Углевод-белковые комплексы в печени и плазме крови животных при острой алкогольной интоксикации на фоне аллоксанового диабета

Булгакова В. С., Высокогорский В. Е. УГЛЕВОД-БЕЛКОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ В ПЕЧЕНИ И ПЛАЗМЕ КРОВИ ЖИВОТНЫХ ПРИ ОСТРОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА ФОНЕ АЛЛОКСАНОВОГО ДИАБЕТА ГОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия Росздрава», г. Омск

Известно, что острая алкогольная интоксикация вызывает временную гипогликемию (10). Хроническое употребление алкоголя, наоборот, приводит к снижению реактивности организма на инсулин, что может являться причиной развития гипергликемии (11).

У 45-70% пациентов, страдающих заболеваниями печени, вызванными чрезмерным употреблением алкоголя, наблюдается непереносимость глюкозы или развивается сахарный диабет (8). Выяснено, что у 8,3% больных сахарным диабетом эндокринологического отделения общесоматического стационара выявлены признаки хронического алкоголизма, сформировавшегося на фоне уже существующего заболевания. Чрезмерное, так же каки хроническое, употребление алкоголя влияет на течение сахарного диабета и эффективность действия антигипергликемических лекарственных препаратов (7,9). У пациентов, злоупотребляющих алкоголем, на фоне нарушения функций печени и поджелудочной железы быстрее развиваются сосудистые осложнения сахарного диабета (ретинопатия, нефропатия, нейропатия, синдром диабетической стопы, энцефалопатия, энтеропатия) (6), в формировании которых важную роль играет процесс неферментативного гликозилирования белков межклеточного матрикса и окислительный стресс. (1,2). Установлено, что злоупотребление алкоголем на фонесахарного диабета проявляется увеличением концентрации гликопротеинов и компонентов протеогликанов в сыворотке крови (5), но механизм данных изменений изучен недостаточно.

Цель: выяснить особенности влияния острой алкогольной интоксикации на состояние обмена углевод - белковых комплексов печени и плазмы крови животных при аллоксановом диабете.

Материалы и методы: эксперимент проводился на 40 взрослых беспородных крысах - самцах, массой 200 - 220г. Сахарный диабет (СД) моделировали путем интраперитонеального введения аллоксана тетрагидрата в дозе 160 мг/кг массы животного после 24 часового голодания. Развитие и течение СД контролировали со 2-го дня после введения аллоксана по уровню гликемии натощак и наличию глюкозурии. Острую алкогольную интоксикацию (ОАИ) вызывали интраперитонеальным введением 25% раствора этанола в дозе 2 г/кг массы после кормления. Животные были разделены на 4 группы: контрольные животные (К), животные с алкогольной интоксикацией (А), крысы с аллоксановым диабетом (СД), и животные с сочетанием острой алкогольной интоксикации и диабета (СД-А).

В надмитохондриальной фракции гомогената ткани печени и в плазме крови животных исследовали уровень гликозаминогликанов (ГАГ) и глюкуроновой кислоты (ГК) по карбозольной реакции Дише в модификации Шараева П. H., 1990г. Исследовали концентрацию мукопротеинов (МП) с помощью тест-системы компании «Hospitex» и уровень сиаловых кислот (СК) - набором реактивов «Сиалотест - 80». Статистическая обработка проведена с помощью программ Microsoft Excel и «Biostat» (Гланц С. А., 2002). Достоверность результатов исследования подтверждена непараметрическим критерием Манна

- Уитни (ри). Критический уровень значимости статистических гипотез принимался равным 0,05. Результаты исследования При исследовании компонентов углевод -белковых комплексов в группе А установлено, что уровень ГАГ и ГК в печени и плазме животных достоверно не отличается от контрольных значений

(табл. 1,2). Концентрация СК в плазме превышает показатели группы К на 37% (р = 0,003), а уровень МП достоверно снижен на 65% (р = 0,047) в плазме и не отличается от контроля в супернатанте гомогената печени (табл.3,4).

Таблица 1

Содержание ГАГ в печени и плазме животных при однократном введении

Пок-ли ПЛАЗМА КРОВИ ПЕЧЕНЬ

К А СД СД-А К А СД СД-А

п 12 11 7 11 18 21 14 14

Ниж. кв. 1,5 1,6 1,4 1,4 28,3 33,6 46,3 36,2

Ме 1,9 2,6 1,8 2,4 45,6 51,4 74,7 41,3

Верх. кв. 2,3 2,8 3,1 2,7 53,8 60,8 84,9 63,6

Ри (К) 0,295 0,767 0,441 0,346 0,007 0,771

Ри (СД) 0,016

Примечание: п - количество животных в группе;

Ри (К) - степень достоверности различий с группой К по критерию И; Ри(СД) - степень достоверности различий с группой СД по критерию И; Ме - медиана;

Ниж. кв. - нижний квартиль;

Верх. кв. - верхний квартиль;

Таблица 2

Содержание ГК в печени и плазме животных при однократном введении

Показатели ПЛАЗМА КРОВИ ПЕЧЕНЬ

К А СД СД-А К А СД СД-А

п 12 10 7 10 18 21 14 15

Ниж. кв. 0,44 0,25 0,65 0,6 52 71 79,2 81

Ме 0,55 0,45 1,26 0,85 66 81 100 102

Верх. Кв. 0,69 0,49 2,87 1,8 86 92 149 144

Ри (К) 0,444 0,035 0,012 0,092 0,044 0,020

Таблица 3

Содержание СК в печени и плазме животных при однократном введении алкоголя на фоне аллоксанового диабета

Пок-ли ПЛАЗМА КРОВИ

К А СД А 1 СД

N 7 9 5 7

Ниж. кв. 1,6 2,2 1,3 2,4

Ме 1,9 2,7 1,8 2,6

Верх. кв. 2 3,1 2,0 2,9

Ри (К) 0,003 0.686 0,001

Ри (СД) 0,001

Таблица 4

Содержание МП в печени и плазме животных при однократном введении

Пок-ли ПЛАЗМА КРОВИ ПЕЧЕНЬ

К А сд СД-А К А сд СД-А

N 9 10 5 7 18 12 10 13

Ниж. кв. 70,9 54,4 73,5 95,6 16,9 9,8 33,8 9,1

Ме 97,7 63,2 191,1 172,1 56 17,2 88,3 133,6

в. И И а е М 167,5 76 207,6 222,6 99,7 41,8 133,6 17,6

Ри (К) 0,047 0,143 0,464 0,385 0,481 0.057

В группе СД выявлено увеличение концентрации ГАГ в печени на 64 % (р=0,007) по отношению к контролю, в плазме различия с группой К не достоверны (табл,1). Уровень ГК превышает контрольные значения в плазме - на 129% (р = 0,035), в печени на 51% ( р = 0,044) (табл.2). При исследовании концентрации СК в плазме и МП в плазме и супернатанте гомогената печени достоверных изменений не выявлено (табл.3,4).

В группе СД-А происходит достоверное снижение концентрации ГАГ в печени на 55% (р=0,016) по сравнению с группой СД. В плазме крови и супернатанте гомогената печени уровень ГАГ достоверных отличий с контролем не имеет (табл. 1). Концентрация ГК превышает контрольные значения в плазме на 54% (р = 0,012), в печени на 54% (р = 0,020) (табл.2). Уровень СК в плазме на 44% (р = 0, 001) выше, чем в группе К. Достоверных отличий в концентрации МП плазмы и печени не выявлено (табл.3,4).

Обсуждение результатов

В результате проведенного исследования выяснено, что у животных подвергнутых острой алкоголизации наблюдается достоверное увеличение количества сиаловых кислот в плазме крови. Известно, что при окислении этанола в микросомах гепатоцитов в избыточном количестве образуются свободные радикалы, способные инициировать цепные свободнорадикальные реакции, приводящие к повреждению структуры и нарушению функционирования биополимеров, в том числе фосфолипидов, гликопротеинов и протеогликанов. Таким образом, возможно, увеличение концентрации сиаловых кислот в плазме крови животных является следствием распада свободных и мембранносвязанных сиалогликопротеинов, в результате активации свободнорадикальных процессов.

При исследовании компонентов протеогликанов в группе СД мы выявили увеличение уровня ГАГ в супернатанте гомогената печени и концентрации ГК в печени и плазме крови. Известно, что аллоксановый сахарный диабет проявляется в первую очередь дефицитом инсулина из-за повреждения свободными радикалами В-клеток островков Лангерганца поджелудочной железы. Возникающая вследствие этого гипергликемия является причиной неферментативного гликирования белков плазмы крови и эндотелия сосудов. В результате развивается тканевая гипоксия и синдром эндогенной интоксикации (1). Возможно, увеличение количества ГАГ в гомогенате наблюдается вследствие активации их синтеза фибробластами, что, по мнению ряда авторов, является одной из форм адаптации организма к условиям эндотоксикоза. Молекулы ГАГ, являясь естественным барьером на пути движения токсических агентов из сосудов в ткани, способны «цементировать» их в межклеточном матриксе, снижая антигенную нагрузку на клетки, поэтому увеличение их количества является одним из защитных механизмов организма. С другой стороны

увеличение уровня ГАГ может быть следствием избыточной активности пролифирирующих фибробластов, что является одним из звеньев в развитии фиброза в тканях, и таких осложнений, как нефропатия, ретинопатия, атеросклероз (4).

ГК необходима, как для синтеза ГАГ, так и для реакций конъюгации с эндотоксинами в избыточном количестве образующихся при сахарном диабете. Возрастание концентрации ГК может говорить об

изменении углеводного обмена в сторону её синтеза и о присутствии в ткани печени и плазме крови большого количества коньюгантов.

Введение алкоголя на фоне развившегося у животных сахарного диабета проявляется снижением уровня ГАГ по сравнению с группой СД и значительным увеличением содержания сиаловых кислот в плазме крови. Сахарный диабет сопровождается активацией микросомального цитохрома Р-450. В то же время активность ацетальдегиддегидрогеназы и алкогольдегидрогеназы снижена из-за накопления восстановленных коферментов НАД-Н. Поэтому, можно предположить, что при сахарном диабете окисление этанола будет протекать главным образом в микросомах печени, внося дополнительный вклад в образование свободных радикалов. Метаболизм протеогликанов и сиалогликопротеинов будет в данных условиях характеризоваться преобладанием процессов распада.

Литература

1. Балаболкин М.И., Клебанова Е.М. Роль окислительного стресса в патогенезе сосудистых осложнений диабета //Проблемы эндокринологии. -2000. №6 .- С.29 -34.

2. Бондарь Т.П., Козинец Г.И. // Лабораторно -клиническая диагностика сахарного диабета и его осложнений. -М.: Медицинское информационное агентство, 2003. -84 с.

3. Ковалев И.Е.,Румянцева Е.И. Система цитохрома Р450 и сахарный диабет //Проблемы эндокринологии. -2000. № 2. - С. 16-22.

4. Подгребельный А.Н., Смирнова О.М., Дедов И.И. Роль фибробластов в развитии сахарного диабета и его осложнений // Проблемы эндокринологии. -2005. -Т.51, №.2. -С. 14 - 22.

5. Притыкина Т.В., Высокогорский В.Е., Индутный А.В., Аксенов А.В., Индутная Л Н. Уровень компанентов межклеточного матрикса в сыворотке крови больны сахарным диабетом при злоупотреблении алкоголем // Материалы межрегиональной конф. Биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья «Биохимия: от исследования моекулярных механизмов - до внедрения в клиническую практику и производство». - Оренбург, 2003. - С. 71 - 73.

6. Сидоров П.И., Соловьев А.Г. Особенности течения сахарного диабета при злоупотреблении алкоголем // Проблемы эндокринологии.-1999.-№5.-С.10 - 13

7. Angelini, P., Vendemiale G., & Altomare E. Alcohol and diabetes mellitus. Alcologia 4(2):109-111, 1992.

8. Gordon, G.G., & Lieber, C.S. Alcohol, hormones, and metabolism. In: Lieber, C.S., ed. Medical and Nutritional Complications of Alcoholism. New York: Plenum Publishing Corp., 1992. pp. 55-90.

9. Lewis H., & Kendall M.J. Alcohol and treatment of diabetes. Journal of Clinical Pharmacy and Therapeutics 13:312-328, 1988.

10. O’Keefe S.J., & Marks V. Lunchtime gin and tonic a cause of reactive hypoglycemia. Lancet 1(8025): 12861288, 1977.

11. Shah J.H. Alcohol decreases Insulin sensitivity in healthy subjects. Alcohol and Alcoholism 23(2): 103109, 1988