Сахарный диабет является серьезной хронической патологией, глобальная заболеваемость которой неуклонно повышается и с некоторых пор рассматривается как эпидемия. Распространенность этой болезни объясняется в основном за счет увеличения заболеваемости сахарным диабетом 2-го типа, однако частота случаев диагностирования 1-го типа также возрастает во всем мире, становясь все большим бременем для мирового здравоохранения.
Как известно, печень играет жизненно важную роль в синтезе и метаболизме углеводов, липидов и белков, а некоторые исследования продемонстрировали, что сахарный диабет может приводить к развитию патологий этого органа, таких как неалкогольная жировая болезнь печени, аномальное накопление гликогена, цирроз и даже злокачественные новообразования. Основные механизмы, лежащие в основе развития заболеваний печени при сахарном диабете, не полностью изучены, хотя ранее были предложены некоторые из них. Считается, что индуцированные гипергликемией окислительный стресс и воспалительные реакции являются повреждающими факторами в отношении клеток печени.
Окислительный стресс определяется как дисбаланс соотношения концентрации окислителей и антиоксидантов, что обусловливает образование свободных радикалов, при этом центральным фактором повреждения клеток печени является продукция свободных радикалов активированными клетками Купфера. Гиперпродукция активных форм кислорода также приводит к различным неблагоприятным последствиям, таким как необратимая окислительная модификация липидов, жиров и углеводов. Более того, активные формы кислорода могут активировать высвобождение медиаторов воспаления, а также провоцировать апоптоз гепатоцитов, вызывая массивную деструкцию ткани печени.
Ранее демонстрировалось, что различные антиоксиданты обладают гепатопротекторным действием посредством антиокислительных, противовоспалительных, антиапоптотических, а также противодиабетических эффектов. В данном аспекте мелатонин (гормон, вырабатываемый шишковидным телом (железой) головного мозга и играющий важную роль в различных регуляторных функциях, таких как контроль циркадного ритма, сексуального поведения, иммунная функция, энергетический метаболизм, регуляция деятельности сердечно-сосудистой и репродуктивной систем) является мощным антиоксидантным агентом, продемонстрировавшим протекционные свойства в отношении окислительного стресса.
Показано, что мелатонин уменьшает проявления окислительного повреждения печени, вызванного гипергликемией, а его пероральное применение уменьшает проявления стеатоза и митохондриальной дисфункции у крыс с сахарным диабетом. Однако благоприятное воздействие мелатонина при дисфункции печени, обусловленной сахарным диабетом, требует дальнейшего изучения.
Роль витамина D в патогенезе многих заболеваний, включая сахарный диабет, увеличивается, а о его связи с различными нарушениями, ассоциированными с сахарным диабетом, такими как ретинопатия, нефропатия и васкулопатия, неоднократно сообщалось ранее. Тем не менее имеющиеся результаты исследований положительного влияния витамина D на опосредованные сахарным диабетом нарушения функции печени довольно-таки ограничены, а подчас и противоречивы.
В связи с этим ученые из Саудовской Аравии провели исследование, основной целью которого стало изучение возможных защитных эффектов витамина D и мелатонина по профилю глюкозы, антиоксидантно-окислительному статусу, перекисному окислению липидов и гистопатологическому показателю защиты печени у крыс с сахарным диабетом, индуцированным стрептозотоцином. Результаты этого исследования опубликованы 29 сентября 2017 г. в «Journal of Diabetes & Metabolic Disorders» («Журнал диабета и метаболических нарушений»).
Сообщается, что испытуемые животные были разделены на 9 групп:
- контрольная группа здоровых животных, не получающая никаких медикаментозных средств (10 крыс);
- группа здоровых животных, получающих только мелатонин перорально (8 крыс);
- группа здоровых животных, получающих только витамин D перорально (10 крыс);
- крысы с сахарным диабетом, не получающие никаких медикаментов (9 крыс);
- крысы с сахарным диабетом, получающие только инсулин (8 крыс);
- крысы с сахарным диабетом, получающие только мелатонин перорально (10 крыс);
- крысы с сахарным диабетом, получающие мелатонин перорально и инсулин (9 крыс);
- крысы с сахарным диабетом, получающие только витамин D перорально (9 крыс);
- крысы с сахарным диабетом, получающие витамин D перорально и инсулин (10 крыс).
Как отмечают авторы, продолжительность лечения составляла 8 нед, а дозу инсулина исследователи рассчитывали в соответствии с массой тела каждой крысы и уровнем глюкозы в крови. При этом дозировка мелатонина составляла 0,3 мг/кг, а витамина D — 40 мг/кг во всех случаях.
В результате выявлено, что по сравнению с контрольной группой (1), уровень глюкозы в крови оказался повышенным в 3–9-й группах, без значительного повышения в группе 2. Концентрация гликозилированного гемоглобина оказалась более высокой в группах 3, 4, 5, 6 и 8, без значимых изменений в группах 2, 7 и 9. Общая антиоксидантная активность значительно увеличилась в группах 2, 6 и 8, и не продемонстрировала существенных изменений в группах 3, 4, 5, 7 и 9. Уровень малондиальдегида (определяется в организме при деградации полиненасыщенных жиров активными формами кислорода, служит маркером перекисного окисления жиров (в том числе и при действии излучения) и оксидативного стресса) продемонстрировал незначительные изменения во всех группах, хотя в группах 3 и 7 отмечено несколько большее его снижение.
Как заявляют исследователи, при сравнении 5–9-й групп с группой 4 выявлено, что уровень глюкозы более выраженно снижен в группах 5, 7 и 9, без значительных изменений в группах 6 и 8. Для сравнения, уровень гликозилированного гемоглобина показал менее значимый результат в группах 5–8, но снизился в группе 9. Общая антиоксидантная активность повысилась более выраженно в группе 8, менее — в группах 5, 6, 7 и 9.
По мнению авторов, окислительный стресс является широко признанным участником развития и прогрессирования как сахарного диабета, так и его осложнений. Полученные результаты не продемонстрировали никаких статистически значимых изменений в показателях общей антиоксидантной активности у крыс с индуцированным сахарным диабетом по сравнению со здоровыми животными. Это может быть связано с коротким течением индуцированного сахарного диабета либо же с низкой концентрацией глюкозы в крови у крыс с этим заболеванием.
Как ни странно, полученные результаты продемонстрировали, что даже у крыс с сахарным диабетом, не получающих инсулин, введение витамина D значительно увеличивало общую антиоксидантную активность, в то время как ее показатель не изменялся при приеме мелатонина ни у больных, ни у здоровых животных. Это может быть объяснено повышением концентрации свободных радикалов, индуцированным гипергликемией, и нарушением эндогенной антиоксидантной защитной системы во многих случаях при сахарном диабете.
Как отмечают исследователи, механизмы антиоксидантной защиты включают как ферментативные, так и неферментативные стратегии. Поэтому или применение только витамина D может оказывать более существенное антиоксидантное действие на крыс с сахарным диабетом, или же концентрация мелатонина была недостаточной для того, чтобы вызвать какие-либо значительные изменения.
Настоящее исследование показывает, что в гистопатологическом аспекте в печени крыс с сахарным диабетом наблюдается только умеренная фокальная микровезикулярная жировая дегенерация, но никаких других аномалий не выявлено. Применение инсулина не влияет на повреждение печени, о чем свидетельствуют воспалительные изменения, согласующиеся со стеатогепатитом, которые микроскопически были представлены мононуклеарными воспалительными инфильтратами умеренной интенсивности, наблюдаемыми в перипортальных пространствах печени. Введение мелатонина крысам с сахарным диабетом, получающим инсулин или не получающим его, демонстрирует выраженный благоприятный эффект в отношении печени. С другой стороны, применение витамина D в аналогичных группах животных не влияет на воспалительные изменения ткани этого органа.
Эти несоответствия биохимических результатов установленным в гистопатологических исследованиях данным могут быть ассоциированы с кратковременностью введения медикаментозных препаратов крысам с индуцированным сахарным диабетом, которые могут влиять либо на функцию, либо на ткань печени.
В заключение авторы пришли к выводам, что полученные результаты продемонстрировали полезный антиоксидантный эффект применения витамина D у нормальных крыс и животных с сахарным диабетом по сравнению с мелатонином. Тем не менее мелатонин все еще демонстрирует больший терапевтический эффект в отношении повреждения клеток печени, вызванного индукцией сахарного диабета.
Обратите внимание, в результате одного из недавних исследований выявлено, что эндокринные нарушения можно заподозрить по кардиограмме, а в другом найден способ ранней и более точной диагностики болезней сердца.
- Alqasim A.A., Noureldin E.E.M., Hammadi S.H., Esheba G.E. (2017) Effect of melatonin versus vitamin D as antioxidant and hepatoprotective agents in STZ-induced diabetic rats. J. Diabetes Metab. Disord., 16: 41.
Олег Мартышин
