«ЕПАДОЛ» ПОПЕРЕДЖУЄ ПОРУШЕННЯ ФУНКЦІЙ МІТОХОНДРІЙ ПРИ МОДЕЛЮВАННІ ЦУКРОВОГО ДІАБЕТУ 1 ТИПУ

Жуковська А. С., Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця, Київ 2012

1

«ЕПАДОЛ» ПОПЕРЕДЖУЄ «ЕПАДОЛ» ПОПЕРЕДЖУЄ ПОРУШЕННЯ ФУНКЦІЙ ПОРУШЕННЯ ФУНКЦІЙ

МІТОХОНДРІЙ ПРИ МІТОХОНДРІЙ ПРИ МОДЕЛЮВАННІ МОДЕЛЮВАННІ

ЦУКРОВОГО ДІАБЕТУ 1 ТИПУЦУКРОВОГО ДІАБЕТУ 1 ТИПУ

Науковий керівник – Академік НАН України Олексій Олексійович Науковий керівник – Академік НАН України Олексій Олексійович МойбенкоМойбенко

Доповідач – аспірантка Анна Сергіївна ЖуковськаДоповідач – аспірантка Анна Сергіївна Жуковська

Інститут фізіології імені О. О. Богомольця,

Відділ загальної та молекулярної патофізіології


2

ІІІІ М Міжнароднаіжнародна нау науковакова конференц конференція ія “В“Виисокогсокогіірна грна гііпокспоксіія я іі геном” геном”, Терскол 2012, Терскол 2012

За даними ВООЗ За даними ВООЗ цукровий діабет (ЦД) цукровий діабет (ЦД) нині – це епідемія нині – це епідемія неінфекційного походження. неінфекційного походження.

Головною причиною смертності хворих на ЦД є ішемічна хвороба Головною причиною смертності хворих на ЦД є ішемічна хвороба серця - патологія, при якій гіпоксичні порушення відіграють ключову серця - патологія, при якій гіпоксичні порушення відіграють ключову роль.роль.

Проте і досі залишається не вивченим питання вкладу мітохондрій в Проте і досі залишається не вивченим питання вкладу мітохондрій в порушення функцій ССС при ЦД, про що свідчать поодинокі роботи. порушення функцій ССС при ЦД, про що свідчать поодинокі роботи.

Відомо, що ω-3 поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) підвищують Відомо, що ω-3 поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) підвищують резистентність серця та судин до гіпоксії.резистентність серця та судин до гіпоксії.

На основі літературних даних можна передбачити, що застосування На основі літературних даних можна передбачити, що застосування ω-3 ПНЖК може поліпшувати перебіг ЦД при його поєднанні з ω-3 ПНЖК може поліпшувати перебіг ЦД при його поєднанні з серцево-судинною патологією.серцево-судинною патологією.


3


МетаМета. Метою роботи було дослідження функціональних показників мітохондрій (. Метою роботи було дослідження функціональних показників мітохондрій (оксиграф-оксиграф-HansatechHansatech, , EnglandEngland)), виділених з серця щура, під впливом препарата «Епадол» у тварин , виділених з серця щура, під впливом препарата «Епадол» у тварин за умов за умов моделювання ЦД 1 типу.моделювання ЦД 1 типу.

Матеріали і методиМатеріали і методи. . Досліди виконані на щурах-самцях лінії Вістар, Досліди виконані на щурах-самцях лінії Вістар,

масою 140-280 г з дотриманням умов роботи з лабораторнимимасою 140-280 г з дотриманням умов роботи з лабораторними

тваринами. Тварин розділено на 3 групи:тваринами. Тварин розділено на 3 групи:

1 - контрольна, 2 - щури зі стрептозотоцин-індукованим ЦД 1 - контрольна, 2 - щури зі стрептозотоцин-індукованим ЦД

(50 мг/кг маси щура), 3 – щури зі стрептозотоцин-індукованим ЦД,(50 мг/кг маси щура), 3 – щури зі стрептозотоцин-індукованим ЦД,

які протягом 4 тижнів отримували які протягом 4 тижнів отримували

ω-3 ПНЖК (препарат «Епадол», 0,1 мл/100 г маси тіла щура) ω-3 ПНЖК (препарат «Епадол», 0,1 мл/100 г маси тіла щура)

(містить 43% суми ДГК та ЕПК).(містить 43% суми ДГК та ЕПК).

Мітохондрії, виділені з гомогенату серця, ізолювали Мітохондрії, виділені з гомогенату серця, ізолювали

диференційним центрифугуванням при 2-4˚С. диференційним центрифугуванням при 2-4˚С.

Дихання і окисне фосфорилювання суспензії мітохондрій визначали полярографічно приладом Дихання і окисне фосфорилювання суспензії мітохондрій визначали полярографічно приладом оксиграф (оксиграф (HansatechHansatech, , EnglandEngland). Вимірювали показники ). Вимірювали показники VV2, 2, VV3, 3, VV4, 4, VV3/3/VV4, 4, VVф, ф, АДФ/О за Чансом. АДФ/О за Чансом.

Концентрацію білка визначали за методом Концентрацію білка визначали за методом LowryLowry..

Жуковська А. С..., Мойбенко О. О. Фізіол журн. – 2012. – 58, №2. – С. 16-26.

4

Діаграма 1. Загальна характеристика дослідних Діаграма 1. Загальна характеристика дослідних щурівщурів

232,85

7,8

177,5

33*

219,7**

19,2**

0

50

100

150

200

250

І группа ІІ группа ІІІ группа

Масса тела крысы, г Глюкоза, мМ/л

Примітка: * - вірогідно у порівнянні з контролем, ** - вірогідно у порівнянні з цукровим діабетом; Р<0,05

Жуковська А. С... Мойбенко О. О., Фізіол журн. – 2012. – 58, №2. – С. 16-26.

5

Діаграма 2. Вміст Діаграма 2. Вміст αα-ліноленової кислоти-ліноленової кислоти в гомогенаті в гомогенаті тканини міокарда щурів І,ІІ,ІІІ груптканини міокарда щурів І,ІІ,ІІІ груп

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

І група

ІІ група

ІІІ група



6

Діаграма 3. Вміст Діаграма 3. Вміст арахідонової кислотиарахідонової кислоти в в гомогенаті тканини міокарда щурів І,ІІ,ІІІ групгомогенаті тканини міокарда щурів І,ІІ,ІІІ груп

*

**

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

І група

ІІ група

ІІІ група



7

Рис. 1 Зміни показників АДФ-стимульованого Рис. 1 Зміни показників АДФ-стимульованого дихання в мітохондріях дослідних щурів за дихання в мітохондріях дослідних щурів за

наявності в середовищі інкубації сукцинатунаявності в середовищі інкубації сукцинату Контрольніщури

Діабетичні щури Діабетичні+Епадол


8

ПоказникиПоказники КонтрольніКонтрольні Цукровий діабетЦукровий діабет Цукровий діабет та Цукровий діабет та ω-3 ПНЖКω-3 ПНЖК

VV22, нМ О/хв на 1 мг , нМ О/хв на 1 мг

білкабілка50,1±450,1±4 47,347,3±±3,93,9 5533,,77±±4,44,4


білка білка 130,1±130,1±12,812,8 76,76,66±±6,6*6,6* 125,4125,4±12,±12,44****


білкабілка36,36,66±±5,35,3 21,821,8±±4* 4* 28,5±2,428,5±2,4

Дихальний контроль, Дихальний контроль, VV33/V/V44

3,3,48±48±0,0,2727 33,,2±2±0,0,3535 44,2,2±0,3±0,3

АДФ/О, мкМ АДФ/нМ АДФ/О, мкМ АДФ/нМ ОО

1,41,45±5± 0, 0,0505 1,971,97±±0,20,2** 1,1,5±0,5±0,1**1**

VVфф, мкМ АДФ/хв на 1 , мкМ АДФ/хв на 1

мг білкамг білка113,3113,3±± 10,3 10,3 70,270,2±± 14,2* 14,2* 83,45± 1183,45± 11

Таблиця 1. Зміни показників АДФ-стимульованого дихання в мітохондріях міокарда І, ІІ, ІІІ груп щурів за наявності в середовищі інкубації сукцинату



9

Рис. 2 Часова залежність світлопоглинання мітохондрій, Рис. 2 Часова залежність світлопоглинання мітохондрій, виділених з сердець дослідних тваринвиділених з сердець дослідних тварин

0 2 4 6 8 10 12 14 16 181,94

1,96

1,98

2,00

2,02

2,04

2,06

2,08

2,10

2,12

2,14

2,16

2,18

2,20

Час (хв)

3**

1

2*

Д520

1- контроль,2 –ЦД,3 - ω-3 ПНЖК на фоні ЦД


10

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20

І група ІІ група ІІІ група

1

2

3

1 2 3

1

2

3

*

**

**

Д520

І група - контроль,ІІ група - ЦД,ІІІ група - ω-3 ПНЖК на фоні ЦД

Рис. 3 Вплив ω-3 ПНЖК на зміни світлопоглинання мітохондрій Рис. 3 Вплив ω-3 ПНЖК на зміни світлопоглинання мітохондрій з тканини серця при дії кальціюз тканини серця при дії кальцію


11

ВисновкиВисновки

1) В нашому експерименті у групі, яка отримувала “Епадол” виявлено

вірогідний приріст маси тіла на 23,4% і зниження середніх показників рівню глюкози в крові на 41,8% порівняно з групою діабетичних щурів.

2) Застосування препарату ω-3 ПНЖК змінює жирнокислотний склад гомогенату тканини серця за умов ЦД. Зокрема в серці поряд зі збільшенням вмісту α-ліноленової кислоти більш, ніж у два рази відбувалось значне зменшення вмісту арахідонової кислоти (p<0,05).

3) За нашими результатами ω-3 ПНЖК викликають вірогідне зростання показника фосфорильованого дихання V3 та швидкості фосфорилування Vф, практично не впливаючи на коефіцієнт дихального контролю V3/V4 і наближаючи до контрольних значення коефіцієнту фосфорилування АДФ/О мітохондрій серця щурів з ЦД.


12

ВисновкиВисновки

4) Таким чином, модифікація жирнокислотного складу клітинних мембран призводить до покращення загального стану щурів, підвищення показників фосфорильованого дихання, що свідчить про зростання ефективності дихання мітохондрій, ізольованих з серця щурів зі стрептозотоцин-індукованим ЦД.

5)5) Отримані дані доводять, що одним із позитивних механізмів ω-3 Отримані дані доводять, що одним із позитивних механізмів ω-3 ПНЖК є здатність інгібувати кальцій-індуковане набухання ПНЖК є здатність інгібувати кальцій-індуковане набухання мітохондрій в серці, отже вони можуть бути використані для мітохондрій в серці, отже вони можуть бути використані для корекції та профілактики дисфункцій мітохондрій за умов серцево-корекції та профілактики дисфункцій мітохондрій за умов серцево-судинної патології на фоні ЦД.судинної патології на фоні ЦД.

6)6) Вищезазначені результати свідчать про виражені протекторні Вищезазначені результати свідчать про виражені протекторні властивості досліджуваних кислот та перспективність подальших властивості досліджуваних кислот та перспективність подальших досліджень із застосування їх при цукровому діабеті. досліджень із застосування їх при цукровому діабеті.


13


Щиро вдячна за допомогу в роботі:Щиро вдячна за допомогу в роботі:

Мойбенко Олексію Олексійовичу

Шиш Анжелі Михайлівні

Брюзгіній Тетяні Семенівні

Носар Валентині Іванівні


14

Дякую за увагу!


15

Таблиця 3. Вміст жирних кислот в гомогенаті Таблиця 3. Вміст жирних кислот в гомогенаті тканини міокарда щурів у контролі на при тканини міокарда щурів у контролі на при

цукровому діабетіцукровому діабеті

Жирні кислотиЖирні кислоти КонтрольКонтрольІ групаІ група

Цукровий діабетЦукровий діабетІІ групаІІ група

Цукровий діабет Цукровий діабет та ω-3 ПНЖКта ω-3 ПНЖК

ІІІ групаІІІ група

Пальмітинова 16:0Пальмітинова 16:0 18,45±0,418,45±0,4 14,4514,45±±0,5*0,5* 1919±±1,1**1,1**

СтеариноваСтеаринова18:018:0

12,412,4±±0,40,4 14,314,3±±0,70,7 13,913,9±±0,50,5

ОлеїноваОлеїнова18:118:1

9,99,9±±0,350,35 7,37,3±±0,35*0,35* 8,78,7±±0,70,7

ЛінолеваЛінолева18:218:2

24,27±24,27±1,1,00 17,217,2±±1,41,4** 19,519,5±±1,81,8

α-ліноленова 18:3α-ліноленова 18:3 0,40,4±±0,10,1 0,350,35±±0,050,05 0,90,9±±0,30,3

Арахідонова 20:4Арахідонова 20:4 23,42±23,42±00,93,93 40,1540,15±±1,71,7** 28,628,6±±3,5**3,5**

ΣНЖКΣНЖК 36,736,7±±1,41,4 34,9534,95±±0,60,6 42,242,2±±2,4**2,4**

ΣННЖКΣННЖК 63,363,3±±1,41,4 65,0565,05±±0,60,6 57,857,8±±2,4**2,4**

ΣПНЖКΣПНЖК 48,0948,09±1,2±1,2 57,4557,45±±0,8*0,8* 49,149,1±±2,9**2,9**


16

Таблиця 2. Таблиця 2. Загальна характеристика щурів І, ІІ, Загальна характеристика щурів І, ІІ, ІІІІІІ, IV, IV груп груп


Показники КонтрольнаІ група

Цукровий діабетІІ група

ω-3 ПНЖК,ІІI група

Цукровий діабет та ω-3 ПНЖКІV група

Маса тіла щура, г 232,85±6,15 177,5±8 264,66±4,56# 219,7±12,65**

Глюкоза, мМ/л 7,8±0,2 33±0,01* 7,9±0,41# 19,2±2,7**


17

Діаграма 4. Вплив Діаграма 4. Вплив ωω-3 ПНЖК на показники -3 ПНЖК на показники

набухання мітохондрійнабухання мітохондрій

*

**

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

І група

ІІ група

ІІІ група


18

I II III0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

ALA AA

Діаграма 2. Вміст жирних кислот в гомогенаті тканини міокарда щурів в котролі і при ЦД


19

Таблиця 3. Зміни показників АДФ-стимульованого Таблиця 3. Зміни показників АДФ-стимульованого дихання в мітохондріях міокарда І, ІІ, ІІІ, Ідихання в мітохондріях міокарда І, ІІ, ІІІ, ІVV груп щурів груп щурів

за наявності в середовищі інкубації сукцинатуза наявності в середовищі інкубації сукцинату

Показники Контрольні ω-3 ПНЖК Цукровий діабет Цукровий діабет та ω-3 ПНЖК

V2, нмоль О2/хв на

1 мг білка

50,1±4 48,6±4,88 47,3±3,9 53,7±4,4


1 мг білка

130,1±12,8 104,76±8,36* 76,6±6,6* 125,4±12,4**


1 мг білка

36,6±5,3 30,95±4,8 21,8±4* 28,5±2,4

Дихальний контроль,

V3/V4

3,48±0,27 3,47±0,6 3,45±0,35 4,2±0,3

АДФ/О 1,45± 0,05 1,8±0,1 1,97±0,2* 1,5±0,1**

Vф, мкМ АДФ/хв

на 1 мг білка

113,3± 10,3 132,8±12,2 70,2± 14,2* 83,45± 11


20

Вплив Вплив ωω-3 ПНЖК на показники набухання -3 ПНЖК на показники набухання мітохондріймітохондрій

Показники Контрольні Цукровий діабет

ω-3 ПНЖК Цукровий діабет та ω-3 ПНЖК

Набухання контроль 0,083±0,007 0,155±0,019*

0,076±0,01 0,075±0,004**

Кальцій-індуковане набухання

0,143±0,013 0,159±0,017 0,12±0,011 0,086±0,014#

Циклоспорин+кальцій 0,108±0,015 0,13±0,047 0,076±0,03 0,053±0,014

Documents

«ЕПАДОЛ» ПОПЕРЕДЖУЄ ПОРУШЕННЯ ФУНКЦІЙ МІТОХОНДРІЙ ПРИ МОДЕЛЮВАННІ ЦУКРОВОГО ДІАБЕТУ 1 ТИПУ