ВПЛИВ 14 ДОБОВОГО ВВЕДЕННЯ МЕЛАТОНІНУ НА ПРОДУКЦІЮ ГІДРОГЕН СУЛЬФІДУ У ПЕЧІНЦІ ЩУРІВ З АЛОКСАНІНДУКОВАНИМ ЦУКРОВИМ ДІАБЕТОМ

Геруш І. В., Лугініч Н. М.

КЛІНІЧНА ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА

Наукова стаття

H2 S ендогенного походження є важливим компонентом багатьох біохімічних процесів в організмі. Однак роль гідроген сульфіду при цукровому діабеті вивчена недостатньо. Метою роботи було дослідити вплив 14 добового введення мелатоніну на концентрацію і продукцію гідроген сульфіду, а також активність ферментів його синтезу в печінці щурів з алоксаніндукованим цукровим діабетом. Досліди проведені на білих безпородних статевозрілих щурах-самцях з масою тіла – 0,15-0,18 кг. Цукровий діабет був викликаний внутрішньоочеревинним введенням 5% розчину моногідрату алоксану. Мелатонін вводили інтрагастрально щодня упродовж 14 днів. Встановлено зниження концентрації H2 S і збільшення продукції H2 S у печінці діабетичних щурів, порівняно з контрольною групою. H2 S продукуюча активність CSE, CBS і CAT в алоксандіабетичних щурів була підвищеною порівняно з показниками контрольної групи щурів. У алоксандіабетичних щурів, які отримували мелатонін, зростала концентрація H2 S і знижувалася продукція H2 S порівняно з діабетичною групою тварин. Також спостерігалось зниження активностей CSE, CBS і CAT в печінці в порівнянні з алоксандіабетичною групою. Знайдені позитивні кореляції між досліджуваними показниками, що вказують як на зв’язок між концентрацією і продукцією H2 S та активністю ферментів його синтезу, так і на зв’язок між цими ферментами. Введення мелатоніну нормалізує концентрацію H2 S і активність CSE в печінці алоксандіабетичних щурів, що сприяє зниженню рівня глюкози в крові, проте виявлене зниження продукції H2 S та активностей CBS і CAT не досягало рівня показників контрольної групи. Позитивний ефект мелатоніну може бути пов’язаний з підвищенням антиоксидантного захисту організму.

цукровий діабет, щури, мелатонін, печінка, гідроген сульфід.

1.  Kashfi K, Olson KR. Biology and therapeutic potential of hydrogen sulfide and hydrogen sulfide-releasing chimeras. Biochem Pharmacol. 2013;85(5):689-703. DOI: 10.1016/j.bcp.2012.10.019
2.  Pouokam E, Althaus M. Epithelial electrolyte transport physiology and the gasotransmitter hydrogen sulfide. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2016; Article ID 4723416:13. Available from: http://dx.doi.org/10.1155/2016/4723416
3. Cheung SH, Lau JYW. Hydrogen sulfide mediates athero-protection against oxidative stress via S-sulfhydration. PLoS ONE. 2018;13(3):e0194176. Available from: https://doi.org/10.1371/journal. pone.0194176
4. Kang J, Neill DL, Xian M. Phosphonothioate-based hydrogen sulfide releasing reagents: chemistry and biological applications. Frontiers in Pharmacology. 2017;8:Article 457. DOI: 10.3389/fphar.2017.00457
5. Perridon BW, Leuvenink H, Hillebrands JL, Goor H, Bos EM. The role of hydrogen sulfide in aging and age‐related pathologies Aging. 2016;8(10):2264-89.
6.  Mohamed J, Nazratun Nafizah, Zariyantey AH, Budin AH. Mechanisms of diabetes-induced liver damage the role of oxidative stress and inflammation. Sult. Qaboos Univ. Med. J. 2016;16(2):132-41.
7. Kamath A, Rather ZA. Melatonin for atypical antipsychotic-induced metabolic adverse effects: a meta-analysis of randomized controlled trials. BioMed Research International. 2018; Article ID 4907264:8. Available from: https://doi.org/10.1155/2018/4907264
8. Song J, Whitcomb DJ, Kim BC. The role of melatonin in the onset and progression of type 3 diabetes. Molecular Brain. 2017;10:35. DOI: 10.1186/s13041-017-0315-x
9.  Akinola O, Gabriel M, Suleiman AA, Olorunsogbon F. Treatment of alloxan-induced diabetic rats with metformin or glitazones is associated with amelioration of hyperglycaemia and neuroprotection. The Open Diabetes Journal. 2012;5:8-12.
10.  Stipanuk MH, Beck PW. Characterization of the enzymic capacity for cysteine desulphhydration in liver and kidney of the rat. Biochem J. 1982;206:267-77.
11.  Yang G, Yang W, Wu L, Wang R. H2S, Endoplasmic reticulum stress, and apoptosis of insulin-secreting beta cells. J Biol Chem. 2007;282:16567- 76.
12. Gao C, Chang P, Yang L, Wang YI, Zhu S, Shan H, et al. Neuroprotective effects of hydrogen sulfide on sodium azide-induced oxidative stress in PC12 cells international. Journal of molecular medicine. 2018;41:242-50.
13.  Sun A, Wang Y, Liu J, Yu X, Sun Y, Yang F, et al. Exogenous H2S modulates mitochondrial fusion–fission to inhibit vascular smooth muscle cell proliferation in a hyperglycemic state. Cell & Bioscience. 2016;6(36):18. DOI: 10.1186/s13578-016-0102-x
14. Li T, Ni L, Zhao Z, Liu X, Lai Z, Di X, et al. Melatonin attenuates smoking-induced hyperglycemia via preserving insulin secretion and hepatic glycogen synthesis in rats. J Pineal Res. 2018;64:e12475:13. DOI: org/10.1111/jpi.12475
15. Tan DX, Zheng X, Kong J, Manchester LC, Hardeland R, Kim SJ, et al. Fundamental issues related to the origin of melatonin and melatonin isomers during evolution: relation to their biological functions. Int J Mol Sci. 2016;17:2124. DOI: 10.3390/ijms17122124
16. Ju Y, Untereiner A, Wu L, Yang G. H2S-induced S-sulfhydration of pyruvate carboxylase contributes to gluconeogenesis in liver cells. Biochim Biophys Acta. 2015 Nov;1850(11):2293-303.
17. Luhinich N, Herush I, Yaremii I, Davydova N. Vplyv 14 dobovoho vvedennia melatoninu na metabolizm hlutationu v pechintsi shchuriv pry aloksanovomu tsukrovomu diabeti. Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni Volodymyra Hnatiuka. Seriia: Biolohiia. 2018;3-4(74):71-5. [in Ukrainian].

«Вістник проблем біології і медицини» Випуск 1 Том 2 (149), 2019 рік , 126-129 сторінки, код УДК 577.112.386:612.826.33.015.22

10.29254/2077-4214-2019-1-2-149-126-129