МОДЕЛЮВАННЯ цукрового діабету І діабетична нефропатія В ЕКСПЕРИМЕНТІ

1. бібліографічна посилання

1 Байрашева В.К. 1, 2

1 ФГБУ «Північно-Західний федеральний медичний дослідний центр ім. В.А. Алмазова »МОЗ Росії

2 ГБОУ ВПО Перший Санкт-Петербурзький державний медичний університет ім. І.П. Павлова МОЗ Росії

З огляду на неухильно зростаючий в усьому світі число хворих на цукровий діабет, актуальною проблемою залишається вивчення патогенетичних механізмів виникнення і прогресії і способів профілактики одного з найбільш грізних ускладнень захворювання - діабетичної нефропатії. У зв'язку з цим важливе значення має моделювання цукрового діабету з подальшим розвитком діабетичної нефропатії у експериментальних тварин. Серед існуючих на сьогоднішній день генетичних і негенетичні моделей діабетичної нефропатії найбільш вивченими і докладно описаними, в силу їх простоти реалізації, щодо низької витратності і можливості відтворення в будь-який експериментальної лабораторії, є моделі діабетичної нефропатії у гризунів з стрептозотоцинового на цукровий діабет, розвиваючі оборотні стадії діабетичної хвороби нирок, які спостерігаються в клінічній практиці. В даному огляді докладно описані морфофункціональні ниркові зміни у щурів з діабетичною нефропатією при цукровому діабеті 1 і 2 типу, індукованого введенням стрептозотоцином, викладені механізми його шкідливої ​​дії і способи зменшення цитотоксичності, описана методика приготування розчину стрептозотоцином, проведений огляд значущих переваг і наявних недоліків описаних моделей .

високожирові харчування.

гемінефректомія

нікотинамід

стрептозотоцин

щури

моделі у тварин

нирки

діабетична нефропатія

цукровий діабет 1 тип і 2 тип

1. «Алгоритми спеціалізованої медичної допомоги хворим на цукровий діабет». Клінічні рекомендації / Дєдов. І.І., Шестакова М.В., Галстян Г.Р. і ін. [під ред. І.І. Дєдова, М.В. Шестаковой (7-й вип.)]. Проблеми ендокринології. - 2015. - Т. 61, № 1 (2). - С. 1-105.

2. Байрашева В.К., Бабенко А.Ю., Дмитрієв Ю.В., Іванова О.М., Шаталов І.С., Гриньова Е.Н. // Сучасні проблеми науки та освіти. - 2015. - № 3; URL: www.science-education.ru/123-20212 (дата звернення 2.07.2015).

3. Бондар І.А., Клімонтов В.В. Тубулоінтерстіціальний фіброз при діабетичної нефропатії: механізми розвитку та підходи до лікування // Цукровий діабет. - 2008. - № 2. - С. 11-15.

4. Джиоєва І.А. Клінічна і фармако-економічна оцінка лікування хворих на цукровий діабет 2 типу // Сучасні проблеми науки та освіти. - 2015. - № 2-1; URL: www.science-education.ru/122-17263 (дата звернення: 03.06.2015).

5. Добронравов В. А. Епідеміологія діабетичної нефропатії: загальні та регіональні проблеми: Огляд // Нефрологія. - 2002. - T. 6, № 1. - С. 16-22.

6. Караман Ю.К. Механізми адаптації організму до аліментарної високожирову навантаженні: Автореф. дис. докт. біол. наук. - Владивосток, 2011. - 44 с.

7. Кроненберг Г.М., Мелмед Ш., Полонски К.С., Ларсен П.Р. Цукровий діабет і порушення вуглеводного обміну. (Серія: Ендокринологія по Вільямсу). [Перекл. під ред. І.І. Дідова]. -М .: Рід Елсівер, ГЕОТАР-Медіа, 2010. - 448 с

8. Оскар Мінковський - відкриття, що змінило світ // Цукровий діабет. - 2008. - № 4. - С. 102-103.

9. Практикум з біохімії: Учеб. посібник [Під ред. С.Є. Северина, Г.А. Соловйової]. - 2-е изд., Перераб. і доп. - М .: Изд-во МГУ, 1989. - 509 с.

10. Керівництво по проведенню доклінічних досліджень лікарських засобів. Частина перша. [Під ред. А.Н. Миронова]. - М .: Гриф і К, 2012. - 944 с.

11. Спасів А.А., Воронкова М.П., ​​Снігур Г.Л., Чепляева Н.І., Чепурнова М.В. Експериментальна модель цукрового діабету типу 2 // Біомедицина. - 2011. - № 3. - С. 12-18.

12. Шестакова М.В., Дідів І.І. Цукровий діабет і хронічна хвороба нирок. - М .: ТОВ «Медичне інформаційне агентство», 2009. - 482 с.

13. Шестакова М.В., Сунцов Ю.І., Дідів І.І. Діабетична нефропатія: стан проблеми в світі і в Росії // Цукровий діабет. - 2001. - № 3. - С. 2-5.

14. Alhaider AA, Korashy HM, Sayed-Ahmed MM, Mobark M., Kfoury H., Mansour MA // Chem. Biol. Interact. - 2011. - Vol. 192, № 3. - P. 233- 242.

15. Anderson S., Rennke HG, Brenner BM Nifedipine versus fosinopril in uninephrectomized diabetic rats // Kidney Int. - 1992. - Vol. 41, № 4. - P. 891-897.

16. Animal Models of Diabetic Complications Consortium [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.amdcc.org (дата звернення 05.06.2015).

17. Ar'Rajab A., Ahrén B. Long-term diabetogenic effect of streptozotocin in rats // Pancreas. - 1993. - Vol. 8, № 1. - P. 50-57.

18. Battell ML, Yuen VG, Verma S., McNeil JH Other models of type 1 diabetes. [In: McNeil JH, editor. Experimental models of diabetes]. Florida, USA .: CRC Press. LLC, 1999. - Р. 219-229.

19. Bayrasheva V., Grineva E., Babenko A., Dmitriev Yu., Chefu S., Shatalov I. Diabetes Technol. Ther. - 2015. - Vol. 17, S1. - P. A179.

20. Chen D., Wang MW Development and application of rodent models for type 2 diabetes // Diabetes Obes. Metab. - 2005. - Vol. 7, № 4. - P. 307 317.

21. Danda RS, Habiba NM, Rincon-Choles H., Bhandari BK, Barnes JL, Abboud HE, Pergola PE // Kidney Int. - 2005. - Vol. 68, № 6. - P. 2562-2571.

22. Dufrane D., van Steenberghe M., Guiot Y., Goebbels RM, Saliez A., Gianello P. // Transplantation. - 2006. - Vol. 81. - P. 36-45.

23. Fröde TS, Medeiros YS Animal models to test drugs with potential antidiabetic activity // J. Ethnopharmacol. - 2008. - Vol. 115, № 2. - P. 173-183.

24. Gallego B., Flores O., López-Novoa JM, Pérez-Barriocanal F. Renal effects of antihypertensive therapy in uninephrectomized diabetic rats // Res. Exp. Med. (Berl). - 1997. - Vol. 197, № 4. - P. 199-209.

25. Howarth CF, Qureshi A., Shahin A., Lukic ML Effects of single high-dose and multiple low-dose streptozotocin on contraction and intracellular Ca2 + in ventricular myocytes from diabetes resistant and susceptible rats // Mol. Cell. Biochem. - 2005. - Vol. 269, № 1. - P. 103-108.

26. Islam S., Choi H. Nongenetic model of type 2 diabetes: A Comparative Study // Pharmacology.- 2007. - № 79. - Р. 243-249.

27. Kannan Y., Tokunaga M., Moriyama M., Kinoshita H., Nakamura Y. // Clin. Exp. Immunol. - 2004. - Vol. 137, № 2. - P. 263-271.

28. Karunanayake EH, Baker JR, Christian RA, Hearse DJ, Mellows G. // Diabetologia. - 1976. - Vol. 12. - P. 123-128.

29. Kraynak AR, Storer RD, Jensen RD, Kloss MW, Soper KA, Clair JH, DeLuca JG, Nichols WW, Eydelloth RS // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 1995. - Vol. 135, № 2. - P. 279-286.

30. Lenzen S. The mechanisms of alloxan- and streptozotocin-induced diabetes // Diabetologia. - 2008. - Vol. 51, № 2. - P. 216-226.

31. National Kidney Foundation. KDOQI Clinical Practice Guideline for diabetic and CKD діє до: 2012 update // Am. J. Kidney Dis. - 2012. Vol. 60, №50. - Р. 850-886.

32. Ostenson CG, Grill V., Roos M. Studies on sex dependency of B-cell susceptibility to streptozotocin in a rat model of type II diabetes mellitus // Exp. Clin. Endocrinol. - 1989. - Vol. 93, № 2-3. - P.241-247.

33. Rees DA, Alcolado JC Animal models of diabetes mellitus // Diabetic Medicine. - 2005. - Vol. 22. - P. 359-370.

34. Reutens AT, Atkins RC Epidemiology of diabetic nephropathy // Contrib. Nephrol. -2011. Vol. 170. P. 1-7. doi: 10.1159 / 000324934.

35. Shafrir E., Ziv E., Mosthaf L. Nutritionally induced insulin resistance and receptor defect leading to b cell failure in animal models // Ann. NY Acad. Sci. - 1999. - Vol. 892. - P. 223-246.

36. Srinivasan K., Ramarao P. Animal models in type 2 diabetes research: an overview // Indian J. Med. Res. - 2007. - Vol. 125, № 3. - P. 451-472.

37. Sugano M., Yamato H., Hayashi T., Ochiai H., Kakuchi J., Goto S., Nishijima F., Iino N., Kazama JJ, Takeuchi T., Mokuda O., Ishikawa T., Okazaki R. // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. - 2006. - Vol. 16, № 7. - P. 477-484.

38. Szkudelski T. Streptozotocin-nicotinamide-induced diabetes in the rat. Characteristics of the experimental model // Exp. Biol. Med. - 2012. - Vol. 237, № 5. - P. 481-490.

39. Turk J., Corbett JA, Ramanadham S., Bohrer A., ​​McDaniel ML // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1993. - Vol. 197. - P. 1458-1464.

40. Utimura R., Fujihara CK, Mattar AL, Malheiros DM, Noronha IL, Zatz R. // Kidney Int. - 2003. - Vol. 63. - P. 209-216.

41. Velasquez MT, Kimmel PL, Michaelis OE 4th. Animal models of spontaneous diabetic kidney disease // FASEB J. - 1990. - Vol. 4, № 11. - P. 2850-2859.

42. Wehbi GJ, Zimpelmann J., Carey RM, Levine DZ, Burns KD // Am. J. Physiol. Renal Physiol. - 2001 - Vol. 280, № 2. - P. 254 - 265.

43. Wei M., Ong L., Smith MT, Ross FB, Schmid K., Hoey AJ, Burstow D., Brown L. // Heart Lung Circ. - 2003. - Vol.12, №1. - P. 44-50.

44. Yamamoto H., Uchigata Y., Okamoto H. Streptozotocin and alloxan induce DNA strand breaks and poly (ADP-ribose) synthetase in pancreatic islets // Nature. - 1981. - Vol. 294. - P. 284-286.

45. Zhang M., Lv XY, Li J., Xu ZG, Chen L. The characterization of high-fat diet and multiple low-dose streptozotocin induced type 2 diabetes rat model // Exp. Diabetes Res. - 2008; 2008: Додати 704045.

46. ​​Zheng S., Noonan WT, Metreveli NS, Coventry S., Kralik PM, Carlson EC, Epstein PN // Diabetes. - 2004. - Vol. 53, № 12. - P. 3248-3257.

Незважаючи на досягнуті успіхи в лікуванні пацієнтів з цукровим діабетом (СД), діабетична нефропатія як і раніше залишається однією з основних причин захворюваності і смертності пацієнтів з цукровим діабетом [1], як і десятиліття тому [5], приносячи національній системі охорони здоров'я значні соціально економічні втрати [4]. Будучи самостійною лідируючої причиною термінальної стадії хронічної хвороби нирок у більшості країн світу, діабетична нефропатія (ДН), що трактується з 2007 р як діабетична хвороба нирок [3], з плином часу розвивається щонайменше у третини пацієнтів з СД [13] і в своєму класичному перебігу проходить прогресію від стадії нормоальбумінурія через мікроальбумінурію до макроальбумінурії / протеїнурії і зниження швидкості клубочкової фільтрації (СКФ) [34]. Важливим з точки зору розуміння патофізіологічних механізмів виникнення та прогресування ДН і розробки профілактичних і лікувальних підходів є використання адекватних моделей ДН у експериментальних тварин, максимально точно відтворюють стадії природного перебігу цього микрососудистого ускладнення ЦД у людей.

Типи моделей цукрового діабету у експериментальних тварин

Оскільки для виникнення ДН необхідна наявність гіперглікемії (про що свідчить відсутність подібних ниркових змін у пацієнтів без ЦД), в основі відтворення ДН як при СД 1 типу, так і при ЦД 2 типу у експериментальних тварин лежить індукція гипергликемического стану.

Існує безліч моделей спонтанного розвитку у гризунів СД 1 типу (біобрідінговие, LETL, WBN / Kob щури, NOD-миші і ін.) І 2 типу (щури і миші з дефектом синтезу лептину або лептінового рецептора і ін.), Отримані в результаті переданих у спадок генетичних мутацій або відібрані з аутбредних тварин без діабету (наприклад, пацюки Goto-Kakizaki, миші Tsumara Suzuki і ін.) [7, 10]. СД може бути викликаний хірургічним шляхом (за допомогою часткової або тотальної панкреатектомії, класичним прикладом якої є експеримент О. Маньківського і Й. Мерінга на собаках [8], фармакологічними препаратами (що викликають деструкцію секретують інсулін бета-клітин підшлункової залози [30]), за допомогою використання методів генної інженерії (технології «нокауту» і трансгенної гіперекспрессіі специфічних генів [7]), призначенням спеціальних дієтичних раціонів [6, 35], а також різними варіантами їх поєднання.

Проте, не дивлячись на досить великий вибір моделей СД у тварин, у багатьох експериментальних лабораторіях для моделювання ускладнень захворювання, в т.ч. ДН, використовується введення діабетогенного цитотоксину стрептозотоцином (СТЗ) [43].

Механізм діабетогенного дії стрептозотоцином

Стрептозотоцин є токсичним з'єднанням з групи похідних нітрозосечовини, пов'язаним в С2 положенні з D-глюкозою [29], вибірково проникаючим в панкреатичні бета-клітини за допомогою переносника GLUT-2 [28]. Панкреатотоксічность СТЗ в значній мірі пов'язують з алкілуючі активністю його метильної групи, яка призводить до фрагментації ДНК бета-клітин, у відповідь на яку активується бере участь у репарації пошкодженої ДНК фермент полі (АДФ-рибоза) полімераза (PARP). Розвивається в зв'язку з цим дефіцит запасів кофактора NAD +, а потім і енергетичних субстратів у вигляді АТФ, неминуче призводить, в кінцевому рахунку, до некрозу бета-клітин [44]. Даний процес ускладнюється активацією вільнорадикального окислення, пов'язаного з генерацією пероксінітріта з надлишково утворюється оксиду азоту, замовником якого є нітрозогрупи СТЗ [39].

Діабетогенний ефект СТЗ спостерігається у багатьох видів тварин, включаючи мишей, собак, кішок, мавп, морських свинок та ін. Найбільш резистентними до дії СТЗ виявилися кролики і свині, а максимальна сенсибілізація виявлена ​​у щурів, при цьому оптимальна діабетогенний доза СТЗ для щури зменшується по міру збільшення маси тварини. [18, 22, 33] Також відзначено, що особини чоловічої статі при порівнянній дозі розвивають більш виражену гіперглікемію [32].

Технологія приготування цитратного буфера і розчину стрептозотоцином

Порошок стрептозотоцином, який до використання повинен зберігатися в захищеному від світла пластиковому флаконі з осушувачем при температурі -20 ° С, розчиняють в натриевом цитратному буфері з pH 4,5. Для приготування розчину цитратного буфера з необхідним pH 4,5 необхідно: 1) змішати 47 мл 0,1 М розчину лимонної кислоти (містить 21,01 г / л моногідрату лимонної кислоти) і 53 мл 0,1 М розчину трінатріевой солі лимонної кислоти ( містить 29,41 г / л дигидрата трінатріевой солі); 2) довести вміст розчину до 950-970 мл дистильованою водою, перемішати мішалкою; 3) акуратно довести об'єм розчину до 1000 мл, паралельно вимірюючи рН-метром pH отриманого розчину. 4) Якщо рН розчину вище 4,5, додати кілька крапель 0,1 М розчину лимонної кислоти (2,1 гр цитрату довести до обсягу 10 мл), або додати кілька крапель водного розчину цитрату натрію, якщо pH нижче 4,5 [9 ]. Рекомендовано використовувати свіжоприготований або відтанула після заморожування при -20 ° С буфер, порошок СТЗ повинен бути розчинений в світлонепроникної скляній ємності та введений експериментальному тварині внутрішньовенно або внутрішньочеревно в максимально найближчі терміни.

Негенетичні моделі діабетичної нефропатії, що відтворюються за допомогою стрептозотоцином

На поточний момент лише в деяких генетичних моделях ДН у гризунів описані зміни, більш-менш відповідають усім критеріям ідеальної моделі цього ускладнення [41, 46], наведеними на офіційному сайті Американського консорціуму за моделями діабетичних ускладнень у тварин (AMDCC) [16]. Проте, значні обмеження у використанні цих моделей, пов'язані з їх високою вартістю, труднощами у відтворенні, складнощами догляду, високим ступенем інбридингу і, найчастіше, моногенним характером успадкування СД [36], диктують необхідність розробки, апробації та вдосконалення негенетических моделей ДН у експериментальних тварин.

За даними проведеного огляду літератури, негенетичні моделі ДН найбільш часто відтворюють з використанням СТЗ, що вводиться Аутбредних щурам. Залежно від застосовуваної в експерименті дози цитотоксину і шляхів введення (внутрішньочеревно, внутрішньовенно) у гризунів можливо моделювання різних за ступенем вираженості станів вуглеводного обміну - від легких, переддіабетичного змін, до СД з абсолютною інсуліновою недостатністю [25, 27]. При цьому в більшості використовуваних стрептозотоцинового моделей як на ЦД 2 типу з помірною гіперглікемією, так і СД 1 типу з вираженою гіперглікемією у щурів описують лабораторні та морфологічні ознаки, характерні для ранніх стадій класичного перебігу ДН у людей [20], з не більш ніж 30- кратним підвищенням рівня альбумінурії. Однак, важливість вивчення патогенезу ДН і можливостей її корекції та профілактики саме на ранніх, морфофункціональний оборотних стадіях, тільки збільшує цінність досить легко відтворюваних і щодо невитратних негенетических моделей ДН у щурів.

Моделювання діабетичної нефропатії при стрептозотоцинового цукровому діабеті 1 типу у щурів

Моделі ДН у аутбредних щурів зі стрептозотоциновим ЦД найбільш часто відтворюють на самцях щурів стоків Wistar і Sprague-Dawley, при цьому для моделювання СД 1 типу статевозрілим щурам у віці 8-10 тижнів. (Маса 200-250 г) внутрішньовенно вводиться СТЗ, розчинений в цитратной буфері (в дозуванні 60 мг / кг і 55 мг / кг, відповідно). [14, 40]. Вважається, що інтраперитонеальний шлях ведення вимагає більшої дози СТЗ. СТЗ вводиться після 12-16 год голоду, оскільки введення препарату нагодованою особинам призводить до зменшення діабетогенного ефекту СТЗ і може викликати великий розкид експериментальних даних через зниження сприйнятливості тварин до СТЗ на тлі постпрандиального підвищення глікемії [23]. Беручи до уваги дані про виникнення вираженої відстроченої гіпоглікемії (внаслідок тимчасової «витоку» інсуліну із зруйнованих бета-клітин), що виникає через 4-8 години після ін'єкції СТЗ [30], протягом 24-48 год експериментальні тварини отримують перорально 5% розчин глюкози . СД підтверджується при виявленні натощакового рівня глікемії вище 15 ммоль / л через 48 годин після ін'єкції СТЗ [40].

Через 8 тижнів. після виникнення СД спостерігається 3-4-кратне збільшення альбуминурии з одночасним зниженням СКФ в 1,5 рази від початкового, що супроводжується появою тубулоинтерстициального фіброзу і 1,5-кратним збільшенням товщини гломерулярной базальної мембрани (за даними електронної мікроскопії) [26]. Тривалість експерименту в даному випадку обмежується розвитком метаболічних порушень внаслідок вираженої гіперглікемії (більше 30 ммоль / л) і інсулінопенії.

З метою корекції кетоацидозу рекомендовано призначення інсулінотерапії. Переважно застосовувати безперервне його введення за допомогою пластиру або помпи, що дозволяє домогтися середньодобового рівня глюкози крові, близького до нормогликемии [42]. Можливо щоденне підшкірне введення інсуліну тривалої дії в дозі 1-4 од., Що приводить до зниження гіперглікемії до помірних цифр (11,1-22,2 ммоль / л), що дозволяє збільшити тривалість дослідження до 5-8 міс. [15, 24, 40,42]. При цьому важливо враховувати описане в літературі зниження стійкого діабетогенного ефекту СТЗ, введеного в дозі 40-50 мг / кг, що приводить до спонтанної нормалізації інсулін-секреторної функції при призначенні інсулінотерапії в перший тиждень після індукції СД [17].

Для прискорення настання специфічних діабетичних змін до ниркової тканини використовують хірургічну редукцію маси функціонуючих нефронів. З цією метою щурам попередньо (за 3 тижні. До ін'єкції СТЗ) виробляють правостороннім нефректомію. В такому випадку початкові ознаки ДН виявляються вже протягом першого місяця після маніфестації діабету, проявляються гиперфильтрацией [15], значуще підвищення артеріального тиску відзначається на 8-му тижні, а після 8 міс. діабетичного статусу - більш ніж 30-кратне підвищення рівня екскреції альбуміну з сечею щодо вихідних даних, а також морфологічні ознаки діабетичного гломерулосклероз різного ступеня вираженості [15, 40].

Проте, дана стрептозотоцинового модель СД 1 типу у щурів має ряд істотних недоліків, що обмежують її широке використання з експериментальної метою. Одноразове введення СТЗ високих доз призводить до виникнення вираженої інсулінопенії і швидкої декомпенсації перебігу захворювання у щурів, що не дозволяє проводити тривалі хронічні експерименти на таких тварин без введення інсуліну, що істотно обмежує її застосування при дослідженні цукрознижувальних препаратів. Крім того, СТЗ високих доз, діючи через наявний в епітеліоцитах ниркових канальців вищезгаданий глюкозний транспортер GLUT 2, безпосередньо викликає ушкодження ДНК клітин тубулярного епітелію, що зберігається до 4-х тижнів. після введення препарату [29], що необхідно враховувати при плануванні тривалості експерименту та часу визначення маркерів ушкодження нирок.

Моделювання діабетичної нефропатії при стрептозотоцинового цукровому діабеті 2 типу у щурів

Істотним недоліком моделі ДН при стрептозотоцинового СД 1 типу є недостатня її валідність при дослідженні лікарських засобів для лікування ЦД 2 типу. До того ж відсутня можливість нарівні з гіперглікемією оцінити внесок таких серйозних патогенетичних компонентів ЦД 2 типу та ДН, як інсулінорезистентність, ожиріння і дисліпідемія. У зв'язку з чим в експериментальній діабетології були розроблені кілька негенетических моделей ДН при ЦД 2 типу, відтвореного з використанням СТЗ у щурів.

Так, відносно недавно стали застосовуватися моделі гемінефректомірованних щурів з аліментарним ожирінням (викликаним призначенням високожирові харчування) і індукцією діабету за допомогою одно- або дворазового введення c тижневим інтервалом субдіабетіческіх доз СТЗ (30-35 мг / кг) [21, 37]. ЦД 2 типу діагностують через 1 тиждень після ін'єкції СТЗ за допомогою проведення орального глюкозотолерантного тесту, в процесі якого щурам вимірюють рівень глікемії натщесерце і через 30, 60, 90 і 120 хв. після внутрішньошлункового введення 40% розчину глюкози в дозі 3 г / кг, і рівні глікемії від 9,0 до 14,0 ммоль / л. При цьому автори описують розвиток лабораторних та морфологічних ознак пізніх стадій ДН на 35-40 тижні експерименту (протеїнурія, зниження СКФ, дифузний гломерулосклероз). Цікаво відзначити, що вираженість морфологічних діабетичних змін в групі щурів, які отримували високожирові харчування і дворазову ін'єкцію СТЗ, не дивлячись на помірну гіперглікемію виявилася значимо вище в порівнянні з щурами з СД 1 типу [45]. Однак в пілотних дослідженнях з відпрацювання позначеної методики нам не вдалося зафіксувати порогову для ЦД 2 типу гіперглікемія у щурів (при введенні рекомендованої в цих роботах низької дози СТЗ (30 мг / кг) при одноразовому введенні), а при інтервальному двократному введенні СТЗ спостерігався розвиток діабету , за рівнем дефіциту секреції інсуліну, що наближається до абсолютної інсулінопенії [2]. У зв'язку з чим нами була апробована модель ДН у гемінефректомірованних щурів стоку Wistar, які отримували протягом 5 тижнів. високожирові харчування, з подальшою індукцією нікотинамід-стрептозотоцинового ЦД 2 типу, в якій до 28 тижнів. після індукції СД розвивається значуща альбумінурія і морфологічні ознаки ДН, які виявляються при світловій мікроскопії (збільшення індексу мезангіальної експансії, артеріологіаліноз, тубулоінтерстіціальний фіброз), а на 16 тижні., за результатами електронної мікроскопії, зафіксовано значне потовщення гломерулярної базальної мембрани [19]. Внутрішньочеревне ведення нікотинаміду в дозі 230 мг / кг за 15 хв. до ін'єкції СТЗ (65 мг / кг) мінімізує шкідливу дію цитотоксину як на бета-клітини підшлункової залози, викликаючи лише часткову інсулінопенії і стабілізацію інших клінічних проявів СД [26] за рахунок здатності нікотинаміду пригнічувати вищезгаданий фермент PARP [38].

Варто відзначити, що модель стрептозотоцин-індукованого ЦД 2 типу з попереднім введенням нікотинаміду раніше успішно була застосована на практиці зарубіжними дослідниками [26] і нашими співвітчизниками [11], однак, без високожирові харчування і нефректомії специфічних лабораторно-морфологічних ознак ДН у щурів в цих роботах не виявлено.

Перевагами даної моделі ДН у щурів у порівнянні з генетичними моделями є широка доступність, низька затратність, а також відносно проста методика відтворення. За нашими спостереженнями, такі тварини розвивають ожиріння, середню по вираженості гипергликемию, інсулінорезистентність, альбуминурию, дислипидемию і помірну артеріальну гіпертензію, які є основними компонентами патогенезу ДН при ЦД 2 типу [12].

Висновок

Незважаючи на велику різноманітність описаних на сьогоднішній день моделей цукрового діабету у експериментальних тварин, негенетичні моделі стрептозотоцинового цукрового діабету як і раніше залишаються найбільш доступними, відносно легко реалізованими і досить валідними, адекватно відтворюють оборотні стадії діабетичної хвороби нирок у людей, коли вплив фармакологічних препаратів з нефропротективное властивостями може сповільнити прогресування перебігу ускладнення. Ряд наявних недоліків таких моделей (можливість розкиду експериментальних даних за рівнем глікемії, потенційна нефротоксичність стрептозотоцином, можливість спонтанної нормалізації інсулін-секреторної функції) можуть бути усунені шляхом правильного підбору діабетогенний дози препарату, завчасного планування протоколу експерименту і часу визначення маркерів ниркової дисфункції, а також за допомогою попереднього введення хімічних сполук, що зменшують шкідливу дію цитотоксину на інсулін-с екретірующіе клітини (нікотинамід). Крім того, при використанні певних схем введення стрептозотоцином у щурів з індукованим аліментарним ожирінням можливо моделювання помірної гіперглікемії, інсулінорезистентності та дисліпідемії, тобто ключових патогенетичних компонентів цукрового діабету 2 типу, а хірургічна редукція маси функціонуючої паренхіми може сприяти прискоренню маніфестації гіпертензії і лабораторно-морфологічних ознак діабетичної нефропатії.

Робота виконана у співпраці з ресурсним центром «Розвиток молекулярних і клітинних технологій» СПбДУ.

рецензенти:

Мітрейкін В.Ф., д.м.н., професор кафедри патологічної фізіології з курсом клінічної патофізіології ПСПбГМУ ім. акад. І.П. Павлова, м.Санкт-Петербург;

Гриньова Е.Н., д.м.н., професор, директор Інституту ендокринології ФГБУ «СЗФМІЦ», м.Санкт-Петербург.

бібліографічна посилання

Байрашева В.К. МОДЕЛЮВАННЯ цукрового діабету І діабетична нефропатія В ЕКСПЕРИМЕНТІ // Сучасні проблеми науки та освіти. - 2015. - № 4 .;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=21024 (дата звернення: 11.11.2019).

Пропонуємо вашій увазі журнали, що видаються у видавництві «Академія природознавства»

(Високий імпакт-фактор РИНЦ, тематика журналів охоплює всі наукові напрямки)