Гиполипидемическое и гипогликемическое действие пептида LYS-GLU-TRP-NH2 у крыс с сочетанными метаболическими нарушениями

Изучено влияние пептида Lys-Glu-Trp-NH₂ в дозах 0.2, 20 и 2000 мкг/кг на показатели липидного и углеводного обмена у крыс-самцов Вистар в комбинированной эксперимен­тальной модели гиперлипидемии и сахарного диабета. Установлено, что трипептид в дозе 2000 мкг/кг оказывает в отношении атерогенных липопротеинов гиполипидемическое действие, уменьшает выраженность процессов ПОЛ, восстанавливает активность анти­оксидантной системы и уровень ЛПВП. Применение трипептида оказывает гипоглике­мическое действие, способствует нормализации специфических для данной патологии морфофункциональных изменений в ткани поджелудочной железы и печени.

Нарушения липидного и углеводного обмена яв­ляются ведущими патогенетическими факторами метаболического синдрома, при котором значи­тельно повышается риск развития сердечно-сосу­дистых заболеваний и сахарного диабета [13].

Современная фармакотерапия метаболичес­кого синдрома направлена прежде всего на кор­рекцию дислипидемий и инсулинорезистентности. Однако препаратов, которые могут значимо сни­жать все метаболические факторы риска в тече­ние длительного периода, в настоящее время не существует, поэтому растет интерес к стратегиям лечения, которые эффективно корригировали бы несколько факторов риска, тем самым уменьшая проблемы, связанные с полипрагмазией [12].

Анализ полифункциональных эффектов корот­ких пептидов позволяет выделить некоторые клю­чевые терапевтические мишени для этих препа­ратов при коррекции метаболических нарушений.

Ранее установлено, что применение в комплекс­ном лечении больных сахарным диабетом 1-го типа пептида Glu-Trp способствовало более выражен­ному и стойкому снижению содержания гликиро- ванного гемоглобина А_1с и уровня общего холесте­рина [1]. Введение пептида Lys-Glu больным сахар­ным диабетом 1 -го типа в стадии декомпенсации на фоне общепринятой терапии приводило к нор­мализации показателей коагулограммы, умень­шая или полностью устраняя явления синдрома диссеминированного внутрисосудистого сверты­вания крови [2].

Короткие пептиды Lys-Arg-Glu-Ser и Phe-Arg- Glu-Leu, являющиеся миметиками аполипопротеи- на, воздействуют на метаболизм ЛПНП и при перо­ральном приеме уменьшают развитие атероскле­роза у аполипопротеин Е-нокаутных мышей [14].

Результаты изучения эффективности примене­ния глицин- и пролйнсодержащих пептидов (Рго- Gly, Pro-Gly-Pro, Pro-Gly-Arg, Gly-Pro-Arg, Arg-Pro-Gly, Pro-Giy-Pro-Arg, Pro-Gly-Pro-Leu, Arg-Pro-Gly-Pro, Phe-Pro-Gly-Pro) в экспериментальных моделях сахарного диабета 1-го и 2-го типа при различных способах введения свидетельствуют о гипоглике­мическом и противосвертывающем действии этих коротких пептидов [3-5,8,9,11]. Гипогликемическим действием при аллоксановом и стрептозотоци- новом диабете также обладает тетрапептид Lys- Glu-Asp-Trp-NH₂ [10].

Целью данной работы являлось изучение влия­ния пептида Lys-Glu-Trp-NH₂ при пероральном при­менении на показатели липидного и углеводного обмена у крыс с сочетанными метаболическими нарушениями.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты были проведены на инбредных крысах- самцах Вистар (л=48) массой 220-240 г, которые были распределены на 6 групп: 1-я — интактные животные (л=8); 2-я — патология (контроль; л=8); 3-я — патология+препарат сравнения глибенкла- мид (“Фармстандарт-Лексредства”) в дозе 0.4 мг/кг (л=8); 4-я — патология+пептид Lys-Glu-Trp-NH, в до­зе 0.2 мкг/кг (л=8); 5-я — патология+пептид Lys-Glu- Trp-NH,, в дозе 20 мкг/кг (л=8); 6-я — патология+ пептид Lys-Glu-Trp-NH₂ в дозе 2000 мкг/кг (л=8).

Исследуемый трипептид и препарат сравнения вводили животным внутрижелудочно через зонд, предварительно растворив в стерильном раство­ре NaCI.

Комбинированная экспериментальная модель гиперлипидемии и сахарного диабета заключа­лась в следующем: после 24-часового лишения пищи (при сохраненном доступе к воде) крысам внутрибрюшинно однократно вводили раствор ал­локсана в дозе 90 мг/кг, затем ежедневно в тече­ние 20 сут — масляный раствор холестерина в до­зе 40 мг/кг per os. С 11 -е по 20-е сутки от начала моделирования проводили терапию препаратами также per os (10 сут терапии). На 21-е сутки жи­вотных после наркотизации золетилом (25 мг/кг внутрибрюшинно) декапитировали с последующим сбором крови в пробирки для получения плазмы.

С помощью методов биохимического анализа в плазме крови оценивали уровень глюкозы, АлАТ, АсАТ, общего холестерина, холестерина ЛПНП, холестерина ЛПВП, коэффициент атерогенности, содержание триацилглицеридов, МДА, каталазы, коэффициент дисбаланса системы (ПОЛ—антиок­сидантная система); в печени определяли содер­жание гликогена и гликозаминогликанов. Биохи­мические показатели определяли с помощью на­боров фирмы “Ольвекс Диагностикум”; уровень МДА — по реакции с ТБК; гликоген в печени — после десмолиза ткани гидроксидом калия и гид­ролиза гликогена до глюкозы; гликозаминоглика- ны — с помощью набора фирмы “Biocolor”. Изме­рения проводили на мультифункциональном ри- дере “Synergy-2” (“Bio Тек Instr. Inc.”).

Для гистологического исследования кусочки печени и поджелудочной железы крыс фиксирова­ли в 10% нейтральном формалине и после стан­дартной проводки через серию растворителей за­ливали в парафин. Срезы тканей толщиной 5-6 мкм окрашивали гематоксилином и эозином.

Статистическую обработку полученных резуль­татов проводили с использованием пакетов про­грамм “Excel” и “Statistica 6.0”. Различия между вы­борками оценивали с помощью U критерия Манна— Уитни и считали значимыми при р<0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

У животных контрольной группы отмечали нали­чие выраженной гипергликемии и увеличение ак­тивности аминотрансфераз, что характеризовало развитие метаболических нарушений как в под­желудочной железе (сахарный диабет), так и в пе­чени (неалкогольный стеатогепатоз). Липидная нагрузка на фоне сахарного диабета сопровож­далась повышением уровня общего холестерина (в 1.5 раза) и холестерина ЛПНП (в 3 раза), триа­цилглицеридов (в 2.5 раза) и снижением концен­трации холестерина ЛПВП (в 1.3 раза; табл. 1). Это приводит в данных условиях эксперимента к повышению атерогенности плазмы крови (в 4 ра­за), что наряду с нарушениями функции эндоте­лия сосудов при сахарном диабете лежит в осно­ве патогенеза сосудистой патологии при метабо­лическом синдроме, а образованные в результате липолиза свободные жирные кислоты нарушают периферическую утилизацию глюкозы.

Глибенкламид существенно улучшал состоя­ние липидного обмена. На фоне терапии происхо­дило умеренное снижение абсорбции холестерина в кишечнике, что сопровождалось значимым отли­чием показателей общего холестерина, холестери­на ЛПНП, триацилглицеридов и коэффициента ате­рогенности от таковых у крыс контрольной группы.

Терапия пептидом Lys-Glu-Trp-NH₂ в различ­ных дозах также приводила к улучшению липид­ного обмена (для всех изученных доз в отношении показателя общего холестерина), но наиболее зна­чимыми были снижение показателя атерогеннос­ти плазмы крови и нормализация уровня холесте­рина ЛПВП на фоне введения дозы 2000 мкг/кг. По своей активности пептид в этой дозе превосхо­дил действие препарата сравнения глибенклами- да (табл. 1).

Терапия глибенкламидом достоверно умень­шала выраженность гипергликемии, однако уро­вень глюкозы в крови не достигал нормальных значений. По влиянию на функцию печени глибен­кламид несколько снижал лишь повышенную ак­тивность АлАТ, не оказывая влияния на актив­ность АсАТ.

Введение животным пептида Lys-Glu-Trp-NH₂ также приводило к снижению уровня глюкозы в крови, что может рассматриваться как наличие существенного противодиабетического действия. При этом действие пептида в дозе 2000 мкг/кг было сопоставимо с глибенкламидом. Для три- пептида была установлена четкая дозовая зави­симость снижения гипергликемии: максимальное снижение уровня глюкозы при применении в дозе 2000 мкг/кг (табл. 1).

Таблица 1. Влияние пептида Lys-Glu-Trp-NH₂ на биохимические показатели в плазме крови крыс с сочетанными нарушениями липидного и углеводного обмена

Примечание. КА — коэффициент атерогенности, АОС — антиоксидантная система. Здесь и в табл. 2: р<0.05 по сравнению с показателями *интактной, +контрольной групп, °с пептидом в дозе 0.2 и 20 мкг/кг, хс глибенкламидом.

В отличие от препарата сравнения исследуе­мый пептид в дозе 2000 мкг/кг оказывал позитив­ное воздействие на нарушенные функции печени.

Метаболические нарушения, особенно при са­харном диабете, сопровождаются активацией про­цессов свободнорадикального окисления.

У крыс контрольной группы в плазме крови были выявлены умеренное увеличение уровня ко­нечного продукта ПОЛ МДА и снижение активнос­ти фермента антиоксидантной защиты каталазы с 6-кратным увеличением коэффициента дисба­ланса ПОЛ—антиоксидантная система.

Гипогликемическая терапия глибенкламидом лишь в незначительной степени снижала накоп­ление МДА (в 1.1 раза) и увеличивала активность каталазы (в 1.4 раза) по сравнению с контрольной группой. При этом коэффициент дисбаланса ПОЛ— антиоксидантная система снижался в 1.6 раза. Та­ким образом, противодиабетический препарат гли- бенкламид обладал незначительным антиоксидант­ным действием, которое связано скорее всего с блокированием процессов всасывания липидов в кишечнике и снижением выраженности гликемии.

Терапия исследуемым трипептидом (особен­но в дозе 2000 мкг/кг) способствовала снижению уровня МДА и выраженному увеличению активнос­ти каталазы (практически до уровня интактных жи­вотных), значимому снижению коэффициента дис­баланса ПОЛ—антиоксидантная система (табл. 1).

Гипергликемия при метаболическом синдро­ме приводит к активации синтеза протеогликанов в печени. При этом в условиях сахарного диабета запасы гликогена в гепатоцитах снижаются до ми­нимального уровня.

В контрольной группе животных уровень глико­гена в печени был снижен в 18 раз по сравнению со здоровыми крысами. Накопление протеоглика­нов приводило к повышению уровня гликозаминогликанов в 1.3 раза по сравнению с интактными животными (табл. 2).

Таблица 2. Влияние пептида Lys-Glu-Trp-NH₂ на уровень гликогена и гликозаминогликанов в печени крыс с сочетанными нарушениями липидного и углеводного обмена

В группе животных, получавших глибенкламид, отмечались умеренное увеличение запасов гликогена печени и слабое угнетение накопле­ния гликозаминогликанов. Это согласуется с дан­ными о влиянии глибенкламида на функцию гепатоцитов.

У крыс, которым вводили разные дозы пепти­да, отмечали дозозависимое увеличение уровня гликогена в гепатоцитах: сравнимое с действием глибенкламида при дозе 0.2 мкг/кг, превосходя­щее действие препарата сравнения в 2.8 раза при дозе 20 мкг/кг, почти в 5 раз при дозе 2000 мкг/кг (табл. 2). Однако полной нормализации содержа­ния гликогена в печени не наблюдалось.

Значимое действие на уровень гликозамино­гликанов в печени зарегистрировано лишь на фо­не введения трипептида в дозе 2000 мкг/кг. При данном курсе терапии степень нарушения синтеза и распада гликозаминогликанов в печени была минимальной по сравнению с остальными группа­ми, что также согласуется с полученными нами результатами в отношении показателей углевод­ного обмена в крови.

Гистологическое исследование срезов тканей печени и поджелудочной железы показало, что пептид Lys-Glu-Trp-NH₂ оказывает положительное действие на их морфологическую структуру на фоне метаболических нарушений. При оценке мор­фологической картины у животных, получавших экспериментальную терапию, максимальный по­зитивный эффект был выявлен при применении трипептида в дозе 2000 мкг/кг в виде сохранения размеров и количества (3-клеток поджелудочной железы.

В предыдущих исследованиях было установле­но, что короткие пептиды при пероральном приме­нении способствуют восстановлению структурно­функционального состояния органов дуоденохо- ледохопанкреатической зоны [6,7]. Ведущая роль в этих процессах, вероятно, принадлежит воздейст­вию на механизмы нейроиммуногуморальной ре­гуляции метаболических процессов в клетках этих органов.

Результаты проведенного эксперимента сви­детельствуют о гиполипидемическом и гипоглике­мическом действии пептида Lys-Glu-Trp-NH₂ при пероральном применении, что обусловлено преж­де всего его стимулирующим влиянием на процес­сы репаративной регенерации клеток поджелудоч­ной железы и печени, нормализацией активности системы антиоксидантной защиты организма.

Литература: