Influence of melatonin on age-related changes of carbohydrate metabolism and antioxidant capacity in the blood of alloxan diabetic rats
Ескіз недоступний
Дата
2021
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Полтавський державний медичний університет
Анотація
Melatonin and its metabolites have potent antioxidant/anti-inflammatory properties, and they have proven to
be highly effective in a variety of disorders linked to inflammation and oxidative stress. The object of this experimental
research was to ascertain the influence of aging on the level of basal glycemia 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 on the background of melatonin injections. Methods: We
used 100 male Wistar rats, two age groups: the - 2-month (adult), and II - 4-month (old). Alloxan diabetes
was evoked via injecting the rats with a 5% solution of alloxan monohydrate intraperitoneally in a dose of 170
mg/kg. Four days after diabetes induction, rats were divided into diabetic (untreated) and melatonin-diabetic
group (10 mg/kg, daily and intraperitoneally for six weeks). Blood was taken from the tail vein evaluate the
basal glycemia on 5-th and 47-th day after the injection of alloxan. Rats were sacrificed at the 47-th day of
the experiment accordance with the ethical treatment of animals. Determinations of the enzymes activities
were by standard methods. Statistical analysis was performed using Statistica 10 StatSoft Inc. Results. The
level of basal glycemia on the fifth day of the experiment in animals of both groups increased on average by
115% from baseline values. We founded that on 47-th day this index was higher in group of old rats on 20%
more than in adult rats. Pyruvate kinase activity in erythrocytes of adult and old animals with diabetes decreased
by 34% and 51% respectively compared with the control. glucose-6-phosphate dehydrogenase activity
in erythrocytes of adult and old animals with diabetes decreased by 25% and 44% respectively compared
with the control on 47-th day. The changes may be 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 30% and 36% respectively compared with the control on
47-th day. A 42-days injection of melatonin to the alloxan diabetic rats of both groups contributed to a normalization
of the level of basal glycemia, the activities of pyruvate kinase and glutathione reductase in the rat
blood, as well as to a considerable increase of the activity of glucose-6-phosphate dehydrogenase, whose
level exceeded by average 9% this particular index in the control group of animals. Under the influence of
melatonin increase activity of glucose-6-phosphate dehydrogenase in the blood of rats may be due to the increasing
number of substrate for glucose-6-phosphate dehydrogenase (stimulating the flow of glucose into
cells and its phosphorylation) and direct action. Conclusion. In this case melatonin probably increases use of
glucose for regeneration of NADPH2 and aerobic oxidation of glucose that indicate an acceleration of antioxidative
protection and energy production in blood of adult and old diabetic rats.
Meлатонiн та його метаболiти володiють потенцiйними антиоксидантними та протизапальними властивостями, а також доведено їхню високу ефективнiсть при використаннi у лiкуваннi захворювань, що супроводжуються порушенням антиоксидантної системи захисту та запаленням. Об’єктом цього експериментального дослідження було встановити вплив старіння на рівень базальної глікемії та активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази [КФ1.1.1.49], піруваткінази [КФ2.7.1.40] та глутатіонредуктази [КФ1.6.4.2] в еритроцитах щурів з алоксановим діабетом на фонi уведення мелатонiну. 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. У кожнiй з дiабетичних груп було видiлено групу тварин без корекції та групу тварин, яким вводили мелатонiн iнтраперитонеально з розрахунку 10 мг на кг маси тварини. Кров відбирали з хвостової вени для оцінки базальної глікемії 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 34% і 51% відповідно порівняно з контролем. Активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в еритроцитах дорослих та старих тварин із діабетом знизилася на 25% та 44% 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 30% та 36% відповідно порівняно з контролем на 47-й день. Введення мелатоніну впродовж 42 днiв щоденно діабетичним щурам обох груп сприяла нормалізації рівня базальної глікемії, активності піруваткінази та глутатіонредуктази у крові щурів, а також значному збільшенню активності глюкозо-6- фосфатдегідрогенази, рівень активностi якого перевищив у середньому на 9% цей конкретний показник у контрольній групі тварин. Під впливом мелатоніну підвищення активності глюкозо-6- фосфатдегідрогенази в крові щурів може бути обумовлене збільшенням кількості субстрату для глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (стимулювання надходження глюкози в клітини та фосфорилювання) i безпосередньою дією. Висновок. У цьому дослiдженнi мелатонін, ймовірно, збільшує використання глюкози для регенерації НАДФН2 та аеробного окислення глюкози, що свідчить про прискорення антиоксидантного захисту та вироблення енергії в крові дорослих та старих діабетичних щурів.
Meлатонiн та його метаболiти володiють потенцiйними антиоксидантними та протизапальними властивостями, а також доведено їхню високу ефективнiсть при використаннi у лiкуваннi захворювань, що супроводжуються порушенням антиоксидантної системи захисту та запаленням. Об’єктом цього експериментального дослідження було встановити вплив старіння на рівень базальної глікемії та активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази [КФ1.1.1.49], піруваткінази [КФ2.7.1.40] та глутатіонредуктази [КФ1.6.4.2] в еритроцитах щурів з алоксановим діабетом на фонi уведення мелатонiну. 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. У кожнiй з дiабетичних груп було видiлено групу тварин без корекції та групу тварин, яким вводили мелатонiн iнтраперитонеально з розрахунку 10 мг на кг маси тварини. Кров відбирали з хвостової вени для оцінки базальної глікемії 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 34% і 51% відповідно порівняно з контролем. Активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в еритроцитах дорослих та старих тварин із діабетом знизилася на 25% та 44% 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 30% та 36% відповідно порівняно з контролем на 47-й день. Введення мелатоніну впродовж 42 днiв щоденно діабетичним щурам обох груп сприяла нормалізації рівня базальної глікемії, активності піруваткінази та глутатіонредуктази у крові щурів, а також значному збільшенню активності глюкозо-6- фосфатдегідрогенази, рівень активностi якого перевищив у середньому на 9% цей конкретний показник у контрольній групі тварин. Під впливом мелатоніну підвищення активності глюкозо-6- фосфатдегідрогенази в крові щурів може бути обумовлене збільшенням кількості субстрату для глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (стимулювання надходження глюкози в клітини та фосфорилювання) i безпосередньою дією. Висновок. У цьому дослiдженнi мелатонін, ймовірно, збільшує використання глюкози для регенерації НАДФН2 та аеробного окислення глюкози, що свідчить про прискорення антиоксидантного захисту та вироблення енергії в крові дорослих та старих діабетичних щурів.
Опис
Ключові слова
melatonin, blood, alloxan diabetes, aging, rats, мелатонiн, кров, алоксановий діабет, старіння, щури
Бібліографічний опис
Yaremii I. M. Influence of melatonin on age-related changes of carbohydrate metabolism and antioxidant capacity in the blood of alloxan diabetic rats / I. M. Yaremii, O. Yu. Kushnir // Актуальні проблеми сучасної медицини: Вісник Української медичної стоматологічної академії. – 2021. – Т. 21, вип. 3 (75). – С. 228–233.