина может послужить причиной нарушения обмена витамина О в организме. Снижение обеспеченности организма витамином D в свою очередь может усугублять степень уменьшения содержания инсулина, так как известно, что у крыс с недостатком витамина О ингибируется секреция инсулина. Введение витамина О приводит к нормализации этого процесса [5, 12].

Возможными причинами недостаточности витамина D при диабете могут быть как нарушение транспорта холекальциферола через кишечник, так и нарушения процессов его гидроксилирования. В связи с этим целью настоящей работы явилось исследование обмена витамина D при сахарном диабете. Изучение этой проблемы по-

Рис. 1. Содержание глюкозы в сыворотке крови крыс после внутривенного введения аллоксана.

По оси ординат — уровень глюкозы (в ммоль/л); по оси абсцисс — время наблюдения (в сут).

Рис. 2. Транспорт |3Н]-холекальциферола через кишечник крыс в норме (/) и при аллоксановом диабете (2).

По осн ординат — суммарная радиоактивность (в имп/мии — |/мл 1 • 10“3); по оси абсцисс — время (в ч).

зволит решить вопрос о необходимости назначения витамина D при данной патологии.

Материалы и методы

В опытах использовали 100 крыс линии Вистар с массой тела 120+5 г. Экспериментальный сахарный диабет вызывали путем внутривенного введения аллоксана из расчета 40 мг на 1 кг массы тела животного. Кровь брали из ретробульбарного синуса угла глаза под легким эфирным наркозом. Содержание глюкозы в сыворотке крови определяли с помощью тест-набора производства фирмы «Лахема» (ЧССР). Экстракцию витамина D и его активных метаболитов из сыворотки крови и печени крыс, их разделение и количественное распределение осуществляли согласно описанному ранее методу [1]. Гидролиз 0,5 г гомогената печени проводили 2 мл 30 % водного раствора КОН на кипящей водяной бане в течение 30 мин. Использовали [3Н] -холекальцифе- рол с удельной радиоактивностью 14 Ки/ммоль фирмы «Amersham» (Великобритания).

Результаты и их обсуждение

О развитии диабета у крыс судили по уровню глюкозы в сыворотке крови. Введение аллоксана в дозах, вызывающих диабет, приводит к двухфазной реакции изменения содержания сахара в крови. Она заключается в первоначальном, достигающем максимума через 48 ч, повышении уровня глюкозы, сменяющегося затем его снижением, которое продолжается до 10 сут (рис. 1). Однако и на 10-е сутки содержание глюкозы в сыворотке крови не достигает нормальных величин. В более поздние периоды времени возникает вторичная гипергликемия. На 20-е сутки в сыворотке крови отмечается максимальное повышение уровня глюкозы, не изменяющегося вплоть до 30-х суток. Возможно, что первичный подъем уровня сахара в крови связан с влиянием аллоксана на синтез инсулина и гормональную

Содержание 25(OH)D, 24,25(OH)2D и 1,25(OH)2D в сыворотке крови крыс с аллоксановым диабетом (М+т, л=5)

Условие опытаСодержание активных метаболитов витамина D, нг/мл
25(OH)D24,25(OH)aDl,25(OH)2D
Норма5,3±0,33,4±0,30,16±0,01
Диабет2,3±0,5**1,3±0,5*0,08+0,02*

Примечание. Достоверность различий по сравнению с нормой — одна звездочка р<0,01, две — р<0,001.

Рис. 3. Накопление [3Н]- холекальциферола в печени крыс в норме (/) и при аллоксановом диабете (2).

По оси ординат — содержание радиоактивности в ткани печени (в %); по оси абсцисс — время (в мин).

систему организма. Вторичная гипергликемия является следствием деструктивных изменений Р-клеток островков поджелудочной железы, снижением их числа до 20±5 против 58±7 у контрольных животных, что подтверждается гистохимическими исследованиями.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о развитии диабета у крыс на 30-е сутки после введения аллоксана.

Определение обеспеченности организма активными метаболитами витамина D показало, что на 30-е сутки в сыворотке крови крыс с аллоксановым диабетом их содержание значительно уменьшается (см. таблицу). Причинами подобных изменений могут быть нарушения транспорта хо- лекальциферола через кишечник, а также процессов его гидроксилирования.

С целью выяснения процесса всасывания витамина D в кишечнике при диабете животным в пищевод вводили 9 пмоль [3Н] -холекальциферола. Через каждые 3 ч после введения метки определяли радиоактивность крови. Полученные результаты сравнивали с всасыванием [3Н] -витамина D у контрольных животных. Как видно на рис. 2, у животных контрольной группы содержание метки в сыворотке крови увеличивается, достигая максимума к 6 ч после ее введения. У крыс с аллоксановым диабетом во все временные интервалы значительно снижена суммарная радиоактивность крови. При этом максимум концентрации метки наблюдается позже и приходится на 12 ч. Уровень радиоактивности в точке максимума у контрольных животных более чем в 3 раза выше, чем у крыс с аллоксановым диабетом. Возможно, что отмеченные изменения транспорта витамина D через кишечник являются следствием структурных изменений мембран энтеро- цитов, вызванных нарушением липидного обме-

Рис. 4. Содержание [3Н]-холекальциферола (/) и [3Н] - 25(ОН)йз (2) в печени нормальных крыс (а) и при аллоксановом диабете (б).

По оси ординат — уровень радиоактивности (в имп/мин-'/орган-1 • 10—3); по оси абсцисс—время (в мин).

Рис. 5. Содержание |3Н]-холекальциферола (/) и |3Н|- 25(OH)De (2) в сыворотке крови нормальных крыс (а) и при аллоксановом диабете (б).

По оси ординат—уровень радиоактивности (в имп/мин-1 ■ 10—3); по оси абсцисс — время (в мин).

на в организме при исследуемой патологии. Полученные результаты свидетельствуют, что у крыс с аллоксановым диабетом ингибируется транспорт холекальциферола через кишечник.

Установлено, что при диабете имеют место выраженные деструктивные изменения ткани печени и нарушения многих видов обмена в данном органе [3]. Поскольку превращение витамина D в его транспортную форму — 25(OH)D осуществляется в гепатоцитах, можно предположить, что в печени при исследуемой патологии нарушается обмен холекальциферола. С целью изучения этого процесса крысам контрольной и опытной групп внутривенно вводили 4,5 пмоль [3Н]-холекальциферола. Как видно на рис. 3 максимум радиоактивности в печени контрольных животных приходится на 45 мин после введения метки. Причем в этот временной интервал печенью поглощается около 70 % введенной в кровоток метки. Через 105 мин практически вся радиоактивность из печени удаляется. При аллоксановом диабете распределение общей радиоактивности в печени существенно изменяется. Несмотря на то что основной процент [3Н]-холекальциферола (до 50) включается в печень уже на 15-й минуте, а не на 45-й минуте, как это отмечено для контрольных животных, полностью метка не выводится даже на 240-й минуте. Через 105 мин после введения [3Н]-витамина D, когда в норме его обмен практически заканчивается, при диабете еще более 20 % общей радиоактивности остается в печени. Характер изменения содержания общей радиоактивности в печени крыс с аллоксановым диабетом свидетельствует, вероятно, о значительном снижении скорости обмена витамина D при данной патологии.

Различно протекает в печени и процесс гидроксилирования витамина D у нормальных крыс и у животных с экспериментальным сахарным диабетом. Как видно на рис. 4, максимум содержания [3Н] -холекальциферола в печени нормальных крыс приходится на 30-ю минуту после внутривенного введения метки. Содержание витамина D в это время в 2 раза выше,чем его гидроксилированной формы. Но уже на 45-й минуте на долю [3H]-25(OH)D приходится 62 % общей радиоактивности, содержащейся в это время в печени. Уровень неизмененного витамина D заметно уменьшается, и уже к 105-й минуте практически полностью происходит процесс гидроксилирования холекальциферола в печени контрольных крыс. В то же время в печени крыс с экспериментальным диабетом гидроксилируется не более 20 % холекальциферола. Причем на протяжении всего исследуемого временного интервала процесс превращения витамина D в 25(OH)D замедлен, и даже на 240-й минуте в печени животных остается более 20 % непревращенного витамина D. Замедленный процесс гидроксилирования витамина D в печени крыс при диабете может быть следствием либо уменьшения транспорта холекальциферола в гепатоциты, где происходит его гидроксилирование, либо ингибирования активности 25-гидроксилазы витамина D. Эти результаты подтверждаются данными о содержании витамина D и 25(OH)D в сыворотке крови (рис. 5). Если у животных контрольной группы на 15-й минуте около 90% общей метки сыворотки крови приходится на долю [3Н] -холекальциферола, то уже на 60-й минуте в сыворотке практически присутствует только [3Н] -25(ОН) D. В то же время у крыс с аллоксановым диабетом содержание витамина D находится практически на одном уровне. На 60-й минуте, когда у крыс контрольной группы в сыворотке крови обнаруживается только [3Н] -25 (ОН) D, у животных с диабетом до 50 % общей метки приходится на долю [3Н] -холекальциферола. Необходимо отметить также, что содержание [3H]-25(OH)D в этот период составляет только 40 % от его уровня у контрольных животных, что согласуется с более высоким уровнем витамина D в печени.

Выводы

ReferencesАпуховская Л. И., Хрестовая Н. Л., Антоненко Л. В. и др. // Укр. биохим. жури.— 1990.— Т. 62, № 6.— С. 88—92.Апуховская Л. И., Хрестовая Н. Л., Антоненко Л. В. и др. // Укр. биохим. жури.— 1990.— Т. 62, № 6.— С. 88—92.Глебова Л. И., Гапич Е. Л., Гончар И. В. и др. // Всесоюзный съезд патофизиологов, 4-й.— М., 1989.— С. 156.Глебова Л. И., Гапич Е. Л., Гончар И. В. и др. // Всесоюзный съезд патофизиологов, 4-й.— М., 1989.— С. 156.Экспериментальный сахарный диабет: Роль в клинической диабетологии / Баранов В. Г., Соколоверова И. М.. Гаспарян Э. Г. и др.— Л., 1983.Экспериментальный сахарный диабет: Роль в клинической диабетологии / Баранов В. Г., Соколоверова И. М.. Гаспарян Э. Г. и др.— Л., 1983.Almdal Т. Р., Jensen Т., Vilstrop H. // Europ. J. clin. Invest.— 1990,—Vol. 20, N 1,—P. 29—34.Almdal Т. Р., Jensen Т., Vilstrop H. // Europ. J. clin. Invest.— 1990,—Vol. 20, N 1,—P. 29—34.Cade C., Norman A. // Endocrinology.— 1986.— Vol. 119, N 1,— P. 84—90.Cade C., Norman A. // Endocrinology.— 1986.— Vol. 119, N 1,— P. 84—90.Cade C., Norman A. // Ibid.— 1987.— Vol. 120, N 4,— P. 1490—1497.Cade C., Norman A. // Ibid.— 1987.— Vol. 120, N 4,— P. 1490—1497.Clark S. A. et al. // Amer. J. Physiol.— 1987,— Vol. 253, N 1,—P. E99—E104.Clark S. A. et al. // Amer. J. Physiol.— 1987,— Vol. 253, N 1,—P. E99—E104.Coletie C., Pares-Herbute N.. Monnier L. et al. // Horm. Metab. Res.— 1989 — Vol. 21. N 1,— P. 37—41.Coletie C., Pares-Herbute N.. Monnier L. et al. // Horm. Metab. Res.— 1989 — Vol. 21. N 1,— P. 37—41.Frazer T. E., White N. H., Hough S. et al. // J. clin. Endocr.— 1981,—Vol. 53,—P. 1154.Frazer T. E., White N. H., Hough S. et al. // J. clin. Endocr.— 1981,—Vol. 53,—P. 1154.Ishida H.. Seino Y., Matsukura S. et al. // Metabolism 1985,— Vol. 34, N 9,— P. 797—801.Ishida H.. Seino Y., Matsukura S. et al. // Metabolism 1985,— Vol. 34, N 9,— P. 797—801.Matsumoto T., Kawanobe Y., Ezawa I. et al. // Endocrinology.— 1986,—Vol. 118, N 4,— P. 1440—1444.Matsumoto T., Kawanobe Y., Ezawa I. et al. // Endocrinology.— 1986,—Vol. 118, N 4,— P. 1440—1444.Nyomba B. L., Auwerx J., Bormans V. et al. // Diabetology.— 1986,—Vol. 29, N 1,—P. 34—38.Nyomba B. L., Auwerx J., Bormans V. et al. // Diabetology.— 1986,—Vol. 29, N 1,—P. 34—38.Nyomba B. L., Verhaeghe J., Ipmasset M. et al. // Endocrinology.— 1989,—Vol. 124, N 2.— P. 565—572.Nyomba B. L., Verhaeghe J., Ipmasset M. et al. // Endocrinology.— 1989,—Vol. 124, N 2.— P. 565—572.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.