VOZRAST-ZAVISIMOE NARUShENIE TOLERANTNOSTI K GLYuKOZE U KRYS PRI NORMOKALORIYNOY DIETE: ROL' V MODELIROVANII BOLEZNI AL'TsGEYMERA

Abstract

Full Text

Введение. Старение населения является основной демографической тенденцией современного общества. Этим фактом обусловлено обострение такой медико-социальной проблемы, как возраст-зависимые заболевания. Сахарный диабет 2 типа (СД2), метаболический синдром (МС) и нейродегенеративные заболевания, среди которых следует особо выделить болезнь Альцгеймера (БА), представляют собой многофакторные комплексы патологических изменений, которые могут сочетаться и иметь, по крайней мере частично, параллельно идущие и взаимосвязанные процессы. Доля людей, страдающих от этих заболеваний, неуклонно растет: так, к 2045 году по оценке Международ- ной диабетической федерации (IDF) ожидается 629 миллионов пациентов с СД. Общемировая заболеваемость БА на 2006 год оценивалась в 26,6 млн человек, а к 2050 году число больных может вырасти вчетверо. Важно добавить, что в мозге при БА происходит нарушение сигнальной регуляции инсулина - так же, как при диабете и МС. Учитывая острейший запрос на эффективный экспериментальный инструментарий, продолжается раз- работка новых моделей БА, СД2 и МС на животных, которые могут оказаться наиболее полезными для трансля- ционных исследований [7, 8]. Целью работы было выявить изменения толерантности к глюкозе по мере старения экспериментальных крыс при нормокалорийной диете. Материалы и методы. Работа была проведена на крысах-самцах линии Sprague Dawley (n=16), полу- ченных из питомника лабораторных животных «Пущино» в возрасте 2,5 мес. Животные содержались в стандарт- ных контролируемых условиях вивария при 12 ч световом цикле. Все эксперименты проводились в соответствии с международными правилами по работе с лабораторными животными, были предприняты надлежащие меры для соблюдения биоэтических норм и сокращения числа использованных животных [3]. Животные содержались в виварии института при 12-часовом чередовании суточной освещенности. Во время нахождения в карантине (14 дней) крысы получали полнорационный комбикорм для содержания лабораторных животных производства ООО «Лабораторкорм» ad lib. По окончании карантина животные получали комбикорм из расчета 5 г на 100 г веса животного в сутки [4]. Рис. 1. Динамика изменения веса экспериментальных животных. * - статистически значимые различия по сравнению с первой точкой, # - то же по сравнению со второй точкой; + - то же по сравнению с третьей точкой, при р<0,05. Рис. 2. Изменение уровня глюкозы в крови животных в зависимости от возраста. По оси абсцисс: время после введения глюкозы. * - статистически значимые различия по сравнению с точкой «0» (до введения глюкозы), # - по сравнению с точкой «10 мин», + - по сравнению с точкой «30 мин», ## - по сравнению с точкой «60 мин» при р<0,05. Раствор глюкозы (Глюкоза 40 % раствор для инъекций, ЗАО «Мосагроген», Россия) вводили внутри- брюшинно в дозе 1,5 мг/кг после 8-10-часовой пищевой депривации [2]. Измерение уровня сахара в крови живот- ных проводили с помощью портативного измерителя концентрации глюкозы в крови ПКГ-3 «Сателлит экспресс» («Компания «ЭЛТА», Россия) до введения глюкозы и спустя 10, 30, 60 и 120 минут, используя полоски «Сателлит экспресс» капиллярные электрохимические для маленькой капли крови («Компания «ЭЛТА», Россия). Получен- ные в результате глюкозо-толерантного теста (ГТТ) данные обрабатывали в программе Statistica 12.0, используя однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) и двухфакторный дисперсионный анализ с последующими внут- ригрупповыми апостериорными сравнениями по критерию Тьюки и Фишера. Результаты представлены в виде среднего и стандартной ошибки (M±SEM). Статистически значимыми считали различия при p<0,05. Результаты. Через 8 недель после начала эксперимента у крыс замедлился процесс набора веса. С этого момента вес практически удерживался на одном уровне до завершения эксперимента, а у части животных (30 %) наблюдалось его снижение (рис. 1). За время эксперимента было проведено четыре ГТТ. Первый тест показал, что у экспериментальных животных уровень глюкозы в крови достигал максимального значения через 30 минут после введения и постепен- но снижался, приближаясь к значениям в нулевой точке через 2 часа (рис. 2). Похожий профиль изменения уровня глюкозы в крови был получен по результатам второго ГТТ, про- веденного через 4 недели после первого, когда возраст крыс достиг 4,5 месяцев. Однако в последней тестируемой точке, 120 минут после введения глюкозы, были выявлены статистически значимые отличия от точки «0». Изменение уровня глюкозы в ГТТ в зависимости от возраста крыс. Таблица. Исходный уровень Время после нагрузки 30 60 90 120 молодые 1-2 мес 5,1±0,2 7,0± 0,4 6,8± 0,06 4,8± 0,1 5,6± 0,2 зрелые 5-7 мес 4,8± 0,2 5,8± 0,2 6,2± 0,3 6,0± 0,1 5,7± 0,3 старые 20-24 мес 5,4 ±0,1 6,8 ±0,3 6,6± 0,3 7,9± 0,8 8,0± 0,7 еще через 6 недель был проведен ГТТ-3, в результате которого был получен профиль, отличный от двух предыдущих. Интересно, что в ходе эксперимпнтоа было установлено следующее: 1) имели место статистически значимые различия во всех промежуточных и конечной точке по сравне- нию c точкой «0»; 2) не было выявлено различий между точками после введения глюкозы. Заключительный тест, ГТТ-4, был проведен, когда животные достигли возраста 8 месяцев. Различия в уровнях глюкозы до и через 120 минут после нагрузки сохранялись, но отличительной чертой этого профиля было отсутствие пикового значений через 30 минут после углеводной нагрузки. Обсуждение. Как уже упоминалось, комплексы патологических изменений, наблюдаемые при СД2, МС и БА, могут сочетаться и быть, по крайней мере частично, взаимосвязаны. Вот почему животным с эксперимен- тальными моделями таких заболеваний обязательно проводят интраперитонеальный тест толерантности к глю- козе [5, 6]. Однако, очень часто одни и те же воздействия (физиологические, фармакологические, патологические) у животных различных возрастных групп вызывают не только количественно, но и качественно разные реакции. Так, в нашей работе при сравнении результатов всех ГТТ было обнаружено, что уровень глюкозы в нулевой точке достоверно не изменялся с увеличением возраста животных и составлял около 5 ммоль/л. При этом максимальное содержание глюкозы в крови с увеличением возраста росло. Так, у крыс в 3,5 и 4,5 месяца через 30 минут после введения ее максимальный уровень в крови превышал начальный приблизительно в 2 раза, в 6 месяцев - в 2,5, в 8 месяцев - в 3 раза. Для сравнения можно привести результаты ГТТ, полученные у крыс другой линии при других условиях содержания (таблица) [1]. Очевидно, что вопрос возрастных периодов лабораторных животныхчрезвычайно важен. Расширение способов моделирования заболеваний на животных и увеличивающиеся объемы исследований требуют более совершенных подходов к выполнению экспериментов. Полученные в нашей работе различия в усвоении глюкозы крысами разного возраста указывают на необходимость учитывать возрастные особенности животных при про- ведении исследовательской работы. Как указывалось выше, это особенно важно при моделировании БА в связи с большой ролью в ее патогенезе нарушений системного и церебрального углеводного обмена. В противном случае достоверность выводов проведенной работы будет поставлена под сомнение; кроме того, не будет возможности сопоставлять факты, полученные в разных лабораториях. Благодарность: работа поддержана субсидией в рамках Программы Президиума РАН.