ВЛИЯНИЕ ИНТРАНАЗАЛЬНО ВВОДИМЫХ ИНСУЛИНА И С-ПЕПТИДА НА АКТИВНОСТЬ АМФ-АКТИВИРУЕМОЙ ПРОТЕИНКИНАЗЫ, МИТОХОНДРИАЛЬНУЮ ДИНАМИКУ И МАРКЕРЫ АПОПТОЗА В ГИПОТАЛАМУСЕ КРЫС СО СТРЕПТОЗОТОЦИНОВЫМ ДИАБЕТОМ

  • Кира Викторовна Деркач Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
  • И. И. Зорина Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
  • И. О. Захарова Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
  • Н.Е. Басова Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
  • А. А. Бахтюков Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
  • А. О. Шпаков Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
Ключевые слова: инсулин, С-пептид проинсулина, сахарный диабет 1-го типа, гипоталамус, нейропротекция, интраназальное введение, АМФ-активируемая протеинкиназа, митохондриальная динамика, апоптоз

Аннотация

Важнейшими факторами, ведущими к развитию диабетической энцефалопатии при сахарном диабете 1-го типа (СД1), являются нарушения энергетического обмена и митохондриальной динамики и активация апоптотических процессов в нейронах мозга, что во многом обусловлено дефицитом инсулина и С-пептида в ЦНС. При этом дисфункции гипоталамических нейронов при СД1 приводят к нарушению пищевого поведения и центральной регуляции энергетического обмена. Одним из подходов для компенсации дефицита инсулина и С-пептида в мозге является их интраназальное введение, но его влияние на функциональное состояние гипоталамических нейронов в настоящее время мало изучено. Целью работы было изучить влияние интраназально вводимых инсулина и С-пептида на активность АМФ-активируемой протеинкиназы (AMPK) и на экспрессию Drp-1 и митофузинов (Mfn-1 и -2), ответственных за биогенез митохондрий, про- и антиапоптотических белков Bax и Bcl-2, ассоциированного с аутофагией белка Beclin-1 и меланокортиновых рецепторов (МКР) в гипоталамусе самцов крыс с СД1, вызванным инъекцией 50 мг/кг стрептозотоцина. Исследовали семидневное интраназальное введение  диабетическим  крысам  (Д)  инсулина  (20  мкг/крыса/день,  ДИ),  С-пептида  (36  мкг/крыса/день, ДС) и инсулина совместно с С-пептидом в дозах 12 и 36 мкг/крыса/день (ДИС12, ДИС36). В гипоталамусе крыс групп ДИ и ДИС36 отмечали нормализацию активности AMPK и соотношения Bax/Bcl-2, повышенных при СД1, восстановление экспрессии Drp-1, Mfn-2 и Beclin-1, а также усиление экспрессии МКР 4-го типа, ответственного за передачу анорексигенных сигналов, что было ассо- циировано с ослаблением гиперфагии в этих группах. В группах ДИС12 и ДС восстанавливающие эффекты лечения были выражены слабее. Таким образом, интраназально вводимые инсулин и С-пептид, в наибольшей степени при введении в молярном соотношении 1:3, восстанавливают энергетический баланс и митохондриальную динамику и подавляют проапоптотические процессы в гипоталамусе крыс с тяжелой формой СД1, что лежит в основе их нейропротекторного действия.

Биография автора

Кира Викторовна Деркач, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, лаборатория молекулярной эндокринологии (Санкт-Петербург)  
Опубликован
2020-05-01
Раздел
Экспериментальные статьи