Шановні колеги! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою діяльність. 25-го червня (вівторок) 2019 р. о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь м. н. с. відділу біохімії вітамінів і коензимів ІБХ Тихоненко Тетяни Михайлівни «Вітамін В3 та його похідне у корекції порушень за діабетичної нейропатії». Мова йде за апробацію кандидатської дисертації (науковий керівник – д.б.н. Кучмеровська Т.М.). Як завжди, до інформаційного листа додаємо авторські тези доповіді. Запрошуємо Вас та Ваших колег до участі у роботі семінару.
З повагою – С.О.Костерін
Вітамін В3 та його похідне у корекції порушень за діабетичної нейропатії
Тихоненко Тетяна Михайлівна, м. н. с., tetiana.tykhonenko@gmail.com
Актуальність: За багатьох патологічних станів відбуваються суттєві зміни у метаболізмі вітаміну В3 та його біологічно активних похідних, не виключенням є і цукровий діабет (ЦД), який супроводжується численними ускладненнями практично всіх органів організму. Разом з тим вітамін В3, як попередник біосинтезу NAD, який залучений до багатьох фізіологічних процесів здатен також реалізувати свою дію опосередковано. Попри наявність значної кількості даних літератури стосовно ролі вітаміну В3 та його похідних у лікуванні пацієнтів із ЦД залишається актуальним з’ясування механізмів дії нікотинаміду та нікотиноїл-гаммааміномасляної кислоти, кон’югату нікотинату та ГАМК (N-GABA) за дисфункцій нервової системи. Метою роботи було з’ясувати, через які метаболічні шляхи та дією на які функціональні мішені вітаміну В3 та його похідні здатні коригувати індуковані ЦД порушення. Дослідження проводили на експериментальній моделі ЦД у щурів лінії Wistar та клітинних лініях RINm5f, EA.hy926. Для досягнення поставленої мети було поставлено ряд завдань: 1)З’ясувати, чи володіють NAm та N-GABA протизапальною, антиоксидантною та гіпоглікемічною дією за ЦД 1 типу; 2)На культурі клітин підшлункової залози in vitro дослідити можливу цитопротекторну дію NAm; 3)Дослідити здатність NAm та N-GABA коригувати ендотеліальні дисфункції індуковані ЦД 1 типу; 4)Оцінити метаболічні та структурні зміни у сідничному нерві за ЦД 1 типу та за дії NAm та N-GABA; 5)Охарактеризувати стан поліолового шляху обміну глюкози у мозку тварин за цукрового діабету та його корекції; 6)Оцінити рівень експресії ключових нейроспецифічних протеїнів у тканині головного мозку щурів: транскрипційного фактору NF-kB, проапоптичного протеїну Bax, нейрональної NO- синтази (nNOS), ендотеліального фактору росту судин (VEGF), триплету нейрофіламентів (NF), гліального фібрилярного кислого протеїну (GFAP), віментину, основного протеїну мієліну (MBP) за ЦД 1 типу та за дії NAm та N-GABA.
Встановлено коригуючу дію NAm на β-клітини підшлункової залози та ендотеліальні клітини EA.hy926 in vitro за впливу високої концентрації глюкози. У роботі було вперше показано, що застосування N-GABA або NAm пригнічувало розвиток запальних процесів та активацію поліолового шляху у мозку та сідничному нерві. Вперше продемонстровано, що NAm та N-GABA залучаються до нормалізації активованих патологією проапоптотичних шляхів, модуляції експресії ангіогенних факторів, астрогліальної відповіді, а також впливали на цитоскелет і морфологічні зміни у нервових клітинах, індуковані ЦД. Встановлено, що NAm та N-GABA пригнічували активацію NFκB шляху, надекспресію протеїну BАХ у мозку діабетичних тварин. Виявлено коригуючу ангіогенну дію досліджуваних сполук на рівні експресії nNOS та VEGF у мозку за ЦД. Продемонстровано, що ЦД супроводжується розвитком реактивного гліозу, доказом чого було підвищення рівня експресії GFAP та продуктів його деградації. Застосування NAm не призводило до зниження експресії GFAP в мозку діабетичних щурів, однак, N-GABA викликав підвищення рівня експресії цього протеїну у більшій мірі у порівнянні з діабетичною групою. Продемонстровано, що у мозку діабетичних щурів відбуваються зміни рівня експресії віментину, проте за введення N-GABA відбувалося підвищення рівня експресії цього протеїну порівняно з контрольною групою. При оцінці експресії триплету субодиниць нейрофіламентів NF-L, NF-M і NF-Н у мозку діабетичних щурів виявлено зміни у їх синтезі, що може призводити до значних порушень структури та функцій аксонів та продемонстровано нормалізуючий ефект NAm на NF-L та NF-Н. Встановлено, що рівень експресії основного протеїну мієліну (МВР) у мозку діабетичних щурів знижувався порівняно з контрольною групою, що може бути доказом демієлінізації мембран нейронів. У той час як рівень експресії MBP в мозку діабетичних щурів не змінювався за дії NAm, застосування N-GABA має потенційну терапевтичну ефективність, оскільки рівень експресії MBP у незначній мірі відновлювався. Встановлено, що за ЦД 1 типу відбувається порушення структурної цілісності клітин мозку та проникність гематоенцефалічного бар'єру, так як рівень експресії GFAP та NF-L у крові діабетичних щурів значно зростав. Хронічне застосування NАm або N-GABA призводило до часткового відновлення цих показників.
Отримані результати дозволили встановити, що коригуюча дія нікотинаміду за порушень індукованих ЦД реалізується через NAD-залежні процеси та шляхом дії на нейроспецифічні протеїни мозку, у той час як N-GABA залучається до механізмів дії GABA, в якості нейромедіатору та модулятору секреції інсуліну бета клітинами підшлункової залози, а також за рахунок його впливу на протеїни мозку, особливо на MBP. Виявлено, що за розвитку діабетичної нейропатії існує зв’язок між гіперглікемією, активацією оксидативного стресу, розвитком реактивного гліозу та дисфункціями судин, апоптозом, демієлінізацією нейронів. Отже, розуміння механізмів дії вітаміну В3 та його біологічно активних похідних може сприяти пошуку нових терапевтичних підходів як для профілактики, так і для лікування цукрового діабету та його ускладнень.