Зміни стану глутатіонової системи крові котів за цукрового діабету та ожиріння

Abstract

Особливості умов утримання дрібних м’ясоїдних, зокрема котів, призвели до розвитку метаболічних патологій, найпоширенішими з яких є цукровий діабет та ожиріння. Одним з важливих пускових механізмів за даних патологій є розвиток оксидативного стресу. Найпотужнішою природною антиоксидантною системою тваринного організму є глутатіонова система, яка включає глутатіон, та ферменти, які каталізують реакції його окиснення та відновлення. Глутатіон – трипептид, що складається з двох фракцій: відновленої та окисленої. До складу даної системи входить декілька ферментів, найважливіші з яких: глутатіонпероксидаза і глутатіонредуктаза. Метою досліджень є встановлення змін концентрації відновленого та окисленого глутатіону, активності глутатіонпероксидази та глутатіонредуктази у котів, хворих на цукровий діабет та ожиріння. Для досліджень було сформовано чотири групи котів-кастратів віком 5–8 років по 6–8 тварин у кожній групі. Контрольна група складалась із клінічно здорових тварин, перша дослідна – тварин з ознаками надлишкової маси та ожиріння, друга дослідна група включала котів, у яких діагностували цукровий діабет (діагноз підтверджувався дослідженнями на фруктозамін), третя дослідна включала котів, у яких діагностували надлишкову масу та цукровий діабет. У більшості тварин дослідних груп були виявлені ознаки супутніх патологій, а саме – печінкова та ниркова недостатність. Визначення концентрації глутатіону та ферментів глутатіонової системи проводили у еритроцитах венозної крові, концентрацію глюкози, фруктозаміну визначали у сироватці крові спектрофотометричними методами, також проводили якісні дослідження сечі на наявність глюкози, білка, кетонових тіл та крові. У результаті досліджень встановлено, що у тварин трьох дослідних груп спостерігались схожі зміни стану глутатіонової системи: зменшення частки відновленого глутатіону, збільшення – окисленого. Зменшення концентрації відновленого глутатіону було найменшим у котів першої дослідної групи і становило 7% порівняно з контролем, у тварин другої дослідної – 15% і найбільшим – у тварин третьої дослідної групи, що становило 18 %. Активність глутатіонпероксидази зростала у крові дослідних груп порівняно до контролю, щодо активності глутатіонредуктази, то у тварин першої дослідної групи спостерігалось незначне зростання активності даного ферменту – до 8% порівняно із здоровими тваринами, а у тварин другої та третьої дослідних груп було виявлене зменшення активності даного ферменту відповідно на 13 і 40,3%. Таким чином, у котів з ожирінням та цукровим діабетом встановлено зниження частки відновленого глутатіону, збільшення його окисленої фракції, при цьому активність глутатіонпероксидази зростала як за ожиріння, так і за цукрового діабету, активність глутатіоредуктази незначно зростала у котів з надлишковою масою, а у тварин з цукровим діабетом та при поєднанні двох патологій активність ферменту знижувалась. Найменший рівень змін встановлено у котів з надлишковою масою та ожирінням, найбільший – у тварин, що мали поєднання надлишкової маси і цукрового діабету.

Особенности условий содержания мелких плотоядных, в частности кошек, привели к развитию метаболических патологий, самыми распространенными из которых являются сахарный диабет и ожирение. Одним из важных пусковых механизмов при данных патологиях является развитие оксидативного стресса. Мощной естественной антиоксидантной системой животного организма является глутатионовая система, включающая глутатион, и ферменты, которые катализируют реакции его окисления и восстановления. Глутатион – трипептид, состоящий из двух фракций: восстановленной и окисленной. В состав данной системы входит несколько ферментов, важнейшие из которых: глутатионпероксидаза и глутатионредуктаза. Целью исследований является установление изменений концентрации восстановленного и окисленного глутатиона, активности глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы у котов, больных сахарным диабетом и ожирением. Для исследований были сформированы четыре группы котов-кастратов в возрасте 5–8 лет по 6–8 животных в каждой группе. Контрольная группа состояла из клинически здоровых животных, первая опытная – животных с признаками избыточной массы и ожирения, вторая исследовательская группа включала кошек, у которых диагностировали сахарный диабет (диагноз подтверждался исследованиями на фруктозамин), третья исследовательская включала кошек, у которых диагностировали избыточную массу и сахарный диабет. У большинства животных опытных групп были выявлены признаки сопутствующих патологий, а именно – печеночная и почечная недостаточность. Определение концентрации глутатиона и ферментов глутатионовой системы проводили в эритроцитах венозной крови, концентрацию глюкозы, фруктозамина определяли в сыворотке крови спектрофотометрическими методами, также проводили качественные исследования мочи на наличие глюкозы, белка, кетоновых тел и крови. В результате исследований установлено, что у животных трех исследовательских групп наблюдались схожие изменения состояния глутатионовой системы: уменьшение доли восстановленного глутатиона, увеличение – окисленного. Уменьшение концентрации восстановленного глутатиона было наименьшим у котов первой опытной группы и составил 7% по сравнению с контролем, у животных второй опытной – 15% и наибольшим – у животных третьей опытной группы, что составило 18%. Активность глутатионпероксидазы росла в крови исследовательских групп по сравнению с контрольной, относительно активности глутатионредуктазы, то у животных первой опытной группы наблюдалось незначительное повышение активности данного фермента – до 8% по сравнению со здоровыми животными, а у животных второй и третьей опытных групп было обнаружено уменьшение активности данного фермента соответственно на 13 и 40,3%. Таким образом, у котов с ожирением и сахарным диабетом установлено снижение доли восстановленного глутатиона, увеличение его окисленной фракции, при этом активность глутатионпероксидазы росла как при ожирение, так и при сахарном диабете, активность глутатиоредуктазы незначительно возрастала у котов с избыточным массой, а у животных с сахарным диабетом и при сочетании двух патологий активность фермента снижалась. Наименьший уровень изменений установлен у кошек с избыточной массой и ожирением, наибольший – у животных, которые имели сочетание избыточной массы и сахарного диабета.

The peculiarities of small carnivorous’ welfare, of cats in particular, caused the development of some metabolic pathologies, among which the most widely spread are diabetesmellitus and obesity. One of the most important releasers under these pathologies is the development of oxidative stress. The most powerful natural antioxidant system of an animal organism is glutathione system including glutathione and the enzymes which catalyze the reactions of its oxidation and renewal. Glutathione-tripeptide consists of two fractions-renewed and oxidized. The system also contains a few enzymes, the most important of which are glutathione peroxidase and glutathione reductase. The purpose of the research is to determine the concentration changes of the renewed and oxidized glutathione, the activity of glutathione peroxidase and glutathione reductase in cats suffering from diabetes and obesity. Four groups of cats-steer aged from 5 to 8-years old, 6–8 cats in each group were formed to conduct the research. A control group consisted of clinically healthy animals, the first experimental one consisted of the animals with excess weight and obesity, the second experimental group included the cats with diabetes (the diagnosis was ruled in by testing on fructosamine), the third experimental group included the cats with excess mass and diabetes. In most animals of the experimental groups were revealed some characteristics of concomitant pathologies – kidney and hepatic failures, in particular. The determination of glutathione concentration and of the enzymes of the glutathione system was made in red blood cells of venous blood, the concentration of glucose and fructosamine was determined in blood serum by means of spectrophotometric methods, also a qualitative analysis of urine on glucose, protein, urine ketones and blood was made. As follows from the results of the research, it has been determined that the animals of three experimental groups had similar changes in the state of glutathione system: the decrease in the part of renewed glutathione, the increase in the part of oxidized one. The decrease in the concentration of the renewed glutathione was the least in cats of the first experimental group and equaled to 7% as compared to the control, in the animals of the second group it equaled to 15%, and in the animals of the third group it was the biggest – 18%. The activity of glutathione peroxidase increased in the animal blood of experimental groups as compared to the control; as for the activity of glutathione reductase the animals of the of the second experimental group had an insignificant increase in the enzyme activity-up to 8% as compared to healthy animals, and in the animals of the of the second and third experimental groups the activity of this enzyme decreased by 13% and 40.3% correspondingly. Thus, it has been determined that in cats with obesity and diabetes mellitus the part of renewed glutathione decreased and its oxidized part increased, herewith the activity of glutathione peroxidase increased both under obesity and under diabetes, the activity of glutathione reductase increased insignificantly in cats with excess mass, and in cats with diabetes and in combination with two pathologies the enzyme activity decreased. The lowest level of changes had the cats with excess mass and obesity, the highest one had the animals with excess mass and diabetes.