Redox-dependent mechanisms of brain neuroprotection of rats with experimental diabetes mellitus

Abstract

Мета. Дослідити ефективність регулювання редокс-залежних механізмів нейропротекції різних фармакологічних схем N-ацетилцистеїну (NAC) та мелатоніну (Mel) у головному мозку щурів з експериментальним цукровим діабетом 1 типу (ЦД 1). Методи. Щури з індукованим ЦД 1 отримували NAC (1,5 г/кг), Mel (10 мг/кг) або їх комбінацію (NAC+Mel) протягом 5-ти тижнів. Стан електрон-транспортного ланцюга (ЕТЛ) мітохондрій, швидкість генерування супероксидних радикалів (СР), активність nNOS, концентрацію лактоферину, «вільного заліза», метгемоглобіну, 8-oxoG в клітинах головного мозку щурів досліджували методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) на комп’ютеризованому ЕПР-спектрометрі РЕ-1307 за температури рідкого азоту (Т=77К). Результати. Через 7 тижнів після індукції ЦД 1 швидкість генерування СР мітохондріями головного мозку щурів з ЦД 1 була значно вищою, а активність нейрональної NO-синтази (nNOS) зниженою, порівняно з групою контролю. Було встановлено зменшення активності Комплексу І ЕТЛ мітохондрій та зростання рівня 8-oxoG, концентрації «вільного заліза», NO-FeS-білків, концентрації лактоферину та MetHb, в тканині головного мозку тварин з ЦД 1. Всі досліджувані фармакологічні схеми сприяли достовірному зниженню швидкості генерування СР та відновленню активності nNOS мітохондріями головного мозку. Фармакологічна корекції NAC/Mel або NAC+Mel сприяла достовірному зниженню рівня 8-oxoG та комплексів NO-FeS-білків, нормалізації активності комплексів «вільного заліза» тканини головного мозку щурів з ЦД 1. Терапія NAC також сприяла зменшенню рівня MetHb, а комбінована терапія NAC+Mel - зменшенню рівня лактоферину головного мозку щурів з ЦД1. Висновки. При індукції ЦД 1 типу відбувається пошкодження ЕТЛ мітохондрій продуктами неповного розпаду глюкози, що проявляється зниженням синтезу АТФ, підвищенням рівня СР, які генеруються в наслідок порушення механізму транспорту електронів. Терапія NAC та Mel чи їх комбінації супроводжувалася захистом клітин головного мозку щурів з ЦД 1 від токсичної дії СР, перешкоджаючи порушення функцій мітохондрій, що свідчить про нейропротективну дію. NAC та Mel є перспективними лікарськими засобами для профілактики та лікування діабетичної нейропатії