При сахарном диабете в значительной степени нарушается обеспечение клеток основными субстратами пластического и энергетического обмена и активность внутриклеточных ферментных систем гепатоцитов. В связи с этим уменьшаются функциональные возможности печени по поддержанию адекватного уровня метаболитов в крови, что сказывается на пластическом и энергетическом обмене других тканей, в том числе миокарда [1; 2]. Прием алкоголя вызывает выраженный метаболический стресс [3]. Поэтому алкогольная интоксикация, приводящая к интенсификации катаболических процессов, может усиливать нарушения обмена, наблюдаемые при сахарном диабете [4-6]. В раннем периоде алкогольной интоксикации, вызываемой у животных с экспериментальным аллоксановым диабетом, были обнаружены признаки активизации процессов катаболизма азотсодержащих соединений [7].

Целью исследования является изучение возможности восстановления параметров азотистого и энергетического обмена в период реституции после острой алкогольной интоксикации (ОАИ) у животных с экспериментальным сахарным диабетом.

Материалы и методы исследования  

Эксперименты проведены на 42 белых крысах-самцах массой 220-250 г. Экспериментальный сахарный диабет создавали путем двукратного внутрибрюшинного введения 5% раствора аллоксана в дозе 135 мг/кг массы тела после 12-14-часового голодания. Вторая инъекция производилась через 12 суток после первой. Развитие сахарного диабета контролировали, определяя концентрацию глюкозы в крови и наличие кетоновых тел в моче. Острую алкогольную интоксикацию вызывали внутрибрюшинной инъекцией 25% этилового спирта в дозе 4 г/кг массы тела натощак, в таких условиях развивается выраженная алкогольная интоксикация [7].

Подопытные животные были разделены на 3 группы. 1-я группа - исходно здоровые крысы, у которых вызывали ОАИ, 2-я группа – животные, обследованные на 30-е сутки после первого введения аллоксана, 3-я группа – животные, у которых вызывали ОАИ на 30-е сутки аллоксанового диабета. Одновременно с подопытными животными были обследованы интактные крысы. Объединенная контрольная группа включала 18 крыс, в экспериментальных группах было по 7-9 животных.

Подопытных животных 1-й и 3-й группы забивали декапитацией через 24-26 ч после введения этанола. К этому времени концентрация этанола (определяли с помощью газового хроматографа «Кристалл 5000.2») в крови животных обеих групп возвратилась к нормальным значениям. В сыворотке крови с использованием стандартных биохимических методов определяли концентрацию глюкозы, лактата, мочевины, мочевой кислоты (МК), суммарное содержание свободных аминокислот (САК), триацилглицеролов (ТАГ) и свободных жирных кислот (СЖК). В гомогенатах печени определяли концентрацию гликогена и активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ, КФ 1.3.99.1), аланиновой аминотрасферазы (АлАТ, КФ 2.6.1.2), аспарагиновой аминотрансферазы (АсАТ, КФ 2.6.1.1), АМФ-дезаминазы (КФ 3.5.4.6) и глутаминазы (КФ 3.5.1.2), глутаматдегидрогеназы (ГДГ, КФ 1.4.1.3) [8], тирозиновой аминотрансферазы (ТАТ, КФ. 2.6.1.5) [9]. Те же показатели (за исключением глутаминазы и ТАТ) определяли в миокарде (левый желудочек). Статистическую обработку полученных экспериментальных данных проводили с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

Через сутки после введения этанола исходно здоровым животным (1-я экспериментальная группа) большинство исследованных показателей приближалось к нормальным значениям. Наблюдалось лишь весьма значительное (почти в 4 раза по сравнению с контролем, p<0,01) увеличение содержания мочевины в сыворотке крови, снижение концентрации СЖК и повышение (на 36% по сравнению с контролем, p<0,05) активности ГДГ в ткани печени.

В проведенных нами ранее исследованиях было установлено [7], что у животных с аллоксановым диабетом через 6 часов после введения алкоголя (содержание этанола в крови повышено в 10-13 раз) наблюдается умеренно выраженная продукционная азотемия, повышается распад аминокислот и пуриновых нуклеотидов, нарушается утилизация амидов дикарбоновых аминокислот в печени.    

Через 24-26 часов после введения алкоголя животным с аллоксановым диабетом (3-я экспериментальная группа) в сыворотке крови уровень мочевой кислоты и показатели липидного обмена были нормальными, а содержание мочевины в сыворотке крови оставалось значительно повышенным (таблица 1). Концентрация свободных аминокислот также была близка к нормальным значениям, т.е. повысилась (на 45%, P<0,01) в сравнении с величинами, характерными для крыс с экспериментальным сахарным диабетом. Такие изменения могут быть обусловлены повышением продукции аминокислот в результате распада белков. Колебания уровня молочной кислоты в сыворотке крови у животных 2-й и 3-й групп могут свидетельствовать об изменениях способности печени и миокарда утилизировать лактат при ОАИ.

В печени у крыс 3-й группы (таблица 2) сохранялась значительно повышенная, как и при 6-часовой алкогольной интоксикации [7], активность ГДГ. Изменения составили 30% по сравнению с контролем (p<0,05), по сравнению с животными 2-й группы показатель повышался почти в 2 раза (p<0,05). Была также увеличена по сравнению с контрольной группой активность АсАТ. Активность ТАТ, стимулируемой стероидными гормонами, повышалась на 29% (p<0,01) в сравнении с животными 2-й группы и достигла уровня контроля.

Таблица 1

Изменения концентрации метаболитов в сыворотке крови крыс при аллоксановом диабете и в период реституции после ОАИ (М±m)

Примечания. Здесь и в табл. 2 и 3: 1) в объединенной контрольной группе было 18 животных, в экспериментальных группах представлены результаты, полученные при обследовании 7-8 животных; 2) Р_к - характеристика достоверности различий между животными экспериментальных групп и контрольной группой. Р_2-3 – характеристика достоверности различий между животными 2-й и 3-й групп.

Таблица 2

Изменения содержания гликогена и активности ферментов в ткани печени крыс при аллоксановом диабете и в период реституции после ОАИ (М±m)

Примечания.   Активность аминотрансфераз, ГДГ и СДГ – в мкмоль_*г ткани^-1_*мин^-1, активность глутаминазы, АМФ-дезаминазы и ТАТ -  в нмоль_*г ткани^-1_*мин^-1.

Такие изменения, а также заметное снижение активности АМФ-дезаминазы (на 26% по сравнению с контролем, p<0,01) свидетельствуют о том, что процессы азотистого обмена через сутки после введения алкоголя не стабилизировались. Сохранялись некоторые признаки увеличения катаболизма белков и аминокислот, из числа тех, которые обнаруживались в ранние сроки ОАИ [10]. Однако необходимо отметить, что только высокая активность ГДГ характерна именно для ОАИ, подобных изменений не наблюдалось в исходном состоянии (30-суточный экспериментальный сахарный диабет). У животных 3-й группы в сравнении с животными 2-й группы этот показатель был повышен почти в 2 раза (p<0,01). Это свидетельствует об интенсификации процессов дезаминирования аминокислот в печени. В то же время активность глутаминазы не отличается от уровня контроля. Поэтому можно предполагать, что утилизация транспортных форм аммиака в печени через 24-26 часов после введения алкоголя нормализуется.

Таблица 3

Изменения содержания гликогена и активности ферментов в миокарде крыс при аллоксановом диабете и в период реституции после ОАИ (М±m)

Примечания.   Активность аминотрансфераз и СДГ – в мкмоль_*г ткани^-1_*мин^-1, активность ГДГ и АМФ-дезаминазы -  в нмоль_*г ткани^-1_*мин^-1.

У животных 3-й группы повышение в ткани печени активности СДГ, являющейся маркерным ферментом митохондрий, может свидетельствовать об увеличении относительного количества митохондрий в печени и являться отражением реакции окислительных систем печени на алкогольную интоксикацию, развивающуюся на фоне сахарного диабета [11].

Обращает на себя внимание заметное повышение концентрации гликогена в обеих тканях у животных 3-й группы. Эти изменения наблюдались только через 24-26 часов после введения алкоголя животным с экспериментальным сахарным диабетом. Такие изменения могут рассматриваться как неблагоприятные. При ОАИ увеличивается продукция глюкокортикоидов [12; 13]. Результатом этого может быть увеличение (как и при сахарном диабете [1]) глюконеогенеза из аминокислот в печени и снижение использования углеводов миокардом, что и приводит к повышению концентрации гликогена в тканях в отдаленные сроки после ОАИ.

При исследовании миокарда не было выявлено каких-либо признаков повреждения исследованных ферментных систем азотистого обмена в результате алкогольной интоксикации у исходно здоровых животных (таблица 3). Активность ферментов, катализирующих конечные реакции дезаминирования (ГДГ и АМФ-дезаминаза), а также активность СДГ не изменялась во всех экспериментальных группах. У крыс 3-й группы ОАИ вызывала заметное снижение активности АлАТ (на 40%, р<0,01) и АсАТ (на 23%, р<0,01) в сравнении с животными 2-й группы. Но активность этих ферментов не выходила за пределы нормальных значений. В норме аминокислоты играют незначительную роль в энергообеспечении миокарда. Тем не менее механизм и значимость изменений процессов трансаминования для субстратного обеспечения синтеза белка в миокарде нуждаются в дальнейшем изучении.

Заключение  

Оценивая в целом полученные результаты, можно отметить, что в период реституции после однократной алкогольной интоксикации, вызываемой у исходно здоровых животных и у животных с экспериментальным сахарным диабетом, наблюдается сходная динамика изменений показателей азотистого обмена. Не было обнаружено специфических стойких нарушений, которые могли бы свидетельствовать о существенном потенцировании повреждающего эффекта двух воздействий на азотистый и энергетический обмен. Можно лишь предполагать, что ОАИ, вызываемая на фоне аллоксанового диабета, обусловливала несколько более выраженный метаболический ответ на изменения продукции глюкокортикоидов. Полной стабилизации азотистого обмена в течение суток после оказанного воздействия не происходит.