ОСОБЕННОСТИ НАРУШЕНИЯ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СПЕКТРА СЫВОРОТКИ КРОВИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ
Эльбекьян К.С. 1, Ходжаян А.Б. 1, Муравьева А.Б. 1
1. ГОУ ВПО «Ставропольская государственная медицинская академия», Ставрополь
Общепризнанно, что сахарный диабет обусловлен инсулиновой резистентностью и недостаточностью функции -клеток. Индивидуальным сочетанием этих двух основных причин объясняется особенность течения и эффективность применяемой терапии [2]. Несмотря на это, к этим двум основным причинам, участвующим в патогенезе сахарного диабета, по нашему мнению, следует добавить еще одну.
Согласно современным научным исследованиям, каждой патологии свойственны определенные отклонения в элементном статусе. Так, например, при сахарном диабете наиболее часто наблюдается дефицит цинка, марганца, кобальта, селена, меди, хрома, кремния и магния [1]. Деформированный минеральный обмен вносит свой определенный вклад в патогенез заболеваний и может изменить ответ на лекарственное воздействие.
Целью настоящего исследования явилось изучение особенностей элементного статуса у мышей с аллоксан-индуцированным сахарным диабетом.
Материалы и методы исследования
Опыты проводились на лабораторных мышах. Экспериментальных животных (n = 30) делили на 3 группы (по 10 в каждой). Первая группа - интактные животные, вторая группа - животные, которым вводили физиологический раствор (контрольная), и третья - мыши, у которых путем однократного подкожного введения аллоксана тетрагидрата в дозе 150 мг/кг был вызван аллоксановый диабет.
На 15-е сутки наблюдений у животных забирали кровь из хвостовой вены для определения в сыворотке содержания макро-(Na, K, Ca) и микро (Zn, Fe, Cu) - элементов атомно-абсорбционным способом [3].
Статистическую обработку полученных результатов проводили параметрическим методом с использованием t-критерия Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение
Биохимические исследования элементного статуса показали, что на 10-е сутки после введения аллоксана у животных отмечалось снижение содержания натрия на 9,5 %, калия на 37 %. Концентрация кальция в крови у мышей с аллоксановым диабетом увеличивалась до 5,23 ± 0,06 моль/л (у интактных животных 1,85 ± 0,06). При этом величина калий-кальциевого коэффициента уменьшилась до 0,37, в то время как у интактных животных данный коэффициент составлял 1,6 (таблица).
Возможно, это объясняется тем, что одним из важнейших нарушений при сахарном диабете является снижение деформируемости эритроцитов [4], что часто связывают с повышением внутриклеточной концентрации ионов кальция. В изменении деформируемости эритроцитов определенную роль играют Са2+ - активируемые калиевые каналы (К+ - Са2+ -каналы) этих клеток. Так, показано, что Са2+ индуцируемое снижение деформируемости эритроцитов устраняется при выравнивании градиента ионов калия [5].
Проведенный анализ крови животных с аллоксановым диабетом указал также на количественные сдвиги между эссенциальными микроэлементами. Так, содержание цинка оказалось в 1,5 (p < 0,01) ниже контрольных значений. Столь заметное изменение содержания цинка в сыворотке крови у животных с экспериментальным диабетом может служить отличительным признаком данной нозологии. Из литературных данных известно, что у многих диабетиков отмечается усиленное выделение цинка почками, причём потери цинка составляют двойную и тройную норму, независимо от того, это диабет 1-го типа или 2-го [7].
Содержание микро- и макроэлементов в сыворотке крови у мышей
с аллоксан-индуцированным сахарным диабетом
Натрий, ммоль/л
Калий, ммоль/л
Кальций, моль/л
Цинк, мкмоль/л
Железо, мкмоль/л
Медь, мкмоль/л
Интактные
М = 188,49 ± 1.27
М = 3,049 ± 0,16
М = 1,85 ± 0,06
М = 25,49 ± 1,61
М = 42,74 ± 0,43
М = 9,07 ± 0,10
Физ. раствор (контроль)
М = 192,43 ± 1,274
М = 1,9,05 ± 0,166
М = 1,71 ± 0,064*
М = 24,58 ± 1,61
М = 41,39 ± 0,432
М = 9,07 ± 0,152
Аллоксан
(1 мл)
М = 170,87 ± 7,03*
М = 1,94 ± 0,11*
М = 5,24 ± 0,06*
М = 16,27 ± 0,88*
М = 53,58 ± 1,90*
М = 8,34 ± 0,31*
Примечание: * - p < 0,01
Если рассмотреть клинические признаки дефицита цинка в организме и сопутствующие явления диабетических осложнений, то отчётливо возникает предположение о совместной патофизиологической основе. Так, например, обнаружена связь между замедленным заживлением раны при язвенной болезни на голени у диабетиков и дефицитом цинка. Равным образом возникала ухудшенная иммунофункция, которая вела к увеличению инфекций, диабетическим опухолям ног и/или остеомиелиту и, тем самым, к повышенной заболеваемости и смертности, в особенности, у диабетика преклонного возраста [8]. Цинк и инсулин проявляют целый ряд интересных функциональных и морфологических связей. Так, цинк играет существенную роль при синтезе, накоплении и освобождении инсулина в клетках поджелудочной железы [6]. Инсулин накапливается в поджелудочной железе в форме комплекса цинк-инсулин, в котором содержится прибл. 0,5 % цинка. В исследованиях in vitro цинк повышает связывание инсулина с мембраной печёночной клетки, тормозит липолиз и повышает липогенез; далее, повышается перенос глюкозы, а также окисление в адипоцитах. У крыс с дефицитом цинка активность фермента карбоксипептидазы, которая преобразует проинсулин в инсулин, снижается вдвое при одновременном компенсаторном увеличении активности трипсина на 100 %. Возможно, это объясняется тем, что ионы цинка, с одной стороны, повышают растворимость проинсулина, с другой, снижают растворимость инсулина, то есть осаждение и кристаллизация инсулина зависимы от цинка [6].
При изучении содержания меди и железа в крови животных с аллоксановым диабетом также было зарегистрировано снижение меди 8,34 ± 0,31 мкмоль/л (в контроле 9,07 ± 0,152 мкмоль/л p < 0,01) и повышение уровня железа до 53,58 ± 1,90 мкмоль/л (при 41,39 ± 0,432 мкмоль/л в контрольной группе, p < 0,01)
К одному из важных факторов развития диабета и его сосудистых осложнений относится развитие окислительного стресса. Медь, являясь кофактором фермента супероксиддисмутазы, участвует в антиоксидантной системе защиты организма от окислительного стресса. Избыток железа в организме может играть роль промотора перекисного окисления липидов и способствовать развитию окислительного стресса [10].
Заключение
Таким образом, при сахарном диабете в системе корреляционных связей нарушается соотношение между эссенциальными макро- и микроэлементами. Нарушения обмена МЭ не всегда являются первичными и ведущими, но они могут быть существенными для диагностики и лечения. Поскольку выявляемые даже незначительные нарушения их метаболизма позволяют обеспечить своевременную донозологическую диагностику заболеваний и контролировать эффективность лечения [10], то подкомитет ООН по здравоохранению и медицинской технике рекомендует контроль содержания в организме человека, по крайней мере таких элементов, как Na, K, Mg, Ca, Fe, Zn, Cu, Co, Se, Ni.
Рецензенты:
Алиева Е.В., д.м.н. , заведующая клинико-диагностической лабораторией МУЗ «Городская детская поликлиника №3», г. Ставрополь;
Заерко В.И., д.в.н., профессор, генеральный директор ФГУП «Ставропольская биофабрика», г. Ставрополь.
Работа поступила в редакцию 09.08.2011.
2. Кулешов Е.В. Сахарный диабет и хирургические заболевания. – М., 1996.
3. Кирсанов А.И., Долгодворов А.Ф., Леонтьев В.Г. // Клин. лабор. диагностика. – 2001. – №3. – С. 16–20.
4. .McMillan D.E., Utterback N.G., La Puma J. Reduced erythrocyte deformability in diabetes / Diabetes. . – 1978. – Vol. 27, №9. – P. 895–901.
5. Dodson RA, Hinds TR, Vincenzi FF. Effects of calcium and A23187 on deformability and volume of human red blood cells / Blood Cells. – 1987. – Vol 12, № (3). – P. 555–64.
6. Emdin S.O., Dodson G.G., Cutfield J.M., Cutfield S.M. Role of zinc in insulin biosynthesis. Some possible zinc-insulin interactions in the pancreatic B-cell / Diabetologia. – 1980. – Vol. 19, №3. – P. 174–182.
7. Kiilerich S., Hvid-Jacobsen K., Vaag A., Srensen S.S. zinc absorption in patients with insulin-dependent diabetes mellitus assessed by whole-body counting technique / Clin Chim Acta. . – 1990. – Vol. 189, №1. – P. 13-18.
8. Miossec P., Lormeau B., Valensi P., Arthuis F., Amouroux J., Attali J.R. Bone amyloidoma in a diabetic patient with morbid obesity / Diabetes Metab. . – 1999. – Vol. 25, №3. – P. 261–263.
9. Mooradian A.D., Morley J.E. Micronutrient status in diabetes mellitus / Am J. Clin Nutr. – 1987. – Vol. 45, № 5. – P. 877–95.
10. Sullivan J.L. Iron and the sex difference in heart disease risk // Lancet. – 1981. – Vol. 1, № 3. – P. 1293–1294.
Эльбекьян К.С., Ходжаян А.Б., Муравьева А.Б. ОСОБЕННОСТИ НАРУШЕНИЯ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СПЕКТРА СЫВОРОТКИ КРОВИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 10 (часть 2). – стр. 411-413;
URL: www.rae.ru/fs/?section=content&op=show_article&article_id=7981404 (дата обращения: 28.11.2013).
