РОЛЬ ПІРУВАТУ В ЕНЕРГЕТИЧНОМУ ОБМІНІ ЩУРІВ З АЛОКСАНОВИМ ДІАБЕТОМ ЗА УМОВ ВВЕДЕННЯ МЕЛАТОНІНУ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2024.02.215Ключові слова:
мелатонін, алоксановий діабет, щурі, піруватАнотація
Відомо, що піруват є проміжним продуктом, що повязує гліколіз та цикл трикарбонових кислот з подальшим утворення АТФ, крім того може бути використаний на шляху утворення незамінних амінокислот та жирних кислот. Мелатонін - гормон, широко відомий як антиоксидант та цитопротектор. Мелатонін - гормон, широко відомий як антиоксидант та цитопротектор. Як саме змінюється концентрація пірувату за умов діабету та уведення мелатоніну досі недостатньо вивчені.
Статевозрілих безпородних білих щурів розділили на групи: 1) контроль, 2) контроль+мелатонін 10 мг/кг маси тіла, 3) алоксандіабетичні щурі (алоксану моногідрат інтраперетонеально з розрахунку 170 мг/кг маси тіла), 4) алоксандіабетичні щурі, які отримували мелатонін аналогічно. Щурів забивали шляхом декапітації під легким ефірним наркозом на 12 добу від початку експерименту згідно з встановленими нормами поводження з експериментальними тваринами. Дослідження рівня пірувату в плазмі крові проводили за стандартною методикою. Статистичну обробку результатів дослідження проводили з використанням t-критерію Стьюдента.
Рівень глюкози та пірувату в плазмі крові діабетичних тварин зростали на 97% та 172% відповідно порівняно з показниками інтактних щурів. Уведення мелатоніну викликало зниження рівня глюкози натще на 38% та нормалізацію пірувату порівняно з інтактними тваринами. Можливо, мелатонін позитивно впливає на регуляцію експресії генів піруватдегідрогенази. Уведення мелатоніну за умов фізіологічної норми позначилося зростанням вмісту пірувату в плазмі на 23% у порівнянні з показниками інтактних тварин. Такі результати, ймовірно, свідчать про переключення енергетичних реакцій на користь аеробних процесів.
В ході дослідження нами було встановлено, що у щурів з алоксановим діабетом відбувається зростання рівня глюкози та вмісту пірувату в крові. За умов уведення меланоніну досліджувані показники знижувалися, ймовірно через покращення надходження глюкози всередину клітини та перенаправлення пірувату в бік аеробних процесів, які є більш вигідними для енергетичного забезпечення клітини
Посилання
1. Chih-Kuang Chuang, Tuen-Jen Wang, Chun-Yan Yeung, Wen-Shyang Hsieh, et al. (2006). Interference and blood sample preparation for a pyruvate enzymatic assay. Clinical Biochemistry,1 (39), 74-77.
2. Kushnir O.Yu., Yaremii I.M., Shvetsv V.I., Shvets N.V. (2017). Influence of melatonin on carbohydrate metabolism in the kidney of alloxan diabetic rats. Fiziol. journ., 63(4), 64-71.
3. Kazuki Watanabe, Masaki Nakano, Masaki Nakano, Yusuke Maruyama,Yusuke Maruyama, Jun Hirayama, Jun Hirayama, Nobuo SuzukiNobuo Suzuki, Atsuhiko Hattori, Atsuhiko Hattori (2023). Nocturnal melatonin increases glucose uptake via insulin-independent action in the goldfish brain. Front. Endocrinol. Sec. Neuroendocrine Science. 14. https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1173113
4. Henrique Spaulonci Silveira, Roberta Carvalho Cesário, Renan Aparecido Vígaro, et al. (2024) Melatonin changes energy metabolism and reduces oncogenic signaling in ovarian cancer cells. Molecular and Cellular Endocrinology. 592(1), 112296. https://doi.org/10.1016/j.mce.2024.112296
5. Mohamed Lotfya, Aalaa Khattab, Mohammed Shata, Amjad Husseina, Biduth Kundua Ernest A. Adeghate (2024) Melatonin increases AKT and SOD gene and protein expressions in diabetic rats. Trends in immunology. 7(10).
6. Sadi, G. Baloğlu, M.C. Pektaş, M.B. (2015) Differential gene expression in liver tissues of streptozotocin-induced diabetic rats in response to resveratrol treatment. PLoS One; 10, e0124968
7. Huang, X. Liu, G. Guo, J. (2018) The PI3K/AKT pathway in obesity and type 2 diabetes. Int. J. Biol. Sci. 14, 1483
8. Tangvarasittichai, S. (2015) Oxidative stress, insulin resistance, dyslipidemia and type 2 diabetes mellitus. World J. Diabetes. 6, 456
9. Siddhi, J. ∙ Sherkhane, B. ∙ Kalavala, A.K. (2022) Melatonin prevents diabetes-induced nephropathy by modulating the AMPK/SIRT1 axis: focus on autophagy and mitochondrial dysfunction. Cell Biol. Int. 46, 2142-2157.
10. Seema Rai, Gunja Roy, Younis Ahmad Hajam (2024) Front Oncol. 13, 1248339. https://doi.org/10.3389/fonc.2023.1248339.
11. Hui Zhu, Zhi-jia Zhao, Hong-yi Liu et al. (2023) The melatonin receptor 1B gene links circadian rhythms and type 2 diabetes mellitus: an evolutionary story Annals of Medicine 55(1):1262-1286 https://doi.org/10.1080/07853890.2023.2191218
12. Dun-Xian Tan, Lucien C Manchester, Lilan Qin 1, Russel J Reiter (2016) Melatonin: A Mitochondrial Targeting Molecule Involving Mitochondrial Protection and Dynamics. J Mol Sci. 17(12):2124. https://doi.org/10.3390/ijms17122124
