ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА К УЛЬЦЕРОГЕННЫМ ФАКТОРАМ И АКТИВНОСТЬ ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНО-АДРЕНОКОРТИКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ РАЗВИТИИ СТРЕПТОЗОТОЦИН-ИНДУЦИРОВАННОГО ДИАБЕТА
PDF

Ключевые слова

диабет
стрептозотоцин
эрозии желудка
кортикостерон
кортикотропин-рилизинг фактор

Как цитировать

Подвигина, Т. Т., & Филаретова , Л. П. (2019). ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ЖЕЛУДКА К УЛЬЦЕРОГЕННЫМ ФАКТОРАМ И АКТИВНОСТЬ ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНО-АДРЕНОКОРТИКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ РАЗВИТИИ СТРЕПТОЗОТОЦИН-ИНДУЦИРОВАННОГО ДИАБЕТА. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 106(2), 176–188. https://doi.org/10.31857/S0869813920020090

Аннотация

В настоящем обзоре проведен анализ данных литературы и полученных нами экспериментальных результатов о чувствительности слизистой оболочки желудка к ульцерогенным факторам и активности гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАКС) при развитии стрептозотоцин-индуцированного диабета у крыс. Проведенный анализ позволил заключить: а) уже в ранние сроки развития диабета (через 3 суток после введения стрептозотоцина) у крыс наблюдается увеличение чувствительности желудка к ульцерогенному стимулу и повышение уровня кортикостерона в крови, сопровождающееся катаболическим эффектом, наблюдаемые изменения усугубляются при дальнейшем развитии патологического процесса; б) развитие диабета приводит к хронической активации ГГАКС, о чем свидетельствует повышение базального и стрессорного уровня кортикостерона, наряду с гипертрофией надпочечников, в разные сроки после введения стрептозотоцина; в) повышенный уровень кортикостерона в крови крыс с диабетом ответственен за катаболический эффект и, частично, за повышенный уровень глюкозы в крови; г) кортикотропин-рилизинг фактор (КРФ), как экзогенный, так и эндогенный, способен оказывать гастропротективное влияние не только у контрольных животных, но и у крыс с со стрептозотоцин-индуцированным диабетом; КРФ-рецепторы 1 и 2 типа участвуют в опосредовании этого эффекта.

https://doi.org/10.31857/S0869813920020090
PDF

Литература

Андреева И.Л., Назаров Л.Н. Горький сахар диабета. Вестник Рос. акад наук. 84(2): 170-175. 2014. [Andreeva I.L., Nazarov L.N. Bitter sugar diabetes. Vest Russ Acad Nauk. 84(2): 170-175. 2014. (In Russ)].

Варданян Г.С., Алавердян А.Р. Протеинкиназа С: от особенностей молекулярной структуры до возможной роли при развитии диабетической нейропатии. Нейрохимия. 26(1): 19-28. 2009. [Vardanian G.S., Alaverdian A.R. Protein kinase C: from molecular structure to a possible role in the development of diabetic neuropathy. Neurochem. 26(1): 19-28. 2009. (In Russ)].

Sibal L., Agarwal S.C., Home Ph.D. Carotid intima-media thickness as a surrogate marker of cardiovascular diseases in diabetes. Diabetes Metab Synd Obes 4: 23-34. 2011.

Ciobanu L., Dumitrascu D. L. Gastrointestinal motility disorders in endocrine diseases. Pol Arch Med Wewn. 121(4): 129-136. 2011.

Takeuchi K., Ueshima K., Ohuchi T., Okabe S. Induction of gastric lesions and hypoglycemic response by food deprivation in streptozotocin-diabetic rats. Dig Dis Sci. 39(3): 626-634. 1994.

Korolkiewicz R.P., Tashima K., Kubomi M., Kato S., Takeuchi K. Increased susceptibility of diabetic rat gastric mucosa to food deprivation during cold stress. Digestion. 60(6): 528-537. 1999.

Hung C.R. Low susceptibility of stress ulcer in diabetic rats: role of cholinergic gastric motility. Chin J Physiol. 41 (3): 151-159. 1998.

Takeuchi K., Hatazawa R., Korolkiewicz R., Tashima K. Alterations in gastric mucosal homeostasis under diabetic conditions. Chater in book: “Pathophysiological and biochemical analysis of life-style related or intractable diseases – Target validation for drug theray”. Nishino T., Takeuchi K. (Eds). Res Signpost. Kerala: 49-77. 2006.

Mohan Kumar M., Joshi M.C., Prabha T., Dorababu M., Goel R.K. Effect of plantain banana on gastric ulceration in NIDDM rats: role of gastric mucosal glycoproteins, cell proliferation, antioxidants and free radicals. Indian J Exp Biol. 44(4): 292-299. 2006.

Tashima K., Fujita A., Takeuchi K. Aggravation of ischemia/reperfusion-induced lesions in streptozotocin-diabetic rats. Life Sci. 67(13): 1639-1652. 2000.

Bitar M. S. Glucocorticoid dynamics and impaired wound healing in diabetes mellitus. Am J Phathol. 152(2): 547-554. 1998.

Konturek P.C., Brzozowski T., Burnat G., Szlachcic A., Koziel J., Kwiecien S., Konturek S.J., Harsch I.A. Gastric ulcer healing and stress-lesion preventive properties of pioglitazone are attenuated in diabetic rats. J Physiol Pharmacol. 61 (4): 429-436. 2010.

Morsy M.A., Ashour O.M., Fouad A.A., Abdel-Gaber S.A. Gastroprotective effects of the insulin sensitizers rosiglitazone and metformin against indomethacin-induced gastric ulcers in Type 2 diabetic rats. Clin Exp Pharmacol Physiol. 37(2): 173-177. 2010.

Tashima K., Fujita A., Umeda M., Takeuchi K. Lack of gastric toxicity of nitric oxide-releasing aspirin, NCX-4016, in the stomach of diabetic rats. Life Sci. 67(14): 1707-1718. 2000.

Dаllman M.F., Akana S.F., Bradbury M.J., Strack A.M., Hanson E.S., Scribner K.A. Regulation of the hypothalamo–pituitary–adrenal axis during stress: feedback, facilitation and feeding. Seminars Neurosci. 6: 205–213. 1994.

Schwartz M.W., Strack A.M., Dallman M.F. Evidence that elevated plasma corticosterone levels are the cause of reduced hypothalamic corticotrophin-releasing hormone gene expression in diabetes. Regulat Peptides. 72(2-3): 105–112. 1997.

Zelena D., Filaretova L., Mergl Z., Barna I., Toth Z., Makara G. Hypothalamic paraventricular nucleus, but not vasopressin, participates in chronic hyperactivity of the HPA axis in diabetic rats. Am J Physiol. 290(2): E243-E250. 2006.

Подвигина Т.Т., Багаева Т.Р., Морозова О.Ю., Филаретова Л.П. Чувствительность слизистой оболочки желудка к ульцерогенному действию индометацина в разные сроки развития стрептозотоцин-индуцируемого диабета у крыс. Рос физиол журн им. И.М.Сеченова. 97(9): 957-967. 2011. [Podvigina T.T., Bagaeva T.R., Morozova O.Yu., Filaretova L.P. Gastric mucosal susceptibility for ulcerogenic effect of indometacin at different time points of streptozotocin-induced diabetes development. Russ J Physiol. 97(9): 957-967. 2011. (In Russ)].

Chan O., Inouye K., Riddell M.C., Vranic M., Matthews S.G. Diabetes and the hypothalamo-pituitary–adrenal (HPA) axis. Minerva Endocrinol. 28(2): 87–102. 2003.

Huang Q., Timofeeva E.J., Richard D. Corticotropin-releasing factor and its receptors in the brain of rats with insulin and corticosterone deficits. Mol Endocrinol. 37(2): 213–226. 2006.

Подвигина Т.Т. , Багаева Т Р., Филаретова Л.П. Гастропротективный эффект кортикотропин-рилизинг фактора в модели стрептозотоцин-индуцированного диабета у крыс. Рос физиол журн им. И.М. Сеченова. 102(11): 1352-1362. 2016. [Podvigina T.T., Bagaeva T.R., Filaretova L.P. Gastroprotective effect of corticotropin releasing factor in rat streptozotocin-induced diabetes model. Russ J Physiol. 102(11): 1352-1362. 2016. (In Russ)].

Filaretova L., Bagaeva T., Morozova O. Stress and the stomach: corticotropin-releasing factor may protect the gastric mucosa in stress through involvement of glucocorticoids. Cell Mol Neurobiol. 32(5): 829-836. 2012.

Saini V. Molecular mechanisms of insulin resistance in type 2 diabetes mellitus. World J Diabetes. 1(3): 68-75. 2010.

Kim J.K., Zisman A., Fillmore J.J., Peroni O.D., Kotani K., Perret P., Zong H., Dong J., Kahn C.R., Kahn B.B., Shulman G.I. Glucose toxicity and the development of diabetes in mice with muscle-specific inactivation of GLUT4. J Clin Invest. 108(1):153-160. 2001.

Klip A, McGraw T.E., James D.E. Thirty sweet years of GLUT4. J Biol Chem. 294(30):11369-11381. 2019.

Suzuki H., Shimosegawa T., Ohara S., Toyota T. Epalrestat prevents the decrease in gastric mucosal blood flow and protects the gastric mucosa in streptozotocin diabetic rats. J Gastroenterol. 34(2): 172-177. 1999.

Filaretova L., Bagaeva T., Morozova O., Podvigina T. From gastroprotective to proulcerogenic action of glucocorticoid on the gastric mucosa. J Physiol Pharmacol. 60 (Suppl. 7): 79-86. 2009.

Gonzales-Heydrich J., Steingard R.J., Putnam F.W., De Bellis M.D., Beardslee W., Kohane I.S. Corticotropin-releasing hormone increases apparent potency of adrenocorticotropic hormone stimulation of cortisol secretion. Med Hypotheses. 57(5): 544-548. 2001.

Hammadi S., Chan O., Abdellali M., Medjerab M., Agoun H., Bellahreche Z., Khalkhal A., Dahmani Y. Hyperactivation of the hypothalamo-pituitary-adrenocortical axis in streptozotocin-diabetic herbals (Gerbillusgerbillus). Int J Exp Pathol. 99(4): 172-179. 2018.

Scribner K.A., Walker C.D., Cascio C.S., Dallman M.F. Chronic streptozotocin diabetes in rats facilitates the acute stress response without altering pituitary or adrenal responsiveness to secretagogues. Endocrinology. 129(1): 99-108. 1991.

Chan O., Chan S., Inouye K., Vranic M., Matthews S.G. Molecular regulation of the hypothalamo-pituitary-adrenal axis in streptozotocin-induced diabetes: effects of insulin treatment. Endocrinology. 142(11): 4872-4879. 2001.

Chan O, Inouye K, Akirav E.M, Park E, Riddell M.C, Matthews S.G, Vranic M. Hyperglycemia does not increase basal hypothalamo-pituitary-adrenal activity in diabetes but it does impair the HPA response to insulin-induced hypoglycemia. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 289(1):R235-R246. 2005.

Scribner K.A., Akana S.F., Walker C.D., Dallman M.F. Streptozotocin-diabetic rats exhibit facilitated adrenocorticotropin responses to acute stress, but normal sensitivity to feedback by corticosteroids. Endocrinology. 133(6): 2667-2674. 1993.

Филаретова Л.П. Вклад глюкокортикоидных гормонов в гастропротекцию. Усп физиол наук. 45(1): 44-56. 2014. [Filaretova L.P. Contribution of glucocorticoid hormones to gastroprotection. Usp Fiziol Nauk. 45(1): 44-56. 2014. (In Russ)].

Filaretova L., Tanaka A., Miyazawa T., Kato S., Takeuchi K. Mechanisms by which endogenous glucocorticoids protects against indomethacin-induced gastric injury in rats. Am J Physiol. 83 (5): G1082-G1089. 2002.

Филаретова Л.П. Стресс в физиологических исследованиях. Рос физиол журн им И. М. Сеченова. 96(9): 924-935. 2010. [Filaretova L.P. Stress in physiological studies. 96(9): 924-935. 2010. (In Russ)].

Filaretova L. Gastroprotective role of glucocorticoids during NSAID-induced gastropathy. Cur Pharm Des. 19(1): 29-33. 2013.

Шпаков А.О., Деркач К.В. Гормональные системы мозга и сахарный диабет 2 типа. СПБ. Изд-во Политехн. Университета. 2015. [Shpakov A.O. Derkach K.V. Gormonalnyye sistemy mozga i sakharnyy diabet 2 tipa. [Brain Hormonal systems and type 2 diabetes.] S. Petersburg. Polytech University. 2015.

Shpakov A.O., Derkach R.V., Berstein L.M. Brain signaling systems in the Type 2 diabetes and metabolic syndrome: promising target to treat and prevent these diseases. Future Sci OA. 1(3): FSO25. Published online 2015, doi: 10.4155/fso.15.23. 2015

Деркач К.В., Бондарева И.М., Шпаков А.O. Совместное интраназальное введение инсулина и проинсулин С-пептида крысам с диабетом 1 и 2 типа восстанавливает их метаболические параметры. Успехи геронтологии. 30(6): 851-858. 2017. [Derkach K.V, Bondareva V.M, Shpakov A.O. Co-administration of intranasally delivered insulin and proinsulin C-peptide to rats with the types 1 and 2 diabetes mellitus restores their metabolic parameters. Adv Gerontol. 30(6): 851-858. 2017. (In Russ)].

Podvigina T.T., Bagaeva T.R., Bobryshev P.Y., Filaretova L.P. High sensitivity of gastric mucosa to ulcerogenic effect of indomethacin in rats with diabetes. Bull Exp Biol Med. 152(1):43-46. 2011.

Revsin Y., van Wijk D., Saravia F.E., Oitzl M.S., De Nicola A.F., de Kloet E.R. Adrenal hypersensitivity precedes chronic hypercorticism in streptozotocin-induced diabetes mice. Endocrinology. 149(7): 3531-3539. 2008.

Gohshi A., Honda K., Tominaga K, Takano Y, Motoya T, Yamada K, Kamiya H. Changes in adrenocorticotropic hormone (ACTH) release from the cultured anterior pituitary cells of streptozotocin-induced diabetic rats. Biol Pharm Bull. 21(8):795-799. 1998.

Yi S.S., Hwang I.K., Shin J.H., Choic J.H., Leec C.H., Kim I.Y., Kim Y.N., Wonc M.H., Parke I.S., Seonga J.K., Yoon Y.S. Regulatory mechanism of hypothalamo-pituitary–adrenal (HPA) axis and neuronal changes after adrenalectomy in type 2 diabetes. J Chem Neuroanatomy. 40 (2): 130-139. 2010.

Di Dalmazi G., Pagotto U., Pasquali R., Vicennati V. Glucocorticoids and type 2 diabetes: from physiology to pathology. J Nutr Metab. Published online 2012, doi: 10.1155/2012/525093. 2012

Подвигина Т.Т., Багаева Т.Р., Морозова О.Ю., Филаретова Л.П. Развитие резистентности к инсулину после продолжительного действия глюкокортикоидных гормонов как один из механизмов трансформации их гастропротективного эффекта в проульцерогенный. Рос физиол журн им И.М. Сеченова. 104(4): 493-505. 2018. [Podvigina T.T, Morozova O.Yu., Bagaeva T.R., Filaretova L.P. Sensitivity of the gastric mucosa to ulcerogenic factors and activity of the hypothalamic-pituitary-adrenocortical system in development of streptozotocin-induced diabetes. Russ J Physiol. 104(4): 493-505. 2018. (In Russ)].

Филаретова Л.П., Багаева Т.Р., Морозова О.Ю. Гастропротективное действие кортикотропин-рилизинг фактора (КРФ): вовлечение глюкокортикоидных гормонов и КРФ рецепторов 2-го типа. Рос физиол журн им И.М. Сеченова. 98 (12): 1555-1566. 2012. [Filaretova L.P., Bagaeva T.R., Morozova O.Yu. Gastroprotective effect of corticotropin releasing factor (CRF): the involvement of glucocorticoid hormones and CRF receptors of type 2. Russ J Physiol. 98(12): 1555-1566. 2012. (In Russ)].

Fehm H.L., Holl R., Spath-Schwalbe E., Born J., Voigt K.H. Abillity of corticotrophin-releasing hormone to stimulate cortisol secretion independent from pituitary adrenocorticotropin. Life Sci. 42(6): 679-686. 1998.

Martinez V., Wang L., Rivier J.E., Vale W., Taché Y. Differential actions of peripheral corticotropin-releasing factor (CRF), urocortin II, and urocortin III on gastric emptying and colonic transit in mice: role of CRF receptor subtypes 1 and 2. J Pharmacol Exp Ther. 301(2): 611-617. 2002.

Huising M.O., van der Meulen T., Vaughan J.M., Matsumoto M., Donaldson C.J., Park H., Billestrup N., Vale W.W. CRFR1 is expressed on pancreatic beta cells, promotes beta cell proliferation, and potentiates insulin secretion in a glucose-dependent manner. Proc Natl Acad Sci USA. 107(2): 912-917. 2010.

Sakamoto R., Matsubara E., Nomura M., Wang L., Kawahara Y., Yanase T., Nawata H., Takayanagi R. Roles for corticotropin-releasing factor receptor type 1 in energy homeostasis in mice. Metabolism. 62(12): 1739-1748. 2013.

Shmidt J., Ludwig B., Schally A.V., Steffen A., Ziegler C., Block N., Koutmani Y., Brendel M.D., Karalis K.P., Simeonovic C.J., Licinio J., Ehrhart-Bornstein M., Bornstein S.R. Modulation of pancreatic islets-stress axis by hypothalamic releasing hormonesand 11β-hydroxysteroid dehydrogenase. Proc Nat Acad Sci USA. 108(33): 13722–13727. 2011.