Wzorzec-przegl d lekarski-XX-2001

PRACE ORYGINALNE
Ewa FLOREK1
Anna JAB£ECKA2
Jan OLSZEWSKI2
Wojciech PIEKOSZEWSKI3,4
Maksymilian KULZA1
Monika SEÑCZUK-PRZYBY£OWSKA1
Marek CHUCHRACKI5,6
Wp³yw dymu tytoniu na peroksydacjê lipidów
i funkcjê w¹troby u szczurów z cukrzyc¹
streptozotocynow¹ – badania wstêpne
Effect of tobacco smoke on lipids peroxidation and liver
function in streptozotocin diabetic rats
– preliminary study
Laboratorium Badañ Œrodowiskowych,
Katedra i Zak³ad Toksykologii,
Uniwersytet Medyczny
im. Karola Marcinkowskiego, Poznañ
Kierownik Laboratorium:
Prof. dr hab. Ewa Florek
1
Zak³ad Farmakologii Klinicznej,
Uniwersytet Medyczny
im. Karola Marcinkowskiego, Poznañ
Kierownik: Prof. dr hab. Anna Jab³ecka
2
Zak³ad Chemii Analitycznej, Wydzia³ Chemii,
Uniwersytet Jagielloñski, Kraków
Kierownik: Prof. dr hab. Pawe³ Koœcielniak
3
Pracownia Wysokorozdzielczej Spektrometrii
Mas, Œrodowiskowe Laboratorium Analiz
Strukturalnych i Badañ Fizykochemicznych,
Wydzia³ Chemii, Uniwersytet Jagielloñski,
Kraków
Kierownik Pracowni:
Prof. dr hab. Wojciech Piekoszewski
4
Laboratorium Centralne
Ginekologiczno-Po³o¿niczego
Szpitala Klinicznego, Uniwersytet Medyczny
im. Karola Marcinkowskiego, Poznañ
Kierownik: Dr n. farm. Marek Chuchracki
5
Katedra Zdrowia Matki i Dziecka,
Uniwersytet Medyczny
im. Karola Marcinkowskiego, Poznañ
Kierownik: Prof. dr hab. med. Tomasz Opala
6
Dodatkowe s³owa kluczowe:
cukrzyca
dym tytoniowy
peroksydacja lipidów
enzymy w¹trobowe
Additional key words:
diabetes
tobacco smoke
lipid peroxidation
liver enzymes
Adres do korespondencji:
Prof. dr hab. Ewa Florek
Laboratorium Badañ Œrodowiskowych
Katedra i Zak³ad Toksykologii
Uniwersytet Medyczny
im. Karola Marcinkowskiego
60-631 Poznañ, ul. Dojazd 30
Tel.: 61 847 20 81; Faks: 61 847 20 81 w. 157
e-mail: [email protected]
888
Cukrzyca to grupa chorób, których
wspóln¹ cech¹ jest przewlek³e wystêpowanie hiperglikemii zwi¹zane z
uszkodzeniem, zaburzeniem czynnoœci i niewydolnoœci¹ ró¿nych narz¹dów. Hiperglikemia dzia³a toksycznie
na œródb³onek , zwiêksza stres oksydacyjny, hamuje dostêpnoœæ biologiczn¹ tlenku azotu (NO) i powoduje tworzenie zaawansowanych koñcowych
produktów glikacji. Poza tym hiperglikemia, poprzez ró¿ne mechanizmy takie jak: autooksydacja glukozy, aktywacja przemian szlaku poliowego i
sorbitolu, nieenzymatyczna glikacja,
stymulacja granulocytów obojêtnoch³onnych, indukuje tak¿e wytwarzanie reaktywnych form tlenu (ROS).
Zmiany te prowadz¹ do niekontrolowanej oksydacji i peroksydacji lipidów, kwasów nukleinowych, niektórych enzymów, a przede wszystkim
oksydacyjnego uszkodzenia bia³ek OPD (oxidative protein damage) w wielu tkankach. Celem badañ by³a ocena,
w jakim stopniu w warunkach eksperymentalnie wywo³anej cukrzycy u
szczurów, ekspozycja na dym tytoniowy wp³ywa na peroksydacjê lipidów i
parametry funkcji w¹troby. Przeprowadzone badania wykaza³y, ¿e poziom
bia³ka w surowicy krwi nie ulega³ zmianie zarówno na skutek wywo³anej cukrzycy, jak i po nara¿eniu na dym tytoniowy. Natomiast zaobserwowano statystycznie istotny wzrost peroksydacji
lipidów u szczurów z wywo³an¹ farmakologicznie cukrzyc¹. U zwierz¹t eksponowanych na dym tytoniowych wykazano jedynie tendencjê do wzrostu
peroksydacji lipidów, natomiast u
zwierz¹t nara¿onych na wp³yw dymu
tytoniowego z indukowan¹ cukrzyc¹
odnotowano istotne statystycznie obni¿enie peroksydacji lipidów. W zastosowanym modelu eksperymentalnym
w zasadzie nie zaobserwowano zmian
w aktywnoœci aminotransferaz w¹trobowych, jedynie AlAT w grupie zwierz¹t z cukrzyc¹ w porównaniu do
szczurów kontrolnych. Przeprowadzone badania nie daj¹ jednoznacznej
Przegl¹d Lekarski 2010 / 67 / 10
Diabetes is considered a group of
diseases with chronic hyperglycemia
caused by various organ disorders,
failure or damage as a common feature. Hyperglycemia exerts toxic effect
on endothelium, promotes oxidative
stress, inhibits bioavailability of nitrogen monoxide (NO) and leads to formation of advanced glycation end
products. Moreover, hyperglycemia
induces production of reactive oxygen specimens (ROS) through several
distinct mechanisms, such as: glucose
autoxydation activation of polyol
(sorbitol-aldose reductase) pathway,
non-enzymatic glycation and neutrophil granulocyte's stimulation.
These changes lead to uncontrolled
oxidation and peroxidation of lipids,
nucleic acids, certain enzymes and
most of all - oxidative protein damage
(OPD) in many tissues. The aim of this
study was to evaluate influence of exposure to tobacco smoke on lipid
peroxidation and liver function in experimentally induced diabetes.
The research showed that the protein level in blood serum did not
change neither in case of induced diabetes nor after tobacco smoke exposure. However a statistically significant
increase of lipid peroxidation was observed in rats with pharmacologically
induced diabetes. In animals exposed
to tobacco smoke only lipid
peroxidation increasing trend was
demonstrated, while in animals with
induced diabetes and exposed to tobacco smoke a statistically significant
decrease of lipid peroxidation was
noticed. In the adopted experimental
model basically no alterations of hepatic aminotranspherases were observed, with exception of AlAT in the
group of diabetic animals compared to
rats in the control group. Results of the
study do not explicitly explain the influence of tobacco smoking in experimentally induced diabetes on lipid
peroxidation and liver functions.
E. Florek i wsp.
odpowiedzi na temat wp³ywu palenia tytoniu w przebiegu eksperymentalnie wywo³anej cukrzycy na peroksydacjê lipidów, jaki i funkcje w¹troby.
Wstêp
Wg definicji WHO cukrzyca to grupa
chorób, których wspóln¹ cech¹ jest przewlek³e wystêpowanie hiperglikemii zwi¹zane z uszkodzeniem, zaburzeniem czynnoœci i niewydolnoœci¹ ró¿nych narz¹dów,
szczególnie oczu, nerek, nerwów i uk³adu
naczyniowego [13]. Hiperglikemia dzia³a
toksycznie na œródb³onek, zwiêksza stres
oksydacyjny, hamuje dostêpnoœæ biologiczn¹ tlenku azotu (NO) i powoduje tworzenie
zaawansowanych koñcowych produktów
glikacji (AGEs – advanced glycation endproducts). Poza tym hiperglikemia, poprzez
ró¿ne mechanizmy takie jak: autooksydacja glukozy, aktywacja przemian szlaku poliowego i sorbitolu, nieenzymatyczna glikacja, stymulacja granulocytów obojêtnoch³onnych, indukuje tak¿e wytwarzanie reaktywnych form tlenu (ROS). Zmiany te prowadz¹
do niekontrolowanej oksydacji i peroksydacji lipidów, kwasów nukleinowych, niektórych
enzymów, a przede wszystkim oksydacyjnego uszkodzenia bia³ek - OPD (oxidative protein damage) w wielu tkankach [21].
Stres oksydacyjny mo¿e odgrywaæ wa¿n¹ rolê w wyst¹pieniu dodatkowych zaburzeñ w przebiegu cukrzycy, takich jak: zaæma, zaburzenia o charakterze nefropatii
czy neuropatii.
Wykazano, ¿e glikozylacja, a szczególnie reakcja Maillarda towarzyszy takim niekorzystnym objawom wspó³istniej¹cym z
cukrzyc¹ jak starzenie siê czy choroby zwi¹zane z procesami starzenia (np. choroby
uk³adu sercowo-naczyniowego) co spowodowane jest modyfikacj¹ oksydacyjn¹ takich
zwi¹zków jak t³uszcze, DNA czy bia³ka [3].
Szczególnie bia³ka o d³ugim obrocie w
organizmie, na przyk³ad bia³ka krystaliny,
kolageny i hemoglobina mog¹ reagowaæ ze
zredukowanymi cukrami i dawaæ kolejne
produkty glikozydacji (AGEs). W badaniach
mechanizmów tych reakcji wykazano, ¿e
modyfikacja heksanylu na skutek peroksydacji lipidów odgrywa znacz¹c¹ rolê w stresie oksydacyjnym [18]. Warte podkreœlenia
jest to, ¿e AGEs reaguj¹ nie tylko z bia³kami, lecz tak¿e z DNA i lipidami oraz sk³adowymi tkanki ³¹cznej; powoduj¹ oksydacjê
wielonasyconych kwasów t³uszczowych w
cz¹steczkach LDL, prowadz¹c to utworzenia utlenionej formy LDL, które bezpoœrednio uszkadzaj¹ œródb³onek naczyñ [2].
Dym tytoniowy zawiera ponad 4 300
zwi¹zków chemicznych, z których wiele posiada w³aœciwoœci utleniaj¹ce i genotoksyczne co wi¹¿e siê zarówno z indukcj¹, jak i
progresj¹ mia¿d¿ycowego uszkodzenia naczyñ [16]. Wiele badañ wykaza³o, ¿e dym
tytoniowy jest istotnym czynnikiem wywo³uj¹cym stres oksydacyjny [5-9].
Zagadnienie wp³ywu dymu tytoniowego
na peroksydacjê lipidów w warunkach eksperymentalnej hiperglikemii (wywo³anej
streptozocyn¹) nie by³o jak dot¹d przedmiotem badañ.
W badaniach na zwierzêtach prezentowano natomiast, ¿e streptozotocyna
(STZ) wykazuje selektywne dzia³anie cyto-
Przegl¹d Lekarski 2010 / 67 / 10
L-alanina + á-ketoglutaran
AlAT
> pirogroninan + L-glutaminan
LDH
L-mleczan + NAD+
Pirogroninan + NADH+H+ ?
L-Asparaginian + á-ketoglutaran
AspAT
?
szczwiooctan + L-glutaminian
MDH
Szczawiooctan + NADH + H+ ?
L-jab³czan + NAD+
toksyczne na komórki b-Langerhansa trzustki powoduj¹c wyst¹pienie cukrzycy typu I
[17]. Wiadomo tak¿e, ¿e streptozocyna pobudza produkcjê reaktywnych form tlenu
przez wysepki b-Langrhansa trzustki [14, 17]
i stymuluje powstawania nadtlenku wodoru, co mo¿e powodowaæ uszkodzenia DNA
w trzustce [1, 20].
Bior¹c pod uwagê powy¿sze przes³anki, przeprowadzono badanie, którego celem
by³a próba odpowiedzi na nastêpuj¹ce pytanie.
W jakim stopniu w warunkach eksperymentalnie wywo³anej cukrzycy u szczurów,
ekspozycja na dym dytoniowy wp³ywa na
peroksydacjê lipidów i parametry funkcji
w¹troby u tych zwierz¹t?
Materia³ i metody
Na przeprowadzenie eksperymentu otrzymano zgodê Lokalnej Komisji Etycznej do Spraw Doœwiadczeñ na
Zwierzêtach w Poznaniu - Nr 26/2010 z dnia 5 marca
2010 roku.
Zwierzêta doœwiadczalne
Do badañ u¿yto dojrza³e szczury samce, szczepu
Wistar, o œredniej masie cia³a 160 g. Zwierzêta uzyskano z hodowli Katedry i Zak³adu Toksykologii Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu. Szczury hodowano w standaryzowanych warunkach
temperatury (20-22°C), wilgotnoœci (50-60%) i oœwietlenia (12/12 godz.).
Przebieg badania
Zwierzêta w liczbie 36, podzielono na cztery grupy:
I - zwierzêta kontrolne;
II - zwierzêta z wywo³an¹ cukrzyc¹ streptozotocynow¹ - kontrola dodatnia;
III - zwierzêta poddane ekspozycji na dzia³anie dymu
tytoniowego w stê¿eniu (w przeliczeniu na tlenek wêgla)
1500 mg CO/m3 powietrza przez 5 dni, po 6 godzin dziennie - kontrola dodatnia;
IV - zwierzêta z wywo³an¹ cukrzyc¹ streptozotocynow¹ i poddane ekspozycji na dzia³anie dymu tytoniowego w stê¿eniu (w przeliczeniu na tlenek wêgla) 1500
mg CO/m3 powietrza przez 5 dni po 6 godzin dziennie.
U zwierz¹t grup II, IV zosta³a wywo³ana cukrzyca
przez podanie dootrzewnowo 70 mg/kg masy cia³a streptozotocyny. W dniu rozpoczêcia badañ i po utrwalonej
cukrzycy co dwa tygodnie od zwierz¹t pobierano krew z
¿y³y ogonowej w celu oceny glikemii.
Zwierzêta z grup III i IV w szesnastym tygodniu eksperymentu zosta³y poddane ekspozycji na dym tytoniowy w stê¿eniu (w przeliczeniu na zawartoœæ tlenku wêgla) 1500 mg CO/m3 powietrza w specjalnej przystosowanej do tego celu komorze toksykologicznej [7,8].
W ostatnim dniu eksperymentu - szesnasty tydzieñ,
przeprowadzono sekcje zwierz¹t wszystkich badanych
grup: I, II, III, IV.
Szczury znieczulano poprzez podanie domiêœniowe ksylazyny z ketamin¹ w dawce 40 mg/kg m.c. + 5
mg/kg m.c. W trakcie sekcji od zwierz¹t pobrano krew
na skrzep w celu badañ zawartoœci metabolitu nikotyny,
kreatyniny, mocznika, peroksydacji lipidów i wybranych
enzymów (AlAT, AspAT).
Oznaczanie kotyniny
Kotyninê w surowicy krwi oznaczono metod¹ wysokosprawnej chromatografii cieczowej z detektorem
szeregu diod (HPLC_DAD). Analiza chromatograficzna
zosta³a poprzedzona ekstrakcj¹ kotyniny z materia³u biologicznego z wykorzystaniem techniki ciecz-ciecz.
Oznaczanie aminotransferazy alaninowej (AlAT)
AlAT katalizuje reakcje pomiêdzy L-alanin¹ i a-ketoglutaranem. Utworzony pirogronian jest zmieniany
przez NADH, w reakcji katalizowanej przez dehydrogenazê mleczanow¹ (LDH), do formy L-mlecznu i NAD +.
Stopieñ ubytku NADH jest wprost proporcjonalny
do aktywnoœci katalitycznej AlAT. Oznaczany by³ przez
pomiar spadku absorbancji przy d³ugoœci fali równej 340
nm.
Oznaczanie AspAT przeprowadzono przy pomocy
aparatu biochemicznego COBAS INTEGRA.
Oznaczanie aminotransferazy asparaginianowej
(AspAT)
AspAt jest enzymem katalizuj¹cym przeniesienie
grup aminowych z L-asparaginianu i a-ketoglutaranu do
formy szczawiooctanu i L-glutaminianu. Nastêpnie szczawiooctan ulega w toku reakcji wskaŸnikowej, z udzia³em
dehydrogenazy jab³czanowej (MDH), przemianie do jab³czanu. Towarzyszy temu NADH do NAD+.
Stopieñ ubytku NADH jest wprost proporcjonalny
do aktywnoœci katalitycznej AspAT. Oznaczany by³ przez
pomiar spadku absorpcji przy d³ugoœci fali 340 nm.
Oznaczanie AspAT przeprowadzono przy pomocy
aparatu biochemicznego COBAS INTEGRA.
Oznaczanie peroksydacji lipidów
Pomiar peroksydacji lipidów zosta³ wykonany na
podstawie oznaczenia poziomu aldehydu dimalonowego (MDA). Tworzy siê on jako produkt uboczny podczas
rozk³adu hydroperoksykwasów t³uszczowych (etap I). W
etapie II powstaje barwny zwi¹zek w wyniku reakcji MDA
z kwasem tiobarbiturowym, który nastêpnie oznacza siê
spektrofotometrycznie przy d³ugoœci fali l=532 nm.
Oznaczanie stê¿enia bia³ka
Oznaczenie to opiera siê na reakcji, jak¹ daj¹ wi¹zania peptydowe i aminokwasy aromatyczne z odczynnikiem Folina-Ciocalteau. W pierwszym etapie jony Cu2+
przy³¹czone zostaj¹ do wi¹zañ peptydowych. Drugi etap
to redukcja kwasu fosforowolframowego i fosforomolibdenowego do odpowiednich tlenków.
Oznaczanie kreatyniny
Kreatyninê oznaczono wykorzystuj¹c aparat biochemiczny COBAS INTEGRA. Oznaczenie by³o oparte na
reakcji Jaffe'a, w której kreatynina reaguje z kwasem pikrynowym w œrodowisku zasadowym w wyniku czego
powstaje czerwono - pomarañczowy kompleks. Inten889
2,0
Peroksydacja lipidów [ng TBARS/mg bia³ka]
Stê¿enie kotyniny [ng/ml]
800
600
400
200
0
III
Grupa
1,2
***
0,8
0,4
I
II
Grupa
III
IV
Rycina 2
Poziom peroksydacji lipidów w surowicy szczurów w grupach I, II, III i IV.
Objaœnienia grup w rozdziale Materia³ i metody. * - ró¿nica statystycznie
znamienna pomiêdzy grupami I i II; *** - ró¿nica statystycznie znamienna
pomiêdzy grupami II i IV.
Level of lipid peroxidation in rats' serum. Description of the groups is present in
Materials and methods chapter. * - p< 0.05 group I vs. Group II; *** - p< 0.05 group II
vs. Group IV.
160
120
100
AktywnoϾ aminotransferazy
asparaginianowej [U/l]
AktywnoϾ aminotransferazy alaninowej [U/l]
*
0,0
IV
Rycina 1
Stê¿enie kotyniny w surowicy szczurów nara¿onych na dym tytoniowy bez
wywo³anej cukrzycy (grupa III) i z cukrzyc¹ streptozycynow¹ (grupa IV).
Concentration of cotinine in plasma of rats without diabetes (group III) and in
streptozotoci diabetic rats (group IV).
*
80
60
40
120
80
40
20
0
0
I
II
Grupa
III
IV
Rycina 3
Aktywnoœæ transferazy alaninowej w poszczególnych grupach zwierz¹t.
Objaœnienia grup w rozdziale Materia³ i metody. * - ró¿nica statystycznie
znamienna pomiêdzy grupami I i II.
Activity of asparaginian alanine aminotranspherase in studied groups. Description
of the groups is present in Materials and methods chapter. * - p< 0.05 group I vs.
Group II.
sywnoœæ zabarwienia mierzy siê przy d³ugoœci fali l=500
nm i jest ona wprost proporcjonalna do stê¿enia kreatyniny w próbce.
Oznaczanie mocznika
Mocznik oznaczono wykorzystuj¹c aparat biochemiczny COBAS INTEGRA. Oznaczenie by³o oparte na
reakcji kinetycznej z wykorzystaniem dehydrogenazy glutaminianowej, gdzie NADH jest utleniane do NAD, po
uprzednim rozk³adzie mocznika z wykorzystaniem ureazy. Zmiana absorbancji w czasie przy d³ugoœci fali
l=340 nm, jest proporcjonalna do stê¿enia mocznika w
badanej próbce.
Wyniki i ich omówienie
Cukrzyca jest przewlek³ym schorzeniem
metabolicznym o z³o¿onej etiopatogenezie,
890
1,6
I
II
Grupa
III
IV
Rycina 4
Aktywnoœæ transferazy asparaginianowej w poszczególnych grupach zwierz¹t.
Objaœnienia grup w rozdziale Materia³ i metody.
Activity of asparaginian aminotranspherase in studied groups. Description of the
groups is present in Materials and methods chapter.
w której stres oksydacyjny odgrywa istotn¹
rolê. Produkcja wolnych rodników tlenowych
zwi¹zana jest œciœle z metabolizmem glukozy torem pentozowym, chocia¿ nie wykluczona jest tak¿e aktywacja szlakiem heksoaminowym. W warunkach cukrzycy nasila siê
znacz¹co nieenzymatyczna glikacja bia³ek z
towarzysz¹c¹ oksydacj¹ glukozy. Toksyczne
pochodne tlenu indukuj¹ tak¿e powstawanie nadtlenków lipidów, równie¿ wykazuj¹cych w³aœciwoœci wolnych rodników [21].
Szczególnie niebezpieczne s¹ powik³ania zwi¹zane z t¹ chorob¹. Wiele badañ
wskazuje, ¿e zwiêkszone powstawanie wolnych rodników (aktywnych form tlenu) nasi-
Przegl¹d Lekarski 2010 / 67 / 10
la stres oksydacyjny co ma du¿e znaczenie
w indukcji i przebiegu powik³añ [10]. Hipoteza ta poparta jest wieloma wynikami badañ wskazuj¹cymi, ¿e przemiany biologiczne zwi¹zane z hyperglikemi¹ (autooksydacja glukozy, glikolizylacja bia³ek) zwiêkszaj¹ produkcjê reaktywnych form tlenu [21].
W przeprowadzonych badaniach oceniono wp³ywu dymu tytoniowego na peroksydacjê lipidów u szczurów, którym wywo³ano cukrzycê poprzez podanie streptozotocyny. Z danych piœmiennictwa wiadomo,
¿e STZ ma dzia³anie diabetogenne i genotoksyczne. U szczurów z cukrzyc¹ wywo³an¹ dzia³aniem streptozotocyny obserwowa-
E. Florek i wsp.
***
*
100
75
50
**
25
0
1,2
Stê¿enie kreatyniny [mg/100 ml]
Stê¿enie mocznika [mg/100 ml]
125
***
1,0
0,8
**
0,6
*
0,4
0,2
I
II
Grupa
III
IV
Rycina 5
Stê¿enie mocznika w poszczególnych grupach zwierz¹t. Objaœnienia grup w
rozdziale Materia³ i metody. * - ró¿nica statystycznie znamienna pomiêdzy
grupami I i II; ** - ró¿nica statystycznie znamienna pomiêdzy grupami I i III; ***
- ró¿nica statystycznie znamienna pomiêdzy grupami II i IV.
Concentration of urea in studied groups. Description of the groups is present in
Materials and methods chapter. * - p< 0.05 group I vs. Group II; ** - p< 0.05 group I
vs. Group III; *** - p< 0.05 group II vs. Group IV.
no tak¿e zmiany w metabolizmie lipidów w
postaci wzrostu ca³kowitego poziomu lipidów, triglicerydów i cholesterolu [12].
W prezentowanym badaniu. g³ównym
celem przeprowadzenia oznaczeñ bia³ka
by³o ujednolicenie oznaczeñ parametru opisuj¹cego peroksydacjê lipidów oraz ustalenie czy cukrzyca i nara¿enie na dym tytoniowy nie wp³ywaj¹ na ten parametr biochemiczny. Obserwowany poziom bia³ka w surowicy krwi nie ulega³ zmianie zarówno na
skutek wywo³anej cukrzycy jak i po nara¿eniu na dym tytoniowy i wynosi³ œrednio
55,2±13,2 mg/l we wszystkich badanych
grupach.
Podobnie, jak w przypadku bia³ka, równie¿ w grupach nara¿anych na dym tytoniowy - grupa III i IV, stê¿enie kotyniny, g³ównego metabolitu nikotyny nie ró¿ni³o siê statystycznie i wynosi³o w grupie szczurów bez
cukrzycy 372±164 ng/ml, natomiast u zwierz¹t z wywo³an¹ cukrzyc¹ wywo³ana strepozotocynow¹ 444±256 ng/ml (rycina 1).
W prezentowanym badaniu zaobserwowano statystycznie istotny wzrost peroksydacji lipidów u szczurów z wywo³an¹ farmakologicznie cukrzyc¹ (rycina 2).
Obserwacja ta stanowi potwierdzenie
innych badañ, w których wykazano, ¿e hiperglikemia poprzez indukcjê reaktywnych
form tlenu, prowadzi do podwy¿szenia progu oksydacji.
U zwierz¹t eksponowanych na dym tytoniowych wykazano jedynie tendencjê do
wzrostu peroksydacji lipidów, jakkolwiek nie
by³a ona statystycznie znamienna (na poziomie p=0,05), natomiast u zwierz¹t nara¿onych na dym tytoniowy z indukowan¹ cukrzyc¹ odnotowano istotne statystycznie
obni¿enie peroksydacji lipidów. Jest to bardzo interesuj¹ca obserwacja. Mo¿e ona
wskazywaæ na nieznane dot¹d procesy
Przegl¹d Lekarski 2010 / 67 / 10
0,0
I
II
Grupa
III
IV
Rycina 6
Stê¿enie kreatyniny w poszczególnych grupach zwierz¹t. Objaœnienia grup w
rozdziale Materia³ i metody. * - ró¿nica statystycznie znamienna pomiêdzy
grupami I i II; ** - ró¿nica statystycznie znamienna pomiêdzy grupami I i III; *** ró¿nica statystycznie znamienna pomiêdzy grupami II i IV.
Concentration of creatinine in studied groups. Description of the groups is present in
Materials and methods chapter. * - p< 0.05 group I vs. Group II; ** - p< 0.05 group I vs.
Group III; *** - p< 0.05 group II vs. Group IV.
adaptacyjne zwi¹zane z wp³ywem dymu tytoniowego (rycina 2).
Podobnie jak wykazany w badaniach
w³asnych brak wp³ywu dymu tytoniowego na
peroksydacjê lipidów u szczurów z wywo³an¹ cukrzyc¹, zmiany takie równie¿ nie zosta³y odnotowane w przypadku uszkodzenia DNA, mimo i¿ wiadomo, ¿e sama cukrzyca powoduje zarówno wzrost peroksydacji lipidów, jak i uszkodzeñ DNA [15].
W badaniu oceniano tak¿e w jakim stopniu w warunkach eksperymentalnie wywo³anej cukrzycy u szczurów, ekspozycja na
dym dytoniowy wp³ywa na parametry funkcji w¹troby u tych zwierz¹t?
Wiadomo, ¿e bardzo wra¿liwym narz¹dem na brak insuliny jest w¹troba, czego
efektem jest znaczne obni¿enie glukagonu
[4].
Tak¿e w badaniach klinicznych wykazano, ¿e chorzy z powik³an¹ cukrzyc¹ demonstruj¹ wy¿sze aktywnoœci aminotransferazy
alaninowej (AlAT) i aminotransferazy asparaginianowej (AspAT) [19].
Obserwacje te nie zosta³y potwierdzone w tym eksperymencie (rycina 3, 4).
Dym tytoniowy nie wp³ywa³ na aktywnoœæ enzymów w¹trobowych w ¿adnej z
badanych grup (rycina 3,4).
W prezentowanym badaniu zaobserwowano jedynie wzrost aktywnoœci AlAT w grupie zwierz¹t z cukrzyc¹ w porównaniu do
szczurów kontrolnych (rycina 4). Prawdopodobnie jest to zwi¹zane z nieznacznym
wp³ywem hepatotoksycznym dymu tytoniowego. W przypadku silnie hepatotoksycznych zwi¹zków, jak tetrachlorek wêgla taki
synergizm jest wyraŸny [11].
W przypadku innych parametrów wskazuj¹cych na uszkodzenie w¹troby, takich jak
poziom mocznika i kreatyniny wyniki nie s¹
jednoznaczne. Cukrzyca powodowa³a
wzrost poziomu mocznika i obni¿enie kreatyniny, natomiast po nara¿eniu na dym tytoniowy, zarówno u szczurów bez, jak i z
cukrzyc¹ dochodzi³o do wzrostu poziomu
kreatyniny i obni¿enia stê¿enia mocznika
(rycina 5,6).
W jakim stopniu w warunkach eksperymentalnie wywo³anej cukrzycy u szczurów,
ekspozycja na dym tytoniowy wp³ywa na
peroksydacjê lipidów i parametry funkcji
w¹troby u tych zwierz¹t?
Reasumuj¹c, przeprowadzone badania
nie daj¹ jednoznacznej odpowiedzi na wp³yw
palenia tytoniu w przebiegu eksperymentalnie wywo³anej cukrzycy na peroksydacjê lipidów, jaki i funkcje w¹troby.
Piœmiennictwo
1. Bolz´an A.D., Bianchi M.S.: Genotoxicity of
streptozotocin. Mutat. Res., 2002, 512, 121.
2. Brandt A.: Koñcowe produkty glikacji - Ÿród³o
pochodzenia a rozwój powik³añ cukrzycowych.
Diabetologia praktyczna 2008, 9, 1.
3. Edeas M., Attaf D., Mailfert A.S. et al.: Maillard
reaction, mitochondria and oxidative stress: potential role of antioxidants. Pathol. Biol. (Paris) 2010,
58, 220
4. Fain J.N.: Insulin secretion and action. Metabolism,
1996, 33, 672.
5. Florek E., Ignatowicz E., Piekoszewski W. i wsp.:
Wp³yw dymu tytoniowego na aktywnoœæ wybranych
enzymów antyoksydacyjnych i ca³kowit¹ zdolnoœæ
antyoksydacyjn¹ ustroju nieciê¿arnych i ciê¿arnych
zwierz¹t. Przegl. Lek., 2004, 61, 1104.
6. Florek E., Ignatowicz E., Piekoszewski W. i wsp.:
Wp³yw stê¿enia dymu tytoniowego i czasu nara¿enia
na aktywnoœæ wybranych enzymów antyoksydacyjnych - badania eksperymentalne. Przegl. Lek.
2004, 61, 1098.
7. Florek E., Ignatowicz E., Piekoszewski W.: Effect
of pregnancy and tobacco smoke on the antioxidant
activity of rutin in an animal model. Pharmacol. Rep.
2009, 61, 935.
8. Florek E., Ignatowicz E., Wrzosek J., Piekoszewski
W.: Effect of rutin on total antioxidant status of rats
exposed to cigarette smoke. Pharmacol. Rep. 2005,
57, 84.
891
9. Florek E., Nowakowska A., Ignatowicz E. i wsp.:
Wp³yw ³¹cznego nara¿enia na alkohol i dym
tytoniowy na peroksydacjê lipidów u szczurów.
Przegl. Lek. 2009, 66, 655.
10. Grace P.A.: Ischemia-reperfusion injury. Br. J. Surg.
1994, 81, 637.
11. Hanasono G.K., Côté M.G., Plaa G.L.: Potentiation
of carbon tetrachloride induced hepatotoxicity in alloxan- or strepto- zotocin-diabetic rats. J. Pharmacol.
Exp. Ther. 1975, 192, 592.
12. Ishihara G., Hiramatsu Y., Masuyama H., Kudo T.:
Streptozotocin-induced diabetic pregnant rats exhibit
signs and symptoms mimicking pre-eclampsia. Metab. Clin. Exp. 2000, 49, 853.
13. Jab³ecka A.: Standardy opieki farmaceutycznej w
892
cukrzycy. [W:] Josef Raabe, Apteka plus pacjent.
Wydawnictwo Warszawa, 2005.
14. Kawada J.: New hypotheses for the mechanisms of
streptozotocin and alloxan inducing diabetes mellitus.
Yakugaku Zasshi, 1992, 112, 773.
15. Limaa P.H.O., Sinzato Y.K. Soares de Souza M.S.
et al.: Evaluation of level of DNA damage in blood
leukocytes of non-diabetic and diabetic rat exposed
to cigarette smoke. Mutation Res. 2007, 628, 117.
16. Lofroth G.: Environmental tobacco smoke: overview
of chemical composition and genotoxic components.
Mut. Res. 1989, 222, 73.
17. Nukatsuka M., Sakurai H., Yoshimura Y. et al.:
Enhancement by streptozotocin of O2 - radical generation by xanthineoxidase system of pancreatic cells.
Przegl¹d Lekarski 2010 / 67 / 10
FEBS Lett. 1988, 239, 295.
18. Osawa T., Kato Y.: Protective role of antioxidative
food factors in oxidative stress caused by hyper-glycemia. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2005, 1043, 440.
19. Rao G.M., Morghom L.O., Kabur M.N. et al.: Serum glutamic oxaloacetic transaminase (GOT) and
glutamic pyruvic transaminase (GPT) levels in diabetes mellitus. Indian J. Med. Sci. 1989, 43, 118.
20. Takasu N.T., Komiya T., Asawa Y. et al.: Streptozotocin- and alloxan-induced H2O2 generation and
DNA fragmentation in pancreatic islets. H2O2 as
mediator for DNA fragmentation. Diabetes, 1991,
40, 1141.
21. West I.C.: Radicals and oxidative stress in diabetes. Diab. Med. 2000, 17, 171.
E. Florek i wsp.