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. Bidzhieva FA. Features of the course of experimental alloxan-induced diabetes mellitus and methods of its correction. Dissertation for Candidate of Medical Sciences: 1.5.4. Stavropol. 2021. (in Russian).
  2. Lee H, Jose PA. Coordinated Contribution of NADPH Oxidase- and Mitochondria-Derived Reactive Oxygen Species in Metabolic Syndrome and Its Implication in Renal Dysfunction. Front Pharmacol. 2021;12:670076. doi: 10.3389/fphar.2021.670076
  3. Pitocco D, ZaccardiF, Di Stasio E, Romitelli F, Santini SA, Zuppi C, Ghirlanda G. Oxidative stress, nitric oxide, and diabetes. Rev Diabet Stud. 2010;7(1):15—25. doi: 10.1900/RDS.2010.7.15
  4. Grinenko TN, Balluzek MF, Kvetnaya TV. Melatonin as a marker of the severity of structural and functional changes of the heart and blood vessels in metabolic syndrome. Clinical medicine. 2012;2:30—34. (in Russian).
  5. Koliaki C, Roden M. Hepatic energy metabolism in human diabetes mellitus, obesity and non-alcoholic fatty liver disease. Mol Cell Endocrinol. 2013;379(1—2):35—42. doi: 10.1016/j.mce.2013.06.002
  6. Gati MA, Semenova EV, Eprintsev AT. Functioning of glyoxylate cycle enzymes in rat liver cells under conditions of experimental diabetes. Organization and regulation of physiological and biochemical processes. 2013. Issue 15. pp. 53—59. (in Russian).
  7. Bin-Cheng Ren, Wen Zhang, Wei Zhang, Jian-Xing Ma, Fei Pei, Bu-Ying Li Melatonin attenuates aortic oxidative stress injury and apoptosis in STZ-diabetes rats by Notch1/Hes1 pathway. J Sterid Biochem Mol Biol. 2021 Sep; 212:105948. doi: 10.1016/j.jsbmb.2021.105948
  8. Arushanyan E.B. Universal therapeutic possibilities of melatonin. Clinical Medicine, No. 2, 2013. pp. 4—8. (in Russian).
  9. European convention for the protection of vertebrate animals used for experim. and other scientific purposes. coun. of Europe. Strasbourg, 1986. 53 p.
  10. Eshchenko N.D., Volsky G.G. Determination of succinate dehydrogenase activity. Methods of biochemical research. L: LSU, 1982. pp. 210—212. (in Russian).
  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. Summerfield M. Programming in Python 3. Detailed guide. — Translated from English — St. Petersburg: Symbol Plus, 2009. 608 p. (in Russian).
  13. Gati Mohannad Abdulrazzak Gati, Fedorin D.N., Polyakova-Semenova N.D., Vashanov G.A., Eprintsev A.T. Physiological and biochemical mechanisms of adaptation of rats to the conditions of alloxan diabetes. Fundamental research. 2013. No. 1. — pp.1256—1262. (in Russian).
  14. Katz LS, Baumel-Alterzon S. Adaptive and maladaptive roles for ChREBP in the liver and pancreatic islets. J Biol Che. 2021;296:100623. 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;63(12):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;22(21):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;27:179—92. doi: 10.1146/annurev.nutr.27.061406.093618
  18. Lee S, Xu H, Van Vleck A, Mawla AM, Mao Li A, Ye J, Huising MO, Annes J.P. Annes β-Cell Succinate Dehydrogenase Deficiency Triggers Metabolic Dysfunction and Insulinopenic Diabetes. Diabetes. 2022 Apr 26; doi: 10.2337 /db21—0834
  19. Brière JJ, Favier J, Ghouzzi VE, Djouadi F, Bénit P, Gimenez AP, Rustin P. Succinate dehydrogenase deficiency in human. Cellular and Molecular Life Sciences 2005; 62:2317—2324. doi.org/10.1007/s00018-005-5237-6
  20. Fu Z, Gilbert ER, Liu D. Regulation of insulin synthesis and secretion and pancreatic Beta-cell dysfunction in diabetes. Curr Diabetes Rev. 2013;9(1):25—53.
  21. Kanamoto R, Su Y, Pitot HC. Effects of glucose, insulin, and cAMP on transcription of the serine dehydratase gene in rat liver. Arch Biochem Biophys. 1991;288(2):562—6. doi: 10.1016/0003—9861(91)90236-c

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».