ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНОГО И АНТИДИАБЕТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА НАНОРАЗМЕРНОГО СЕЛЕНА

И.Ф. Гетте¹, М.А. Федотов³, Т.Р. Султанова¹, Е.С. Беда², Г.Д. Савченко²

DOI: 10.22138/2500-0918-2022-19-3-193-202

УДК 616.379-008.69: 616.37-008.6

¹ ФБГУН Институт иммунологии и физиологии УрО РАН,
г. Екатеринбург, Российская Федерация;
² ФГАОУ ВО Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Российская Федерация;
³ ФБГУН Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН,
г. Москва, Российская Федерация

Резюме. Оксидативный стресс, возникающий вследствие дисбаланса свободнорадикального окисления (СРО) и антиоксидантной защиты (АОЗ), является одним из основных патогенетических процессов, лежащих в основе развития сахарного диабета 1 типа (СД1) и его осложнений. Цель исследования — выявить способность коллоидного раствора наноразмерного селена корректировать показатели СРО и АОЗ у крыс при моделировании аллоксанового СД1. Материалы и методы. Эксперимент проведен на крысах-самцах Wistar, поделенных на группы: интактная, контроль (здоровые крысы, получавшие селен); СД1; СД1, получавшие селен. СД1 моделировали внутрибрюшинным введением раствора аллоксана из расчета 170 мг/кг. Раствор селена вводили внутрижелудочно диабетическим и контрольным крысам дозой 46,7 мкг/кг три раза в неделю (12 введений). Коллоидный раствор наноразмерного селена был получен методом лазерной абляции с использованием излучения двух длин волн. В плазме крови определяли содержание глюкозы, мочевины, креатинина, общего белка, восстановленного глутатиона, малонового диальдегида; активность аминотрансфераз (АСТ, АЛТ), α-амилазы, щелочной фосфатазы; в цельной крови — содержание гликированного гемоглобина (HbA1c); в гемолизате эритроцитов — активность супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, глутатионпероксидазы. Результаты и обсуждение. Моделирование аллоксанового сахарного диабета сопровождается развитием гипергликемии и изменением биохимических показателей, свидетельствующих о повреждении клеток печени (АЛТ), почек (мочевина, креатинин), миокарда (АСТ), и развитием оксидативного стресса (накопление малонового диальдегида), частично компенсированного активацией СОД. Антидиабетическое действие раствора селена проявляется в коррекции уровня глюкозы и HbA1c, показателей печеночного и почечного профиля. Антиоксидантное действие селена проявляется в нормализации уровня малонового диальдегида и в снижении потребности в восстановленном глутатионе. Введение селена здоровым животным сопровождается увеличением показателей, отражающих стрессирующее действие процедур внутрижелудочного введения (глюкоза, СОД) и, возможно, токсическое действие наночастиц селена, что требует более подробного исследования. Заключение. Коллоидный раствор наноразмерного селена, полученный оригинальным методом, оказывал антиоксидантное и антидиабетическое действие на крыс с аллоксановым сахарным диабетом 1 типа.

Ключевые слова: селен, наночастицы, оксидативный стресс, антиоксидантная защита, сахарный диабет, панкреатические островки

Конфликт интересов отсутствует.
Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Гетте Ирина Федоровна
i.goette@yandex.ru
Дата поступления 31.05.2022 г.
Образец цитирования:
Гетте И.Ф., Федотов М.А., Султанова Т.Р., Беда Е.С., Савченко Г.Д. Экспериментальное исследование антиоксидантного и антидиабетического действия коллоидного раствора наноразмерного селена. Вестник уральской медицинской академической науки. 2022, Том 19, №3, с. 193–202, DOI: 10.22138/2500-0918-2022-19-3-193-202

Исследования проведены в рамках выполнения государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (проект № АААА-А21-121012090094-7)

ЛИТЕРАТУРА
1. Дедов И.И., Шестакова М.В. (ред.) Осложнения сахарного диабета: лечение и профилактика. – М.: Медицинское информационное агентство. – 2017. – 744 с.
2. IDF Diabetes Atlas / International Diabetes Federation: 8th edition. 2017, p. 148.
3. Giacco F., Brownlee M. Oxidative stress and diabetic complications. Circulation research, 2010, Vol. 107, no. 9, pp. 1058–1070.
4. Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MT, Mazur M, Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int J Biochem Cell Biol., 2007, Vol.39, no.1, pp. 44–84. doi: 10.1016/j.biocel.2006.07.001.
5. Daniels M. C., McClain D. A., Crook E. D. Transcriptional regulation of transforming growth factor β1 by glucose: investigation into the role of the hexosamine biosynthesis pathway. The American Journal of the Medical Sciences, 2020, Vol. 359, no. 2, pp. 79–83.
6. Ighodaro O.M. Molecular pathways associated with oxidative stress in diabetes mellitus. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2018, no. 108, pp.656–662.
7. Sakul A, Cumaoğlu A, Aydin E, Ari N, Dilsiz N, Karasu C. Age- and diabetes-induced regulation of oxidative protein modification in rat brain and peripheral tissues: consequences of treatment with antioxidant pyridoindole. Exp Gerontol., 2013, Vol. 48 no. 5, pp. 476-84. doi: 10.1016/j.exger.2013.02.028.
8. Darenskaya M.A., Chugunova E.V., Kolesnikov S.I., Semenova N.V., Nikitina O.A., Kolesnikova L.I.. Lipid peroxidation processes in men with type 1 diabetes mellitus following α-lipoic acid treatment. AIMS Medical Science, 2021, Vol. 8, no.4, pp. 291-300. doi: 10.3934/medsci.2021024
9. Дуру К.Ц., Ковалева Е.Г., Данилова И.Г., Гетте И.Г. Влияние изофлавоноидов на биохимические и морфометрические показатели крыс с аллоксановым сахарным диабетом // Вестник уральской медицинской академической науки. — 2021. — Т. 18, № 4. — С. 270-281. DOI: 10.22138/2500-0918-2021-18-4-270-281
10. Sari M.I., Tala Z.Z., Wahyuni D.D. Association between Glycated Hemoglobin with the Levels of Serum Proinflammatory Cytokines and Antioxidants in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus in Universitas Sumatera Utara Hospital. Open Access Maced J Med Sci., 2019, Vol. 7, no. 5, pp. 715-720. doi: 10.3889/oamjms.2019.168.
11. Danilova, I. G., Bulavintceva, T. S., Gette, I. F., Medvedeva, S. Y., Emelyanov, V. V., & Abidov, M. T. Partial recovery from alloxan-induced diabetes by sodium phthalhydrazide in rats. Biomedicine and Pharmacotherapy, 2017, Vol. 95, pp. 103-110. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2017.07.117
12. Mohamed A.A., Khater S.I., Hamed Arisha A, Metwally M.M.M., Mostafa-Hedeab G., El-Shetry E.S. Chitosan-stabilized selenium nanoparticles alleviate cardio-hepatic damage in type 2 diabetes mellitus model via regulation of caspase, Bax/Bcl-2, and Fas/FasL-pathway. Gene, 2021, Vol. 768, pp. 145288. doi: 10.1016/j.gene.2020.145288
13. Pourkhalili N, Hosseini A, Nili-Ahmadabadi A, Rahimifard M, Navaei-Nigjeh M, Hassani S, Baeeri M, Abdollahi M. Improvement of isolated rat pancreatic islets function by combination of cerium oxide nanoparticles/sodium selenite through reduction of oxidative stress. Toxicol Mech Methods., 2012, Vol. 22, no. 6, pp. 476-82. doi: 10.3109/15376516.2012.673093.
14. Cardoso BR, Ganio K, Roberts BR. Expanding beyond ICP-MS to better understand selenium biochemistry. Metallomics, 2019, Vol. 11, no. 12, pp. 1974-1983. doi: 10.1039/c9mt00201d.
15. Веревкина И.В., Точилкин А.И., Попова Н.А. Колориметрический метод определения SH-групп и –SS-связей в белках при помощи 5,5′-дитиобис(2-нитробензойной) кислоты. В кн.: Современные методы в биохимии. М.: Медицина. 1977. С. 223-231.
16. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты. В кн.: Современные методы в биохимии. М.: Медицина, 1977. С. 66-68.
17. Королюк, М.А., Иванова Л.Н., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. – 1988. – № 1. – С. 16 –19.
18. Beauchamp Ch., Fridovich I. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Anal. Biochem., 1971, Vol. 44, no. 1., pp. 276-287.
19. Mills G.C. The purification and properties of glutathionperoxidase of erythrocytes. I. Biol. Chem. 1959. Vol., no/ 5 231, №5., pp. 502-506.

Авторы
Гетте Ирина Федоровна
ФГБУН «Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской академии наук»
Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории Морфологии и биохимии
Российская Федерация, 620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, д. 106
i.goette@yandex.ru

Федотов Михаил Александрович
ФГБУН «Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук»
Кандидат технических наук, младший научный сотрудник лаборатории Новых металлургических процессов и сплавов (№ 24)
Российская Федерация, 119334, г. Москва, Ленинский проспект, д. 49
mikle_fed@mail.ru

Султанова Татьяна Рашидовна
ФГБУН «Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской академии наук»
Младший научный сотрудник лаборатории Морфологии и биохимии
Российская Федерация, 620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, д. 106
Tatiana.Sultanova.97@yandex.ru

Беда Елизавета Сергеевна
ФГАОУ ВО Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Магистрант кафедры Медицинской биохимии и биофизики
Российская Федерация, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
liza85427@gmail.com

Савченко Глеб Денисович
ФГАОУ ВО Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Магистрант кафедры Медицинской биохимии и биофизики
Российская Федерация, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
dlgousg@gmail.com

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.