ЗМІНА АКТИВНОСТІ ГЛУТАТІОНУ В ЩУРІВ З АЛЛОКСАНОВИМ ДІАБЕТОМ ПРИ ВИКОРИСТАННІ В СКЛАДІ РАЦІОНУ ВИСОКОВУГЛЕВОДНИХ ПРЕПАРАТІВ З ПРОБІОТИЧНИМИ МІКРООРГАНІЗМАМИ

У всіх тваринних тканинах міститься глутатіон (гамма- глутамілцистеїнингліцин) — найпоширеніша сульфгідрильна сполука в клітинах. Система глутатіону є однією з найважливіших ланок антиоксидантного захисту [1; 2]. Різні патології та ураження призводять до виснаження цієї системи, тому пошук засобів, здатних поліпшити цю

ланку антиоксидантного захисту, є важливим завданням біології і медицини. Пробіотичні мікроорганізми здатні поліпшувати антиоксидантний захист при різних патологіях [3; 4], але дуже часто їх використання обмежується з різних причин, а іммобілізація лакто — і біфідобактерій на високовуглеводних носіях – харчових волокнах (ХВ), які є пребіотиками [5, с. 44], допомагає розширити спектр засобів, здатних поліпшити стан організму при патології.

Метою роботи було вивчення стану системи глутатіону в щурів з аллоксановим діабетом при додаванні до раціону препаратів пробіотичних мікроорганізмів, іммобілізованих на високовуглеводних носіях.

Експериментальне дослідження на щурах з початковою масою

100 – 120 ± 5 г проводили, дотримуючись науково-практичних рекомендацій з догляду за лабораторними тваринами й поводження з ними та «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментальних і наукових цілей». Тварин утримували на стандартному раціоні в умовах віварію в різних клітках, вони були розподілені по одній тварині; за добу до індукування цукрового діабету аллоксаном їх позбавляли їжі, води тварини отримували уволю.

В експерименті задіяні препарати із введенням пробіотичних мікроорганізмів (лактобактерій і лакто — та біфідобактерій), іммобілізованих на високовуглеводних препаратах – ХВ бурякового жому (ХВБурЖ) [6]. Тварин в експерименті утримували на раціоні віварію, препарати додавали в кількості 20 % до маси раціону. Група І була на загальновіварійному раціоні, Іа – здорові тварини, Іб з аллоксановим діабетом, група ІІ була на раціоні з додаванням препарату з лактобактеріями, іммобілізованими на ХВБурЖ (ХВБурЖ + Л), ІІа – здорові тварини, ІІб з аллоксановим діабетом, тварини групи ІІІ отримували раціон з лакто — і біфідобактеріями, іммобілізованими на ХВБурЖ (ХВБурЖ + Л + Б), ІІІа – здорові тварини, ІІІб з аллоксановим діабетом. Алоксановий діабет викликали шляхом внутрішньочеревного введення 5-відсоткового розчину алоксангідрату фірми «Хемапол» у кількості 20 мг / 100 г ваги тварини, що узгоджується із загальноприйнятими методиками індукування діабету.

У нормі вміст GSSG у тканинах і плазмі крові ссавців підтримується на рівнях, у багато разів нижчих, ніж для GSH. Окислювальний стрес може призвести до істотного накопичення GSSG у печінці та його викиду в кров. Підвищений вміст GSSG у плазмі крові, у свою чергу, може викликати окислення тіолових груп білків плазми та білків базолатеральних мембран клітин тканин і їхню інактивацію. Очевидним є біологічне значення видалення GSSG з циркуляції крові при його надмірній акумуляції. Вміст різних форм глутатіону наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Вміст глутатіону (мкмоль / г) в органах щурів, n = 15

Орган

Група тварин

Іб

ІІб

ІІІб

печінка

GSH

1,93 ± 0,04

2,16 ± 0,03

2,25 ± 0,02

GSSG

1,97 ± 0,02

0,87 ± 0,01

0,89 ± 0,01

GSH + GSSG

3,90 ± 0,06

3,03 ± 0,04

3,14 ± 0,03

GSH / GSSG

0,98

2,50

2,52

підшлункова залоза

GSH

3,07 ± 0,05

2,24 ± 0,02

3,17 ± 0,02

GSSG

2,60 ± 0,02

0,71 ± 0,01

0,97 ± 0,02

GSH + GSSG

5,67 ± 0,07

2,95 ± 0,03

4,14 ± 0,04

GSH / GSSG

1,18

3,14

3,26

GSSG

2,60 ± 0,02

0,71 ± 0,01

0,97 ± 0,02

GSH + GSSG

5,67 ± 0,07

2,95 ± 0,03

4,14 ± 0,04

GSH / GSSG

1,18

3,14

3,26

2,59 ± 0,03

GSH / GSSG

3,06

4,48

5,01

тонкий кишечник

GSH

2,19 ± 0,03

1,86 ± 0,02

2,52 ± 0,02

GSSG

0,85 ± 0,02

0,36 ± 0,01

0,58 ± 0,02

GSH + GSSG

3,04 ± 0,05

2,22 ± 0,03

3,50 ± 0,04

GSH / GSSG

2,58

5,21

5,00

12-пала кишка

GSH

1,83 ± 0,02

1,83 ± 0,02

2,43 ± 0,03

GSSG

0,93 ± 0,02

0,33 ± 0,01

0,50 ± 0,02

GSH + GSSG

2,76 ± 0,04

2,16 ± 0,03

2,93 ± 0,05

GSH / GSSG

1,97

5,55

4,87

Окрім участі нирок і підшлункової залози передбачається регуляція рівнів GSSG, GSH і цистеїну шляхом тіолдисульфідного обміну з цистеїном, що поступає із слизової оболонки тонкої кишки. Крім того, необхідно враховувати, що з жовчю експортується 50 – 60 % від загальної кількості глутатіона печінки, і оскільки за нормальних умов його аутоокислення є незначним, то його концентрація в жовчі достатньо велика (наприклад, у щура 1 – 2 ммоль) [7]. Отже, потенційно глутатіон жовчі – це потужний поновлювальний чинник метаболічних перетворень переокислених жирів у тонкій кишці.

У тварин з аллоксановим діабетом відмічено зменшення співвідношення GSH / GSSG у кишечнику від 1,3 до 3,8 разів, у печінці у 3 рази, а в групах тварин, що отримували препарати з пробіотичними мікроорганізмами, іммобілізованими на високовуглеводних носіях, лише на 20 – 30 %. Таким чином, у тварин групи Іб GSH він зменшувався в різних органах на 27 – 37 %, а у тварин, що отримували препарати з пробіотичними мікроорганізмами, – максимально на 8 %. Розвиток

діабету супроводжувався активацією ПОЛ і зниженням редокс-стану системи глутатіону в плазмі крові, а також в інших органах, що виявлялося зниженням співвідношення відновленого глутатіону до окисленого.

При введенні до складу раціону препаратів з пробіотичними мікроорганізмами помітна тенденція до збільшення рівня GSH в усіх органах, причому найбільш помітні ці зміни в тонкому кишечнику й

12-палій кишці. Співвідношення GSH / GSSG трималося приблизно на рівні 80 % від рівня цього показника для тварин без діабету (рис. 1).

150

Відсоток від інтактних тварин, %

100

50

0

І б І І б ІІІ б





підшлункова залоза товстий кишечник тонкий кишечник 12-пала кишка печінка

Рис. 1 Співвідношення GSH / GSSG в органах щурів порівняно з інтактною групою тварин

У групах тварин ІІб, ІІІб спостерігається посилення антиоксидантного захисту внаслідок збільшення


підшлункова залоза товстий кишечник тонкий кишечник 12-пала кишка печінка

Рис. 1 Співвідношення GSH / GSSG в органах щурів порівняно з інтактною групою тварин

У групах тварин ІІб, ІІІб спостерігається посилення антиоксидантного захисту внаслідок збільшення кількості GSH на

11,4 – 16,58 %, 9,3 – 32,8 % відповідно в печінці й 12-палій кишці порівняно з групою з діабетом Іб. В інших органах вміст GSH складає від

60 до 80 % від його кількості в групі Іа. З наведених даних видно, що у тварин з діабетом цей показник невисокий, а в групах тварин, що отримували пробіотичні препарати з комплексом лакто — і біфідобактерій, іммобілізованих на ХВ, цей показник близький до значень у тварин без діабету. Це може також свідчити про збільшення активності ФАД-залежних ферментів, що, відповідно, викликає зміну напрямку енергетично-вуглеводного обміну, посилення глікогенолізу. У тварин, які отримували в складі раціонів препарати з пробіотичними мікроорганізмами, активність GSH поверталася до норми у вивчених органах (печінка, нирки), вміст обох форм глутатіону та їхньої суми зменшується.

Таким чином, наведені результати дозволяють дійти висновку, що додавання до раціону препаратів пробіотичних мікроорганізмів, іммобілізованих на високовуглеводних носіях, дає можливість посилити ланку глутатіонового захисту, сприяє стабілізації співвідношення відновленого й окисленого глутатіону.

Отримані результати створюють передумови для дослідження інших важливих показників антиоксидантного захисту, що дозволить комплексно використати нові препарати при лікуванні й профілактиці різних патологічних станів.

Список використаної літератури

1. Влияние аллоксана на спонтанный липолиз и систему

глутатиона в изолированных адипоцитах крыс / В. В. Новицкий, В. В. Иванов, Е. А. Степовая и др. // Бюл. эксперим. биологии и медицины. – 2011. – № 3. – С. 288 – 291. 2. Влияние направленного изменения концентрации глутатиона на температуру тела и толерантность к ишемии головного мозга / Л. С. Колесниченко, В. И. Кулинский, Г. В. Сотникова, В. Ю. Ковтун // Биохимn>внаслідок збільшення кількості GSH на 11,4 – 16,58 %, 9,3 – 32,8 % відповідно в печінці й 12-палій кишці порівняно з групою з діабетом на загальновіварійному раціоні. Величина цього показника є близькою до значень, що спостерігаються у тварин без діабету. З’ясовано, що використання в складі раціонів препаратів з пробіотичними мікроорганізмами дозволяє посилити ланку глутатіонового захисту, сприяє стабілізації співвідношення відновленого й окисленого глутатіону.

Ключові слова: глутатіон, діабет, пробіотики, високовуглеводні препарати.

Данилова А. О., Петров С. А. Изменение активности глутатиона у крыс с аллоксановым диабетом при использовании в составе рациона высокоуглеводных препаратов с пробиотическими микроорганизмами

Исследованы изменения глутатионовой системы защиты у крыс

с аллоксановым диабетом при использовании в составе рационов препаратов пробиотических микроорганизмов, иммобилизованных на высокоуглеводных носителях. В группах животных с аллоксановым диабетом, которые получали в составе рациона лактобактерии и лакто — и бифидобактерии, иммобилизованные на высокоуглеводных носителях, наблюдается усиление антиоксидантной защиты. Это происходит в результате увеличения количества GSH на 11,4 – 16,58 % и 9,3 – 32,8 % соответственно в печени и 12-перстной кишке в сравнении с группой с диабетом на общевиварийном рационе. Величина этого показателя близка к значениям, наблюдаемым у животных без диабета. Выяснено, что использование в составе рационов препаратов с пробиотическими микроорганизмами позволяет усилить звено глутатионовой защиты, способствует стабилизации соотношения восстановленного и окисленного глутатиона.

Ключевые слова: глутатион, диабет, пробиотики, высокоуглеводные препараты.

Danilova А. О., Petrov С. A. Change of Activity of Glutathione for Rats with Alloxanic Diabetes at the Use in Composition the Ration of High-Carbohydrate Preparations with Probiotic Microorganisms

Studied changes of glutathione protection system for rats with alloxan

diabetes when used in the composition of the diet drugs probiotic microorganisms, which are immobilized on a high carbohydrate preparations. In groups of animals with alloxan diabetes who received a diet composition lactobacilli as well as lacto — and bifidobacteria, immobilized on a high carbohydrate media, there has been increasing antioxidant protection. This is due to increasing the amount of GSH by 11,4 – 16,58 % and 9,3 – 32,8 %

respectively in the liver and duodenum, compared with group of animals with diabetes in the general diet of the vivarium. Value of this parameter similar to values observed in animals without diabetes. It is found out that the use of preparations with probiotic microorganisms, which was immobilized on a high carbohydrate preparations allows to strengthen the link of glutathione defence, assists stabilizing of correlation recovered and oxidized glutathione.

Key words: glutathione, diabetes, probiotics, high carbohydrate preparations.

Стаття надійшла до редакції 05.09.2012 р. Прийнято до друку 29.03.2013 р.

Рецензент – д. б. н., професор С. М. Федченко.

Материал взят из: Вісник Луганського національного університету імені Тараса Шевченка. Біологічні науки. № 6 (265)