Изучение влияния пептида эпифиза на морфофункциональное состояние поджелудочной железы при индуцированном сахарном диабете у крысyesСанкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии СЗО РАМ

Дудков, А. В.

Линькова, Н. С.

Трофимов, А. В.

Хавинсон, В. Х.

DSpace at Belgorod State University

УДК 613.98,612.67/68ПЕПТИД ЭПИФИЗА ВОССТАНАВЛИВАЕТ ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ ИНДУЦИРОВАННОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕВ модели индуцированного сахарного диабета на крысах показано, что данное заболевание характеризуется выраженны­ми морфофункциональными изменениями поджелудочной же­лезы. Синтетический пептид эпифиза эпиталон восстанавливает гормонообразующую функцию поджелудочной железы при са­харном диабете и способствует регенерации А- и В-клеток, что выражается в усилении их пролиферативной активности и сни­жении апоптоза. Полученные данные свидетельствуют о регуля­торной роли эпифиза как центрального органа нейроиммуноэн- докринной системы в отношении поджелудочной железы.Ключевые слова: пептид эпифиза, поджелудочная железа, сахарный диабет.НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ Е^Я Серия Медицина. Фармация. 2011. № 4 (99). Выпуск 13/1 77B J L Хавинсон Н.С.Линькова Д.В. Трофимов Д.В.ДудковСанкт -Пет ербургский  инст ит ут  биорегуляции  и геронт ологии СЗО  РАМ Нe-m ail: m iayy@ yandex.ruВ последние десятилетия наблюдается значительное увеличение заболеваемости сахарным диабетом в мире [l, 2, у]. Показано, что в экономически развитых странах сахарным диабетом страдают до ю%  населения [2, 3]. Увеличение распространенности заболеваемости сахарным диабетом в первую очередь наблюдается среди лиц старше 40 лет, при этом каждые 15 лет заболеваемость сахарным диабетом удваивается [2].Негативное влияние патологических состояний поджелудочной железы на каче­ство жизни обуславливает необходимость поиска новых эффективных и безопасных средств для профилактики и лечения патологических изменений в поджелудочной железе при сахарном диабете.Известно, что поджелудочная железа является эндокринным органом, пептидэр- гическая регуляция функций которого осуществляется центральным органом нейро- иммуноэндокринной системы -  эпифизом [4-6, 13]. В Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии был синтезирован пептид эпифиза эпиталон, обладаю­щий геропротекторным, онкостатическим, иммуномодулирующим и рядом других биологических эффектов, выявленных как на генном и молекулярном уровнях, так и на уровне органов и тканей [8-12].В связи с этим ц ел ью  р аб о ты  явилось изучение влияния пептида эпифиза на морфофункциональное состояние поджелудочной железы при индуцированном са­харном диабете.М етоди ка. Исследование проводили на 28 самцах крыс линии Вистар в воз­расте з месяцев с массой тела 150-250 г. Животных разделили на 4 равные группы.1 (контрольную) группу составили интактные животные. Крысам 2 и 3 групп внутрибрюшинно однократно вводили стрептозотоцин (Sigma, США) из расчета 50 мг/кг массы тела животного в 0,5 мл o,iM  цитратного буфера (pH 4,5). Стрептозото­цин является противоопухолевым веществом, которое вызывает деструкцию В-клеток поджелудочной железы, в результате чего синтез инсулина в них уменьшается. Через2-3 недели после введения стрептозотоцина у экспериментальных животных развивал­ся сахарный диабет. Животным 3 группы внутримышечно в дозе ю о  мкг ежедневно в течение первых ю  суток после введения стрептозотоцина вводили синтетический пеп­тид эпифиза эпиталон (H-Ala-Glu-Asp-Gly-OH) [11].Кусочки поджелудочной железы крыс контрольной и подопытных групп забира­ли через 20 суток после воздействия стрептозотоцина и через ю  суток после окончания введения эпиталона, фиксировали в ю%  нейтральном формалине, обезвоживали и за­ливали в парафин. Парафиновые срезы толщиной 5 мкм помещали на предметные стекла, покрытые пленкой из поли-L-лизина (Sigma, США).Иммуногистохимические исследования А- и В-клеток островков поджелудочной железы выполнены с использованием моноклональных антител к инсулину (Dako,78 НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ Е Д  Серия Медицина. Фармация. 2011 .№  4 (99). Выпуск 13/11:50) и глюкагону (Dako, 1:75). Для изучения баланса между пролиферативной актив­ностью и апоптозом в ацинарной ткани использовали моноклональные антитела к ядерному антигену пролиферирующих клеток (PCNA -  proliferative cell nuclear antigen, clone PC10, Dako, титр 1:300) и проапоптозному белку Р53 (Dako, титр 1:50). Иммуно­окрашивание идентифицировали авидин-биотин комплексным методом с использова­нием набора для визуализации Universal ABC kit (Dako).Морфометрическое исследование проводили с использованием системы ком­пьютерного анализа микроскопических изображений, состоящей из микроскопа Nikon Eclipse Е400, цифровой камеры Nikon DXM 1200, персонального компьютера на базе Intel Pentium 4 и программного обеспечения «Видеотест-Морфология 5.0».В каждом случае анализировали ю  полей зрения при увеличении 400. Пло­щадь экспрессии рассчитывали как отношение площади, занимаемой иммунопози- тивными клетками, к общей площади клеток в поле зрения и выражали в процентах. Для оценки межгрупповых различий применяли t-критерий Стьюдента.Р езул ьтаты . 1 группа (контроль). При иммуногистохимическом исследова­нии поджелудочной железы интактных животных было установлено, что площадь экспрессии инсулин-продуцирующих В-клеток составила 9,78±о,43%, глюкагон- продуцирующих А-клеток -  3,43±0,42%. (таблица, рисунок, А).ТаблицаЭкспрессия иммуногистохимических маркеров в поджелудочной железе крысГруппаживотныхПлощадь экспрессии, %инсулин глюкогон PCNA Р5.31 группа (контроль) 9 ,7 8  ±0,43 3 ,4 3 ±о,4 2 1,9 2 ±о,3 5 0,58*0,092 группа (стрептозотоцин)2,42*0,78* 6,24±0,32* 5 ,5 9 ±1,4 1 * 4 ,5 3 ±1,оэ*3 группа (стрептозотоцин +эпиталон)6 ,4 3 ±о,3 5 ** 4,67*0,56** 2,8о±о,б4** 1,27±0,12**Примечание: * -  р< 0,05 по сравнению  с 1 группой,-  р< 0,05 по сравнению со 2 группой.В ацинарной ткани поджелудочной железы наблюдался следующий баланс ме­жду пролиферирующими экзокриноцитами и клетками, вступившими в апоптоз: Площадь экспрессии маркера пролиферации PCNA составила 1,92±о,55%, а апоптоти- ческого маркера р53 о,58±о,43% (таблица), что свидетельствует о преобладании про­цессов пролиферации над клеточной гибелью.2 группа (введение стрептозотоцина). В модели индуцированного стрептозо- цином сахарного диабета площадь экспрессии инсулина В-клетками достоверно сни­жалась в 3.5 раза относительно контроля (табл. 1, рисунок, Б), в то время как площадь экспрессии глюкагон-продуцирующих А-клеток возрастала в 2 раза (таблица).Площадь экспрессии маркера пролиферации PCNA и проапоптотического белка Р5 3  возрастала соответственно в 2.5 и 8 раз по сравнению с контролем (таблица).Таким образом, в модели индуцированного сахарного диабета наблюдалось компенсаторное усиление продукции гормонов поджелудочной железы на фоне уси­ления клеточной гибели.3 группа (введение стрептозотоцина и эпиталона). Применение эпиталона после введения стрептозотоцина оказывает выраженное компенсаторное действие на ткань поджелудочной железы, улучшая показатели морфофункциональной активно­НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ Е Д  Серия Медицина. Фармация. 2011. № 4 (99). Выпуск 13/1 79сти как островкового аппарата, так и экзокринной части поджелудочной железы, на­рушенные в условиях индуцированного сахарного диабета.А Б.*: >  \  * '  , у  *,  •-  -  *  ж  '*•J  . .’ ^  ■' V ' £V  !  5. ( . ■« ’ -‘ С ?* .  / * ч  i  ■ \*1 * J  ' ^  '- д |' V J5 . . .  ,  <Рис. 1. Островок Лангерганса в подж елудочной ж елезе крысы.Иммуногистохимическая реакция с антителами к инсулину, Х400: А  -  1 группа (контроль),Б -  2 группа (стрептозотоцин), В -  3 группа (стрептозотоцин + эпиталон)Эпиталон способствовал достоверно увеличению площади экспрессии инсулина В-клетками в 2.3 раза и снижению площади экспрессии глюкогона в 1.4 раза по срав­нению со 2 группой (таблица). Следует отметить, что под влиянием эпиталона продук­ция глюкогона в ткани поджелудочной железы в модели индуцированного сахарного диабета восстанавливалась до уровня контроля. Кроме того, под действием эпиталона экспрессия проапоптотического белка р53 снижалась в 4 раза по сравнению со 2 груп­пой, а пролиферативная активность соответствовала контрольному уровню (таблица).З акл ю ч ен и е. В модели индуцированного сахарного диабета на крысах в под­желудочной железе развиваются выраженные морфофункциональные изменения, связанные со снижением синтеза инсулина В-клетками, усилением секреции глюкого­на А-клетками и смещением процессов клеточного обновления в сторону усиления апоптоза.80 НАУЧНЫЕ ВЕДОМОСТИ Е Д  Серия Медицина. Фармация. 2011. № 4 (99). Выпуск 13/1Синтетический пептид эпифиза эпиталон способствует восстановлению струк­туры и эндокринной функции поджелудочной железы в модели индуцированного са­харного диабета. Под влиянием эпиталона наблюдалась нормализация синтеза глюко­гона и восстановление пролиферативной активности клеток поджелудочной железы и приближение экспрессии инсулина и проапоптотического белка к контрольным зна­чениям.Полученные данные показали, что эпифиз как центральный орган нейроимму- ноэндокринной системы играет важную роль в пептидной регуляции морфофункцио­нального состояния поджелудочной железы и способствует восстановлению ее актив­ности при индуцированном сахарном диабете.1. Балаболкин, М.И. Сахарный диабет /  М.И. Балаболкин. -  М.:Медицина, 1994. -  383 с.2. Дедов, И.И. Патогенез сахарного диабета /  И.И. Дедов, М .И. Балаболкин / /  Мед. акад. журн. -  2006. -  Т. 6. -  №  3. -  С. 3-15.3. Гончарова, Н.Д. Пептидная коррекция возрастны х наруш ений гормональной ф унк­ции подж елудочной ж елезы  у  обезьян /  Н.Д. Гончарова ( и д р . ) / /  Бюл. эксперим. биол. и мед.-  2004. -  Т. 138. -  №  7. -  С. 94-97.4. Коркуш ко, О.В. Пинеальная железа: пути коррекции при старении / О.В. Коркуш ко, В.Х. Хавинсон, В.Б. Ш атило. -  СПб.: Наука, 2006. -  204 с.5. Линькова, Н.С. Влияние пептидов эпиф иза на ф ункции тимуса при его старении /Н.С. Линькова ( и д р .) //  Усп. геронтол. -  2010. -  Т. 23. -  №  4. -  С. 543-546.6. Полякова, В.О. Динамика процессов апоптоза и пролиферации клеток пинеальной  железы человека при старении / В.О. Полякова, Н.С. Линькова, С.А. П ичугин / /  Бюлл. эксп. биол. мед. -  2010. -  Т. 150. -  №  ю. -  С. 443-445.7. Хавинсон, В.Х. Применение эпиталамина при инсулиннезависимом сахарном диабе­те / В.Х. Хавинсон, Т.С. Ш утак. -  СПб.: Фолиант. -  2000. -  8о с.8 .Хавинсон, В.Х. Пептидная регуляция старения: 35-летний опы т исследований / В.Х. Хавинвон, В.Н. Анисим ов / /  Бюлл. эксп. биол. и мед. -  2009. -  Т. 148. -  №  7. -  С. 108-113.9. Хавинсон, В.Х. Пептидная регуляция старения / В.Х. Хавинсон. -  СПб.: Наука, 2009. -  50 с.ю . Anisim ov, V.N . Peptide bioregulation of aging: results and prospects /  V.N . Anisim ov, V.Kh. Khavinson //  Biogerontology. -  2010. -  Vol. 11. -  P. 139-149.11. Khavinson, V.Kh. Tetrapeptide revealing geroprotective effect, pharm acological substance on its basis, and the m ethod o f its application. U SA  patent N US №  6,727,227. 2004.12. Khavinson, V.Kh. Gerontological aspects o f genom e peptide regulation / V.Kh. Khavinson, V.V. M alinin //  Basel (Switzerland): Karger A G . -  2005. -  104 p.13. Tohno, Y. Age-related changes o f elem ents and relationships am ong elem ents in the com m on bile and pancreatic ducts / Y. Tohno, T. Setsuko / /  Biolog. Trace Elem ent Research. -  2004.-  Vol. 101. -  N 1. -  P. 4 7 -6 0 .ЛитератураTHE EPIPHISIS PEPTIDE RESTORE FUNCTIONAL ACTIVITY OF PANCREAS IN INDUCED DIADETTUS MELLITUSV.Kh. KhavinsonIn the model of induced pancreatic diabetes has been demon­strated that this disease is characterized significant morphofunctional changes of pancreas. The synthetic peptide of epiphysis, epitalon, re­store hormonal function of pancreas, induce proliferation activity and decrease of apoptosis of A- and В-cells of pancreas. These data dem­onstrate, that pineal gland as the main organ of neuroimmunoendo- crine system, play important role of peptide regulation of pancreas.N.S.LinkouaA.V. Trofimov JLV.DudkovSt.Petersburg Institute  ofB iorequlation  and Gerontology, N M B  o f  R A M SKeyworlds: peptide of pineal gland, pancreas, pancreatic diabetes.e-m ail: m iayy@ yandex.ru

Пептид эпифиза восстанавливает функциональную активность поджелудочной железы при индуцированном сахарном диабете

Изучение влияния пептида эпифиза на морфофункциональное состояние поджелудочной железы при индуцированном сахарном диабете у кры

http://dspace.bsu.edu.ru/bitstream/123456789/53928/1/Khavinson_Peptid.pdf

Пептид эпифиза восстанавливает функциональную активность поджелудочной железы при индуцированном сахарном диабете

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

DSpace at Belgorod State University

DSpace at Belgorod State University