Сукцинатдегидрогеназа как новая мишень для связывания мелатонина в комплексном лечении сахарного диабета

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Аллоксан, разрушая β-клетки поджелудочной железы, провоцирует гипергликемию, что становится причиной гипоэнергетического состояния. В патогенезе диабета важную роль играет дисфункция митохондриальной сукцинатдегидрогеназа. Фармакотерапия сахарного диабета была и остается предметом многочисленных исследований. В последнее время внимание исследователей все чаще привлекает гормон шишковидной железы - мелатонин, благодаря своим биологическим и фармакологическим свойствам. Целью исследования являлось изучение влияния мелатонина на активность сукцинатдегидрогеназы как новой мишени при экспериментальном аллоксан-индуцированном сахарном диабете. Материалы и методы. Исследования проводили на самцах крыс линии Wistar массой 120-150 г, которые содержались на стандартной диете. Животные были разделены на 4 группы. Контрольной группе вводили физиологический раствор, второй группе вводили мелатонин в дозе 1 мг/кг ежедневно в течение 14 дней, экспериментальный диабет у животных моделировали внутрибрюшинным введением аллоксана в дозе 150 мг/кг диабетом. Четвертая группа животных получала мелатонин на фоне аллоксана. Активность сукцинатдегидрогеназы определяли в тканях печени и поджелудочной железы фотометрическим методом. Для проведения докинг-анализа использовались пакеты программ AutoDock Vina и AutoDock Tools. Результаты и обсуждение. Согласно полученным результатам под влиянием аллоксана в активности СДГ печени и поджелудочной железе возникают реципрокные отношения. Аллоксан вызывает увеличение активности СДГ в печени в 1,9 раза, а в ткани поджелудочной железы наблюдается достоверное снижение в 5 раз. Использование же мелатонина для животных с аллоксановым диабетом привело к снижению активности сукцинатдегидрогеназы в печени в полтора раза в сравнении с показателями крыс с аллоксановым диабетом. В поджелудочной железе, наоборот, активность фермента повышалась в 3,3 раза, что может указывать на восстановление функции β-клеток Лангерганса. Выводы. Мелатонин, блокируя домен А сукцинатдегидрогеназы, снижает гиперактивность фермента в печени, а в поджелудочной железе через свои специфические рецепторы (МР1 и МР2), присутствующие на поверхности мембран β- и α-клеток, оказывает прямое вмешательство в функцию клеточных элементов островков Лангерганса, восстанавливая их.

Об авторах

К. С. Эльбекьян

Ставропольский государственный медицинский университет

Email: karinasgma@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-2403-8663
г. Ставрополь, Российская Федерация

Е. В. Маркарова

Ставропольский государственный медицинский университет

Email: karinasgma@inbox.ru
г. Ставрополь, Российская Федерация

Л. С. Унанян

Россисйско-Армянский университет

Email: karinasgma@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-6913-0175
г. Ереван, Армения

Е. И. Дискаева

Ставропольский государственный медицинский университет

Email: karinasgma@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-6095-7010
г. Ставрополь, Российская Федерация

Ю. В. Первушин

Ставропольский государственный медицинский университет

Email: karinasgma@inbox.ru
SPIN-код: 9557-0420
г. Ставрополь, Российская Федерация

Ф. А. Биджиева

Ставропольский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: karinasgma@inbox.ru
г. Ставрополь, Российская Федерация

Список литературы

  1. Биджиева Ф.А. Особенности течения экспериментального аллоксан-индуцированного сахарного диабета и методы его коррекции. Диссертация на соискание кандидата медицинских наук: 1.5.4. Ставрополь. 2021. 24 с.
  2. Lee H., Jose P.A. Coordinated Contribution of NADPH Oxidase- and Mitochondria-Derived Reactive Oxygen Species in Metabolic Syndrome and Its Implication in Renal Dysfunction // Front Pharmacol. 2021. № 12. P. 670076. doi: 10.3389/fphar.2021.670076
  3. Pitocco D., Francesco Zaccardi, Enrico Di Stasio, Federica Romitelli, Stefano A Santini, Cecilia Zuppi, Giovanni Ghirlanda. Oxidative stress, nitric oxide, and diabetes. Rev Diabet Stud. // 2010. V. 7. № 1. P. 15-25. doi: 10.1900/RDS.2010.7.15
  4. Гриненко Т.Н., Баллюзек М.Ф., Кветная Т.В. Мелатонин как маркер выраженности структурно-функциональных изменений сердца и сосудов при метаболическом синдроме // Клиническая медицина. 2012. № 2. С. 30-34.
  5. Koliaki C., Roden M. Hepatic energy metabolism in human diabetes mellitus, obesity and non-alcoholic fatty liver disease. MolCellEndocrinol. 2013. V. 379. № 1-2. P. 35-42. doi: 10.1016/j.mce.2013.06.002
  6. Гати М.А., Семенова Е.В., Епринцев А.Т. Функционирование ферментов глиоксилатного цикла в клетках печени крыс в условиях экспериментального диабета // Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов. 2013. № 15. С. 53-59.
  7. Ren B., Zhang W., Zhang W., Ma J., Pei F., Li B. Melatonin attenuates aortic oxidative stress injury and apoptosis in STZ-diabetes rats by Notch1/Hes1 pathway // J Sterid Biochem Mol Biol. 2021. № 212. P. 105948. doi: 10.1016/j.jsbmb.2021.105948
  8. Арушанян Э.Б. Универсальные терапевтические возможности мелатонина // Клиническая медицина. 2013. № 2. C. 4-8.
  9. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes. Strasbourg, 1986. 53 p.
  10. Ещенко Н.Д., Вольский Г.Г. Определение активности сукцинатдегидрогеназы // Методы биохимических исследований. Ленинград. ЛГУ. 1982. С. 210-212.
  11. Ruth Huey, Garrett M Morris, Stefano Forli. Using AutoDock 4 and Vina with AutoDockTools: A Tutorial. Scripps Research Institute Molecular Graphics Laboratory10550 N. Torrey Pines Rd. La Jolla. California. 92037-1000USA 2012.
  12. Саммерфилд М. Программирование на Python 3. Подробное руководство. СПб. СимволПлюс. 2009. 608 с.
  13. Моханнад Г., Гати А., Федорин Д.Н., Полякова-Семенова Н.Д., Вашанов Г.А., Епринцев А.Т. Физиолого-биохимические механизмы адаптации крыс к условиям аллоксанового диабета // Фундаментальные исследования. 2013. № 1. С. 1256-1262.
  14. Katz L.S., Baumel-Alterzon S. Adaptive and maladaptive roles for ChREBP in the liver and pancreatic islets // J Biol Che. 2021. № 296. P. 100623. doi: 10.1016/j.jbc.2021.100623
  15. Uyeda K. Carbohydrate responsive element-binding protein (ChREBP): a key regulator of glucose metabolism and fat storage. Biochem Pharmacol. 2002. V. 63. № 12. P. 2075-80. doi: 10.1016/s0006-2952(02)01012-2
  16. Iizuka K. The Roles of Carbohydrate Response Element Binding Protein in the Relationship between Carbohydrate Intake and Diseases // Int J Mol Sci. 2021. V. 22. № 21. P. 12058 doi: 10.3390/ijms222112058
  17. Postic C., Dentin R., Denechaud P., Girard J. ChREBP, a transcriptional regulator of glucose and lipid metabolism // Annu Rev Nutr. 2007. № 27. P. 179-92. doi: 10.1146/annurev.nutr.27.061406.093618
  18. Lee S., Xu H., Van Vleck A., Mawla A.M., Mao Li A., Ye J., Huising M.O., Annes J.P. β-Cell Succinate Dehydrogenase Deficiency Triggers Metabolic Dysfunction and Insulinopenic Diabetes // Diabetes. 2022. V. 71. № 7. P. 1439-1453. doi: 10.2337/db21-0834
  19. Brière J.-J., Favier J., Ghouzzi V.E., Djouadi F., Bénit P., Gimenez A.-P., Rustin P. Succinate dehydrogenase deficiency in human // Cellular and Molecular Life Sciences. 2005. № 62. P. 2317-2324. doi.org/10.1007/s00018-005-5237-6
  20. Fu Z., Gilbert E.R., Liu D. Regulation of insulin synthesis and secretion and pancreatic Beta-cell dysfunction in diabetes // Curr Diabetes Rev. 2013. V. 1. № 9. P. 25-53.
  21. Kanamoto R., Su Y., Pitot H.C. Effects of glucose, insulin, and cAMP on transcription of the serine dehydratase gene in rat liver // Arch Biochem Biophys. 1991. V. 288. № 2. P. 562-6. doi: 10.1016/0003-9861(91)90236-c

© Эльбекьян К.С., Маркарова Е.В., Унанян Л.С., Дискаева Е.И., Первушин Ю.В., Биджиева Ф.А., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах