Оренбургский государственный университет

Роль металл-лигандных форм микроэлементов при нарушениях углеводного обмена различного генеза

Проект № 22-25-00600

Руководитель — Нотова С.В.

Для реализации проекта была разработана методика моделирования сахарного диабета 2-го типа с использованием высококалорийной диеты и однократной внутрибрюшиной инъекцией стрептозотоцина в дозе 25 мг/кг. Установлено, что развитие сахарного диабета 2 типа сопровождалось значительными изменениями в концентрации химических элементов в сыворотке крови и печени. Как в опытной группе крыс линии Wistar, так и в опытной группе крыс SHR отмечалось снижение важнейших эссенциальных элементов - Fe, Cr, Co, Zn и увеличение Сa, Cu, Pb, Cd. Отличительной особенностью опытной группы SHR явилось увеличение Mg и Se, как в сыворотке крови, так и в печени, возможно, это связанно с генетическими особенностями линии, так как известно, что данные химические элементы играют важную роль для нормального функционирования сердечно-сосудистой системы. В свою очередь в печени отмечалась тенденция к нарастанию практически всех изучаемых химических элементов. Возможно, такая закономерность, связанная с перераспределением химических элементов, объясняется защитным механизмом организма. Анализ активности антиоксидантных ферментов сыворотки крови и печени показал тенденцию к снижению активности всех изучаемых ферментов (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза) в опытных группах относительно контрольных. Истощение ферментов антиоксидантной системы защиты организма на фоне развития окислительного стресса в настоящее время рассматривается, как важнейший патогенетический механизм в развитии ожирения и сахарного диабета 2 типа.

Анализ форм микроэлементов был выполнен посредством разделения сыворотки крови на фракции с последующим определением содержания металла в каждой фракции методом масс-спектрального анализа с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС). Разделение проводили с помощью системы для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Для разделения форм элементов использовали метод эксклюзионной хроматографии. Для оптимизации процесса разделения соединений сыворотки крови ВЭЖХ-система была оснащена хроматографическими колонками двух типов, что позволило улучшить степень разделения высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений. Было выявлено четыре цинксодержащих фракций: α2-макроглобулин, альбумин, аминокислотные комплексы и низкомолекулярные формы цинка. Как в опытной группе Wistar, так и в опытной группе SHR относительно контрольных значений происходило процентное увеличение альбуминовой фракции на фоне снижения α2-макроглобулина, аминокислотных комплексов и низкомолекулярных форм цинка. Также было выявлено четыре медьсодержащих фракций: транскупреин, церулоплазмин, альбумин и низкомолекулярные формы Сu. В опытной группе Wistar относительно контрольных значений выявлено увеличение уровня транскупреина и низкомолекулярных форм Сu на фоне снижения церулоплазмина. Аналогичная картина наблюдалась и в опытной группе SHR. Снижение церулоплазминовой фракции меди может свидетельствовать о повышении пула свободной каталитически активной меди, обладающей выраженными прооксидантными и провоспалительными свойствами. Полученные данные позволяют предположить, что выявленный дисбаланс химических элементов может служить одним из пусковых механизмом дизрегуляции физиологических функций живых организмов. Выявленные нарушения метаболизма могут быть прямой причиной развития функциональных нарушений, ответственных за возникновение нарушений углеводного и липидного обменов, и ассоциированных с ним заболеваний.