Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ВЛИЯНИЕ КУРКУМЫ И КУРКУМИНА НА УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН ПРИ АЛЛОКСАН-ИНДУЦИРОВАННОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ У КРЫС

Гайдарова А.П. 1 Корощенко Г.А. 1 Айзман Р.И. 1
1 ФБГОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет»
В эксперимeнтe нa крысaх с aллoксaнoвой мoдeлью сaхарного диабета изучали сравнительный эффект порошка корневища Curcuma longa и его действующего начала – куркумина на некоторые показатели углеводного обмена (содержание глюкозы в крови и уровень гликогена в печени). Было показано, что применение данного порошка растения оказывает гипогликемический эффект при аллоксан-индуцированном сахарном диабете у крыс на протяжении всего периода наблюдения, в то время как использование куркумина оказывает кратковременное действие только на 1 сутки эксперимента. Вероятно, наблюдаемый гипогликемический эффект куркумы связан с наличием в составе растения не только куркумина, но и витаминов, макро- и микроэлементов, а также биологически активных веществ, обладающих широким спектром действия.
куркумин
куркума
крыса
аллоксан
гликоген
углеводный обмен
сахарный диабет
1. Барнаулов О.Д. Сравнительная оценка влияния фитопрепаратов из растений флоры России на концентрацию инсулина и глюкозы в крови крыс с экспериментальным аллоксановым диабетом // Психофармаколог. биол. наркол. – 2008. – № 8. – С. 2484-2490.
2. Дедов И.И., Шестакова М.В. Сахарный диабет – глобальная медико-социальная проблема современности // Медицина – целевые проекты. – 2007. – № 1. – С. 26-29.
3. Корощенко Г.А. Влияние корневища растения Сurcuma Longa на углеводный обмен крыс в эксперименте / Г.А. Корощенко, М.А. Суботялов, А.Д. Герасёв, Р.И. Айзман // Бюллетень СО РАМН. – 2011. – Т. 31. – № 3. – С. 92-96.
4. Согуйко Ю.Р. Морфофункциональная характеристика печени крыс в норме и при сахарном диабете в эксперименте / Ю.Р. Согуйко, Ю.Я. Кривко, Е.Н. Крикун, О.О. Новиков // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – С. 52-59.
5. Сумбул С., Хан М.С, Бано Б. Действие куркумина на вызванную оксидом азота структурную и функциональную модификацию высокомолекулярного цистатина из мозг коз // Биомедицинская химия. – 2010. – Т. 56. – № 2. – С. 209-219.
6. Сунцов Ю. И. Эпидемиология сахарного диабета и прогноз его распространенности в Российской Федерации / Ю.И. Сунцов, Л. Болотская, О.В. Маслова, И.В. Казакова // Сахарный диабет. – 2011. – № 1. – С. 15-18.
7. Bonte F. Protective effect of curcuminoids on epidermal skin cells under free oxygen radical stress // Planta Med. – 1997. – № 63. – P. 265-266.
8. Ghatak N., Basu N. Sodium curcuminate as an effective anti-inflammatory agent// Indian J Exp Biol. – 1972. – Vol. 10. – № 3. – P. 235-6.
9. Mehta K. Antiproliferative effects of curcumin (diferuloilmethane) against human breast tumor cell lines// Anti-cancer Drugs. – 1997. – № 8. – P. 470-481.
10. Srinivas L., Shalin V.K., Shylaj M. Turmerin: a water soluble antioxidant peptide from turmeric (Curcuma longa) // Arch Biochem Biophys. – 1992. – Vol. 292. – № 2. – P. 617-623.
Сахарный диабет (СД) - одно из самых распространенных заболеваний во всем мире. По прогнозу ВОЗ, к 2030 г. число людей с СД на планете достигнет 380 млн [2]. В России к этому времени число больных с данной патологией может возрасти с 3,1 до 5,81 млн [6]. Многочисленные осложнения изучаемого заболевания сказываются на функциональном состоянии многих органов и систем, особенно участвующих в метаболических процессах. Поэтому одной из важных задач современной медико-биологической науки является поиск и внедрение новых фармакологических препаратов и биологически активных веществ, способствующих коррекции обмена углеводов при патологии.

В этой связи изучение природных корректоров углеводного метаболизма среди лекарственных растений весьма целесообразно, поскольку многие из них оказывают влияние на сохранение структурного, функционального, биохимического гомеостаза, чего нельзя сказать о синтетических медикаментах. Внимание фитофармакологов привлекают не только противодиабетические, но и сочетающиеся с ними ангиопротективные свойства растений, которые позволяют отдалить осложнения сахарного диабета [1].

Однако, несмотря на широкое применение растений в терапевтической практике, механизмы действия растительных препаратов остаются малоизученными.

В литературе имеются данные о широком биологическом действии растения куркумы длинной (Curcuma longa) (противовоспалительном [8], антиоксидантном [7] и т.д.). Выявлено специфическое действие Curcuma longa на различные органы и ткани: кожу, желудочно-кишечный тракт, печень, дыхательную систему [9]. В составе компонентов куркумы были выделены углеводы (4,7-8,2 %), эфирные масла (2,44 %), жирные кислоты (1,7-3,3 %), куркуминоиды (куркумин, деметоксикуркумин и бисдеметоксикуркумин), содержание которых приблизительно составляет 2 %, хотя может достигать 2,5-5,0 % от сухой массы, а также другие полипептиды, такие как турмерин (0,1 % сухого экстракта) [10].

Считают, что действующим началом куркумы является куркумин, который экстрагируется из порошка высушенных корневищ Curcuma longa и обладает различными химическими, биологическими и фармакологическими свойствами, сходными с эффектами самого растения. Хотя механизм действия куркумина еще предстоит выяснить, полагают, что антиоксидантные свойства этого пигмента, по-видимому, определяют его плейотропную биологическую активность [5].

В последние годы появились данные о гипогликемическом действии растения куркумы в условиях развития экспериментального СД [3]. Однако в какой степени это обусловлено действием куркумина, содержание которого в куркуме всего 2-5 % [10] в литературе мы не обнаружили.

В связи с этим целью настоящего исследования явилось изучение сравнительного эффекта порошка корневища растения куркумы и его активного компонента - куркумина на углеводный обмен у крыс с экспериментальной моделью СД.

Материал и методы исследования. Для достижения поставленной цели были проведены эксперименты на взрослых самцах крыс линии Wistar. Все животные были поделены на четыре группы. Первая (n=10) группа являлась контрольной, которую составляли интактные животные. Животным второй (n=10), третьей (n=10) и четвертой (n=5) групп вводили 10 % раствор аллоксана в межлопаточную область из расчета 0,1 мл/100 г массы тела для моделирования СД. Животных 1-ой и 2-ой групп содержали на стандартном корме, тогда как в корм животных 3-ей группы добавляли порошок Curcuma longa, а 4-ой - куркумин из расчета 2 % от массы корма. Все группы животных находились в стандартных условиях вивария без ограничения потребления воды и пищи.

В течение послеинъекционного периода у всех крыс через каждые три дня для определения содержания сахара брали пробы крови объемом 0,2 мл путем надсечки хвоста. Концентрацию глюкозы в крови определяли пикриновым методом спектрофотометрически (Spekol) при длине волны 420 нм. В конце эксперимента (на 6 сутки) у всех животных под эфирным наркозом забирали образцы тканей печени для изучения уровня гликогена с последующей постановкой ШИК-реакции по Мак-Манусу.

Статистический анализ результатов исследования проводили на основе определения средних арифметических (М) и их ошибок (±m). Различия показателей оценивали методами вариационной статистики по непараметрическому критерию Вилкоксона - Манна - Уити для независимых выборок и считали достоверными при p≤0,05. Расчеты производили по общепринятым формулам с использованием стандартных программ пакета Microsoft Office.

Все эксперименты выполняли в соответствии с Международными рекомендациями по проведению биомедицинских исследований с использованием животных, принятыми Международным советом научных обществ (CIOMS) в 1985 г., со ст. ХI Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации (1964 г.) и правилами лабораторной практики в РФ (Приказ МЗ РФ от 19.06. 2003, № 267).

Результаты исследования и их обсуждение. При оценке влияния растительного порошка куркумы и его активного компонента - куркумина на уровень глюкозы было выявлено, что уже на 1-е сутки после инъекции аллоксана содержание глюкозы в крови животных экспериментальных групп было достоверно выше, чем в контроле, что свидетельствовало о развитии СД у экспериментальных крыс (табл. 1). При этом животные этих групп выглядели вялыми, потребляли большое количество воды.

У животных 3-й группы на фоне приема порошка корневища куркумы уровень глюкозы в крови был достоверно ниже по сравнению с аналогичными показателями крыс 2-й группы, употреблявших стандартный корм, в течение всего периода наблюдения, хотя и не достигал контрольных значений.

В то же время прием куркумина у животных 4-й группы вызывал достоверное уменьшение уровня глюкозы в крови лишь на 1 сутки эксперимента по сравнению с крысами 2-ой группы. При сравнении этих данных с показателями животных 3-й группы достоверных отличий не было, хотя концентрация глюкозы у крыс после приема куркумы снижалась на 40 %, а после куркумина - только на 25 %. Однако уже на 3-и и 6-е сутки куркумин, в отличие от куркумы, не вызывал уменьшение концентрации глюкозы в крови по сравнению с животными на стандартной диете (2-я группа).

Таким образом, применение порошка корневища Curcuma longa оказывает гипогликемический эффект при аллоксан-индуцированном СД у крыс на протяжении всего периода наблюдения, в то время как использование куркумина оказывает кратковременное гипогликемическое действие только на 1-е сутки.

Таблица 1

Содержание глюкозы в крови крыс (мг/100 мл), М±m

Группы животных

Фоновая проба

1 сутки

3 сутки

6 сутки

1 группа, контроль (интактные)

79,8 ± 6,2

65,5 ± 1,3

71,4 ± 3,4

80,0 ± 1,2

2 группа, аллоксан

74,4 ± 3,8

367,5 ±44,4*

297,5±14,4*

213,1±48,5*

3 группа, аллоксан+куркума

74,8 ± 5,6

219,3 ± 1,0*∆

124 ± 3,0*∆

95,6 ± 2,8*∆

4 группа, аллоксан+куркумин

69,9±4,4

273,5±38,5∆*

263,7±58,5*

202,7±54*

 Примечание в данной и последующей таблице:

* - достоверные отличия от контрольных крыс;

∆ - достоверные отличия между экспериментальными группами.

Для выяснения механизма менее значительной гипергликемии у крыс с СД при использовании порошка растения куркумы и куркумина было проанализировано содержание гликогена в печени (табл. 2).

Было обнаружено, что при аллоксановом диабете уровень гликогена в печени был достоверно ниже показателей контрольной группы. Вероятно, это обусловлено нарушением синтеза гликогена при СД в результате снижения активности гликогенсинтетазы и ослабления процессов окисления глюкозы вследствие дефекта в пируватдегидрогеназном комплексе [4]. Однако под влиянием приема куркумы в печени крыс 3-ой группы содержание гликогена повышалось практически до контрольного уровня. Можно предположить, что одним из механизмов восстановления концентрации глюкозы в крови при СД после приема куркумы является перераспределение углеводов между кровью и печенью за счет активации процессов гликогенеза.

При оценке содержания гликогена в печени крыс с СД, получавших куркумин (3-я группа), не было выявлено достоверных отличий в его содержании по сравнению с животными на стандартном корме (2-я группа). Следовательно, куркумин, в отличие от порошка корневища куркумы, не оказывал существенного влияния на процессы гликогенеза в печени крыс с СД.

Таблица 2

Содержание гликогена в печени крыс (мг/100 г влажного веса), M±m  

Группы животных

Содержание гликогена

1

1 группа, контроль (интактные)

888,6±45,17

12

2 группа, аллоксан

457,6±33,93*

43

3 группа, аллоксан+куркума

748,69±56,36

44

4 группа, аллоксан+куркумин

510,5±193,75*

Примечание: см. табл. 1.

Заключение. Полученные результаты позволяют заключить, что наблюдаемый гипогликемический эффект куркумы обусловлен не только куркумином, но и наличием в составе растения витаминов, макро- и микроэлементов, а также биологически активных веществ, обладающих мощным антиоксидантным и иммуностимулирующим действием. Дальнейшее исследование роли отдельных компонентов, входящих в состав растения Curcuma longa, в описанном гипогликемическом эффекте растения, будет целью последующих работ.

Работа выполнена в рамках государственного задания на оказание услуг (код проекта 3111).

Рецензенты:

Сахаров А.В., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой зоологии и методики обучения биологии ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет», г. Новосибирск;

Быструшкин С.К., д.б.н., профессор кафедры анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный педагогический университет», г. Новосибирск.


Библиографическая ссылка

Гайдарова А.П., Корощенко Г.А., Айзман Р.И. ВЛИЯНИЕ КУРКУМЫ И КУРКУМИНА НА УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН ПРИ АЛЛОКСАН-ИНДУЦИРОВАННОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ У КРЫС // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=14779 (дата обращения: 15.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252