Age-related changes of glycolytic activity and antioxidant capacity in the blood of alloxan diabetic rats

Abstract

The increasing incidence of type 1 diabetes coupled with advances in treatment of type 1 diabetes has resulted in an unprecedented number of older adults living with and controllable type 1 diabetes. The objective of this experimental study was to assess the impact of aging on the level of basal glycaemia and activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase [EC1.1.1.49], pyruvate kinase [EC 2.7.1.40] and glutathione reductase [EC1.6.4.2] in erythrocytes of alloxan-diabetic rats. Methods: We used 100 male Wistar rats, divided into two age groups: I group included- 2-month (adult) animals, and II group was made up of 4-month (old) animals. Diabetes was modelled by injecting the rats with 5% solution of alloxan monohydrate intraperitoneally in a dose of 170 mg/kg. Blood was taken from the tail vein to evaluate the basal glycaemia on 5-th and 47-th day after the alloxan injection. Rats were sacrificed on the 47-th day of the experiment in accordance with the regulations on ethical treatment of vertebrates. The assessment of the activity of the enzymes was carried out by standard methods. Statistical analysis was performed by using Statistica 10 StatSoft Inc. Results. The level of basal glycaemia on the fifth day of the experiment in the animals of both groups went up on average by 115% from baseline values. We founded that on 47-th day this index was higher in group of old rats by 20% than in adult rats. Pyruvate kinase activity in erythrocytes of adult and old animals with diabetes decreased by 35% and 50% respectively compared with the control. Glucose-6-phosphate dehydrogenase activity in erythrocytes of adult and old animals with diabetes decreased by 27% and 45% respectively compared with the control on 47-th day. The changes may be considered as the result of age-related disorders of glucose metabolism due to disturbances in free radical mechanisms. Glutathione reductase activity in erythrocytes of adult and old animals with diabetes decreased by 29% and 35% respectively compared with the control on 47-th day. Conclusion. We have determined when getting aged, the alloxan-diabetic rats demonstrate changes in the sensitivity of pyruvate kinase, glucose-6-phosphate dehydrogenase and glutathione reductase activities in erythrocytes resulted from the effect of diabetes mellitus factors (hyperglycaemia). We can suggest that glycaemic control is key purpose for older patients with type 1 diabetes in order to prevent of complication, which can be aggravated with age.

Зростаюча захворюваність на цукровий діабет 1-го типу в поєднанні з прогресом лікування діабету 1-го типу зумовила безпрецедентну кількість дорослих людей, які живуть та лікують діабет 1-го типу. Об’єктом цього експериментального дослідження було встановити вплив старіння на рівень базальної глікемії та активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази [EC1.1.1.49], піруваткінази [EC 2.7.1.40] та глутатіонредуктази [EC1.6.4.2] в еритроцитах щурів з алоксановим діабетом. Матеріали та методи. Ми використовували 100 щурів самців Wistar, дві вікові групи: 2-місячний (дорослий) та II - 4-місячний (старий). Алоксановий діабет викликали шляхом ін'єкції щурам 5% розчину алоксану моногідрату внутрішньочеревно з розрахунку 170 мг / кг. Кров відбирали з хвостової вени для оцінки БГ на 5-й і 47-й день після введення алоксану. Декапітацію тварин проводили на 47-й день експерименту відповідно до етичного поводження з тваринами. Визначення активності ферментів проводилось стандартними методами. Статистичний аналіз проводили за допомогою Statistica 10 StatSoft Inc. Результати. Рівень базальної глікемії на п’ятий день експерименту у тварин обох груп в середньому зростав на 115% від значень контролю. Ми встановили, що на 47-й день цей показник був вищим у групі старих щурів на 20% більше, ніж у дорослих щурів. Активність піруваткінази в еритроцитах дорослих і старих тварин з діабетом знизилася на 35% і 50% відповідно порівняно з контролем. Активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в еритроцитах дорослих та старих тварин із діабетом знизилася на 27% та 45% відповідно порівняно з контролем на 47-й день. Зміни можуть бути наслідком вікових порушень метаболізму глюкози через порушення механізмів вільних радикалів. Активність глутатіонредуктази в еритроцитах дорослих та старих тварин із діабетом зменшилась на 29% та 35% відповідно порівняно з контролем на 47-й день. Висновок. Ми встановили, що в ході старіння відбулися зміни чутливості активностей піруваткінази, глюкозо-6-фосфатдегідрогенази та глутатіонредуктази в еритроцитах щурів з алоксановим діабетом до впливу діабетичного статусу (гіперглікемія). Ми висунули гіпотезу, що контроль глікемії є цільовим призначенням для літніх пацієнтів з діабетом 1 типу для запобігання ускладнень, пов'язаних зі старінням організму.

Растущая заболеваемость сахарным диабетом 1-го типа в сочетании с прогрессом лечения диабета 1-го типа обусловила беспрецедентное количество взрослых людей, которые живут и лечат диабет 1-го типа. Объектом этого экспериментального исследования было установить влияние старения на уровень базальной гликемии и активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы [EC1.1.1.49], пируваткиназы [EC 2.7.1.40] и глутатионредуктазы [EC1.6.4.2] в эритроцитах крыс с аллоксановым диабетом. Материалы и методы. Мы использовали 100 крыс самцов Wistar, две возрастные группы: 2-месячный (взрослый) и II - 4-месячный (старый). Аллоксановый диабет вызвали путем инъекции крысам 5% раствора аллоксана моногидрата внутрибрюшинно из расчета 170 мг / кг. Кровь отбирали из хвостовой вены для оценки базальной гликемии на 5-й и 47-й день после введения аллоксана. Декапитацию животных проводили на 47-й день эксперимента в соответствии с принципами этического обращения с животными. Определение активности ферментов проводилось стандартными методами. Статистический анализ проводили с помощью Statistica 10 StatSoft Inc. Результаты. Уровень базальной гликемии на пятый день эксперимента у животных обеих групп вырос в среднем на 115% от значений контроля. Мы установили, что на 47-й день этот показатель был выше в группе старых крыс на 20% больше, чем у взрослых крыс. Активность пируваткиназы в эритроцитах взрослых и старых животных с диабетом снизилась на 35% и 50% соответственно по сравнению с контролем. Активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах взрослых и старых животных с диабетом снизилась на 27% и 45% соответственно по сравнению с контролем на 47-й день. Изменения могут быть следствием возрастных нарушений метаболизма глюкозы из-за нарушения механизмов свободных радикалов. Активность глутатионредуктазы в эритроцитах взрослых и старых животных с диабетом уменьшилась на 29% и 35% соответственно по сравнению с контролем на 47-й день. Вывод. Мы установили, что в ходе старения произошли изменения чувствительности активностей пируваткиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и глутатионредуктазы в эритроцитах крыс с аллоксановым диабетом к влиянию диабетического статуса (гипергликемия). Мы выдвинули гипотезу, что контроль гликемии является целевым назначением для пожилых пациентов с диабетом 1 типа для предотвращения осложнений, связанных со старением организма.