Актуальность. Сахарный диабет имеет значительное распространение, поражает людей работоспособного возраста и вызывает инвалидизирующие осложнения, что требует создания новых подходов к их профилактике и лечению. Экспериментальный стрептозотоцин-индуцированный диабет позволяет изучать патогенез глюкотоксических эффектов и проводить скрининг антидиабетических препаратов.
Цель исследования — изучение состояния мембран митохондрий гепатоцитов при экспериментальном сахарном диабете (СД) и его коррекции производным ниацин-оксиэтилиден-дифосфонато-германатом (NicH)2 [Ge(OH)2 (Oedph)]. H2O (МИГУ-4) с молярной массой 593 Г/моль.
Материал и методы исследования. Экспериментальный СД моделировали внутрибрюшинным (в/бр) применением стрептозотоцина (СТЗ) (“Sigma Aldrich ru”, 50 мг/кг), МИГУ-4 вводили в дозе 25,0 мг/кг, в/бр. Применяли флуоресцентные зонды: универсальный — 1-анилинонафталин-8-сульфонат (1,8-АНС), который электронегативен и погружается в верхнем слое липидного бислоя; гидрофобный — N-фенил-1-нафталамин (1-ФНА), имеющий сульфогруппы, который погружается глубоко в липидный бислой (на 8 C от триметиламиногруппы фосфолипидов). С помощью зондов исследовали: интенсивность флуоресценции (Fmol), удельное число центров связывания зонда (N), константу связывания (Кb) и константу диссоциации (Kd) зондов. Выделение мембран проводили путем центрифугирования, контроль чистоты выполняли с помощью световой микроскопии. Флуоресценцию исследовали с помощью спектрофотометра “Opton” (Германия) при длинах волн: для АНС — 360 и 480 нм; для 1-ФНА — 350–420 нм.
Результаты исследования. Через две недели после введения МИГУ-4 уровень глюкозы в крови составил (15,14±0,83) ммоль/л, через месяц — (14,02±0,76) ммоль/л, а через 3 мес. — (10,25±0,39) ммоль/л, в то время как применение инсулина в аналогичные сроки наблюдения обеспечивало снижение содержания глюкозы до (10,37±0,95); (8,17±0,64) и (7,89±0,39) ммоль/л соответственно. Fmol зонда 1,8-АНС при сформированном диабете снижалась более чем в 8 раз, Kb зонда, число центров связывания (N) зонда возрастали в 5 раз, а константа диссоциации (Kd) уменьшалась более чем в 4 раза. Fmol зонда 1-ФНА у крыс с диабетом снижалась на 61,2 %, показатель N возрастал более чем в два раза. На фоне применения МИГУ-4 указанные нарушения выраженным образом устранялись, хотя сохранялись отличия от показателей в группе контроля. При совместном применении МИГУ-4 и инсулина исследуемые показатели не отличались от контроля.
Выводы. При экспериментальном стрептозотоцин-индуцированном диабете отмечаются существенные нарушения со стороны липидного бислоя мембран митохондрий гепатоцитов, которые более выражены в поверхностном слое мембраны. Применение ниацин-оксиэтилиден-дифосфонато-германата (МИГУ-4) устраняет диабет-провоцированные изменения липидного бислоя мембран и увеличивает корригирующий эффект инсулина.