ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2015-2-75-81ssmu-134Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSВЛИЯНИЕ ЭКСТРАКТОВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ НА МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ ПРИ МОДЕЛИ САХАРНОГО ДИАБЕТА И ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИINFLUENCE OF HERBAL EXTRACTS ON METABOLIC DISTURBANCES IN DIABETES MELLITUS AND INSULIN RESISTANCE MODELЯкимоваТ. В.YakimovaT. V.

Якимова Татьяна Витальевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры фармакологии

pharm-sibgmu@rambler.ruНасановаО. Н.NasanovaO. N.

Насанова Очирма Насаковна, аспирант кафедры фармакологии

pharm-sibgmu@rambler.ruВенгеровскийА. И.VengerovskyA. I.

Венгеровский Александр Исаакович, заслуженный работник высшей школы РФ, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой фармакологии

pharm-sibgmu@rambler.ruЯкимова Татьяна Витальевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры фармакологииРоссияSiberian State Medical University, TomskRussian FederationНасанова Очирма Насаковна, аспирант кафедры фармакологииРоссияSiberian State Medical University, TomskRussian FederationВенгеровский Александр Исаакович, заслуженный работник высшей школы РФ, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой фармакологииРоссияSiberian State Medical University, TomskRussian Federation2015280420151427581Copyright © Якимова Т.В., Насанова О.Н., Венгеровский А.И., 20152015Якимова Т.В., Насанова О.Н., Венгеровский А.И.Yakimova T.V., Nasanova O.N., Vengerovsky A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/134

Цель исследования – оценить влияние экстрактов лекарственных растений, примененных на фоне пищевых рационов с различным содержанием жиров, на метаболические процессы при модели сахарного диабета и инсулинорезистентности.Материал и методы. Эксперименты проведены на 90 аутбредных белых крысах-самцах. Сахарный диабет (СД) моделировали двукратным внутрибрюшинным введением стрептозотоцина (в дозе 30 мг/кг массы тела). Для формирования инсулинорезистентности крысы получали диету с содержанием жиров 30%. На этом фоне животным вводили ежедневно в желудок в течение 10 дней экстракты листьев крапивы (100 мг/кг), лопуха (25 мг/кг) или внутрибрюшинно препарат инсулина актрапид НМ пенфилл (3 мг/кг). В течение срока введения препаратов половина животных продолжала получать диету с высоким содержанием жиров, остальные животные получали пищевой рацион с содержанием жиров 8%. Третью группу крыс кормили пищей с низким содержанием жиров без введения препаратов. В крови измеряли уровень глюкозы, гликированного гемоглобина, креатинина, мочевины, мочевой кислоты, в гомогенатах печени – содержание гликогена, белка, активность аминотрансфераз и глюкозо-6-фосфатазы, в гомогенатах скелетных мышц – количество гликогена и белка.Результаты. После введения стрептозотоцина и кормления животных пищей с содержанием жиров 30% уровень глюкозы в крови становился в 4,0–5,3 раза больше, чем у интактных животных, возрастали гликозилирование гемоглобина, содержание креатинина, мочевины и мочевой кислоты, в гомогенатах печени и скелетных мышц накапливался гликоген, снижалось количество белка, в гомогенатах печени активировались аминотрансферазы и глюкозо-6-фосфатаза. Кормление животных c моделью СД пищей с количеством жиров 8% сопровождалось ослаблением гипергликемии, уменьшением ретенции креатинина в крови, количества гликогена в печени и восстановлением ее белковых ресурсов. Экстракты крапивы и лопуха при введении животным, получавшим пищевой рацион с содержанием жиров 30%, уменьшали гликемию, концентрацию гликированного гемоглобина и креатинина в крови, активность глюкозо-6-фосфатазы в печени, увеличивали количество белка в скелетных мышцах. Экстракт крапивы также препятствовал гиперурикемии и развитию белкового дефицита в печени, экстракт лопуха способствовал росту печеночной фракции гликогена. На фоне низкокалорийной диеты экстракт крапивы вызывал регресс показателей гипергликемии и изменял в сторону нормы количество гликогена в печени и скелетных мышцах, экстракт лопуха уменьшал гликозилирование гемоглобина, оба растительных экстракта снижали уровень креатинина в крови и увеличивали содержание белка в скелетных мышцах. Независимо от пищевого рациона экстракт крапивы повышал чувствительность к инсулину через 60 и 120 мин после инъекции препарата этого гормона, экстракт лопуха – через 120 мин.Заключение. Экстракты крапивы и лопуха оказывают при модели СД и инсулинорезистентности сахароснижающие действие, препятствуют гликозилированию гемоглобина, улучшают экскрецию креатинина, восстанавливают чувствительность скелетных мышц к действию инсулина.

The aim of this research was to assess the influence on metabolic processes of herbal extracts, used in diets with different fat content, in diabetes mellitus and insulin resistance model.Material and methods. The experiments were performing on 90 noninbred male albino rats. Diabetes mellitus was modeling with twice-repeated intraperitoneal streptozotocine (30 mg/kg) injections. For the insulin resistance formation animals were fad meal with 30% fat content. Against the background rats were administering into the stomach nettle leafs (Urtica dioica L., 100 mg/kg), burdock roots (Arctium lappa L., 25 mg/kg) extracts or intraperitoneal insulin preparation Actrapide HM Penfill (3 mg/kg) daily during 10 days. During period of agents introduction one-half of animals continued to receive food with high fat content, the other half received diet with 8% fat content. The third rats group received only food with low fat content without extracts or insulin administration. In blood was measured the glucose, glycosylated hemoglobin, creatinine, urea, uric acid content, in liver homogenates – glycogen, protein content, aminotransferases and glucose-6phosphatase activity, in muscle homogenates – glycogen and protein content.Results. After streptozotocine injections and diet with 30% fat content the blood glucose level became by 4.0–5.3 fold more than level of intact animals, increased the hemoglobin glycosylation, also creatinine, urea, uric acid blood content, in liver and muscle homogenates raised glycogen content, decreased protein quantity, in liver homogenates increased aminotranferases and glucose-6-phosphatase activity. In animals only feeding with 8% fat diminished hyperglycemia, creatinine blood retention, the liver glycogen content and recovered its protein resources. The nettle or burdock extracts administrating to animals that continued to receive high fat meal decreased the blood glucose, glycosylated hemoglobin and creatinine content, the liver glucose-6-phosphatase activity, increased the muscle protein content, the nettle extract also prevented from hyperuricemia and liver protein deficiency, the burdock extract caused the liver glycogen accumulation. In animals feeding with low fat meal the nettle extract caused hyperglycemia parameters regression and changed in the direction of the norm the liver and muscle glycogen content, the burdock extract decreased only hemoglobin glycosylation, both herbal extracts decreased the blood creatinine level and increased the muscle protein level. Independently of diet the nettle extract increased the insulin sensitivity after 60 and 120 min after insulin injection, the burdock extract – after 120 min.Conclusion. The nettle and burdock extracts have in diabetes mellitus and insulin resistance model hypoglycemic action, prevent from hemoglobin glycosylation, improve creatinine excretion, recover the muscle sensitivity to insulin effect.

экстракт крапивыэкстракт лопухамодель сахарного диабетадиета с высоким и низким содержанием жировnettle extractburdock extractdiabetes mellitus modelhigh-fatlow-fat-dietReferencesJamila F., Mostafa E. Ethnobotanical survey of medicinal plants used by people in Oriental Morocco to manage various ailments // J. Ethnopharmacol. 2014. V. 154, № 1. P. 76–87.Jamila F., Mostafa E. Ethnobotanical survey of medicinal plants used by people in Oriental Morocco to manage various ailments. J. Ethnopharmacol., 2014, vol. 154, no. 1, pp. 76–87.Bnouham M., Merhfour F.Z., Ziyyat A., Mekhfi H., Aziz M., Legssyer A. Antihyperglycemic activity of the aqueous extract of Urtica dioica // Fitoterapia. 2003. V. 74, № 78. P. 677–681.Bnouham M., Merhfour F.Z., Ziyyat A., Mekhfi H., Aziz M., Legssyer A. Antihyperglycemic activity of the aqueous extract of Urtica dioica. Fitoterapia, 2003, vol. 74, no. 78, pp. 677–681.Qujed D., Tatar M., Feizi F. Effect of Urtica dioica leaf alco-holic and aqueous extracts on the number and the diameter of the islets in diabetic rats // Int. J. Mol. Cell. Med. 2013. V. 2, № 1. P. 21–26.Qujed D., Tatar M., Feizi F. Effect of Urtica dioica leaf alcoholic and aqueous extracts on the number and the diameter of the islets in diabetic rats. Int. J. Mol. Cell. Med., 2013, vol. 2, no. 1, pp. 21–26.Cao J., Li C., Zhang P., Cao X., Huang T., Bai Y., Chen K. Antidiabetic effect of burdock (Arctium lappa L.) root ethanolic extract on streptozotocin-induced diabetic rats // Afr. J. Biotechnol. 2012. V. 11, № 37. P. 9079–9085.Cao J., Li C., Zhang P., Cao X., Huang T., Bai Y., Chen K. Antidiabetic effect of burdock (Arctium lappa L.) root ethanolic extract on streptozotocin-induced diabetic rats. Afr. J. Biotechnol., 2012, vol. 11, no. 37, pp. 9079–9085.Miele C., Beguinot F. New expectations from the well-known medicinal properties of Arctium lappa // Diabetologia. 2012. V. 55, № 5. P. 1244–1246.Miele C., Beguinot F. New expectations from the well-known medicinal properties of Arctium lappa. Diabetologia, 2012, vol. 55, no. 5, pp. 1244–1246.King A.J. The use of animal models in diabetes research // Br. J. Pharmacol. 2012. V. 166, № 3. P. 877–894.King A.J. The use of animal models in diabetes research. Br. J. Pharmacol., 2012, vol. 166, no. 3, pp. 877–894.Carrol N., Longley R., Roe J. The determination of glycogen in liver and muscle by use of antrone reagent // Biol. Chem. 1956. V. 220, № 2. P. 583–593.Carrol N., Longley R., Roe J. The determination of glycogen in liver and muscle by use of antrone reagent. Biol. Chem., 1956, vol. 220, no. 2, pp. 583–593.Кочетов Г.А. Практическое руководство по энзимологии. М.: Высшая школа, 1980. 272 с.Kochetov G.A. Prakticheskoe rukovodstvo po enzimologii [Practical guidance on enzymology]. Moscow, High School Publ., 1980. 272 p. (in Russian).Асатиани В.С. Ферментные методы анализа. М.: Наука, 1969. 740 с.Asatiani V.S. Fementnye metody analiza [Enzymatic analysis technique]. Moscow, Science Publ., 1969. 740 p. (in Russian).Хафизьянова Р.Х., Бурыкин И.М., Алеева Г.Н. Математи-ческая статистика в экспериментальной и клинической фармакологии. Казань: Медицина, 2006. 373 с.Khafisyanova R.K., Burykin I.M., Aleeva G.N. Matematicheskaya statistika v eksperimentalnoj i klinicheskoj farmakologii [Mathematical statistics in experimental and clinical pharmacology]. Kazan, Medicine Publ., 2006. 373 p. (in Russian).Lenzen S. The mechanism of alloxanand streptozotocin-in-duced diabetes // Diabetologia. 2008. V. 51, № 2. P. 216–226.Lenzen S. The mechanism of alloxan and streptozotocininduced diabetes. Diabetologia, 2008, vol. 51, no. 2, pp. 216–226.Уоткинс П.Дж. Сахарный диабет. М.: Бином, 2006. 134 с.Watkins P.J. Sakharnyj diabet [Diabetes mellitus]. Moscow, Binom Publ., 2006. 134 p. (in Russian).Аметов А.С. Вклад современных исследований в понимание природы сахарного диабета 2-го типа и перспективы лечения // Тер. архив. 2014. Т. 86, № 1. С. 4–9.Ametov A.S. Vklad sovremennykh issledovanij v ponimanie prirody sakharnogo diabeta 2-go tipa i perspektivy lecheniya [The contribution of current investigations to understanding the nature of type 2 diabetes mellitus, and treatment perspectives]. Terapevticheskij arkhiv – Therapeutic archive, 2014, vol. 86, no. 1, pp. 4–9 (in Russian).Domola M.S., Vu V., Robson-Doucette C.A., Sweeney G., Wheeler M.B. Insulin mimetics in Urtica dioica: structural and computational analyses of Urtica dioica extracts // Phytother. Res. 2010. V. 24, № 2. P. 175–182.Domola M.S., Vu V., Robson-Doucette C.A., Sweeney G., Wheeler M.B. Insulin mimetics in Urtica dioica: structural and computational analyses of Urtica dioica extracts. Phytother. Res., 2010. vol. 24, no. 2, pp. 175–182.Das M., Sarma B. P., Rokeya B., Parial R., Nahar N., Mosihuzzaman M., Khan A., Ali L. Antihyperglycemic and antihyperlipidemic activity of Urtica dioica on type 2 diabetic in model rats // J. Diabetol. 2011. V. 2, № 2. P. 16–20.Das M., Sarma B. P., Rokeya B., Parial R., Nahar N., Mosihuzzaman M., Khan A., Ali L. Antihyperglycemic and antihyperlipidemic activity of Urtica dioica on type 2 diabetic in model rats. J. Diabetol., 2011, vol. 2, no. 2, pp. 16–20.Wang W.W., Chen Y.P. Effect of Astragalus and Arctium in different combinations on reactive oxygen species content and nuclear transcription factor kappaB expression in renal tissue of streptozotocin rats // Chin. J. Integr. Trad. West. Med. 2008. V. 28, № 10. P. 917–920.Wang W.W., Chen Y.P. Effect of Astragalus and Arctium in different combinations on reactive oxygen species content and nuclear transcription factor kappaB expression in renal tissue of streptozotocin rats. Chin. J. Integr. Trad. West. Med., 2008, vol. 28, no. 10, pp. 917–920.Ma S.T., Liu D.L., Deng J.J., Niu R., Liu R.B. Effect of Arctiin on glomerular filtration barrier damage in STZ-induced diabetic nephropathy rats // Phytother. Res. 2013. V. 27, № 10. P. 1474–1480.Ma S.T., Liu D.L., Deng J.J., Niu R., Liu R.B. Effect of Arctiin on glomerular filtration barrier damage in STZ-induced diabetic nephropathy rats. Phytother. Res., 2013, vol. 27, no. 10, pp. 1474–1480.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.