Спосіб корекції порушеного за умов алоксанового діабету та світлової депривації оксидантно-антиоксидантного гомеостазу

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб корекції порушеного за умов алоксанового діабету та світлової депривації оксидантно-антиоксидантного гомеостазу шляхом використання антиоксидантного засобу, який відрізняється тим, що після інтоксикації алоксану моногідратом щурів утримують в умовах цілодобової темряви; на 12-ту добу проводять біохімічний аналіз тканини печінки за допомогою визначення вмісту відновленого глутатіону, активності глюкозо-6-фосфатдегідрогенази, глутатіонпероксидази, а також рівня базальної глікемії в крові щурів, з наступною корекцією порушень шляхом застосування мелатоніну.

Текст

Реферат: UA 94758 U UA 94758 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі медицини, а саме до біохімії, і може бути використана для біохімічної діагностики і корекції оксидантно-антиоксидантного гомеостазу, який порушується при цукровому діабеті першого типу. Біохімічна оцінка стану антиоксидантних систем захисту з використанням різних методик дослідження тканин дозволяє зі значною достовірністю виявити ступінь відхилення біохімічних показників від значень норми досліджуваного органу, а також передбачити можливий кінець хвороби. В основі цукрового діабету (ЦД) 1-го типу лежить абсолютна недостатність інсуліну, яка виникає: внаслідок автоімунної деструкції β-клітин підшлункової залози у генетично схильних осіб [Современные представления о генетической предрасположенности к сахарному діабету І типа (обзор) /Н.Н. Каладзе, Н.В. Лагунова, Β.А. Дивинская и др. // Проблеми ендокринної патології. 2006. - № 4. С. 74-81.]. За умов гіперілікемії при цукровому діабеті реєструється підвищення інтенсивності перекисного окиснення ліпідів (ПOЛ) у тканині печінки [Tissue-specific glucose toxicity induces mitochondrial damage in a burn injury model оf critical illness /I. Vanhorebeek, B. Ellger, R. De Vos et al. // Critical Care Medicine. - 2009. - Vol 37, № 4. - P. 13551364.]. Відомо, що нижча амплітуда ритму мелатоніну в цільових органах, що індукується експериментальним ЦД, може спричинити десинхронізацію щоденних ритмів і знизити антиоксидантну ємність тканин [Stebelova K. Diabetes induces changes in melatonin concentrations in peripheral tissues of rat / K. Stebelova, I. Herichova, M. Zeman //Neuroendocrinology Letters. 2007. Vol. 28 № 2. P. 159-165; Combination of light and melatonin time cues for phase advancing the human circadian clock / T.М. Burke, R.R. Markwald, E.D. Chinoy et al. // Sleep. - 2013. Vol. 36 - № 11. - P. 16I7-1624.] Також виявлено зміни добового ритму екскреції гормону, про що свідчить зменшення співвідношення мелатонін ніч /мелатонін день за рахунок зниження його рівня у пічній порції сечі. У 2/3 пацієнтів із ЦД типу І, незалежно під сезону року, величина мелатонін ніч /мелатонін день виявляється меншою 1,0 і коливається від 0,4 до 0,7 [Турчина С.И. Характер продукции мелатонина у подростков, больных сахарным диабетом /С.И. Турчина, Е.А. Будрейко //Проблеми ендокринної патології. - 2008. - № 1. С.31-37]. Відомо [5-Aminoimidazole-4-carboxamide-l-beta-D-ribofuranoside and metformin inhibit hepatic glucose phosphorylation by an AMP-activated protein kinase-independent effect on glucokinase translocation /B. Guigas, L. Bertrand, N. Taleuxet al. //Diabetes. 2006. Vol. 55 № 4. P. 865-874.], що при пошкодженні мітохондрій активними радикалами оксигену (АРО) порушуються процеси синтезу та бета-окиснення вищих жирних кислот, порушується функціонування циклу Кребса. У відповіді, на пошкодження під впливом продуктів ПОЛ відбувається роз'єднання процесів біологічного окиснення та окисного фосфорилування, при цьому більша частина енергії, яка вилучається із субстрату, не запасається у формі макроергічних сполук (АТФ), а розсіюється у вигляді тепла, внаслідок чого в клітині розвивається гіпоенергетичний стан. Оскільки АТФ є алостеричним інгібітором ключового ферменту гліколізу фосфофруктокінази, то при дефіциті АТФ активуються анаеробні процеси у клітині та виникає внутрішньоклітинний метаболічний ацидоз. Ацидоз зумовлений накопиченням у клітинах лактату. У кислому середовищі підвищується проникність лізосомальних мембран, зростає активність лізосомальних ферментів, що веде до аутолізу клітини. Саме тому виникає необхідність пошуку засобів корекції оксидантно-антиоксидантної рівноваги, які б мали хроноритмологічні властивості. Таким засобом корекції є мелатонін. Дослідження вираженості порушення процесів оксидантно-антиоксидантної рівноваги (у даному випадку за активностями: глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (Г-6-фДГ), глутатіонпероксидази (ГП) та рівня підновленого глутатіону (G-SH) - в печінці; рівнем базальної глікемії (БГ) - в кроні щурів) може бути основним критерієм при виборі лікарських препаратів, визначенні способу їх прийому, терапевтичних доз та тривалості курсу лікування. Аналогом корисної моделі є спосіб корекції рівня базальної глікемії при алоксановому діабеті (Патент України № 45552 Україна, МПК А61 В5/00,; опубл. 10.11.2009, бюл. № 21.). в якому досліджено вплив мелатоніну як гліпоглікемізувального засобу на стан вуглеводного обміну за умов цукрового діабету 1-го типу. Недоліком аналогу-способу є те, що не досліджувалися біохімічні зміни оксидантноантиоксидантної рівноваги у печінці щурів. Найближчим аналогом до запропонованої корисної моделі є спосіб корекції порушень толерантності до глюкози, викликаних ЦД (Патент України № 45735, МПК А61 К 9/20 Антидіабетичний засіб "Діакамф", який проявляє цукрознижуючу, аптидіабетогенну та антиоксидантну дію; опубл. 15.04.2002.; бюл.№ 4.), в якому визначають рівень глюкози сироватки та порушення толерантності до глюкози в крові щурів за умов стрептозотоцинового діабету та стану ПОЛ за вмістом малонового діальдигіду (МДА) в печінці щурів на тлі тетрахлорметанового гепатиту. 1 UA 94758 U 5 10 15 Недоліком найближчого аналога є те, що не вивчено процес впливу стрептозотоцину та досліджуваного гіпоглікемічного засобу на стан оксидантно-антиоксидантної рівноваги у печінці щурів та, не апробований для хроноритмологічних порушень у разі ЦД, і тому може бути для цього неадекватним. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб корекції порушень оксидантно-антиоксидантного гомеостазу на тлі ЦД шляхом відновлення стану оксидантноантиоксидантної рівноваги при його порушенні внаслідок внутрішньоочеревинного введення алоксану моногідрату щурам на фоні постійної темряви. Поставлена задача вирішується тим, що cпосіб корекції порушеного за умов алоксанового діабету та світлової депривації оксидантно-антиоксидантного гомеостазу шляхом використання антиоксидантного засобу, згідно з корисною моделлю, після інтоксикації алоксану моногідратом щурів утримують в умовах цілодобової темряви; на 12-ту добу проводять біохімічний аналіз тканини печінки за допомогою визначення вмісту відновленого глутатіону, активності глюкозо-6фосфатдегідрогенази, глутатіонпероксидази, а також рівня базальної глікемії в крові щурів, з наступною корекцією порушень шляхом застосування мелатоніну. Спільними ознаками прототипу та способу є дослідження печінки і крові та використання антиоксидантного засобу, який має гіпоглікемічні властивості при експериментальному пошкодженні органів щурів при ЦД. Відмінність корисної моделі від найближчого аналога наведена у таблиці. 20 Таблиця Порівняння найближчого аналога та корисної моделі за ознаками Ознаки Експериментальна модель Об'єκт дослідження Препарат Що досліджували 25 30 40 Корисна модель Алоксановий діабет на фоні світлової депривації Печінка і кров Антиоксидантний засіб Мелатонін Оксидантно-антиоксидантний Показник перекисного гомеостаз (вміст (G-SH, окиснення ліпідів (малоновий активності Г-6-фДГ, ГП в діальдегід), рівень базальної печінці), рівень базальної глікемії глікемії (БГ) Визначення термінів, які використовуються при описі корисної моделі: алоксановий цукровий діабет, печінка, оксидантно-антиоксидантний гомеостаз, мелатонін. Теоретичною передумовою здійснення способу є експериментальна інтоксикація алоксану моногідратом, в структурі якого є карбонільні групи і атоми азоту, які забезпечують можливість взаємодії з SH-групами b-клітин і вільне проникнення його по глюкозних каналах, що веде до вільнорадикального руйнування інсулінопродукуючого апарату та наступним порушенням оксидантно-антиоксидантного гомеостазу і вуглеводного обміну, а також хроноритмологічними змінами та корекцією мелатоніном, який є гормоном епіфізу, що синтезується з амінокислоти триптофану переважно у темновий період доби. In vitro мелатонін здатний взаємодіяти з  35 Найближчий аналог Стрептозотоциновий діабет, тетрахлорметановий гепатит Печінка і кров Антиоксидантний засіб Діакамф  радикалами ( O 2 , HO та гідропероксидами ліпідів і переривати ланцюгові реакції пероксидації. Така дія мелатоніну забезпечується внаслідок того, що він за своєю будовою є індолом, в молекулі якого є індольне кільце. Така будова молекули мелатоніну сприяє його легкому окисненню до мелатоніл катіон-радикала, який в подальшому комбінується з супероксидним аніон-радикалом і, таким чином, перериває ланцюг вільнорадикального окиснення. В експериментах in vivo встановлено, що мелатонін зменшує вміст продуктів ПОЛ малонового альдегіду та 4-гідроксіалкеналів - за хімічно викликаної пероксидації ліпідів, а також за умов стресу та введення ціанідів. Одночасно мелатонін стимулює активність деяких антиоксидантних ферментів. При цьому мелатонін за рахунок своєї ліпофільності не тільки здатний, але й в дійсності проникає в усі компартаменти живої клітини, а ступінь його розчинності є достатнім для того, щоб проявляти свою антиоксидантну та антипероксидантну дії як в цитозолі, так і в позаклітинному просторі [Modulatory role of melatonin on superoxide release by spleen macrorjhages isolated from alloxan-induced diabetic rats /E.L. França, N.D. Feliciano, Κ.A. Silva et al. //Bratislava Medical Journal. - 2009. - Vol. 110 № 9. P. 517-522]. 2 UA 94758 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відомо, що пінеалектомія, так само як гіпофункція пінеальної залози зумовлена постійним освітленням, веде до зниження синтезу та секреції мелатоніну,що спричиняє порушення чутливості до інсуліну та зменшення експресії гену транспортеру глюкози GLUT4 [Peschke E. Melatonin, endocrine pancreas and diabetes /E. Peschke //Journal of Pineal Research. - 2008. - Vol. 44. P. 26-40]. Дослідження [Melatonin improves oxidative stress parameters measured in the blood of elderly type 2 diabetic patients /K. Kedziora-Kornatowska, K. Szewczyk-Golec, M. Kozakiewicz et al. //Journal of Pineal Research. - 2009. Vol. 46 № 3. P. 333-337.] показали, що фізіологічна концентрація мелатоніну в літніх людей знижується порівняно із показниками в молодому віці. Поряд з цим, спостерігаються зміни також у стані оксидантного статусу, які приймають участь у патогенезі розвитку ЦД типу 1 [Decreased МТ1 and ΜТ2 melatonin receptor expression in extrapineal tissues of the rat during physiological aging /M. Sánchez-Hidalgo, J.M. Guerrero Montávez, P. Carrascosa-Salmoral Mdel et al. //Journal of Pineal Research. - 2009. - Vol. 46 № 1. P. 20-35]. Для з'ясування причин появи діабетичного статусу актуальним є "становления співвідношення між процесами утворення та знешкодження АРО, зокрема у тканині печінки. Спосіб здійснюють наступним чином. Алоксановий діабет у щурів викликають шляхом внутрішньоочеревинного введеним 5 % розчину алоксану моногідрату з розрахунку 17 мг на 100 г маси тварини. Починаючи з 4-ї доби, на фоні інтоксикації алоксану моногідратом для корекції внутрішньоочеревинно вводять розчин мелатоніну ("Sigma", США) з розрахунку 10 мг/кг маси тварини впродовж 7-ми діб. Тварини перебувають в умовах цілодобової темряви (окрім контрольних - штучне рівнодення). В 5 % супернатантах печінки щурів, які готують на трис-НСI буфері (рН=7,4), визначають вираженість процесів оксидантно-антиоксидантного гомеостазу за вмістом відновленого глютатіону (базується на окисненні відновленого глутатіону йоднуватокислим калієм (KJО3)), активностями глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (вимірюють за приростом НАДФH2), глутатіонпероксидази (за кількістю окисненого глутатіону, що утворився з підновленого глутатіону при знешкодженні пероксиду водню в глутатіонпероксидазній реакції) в печінці; рівнем базальної глікемії (глюкозооксидазним методом) в крові щурів, які перебували за умов природного рівнодення та на фоні світлової депривації. Приклади використання корисної моделі. Приклад використання способу № 1. Отримано супернатанти печінки щурів, яких впродовж всього експерименту утримували в умовах світлової депривації. Паралельно була відібрана група контрольних тварин, які утримувались в умовах штучного рівнодення, без інтоксикації алоксану моногідратом. На дванадцяту добу після останньої затравки проводили евтаназію контрольних тварин та щурів в умовах світлової депривації (декапітація під легкою інгаляційною ефірною анестезією). В 5 % супернатантах печінки, які готували на трис-НСІ буфері (рH=7,4) визначали вміст відновленого глутатіону, активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази, глутатіонпероксидази в печінці; рівень базальної глікемії к крові щурів. У контрольних щурів рівень БГ становив 5,4±0,51 ммоль/л в крові, вміст G-SH 7,1±0,42 мкмоль/г тканини, активності Г-6-фДГ 6,6±0,18 нмоль/хвмг, ГП 152,8±12,4 нмоль/хвмг в печінці. У щурів, які перебували за умов цілодобової темряви рівень БГ не змінився – 5,4±0,42 ммоль/л в крові, вміст G-SH 9,3±0,50 мкмоль/г тканини, активності: Г-6-фДГ 9,5±0,20 нмоль/хвмг, ГП 194,1±11,3 нмоль/хвмг в печінці виявилися вищими порівняно з контролем. Відомий [Amelioration of diabetes-induced neurobehavioral and neurochemical changes by melatonin and nicolinamide: Implication of oxidative stress-PARP pathway /A. Jangra, A.K. Datusalia, S. Khandwe el al. //Pharmacology Biochemistry and Behavior. - 2013. Vol. 114-115. P. 43-51.] стимулювальний вплив ендогенного мелатоніну (гіперпродукція ендогенного мелатоніну за умов постійної темряви) на експресію мРНК часових генів Clock. Per-1, активність Г-6-ФДГ і секрецію лептину. Отже, вірогідних змін досліджуваних показників у порівнянні з показниками, отриманими за умов штучного рівнодення, не спостерігалося. Приклад використання способу № 2. Отримано супернатанти печінки щурів, яких впродовж всього експерименту утримували в умовах світлової депривації. Для відтворення алоксанового діабету (експериментальна модель патології бета-клітин) вводили алоксану моногідрат внутрішньоочеревинно одноразово в дозі 17 мг на 100 г маси тварини. Паралельно була відібрана група контрольних тварин, які утримувались в умовах штучного рівнодення, без інтоксикації алоксану моногідратом. На восьму добу після останньої затравки проводили евтаназію контрольних та інтоксикованих тварин (декапітація під легкою інгаляційною ефірною анестезією). 3 UA 94758 U 5 10 15 20 25 В 5 % супернатантах печінки, які готували на трис-НСІ буфері (pH=7,4) визначали вміст відновленого глутатіону, активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази, глутатіонпероксидази в печінці; рівень базальної глікемії в крові щурів. У тварин з явним ЦД рівень БГ становив 14,7±2,73 ммоль/л в крові, вміст G-SH 5,3±0,17 мкмоль/г тканини, активності Г-6-фДГ 5,0±0,38 нмоль/хвмг, ГП 122,2+8,0 нмоль/хвмг в печінці. Отже за умов ЦД спостерігалося вірогідне зниження показників антиоксидантного захисту печінки щурів та гіперглікімія. Приклад використання способу № 3. Отримані супернатанти печінки від тварин, яких утримували в умовах світлової депривації та моделювали діабет за описаною вище методикою, а також від тварин третьої групи, яким на фоні алоксанового діабету вводили розчин мелатоніну. Визначали вміст відновленого глутатіону, активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази, глутатіонпероксидази в печінці; рівень базальної глікемії в крові щурів, як описано в прикладах № 1, 2. Визначено, що у групі тварин, яким вводили мелатонін на фоні алоксанового діабету нормалізувалися рівень БГ 5,6±1,24 ммоль/л в крові, вміст G-SH 7,0±0,40 мкмоль/г тканини, активності Г-6-фДГ 6,7±0,45 нмоль/хвмг, ГП 150,1±7,24 нмоль/хвмг в печінці. Це свідчить про ймовірне зниження активних радикалів оксигену (АΡΟ), а також про антиоксидантні можливості гормону пінеальної залози мелатоніну. Також можна рекомендувати застосування даної речовини в комплексній терапії хроноритмологічних порушень. Технічний результат. Спосіб корекції порушеного за умов алоксанового діабету та світлової депривації оксидантно-антиоксидантного гомеостазу шляхом використання антиоксидантного засобу дозволяє визначити вміст відновленого глутатіону, активності глюкозо-6фосфатдегідрогенази, глутатіонпероксидази в печінці; рівень базальної глікемії в крові щурів, які перебували на фоні алоксанового діабету та світлової депривації та корегувати показники за допомогою препарату мелатоніну. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб корекції порушеного за умов алоксанового діабету та світлової депривації оксидантноантиоксидантного гомеостазу шляхом використання антиоксидантного засобу, який відрізняється тим, що після інтоксикації алоксану моногідратом щурів утримують в умовах цілодобової темряви; на 12-ту добу проводять біохімічний аналіз тканини печінки за допомогою визначення вмісту відновленого глутатіону, активності глюкозо-6-фосфатдегідрогенази, глутатіонпероксидази, а також рівня базальної глікемії в крові щурів, з наступною корекцією порушень шляхом застосування мелатоніну. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Yaremii Iryna Mykolaivna, Kushnir Oleksandra Yuriivna

Автори російською

Яремий Ирина Николаевна, Кушнир Александра Юрьевна

МПК / Мітки

МПК: A61B 5/00

Мітки: світлової, спосіб, діабету, депривації, оксидантно-антиоксидантного, алоксанового, умов, порушеного, гомеостазу, корекції

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-94758-sposib-korekci-porushenogo-za-umov-aloksanovogo-diabetu-ta-svitlovo-deprivaci-oksidantno-antioksidantnogo-gomeostazu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб корекції порушеного за умов алоксанового діабету та світлової депривації оксидантно-антиоксидантного гомеостазу</a>

Подібні патенти