INFLUENCE OF GPR119 RECEPTOR AGONIST ON INSULIN PRODUCTION AND INSULIN RESISTANCE IN INTACT RATS AND RATS WITH EXPERIMENTAL DIABETES MELLITUS

全文:

Число зарегистрированных пациентов с сахарным диабетом (СД) в России составляет более 4,35 млн человек (на конец 2016 г.), при этом реальное количество больных может превышать эту цифру в 2 раза (около 6 % населения) [1]. При развитии СД 2 типа (ОД 2), по мере развития инсулинорезистентности и истощения ß-клеток, увеличивается толерантность к глюкозе и развивается гипергликемия натощак и преддиабет переходит в СД 2 [6]. Развитие СД 2 сопровождается снижением выработки инкретинов, которые в норме обеспечивают до 50-70 % постпрандиальной секреции инсулина и улучшают функциональное состояния эндокринной части поджелудочной железы, стимулируя пролиферацию и подавляя апоптоз бета-клеток. Поэтому в последние годы активно развивается новая группа гипог-ликемических препаратов, влияющих на систему инкретинов: агонисты рецепторов ГПП-1 и ингибиторы ДПП-4 [4, 6]. Открытие рецептора GPR119, локализованного на L- и K-клетках кишечника и ß-клетках поджелудочной железы, сделало возможным реализацию нового подхода в регуляции работы системы инкретинов. Активация GPR119 приводит к повышению синтеза и секреции эндогенных инкретинов и повышению глюкозозависимой секреции инсулина, а создание агонистов GPR119 рассматривается в качестве перспективного подхода в разработке новой группы гипогликемических препаратов [3, 6, 8]. В настоящее время агонисты GPR119 активно изучаются в качестве средств для лечения ожирения и СД 2, оценивается их влияние на секрецию инкретинов и инсулина, функциональное состояние ß-клеточного аппарата, а также эндотелиальную дисфункцию и риск сосудистых осложнений при СД [4, 7]. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Оценка влияния агониста рецептора GPR119 -соединения ZB-16 на выработку инсулина и инсулино-резистентность у интактных и животных с экспериментальным сахарным диабетом. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Работа выполнена на 90 крысах-самках линии Wistar массой 240-260 г (ФГУП ПЛЖ «Рапполово», Ленинградская область, РФ). Исследование было одобрено Региональным независимым этическим комитетом (ГУ Волгоградский Медицинский Научный Центр) (протокол № 191-2014 от 25 февраля 2014). Соединение ZB-16 (дипиарон), синтезированное в ЗАО ИИХР (Химки, Россия), представляет собой селективный агонист рецептора GPR119 (EC50 = 7,25нМ), который по результатам ряда экспериментов обладает выраженной гипогликемической активностью в дозе 1 мг/кг [2]. Настоящее исследование проводилось на интактных и животных с экспериментальным сахарным диабетом (ЭСД), n = 10. У интактных животных изучаемые 60 Выпуск 3 (63). 2017 параметры оценивались после однократного, а у животных с ЭСД - после курсового (4 нед.) введения соединения ZB-16. Экспериментальный СД моделировался путем внутрибрюшинного введения никотинамида (230 мг/кг) и стрептозотоцина (65 мг/кг) с интервалом 15 мин [5]. Через 3 суток оценивался уровень гликемии натощак (после 6 ч голодания) глюкометром Контрур ТС (Bayer, Германия) и формировались группы с ЭСД, сопоставимые по среднему и медианному уровню глюкозы (критерий включения: 8-14 ммоль/л). Уровень инсулина в крови определялся методом ИФА с использованием набора Mercodia Rat Insulin ELISA (Mercodia, Швеция). На основании уровня гликемии и инсулина, рассчитывался индекс HOMA-IR: HOMA = Insulin {mU/I] x Glukose [mg/dl]) + log (Insulin [mU/ml])}, который позволяет оценить инсулинорезистентность. Действие инсулина in vivo оценивалось непрямыми (пероральный тест на толерантность к глюкозе (ПТТГ) и внутривенный тест на толерантность к глюкозе (ВВТТГ)) и прямыми (инсулиновый тест толерантности (ИТТ)) методами [5]. Статистическую обработку проводили с использованием критериев Шапиро-Уилка и f-критерия Стью-дента с поправкой Бонферрони. Значимыми признавались различия при p < 0,05. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Спустя 4 недели после моделирования ЭСД в группе без лечения наблюдался высокий уровень гликемии натощак и выраженное нарушение толерантности к глюкозе (табл.). В группе ZB-16 уровень гликемии натощак и значение AUC были ниже, чем в контрольной на 19 % и 35 %. При проведении ППТГ оценивался уровень инсулина до и через 15 минут после введения глюкозы. В контрольной группе уровень инсулина натощак на 18 % был ниже, по сравнению с интактной, при этом в группе, получавшей ZB-16, уровень инсулина до глюкоз-ной нагрузки был незначимо выше (табл.). Это можно объяснить тем, что для агонистов GPR119, как и для средств с инкретиновой активностью, характерно глюкозозависимое повышение секреции инсулина. Через 15 минут после введения глюкозы в контрольной группе прирост инсулина составил +53,6 % (табл. 1). В опытной группе, получавшей ZB-16, абсолютный уровень инсулина был ниже такового в интактной, но относительный прирост в данных группах был сопоставим: +69,7 % и +70,6 % соответственно. Подобный эффект может быть связан как с прямым действием агониста GPR119 на ß-клетки, так и посредством повышения инкретинового эффекта. В группе, получавшей соединение ZB-16, наблюдалась тенденция к снижению индекса инсулинорезистентности (НОМА) (табл.). Показатели углеводного обмена у животных при проведении ПТТГ через 4 недели терапии Показатель Интакт ЭСД ZB-16 Уровень гликемии, ммоль/л 4,2 ± 0,1 9,9 ± 0,5# 8,0 ± 0,2* AUC при ПГТТ, ммоль/л*мин 601,8 ± 3 1914,8 ± 47,0# 1237,9 ± 34,0* Инсулин, нг/мл 1,53 ± 0,08 1,25 ± 0,15# 1,45 ± 0,30 Инсулин на 15 мин при ПГТТ, нг/мл 2,61 ± 0,13 1,92 ± 0,13# 2,46 ± 0,14* HOMA 6,70 ± 0,25 9,50 ± 1,08# 8,60 ± 1,05 Примечание. ЭСД - группа животных с экспериментальным сахарным диабетом без лечения; AUC при ПТТГ -площадь под кривой «уровень гликемии-время» при проведении перорального теста на толерантность к глюкозе (ПТТГ); HOMA - индекс инсулинорезистентности. #Различия достоверны по отношению к группе Ин-такт (p < 0,05);*различия достоверны по отношению к группе ЭСД (p < 0,05). Таким образом, несмотря на сниженный базальный уровень инсулина, в группе, получавшей ZB-16, его относительная глюкозозависимая секреция была на уровне здоровых животных, что особенно важно для установления контроля за постпрандиальной гипергликемией. Для оценки влияния инкретинового эффекта на выраженность гипогликемического действия ZB-16 был проведен пероральный и внутривенный тест на толерантность к глюкозе на интактных животных. Опытная группа получила соединение ZB-16 однократно за 2 часа до теста. После внутривенного введения глюкозы уровень гликемии в обеих группах возрастал в среднем до 911 ммоль/л, при этом у животных, получавших предварительно ZB-16, максимальный прирост был несколько меньше (+80 %), чем у интактных (+94,7 %), но различия не достигали статистической значимости (рис. 1А). При пероральном введении глюкозы в интактной группе через 60 мин наблюдался выраженный прирост уровня гликемии (+34,8 % на пике), при этом в опытной группе, получившей ZB-16, пик практически не наблюдался и на 60 минт прирост составил (+6,6 %) (рис. 1 Б). Таким образом, полученные данные показывают, что введение соединения ZB-16 более выраженно ограничивает пик гликемии при пероральном введении глюкозы, что указывает на значительный вклад инкретинового эффекта в реализацию гипогликемического действия ZB-16. Для оценки влияния ZB-16 на чувствительность к инсулину был проведен ИТТ на интактных и животных с ЭСД. После введения инсулина интактным животным в контрольной группе наблюдалось повышение уровня гликемии с 60 по 180 мин, и в опытной группе на 120 и 180 мин теста наблюдался значимо меньший уровень гликемии (рис. 2А). Таким образом, ZB-16 пролонгирует Выпуск 3 (63). 2017 61 ІШторСз действие инсулина, что может быть связано либо с увеличением его секреции или с увеличением чувствительности тканей к нему. На животных с ЭСД, сахароснижающий эффект тех же доз инсулина (30 минут) выражен меньше, чем у животных без ЭСД (рис. 2Б), что может быть связано с формирующейся инсулинорезистентностью. У животных, получавших соединение ZB-16 в течение 4 недель, эффекты экзогенного инсулина были более выраженными по сравнению с контрольной группой. Таким образом, при курсовом введении ZB-16 животным с ЭСД и формирующейся инсулинорезистен-тностью, тенденция к потенцированию эффектов экзогенного инсулина выражена существенно меньше, что может быть связано со снижением инсулин-секретиру-ющей функции поджелудочной железы. *Достоверно по отношению к группе Интакт (p < 0,05). Рис. 1. Влияние агониста GPR119 рецептора - соединения ZB-16 на изменение уровня гликемии (%) в условиях внутривенного (А) и перорального (Б) теста на толерантность к глюкозе у интактных крыс ^Достоверно по отношению к группе Интакт (p < 0,05). Рис. 2. Динамика уровня гликемии (%) при проведении инсулинового теста толерантности (ИТТ) на интактных (А) и животных с ЭСД (Б) ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Гипогликемическое действие агониста рецептора GPR119 является инкретинопосредованным и реализуется через повышение секреции инсулина при глю-козной нагрузке. 2. Курсовое введение соединения ZB-16 снижает толерантность к глюкозе и индекс инсулинорезистентности при глюкозной нагрузке в условиях экспериментального СД. 3. Соединение ZB-16 пролонгирует и потенцирует действие экзогенного инсулина, при однократном введении интактным животным. ЛИТЕРАТУРА

作者简介

D. Kurkin

Volgograd State Medical University

Email: strannik986@mail.ru

D. Bakulin

Volgograd State Medical University

E. Volotova

Volgograd State Medical University

I. Tyurenkov

Volgograd State Medical University

参考

补充文件