3 курс / Фармакология / Миронов_А_Н_,_Бунатян_Н_Д_и_др_Руководство_по_проведению_доклинических

принципу наибольшей массы тела, поэтому их называют японской KK мышью. Эти животные характеризуются гиперфагией, гиперинсулинемией, толерантностью к инсулину, умеренной тучностью к 2-х месячному возрасту, которая достигает максимума к возрасту 4–5 месяцев. Толерантность к инсулину предшествует началу тучности. Увеличение синтеза инсулина связано с увеличением числа и размера панкреатических островков Лангерганса, но гистологически наблюдается дегрануляция β- клеток и гипертрофия островков. При этом инсулин избирательно подавляет глюконеогенез и индуктивный эффект на гликолиз и липогенез при наличии толерантности клеток печени к инсулину, как и у мышей db/db.

4.Мыши KK/Ay (Желтая KK мышь с ожирением) является носителем 2-х генов: летального желтого тучного (Ay) и диабетического гена. Этим она отличается от KK мыши, которая является носителем только диабетического гена. Мыши-гомозиготы желтой спонтанной мутации (Ay) умирают в течение короткого времени. KK/Ay мышь — гетерозиготна, показывает выраженную тучность, гипергликемию, гиперинсулинемию и отсутствие толерантности к глюкозе в возрасте 8-ми недель. Гиперфагия и тучность у молодых животных более явно выражены у самцов, чем у самок. На изолированных адипоцитах установлено, что отклик ткани на инсулин уменьшен прогрессивно с 5-недель- ного возраста. Гисто- и иммунохимические исследования показали, что панкреатические островки гипертрофированы, а β-клетки — дегранулированы.

Таким образом, основная причина сахарного диабета у этих мышей — толерантность

кинсулину, которая связана с дефектами в рецепторе инсулина и в системе передачи сигналов от рецептора. Кроме того, наблюдается ингибирование инсулин-чувствительных фосфодиэстераз в жировых клетках.

5.Новозеландская Тучная (NZO) мышь представляет собой модель полигенной тучности и сахарного диабета. Животные получены путем межродственного скрещивания нескольких поколений родителей. Животные демонстрируют полигенный синдром: гиперфагия, тучность, умеренная гипергликемия, гиперинсулинемия, снижение толерантности к глюкозе и толерантности к инсулину.

Масса тела повышается быстро в течение первых 2 месяцев жизни из-за гиперфагии. Гиперлептинемия и толерантность к лептину может объясняться гиперфагией, характерной для этой породы. Гипергликемия и снижение толорантности к глюкозе непрерывно возрастает с увеличением возраста животных. Наблюдается гиперплазия и гипертрофия островков, на 90% состоящих из β-клеток. Сниженная активность гликогенсинтазы в печени может рассматриваться как первичный ранний дефект. Увеличение глюконеогенеза и синтеза глюкозы в печени связывают с дефектом в регуляции глюконеогенеза, у мышей экспрессирован фермент фруктозо-1,6-бисфосфотаза. Эти мыши имеют также высокую предрасположенность к аутоиммунным заболеваниям и являются хорошей моделью для того, чтобы изучать отношения между аутоиммунными реакциями, тучностью и сахарным диабетом.

6.Мыши TSOD получены размножением тучных мышей-самцов породы ddY. Tsumara и Suzuki описали две породы: одну с ожирением и с увеличением глюкозы в моче — TSOD (Tsumara Suzuki Тучный диабет) и другую без них (TSNO, Tsumara Suzuki Не тучный). TSOD мышь имеет полигенное происхождение и характеризуется полидипсией и полиурией приблизительно с двухмесячного возраста только у мышей-самцов, что сопровождается гипергликемией и гиперинсулинемией. Ожирение постепенно развивается до 12 месяцев. Панкреатические островки у TSOD мышей-самцов гипертрофированы без признаков фиброза. Показано, что уменьшенная чувствительность к инсулину у диабетических TSOD мышей обусловлена, по крайней мере, частично, снижением транслокации транспортеров глюкозы инсулином (GLUT4) в скелетных мышцах и в адипоцитах.

7.Zucker крыса с ожирением. Спонтанная мутация «ожирения» была найдена у крыс в США в 1961. Zucker (fa/fa) крыса с ожирением (теперь названа как Leprfa) яв-

691

ляется результатом простого аутосомального рецессивного гена (fa) на хромосоме 5. Порода характеризуется гиперфагией и ранним началом ожирения, что проявляется к 4-недельному возрасту наряду с увеличенным ростом подкожной жировой складки. Также наблюдается умеренная гипергликемия, инсулинорезистентность, умеренная толерантность к глюкозе, гиперлипидемия, гиперинсулинемия и умеренная артериальная гипертония. Гиперфагию, отмеченную для этой породы, приписывают гипоталамическому дефекту в передаче сигналов от рецептора лептина. Другие гормональные изменения в Zucker крысах включают гиперсоматостатинемию, несмотря на гипергликемию, особенно у взрослых и старых животных. Есть уменьшение уровня гормона роста и уровня пролактина. Сообщается, что толерантность к глюкозе, найденная у этих крыс, происходит из-за метаболических дефектов в печени, поскольку концентрация глюкозы у тучной крысы нормальная. Порода полезна как модель человеческой тучности, сахарного диабета 2 типа, связанного с IV типом гиперлипидемии (увеличение ЛПОНП и уровня триглицеридов в крови) и артериальной гипертонии. Эта модель главным образом используется для скрининга эффектов различных препаратов, повышающих чувствительность к инсулину и способствующих снижению массы тела, а в немногих случаях подходит и для тестирования препаратов, увеличивающих секрецию инсулина или миметиков инсулина.

8.Zucker диабетическая крыса с ожирением (ZDF) — подпорода Zucker крыс, которая характеризуется врожденной гипергликемией, очень полезна для исследования механизма сахарного диабета 2 типа. В отличие от основной породы самец крысы ZDF менее тучный, но более устойчивый к инсулину. У самцов развитие сахарного диабета фиксируется к 7–10 неделе. Женские особи также тучны, инсулин-резистентны, но сахарный диабет не развивается, и поэтому они служат контролем. В отличие от fa/fa крыс способность к компенсаторной секреции инсулина ограничена. Гипергликемия у ZDF крыс связана с нарушением регуляции синтеза инсулина в β-клетках и GLUT 2 транспортера.

Наиболее часто ZDF крысы используются для исследования механизмов, связанных

синсулинорезистентностью и дисфункцией β-клеток, а также для оценки инсулиновых сенсибилизаторов, инсулинотропов и других агентов.

9.Крысы SHR/N-cp (спонтанно гипертензивные крысы/NIH-с ожирением) получены межродственным скрещиванием пород SHR/N в национальном Институте Здоровья, США. Представляют собой генетическую модель ожирения с сахарным диабетом 2 типа и артериальной гипертонией.

Самцы SHR/N-cp крыс, гомозиготные по гену ожирения (cp), демонстрируют гиперфагию и раннее начало ожирения на фоне слабо выраженной гипергликемии, дислипопротеинемии. При этом у них регистрируется выраженная гиперинсулинемия, гиперлептинемия, инсулинорезистентность, толерантность к глюкозе и существенная артериальная гипертония. SHR/N-cp крысы очень полезны для исследования ожирения, связанного с сахарным диабетом 2 типа, а также оценки влияния пищевых углеводов на развитие сахарного диабета у генетически предрасположенных индивидуумов.

10.Крысы JCR/LA-cp получены обратным скрещиванием LA/N-cp самцов с капюшонными видами аутбредных крыс подпороды JCR (Джеймс К Рассэль). LA-cp имеют только 3% SHR генов, но представленных в fa-аллели. Животные, рецессивные по гену (cp/cp), показывают чрезвычайно высокий метаболический профиль, включая инсулинорезистентность, гиперинсулинемию, гиперплазию панкреатических β-клеток, тучность, толерантность к глюкозе и серьезную гиперлипидемию. Ген cp кодирует стоп-кодон при создании рецептора лептина, что переводит его в нефункциональный рецепторный белок. Неполноценный статус рецептора лептина наряду с гипоталамической дисрегуляцией пептидов вносят вклад в гиперфагию и другие метаболические отклонения у этих крыс. Главный недостаток этой крысы как чистой модели сахарного диабета состоит в том, что они являются нормогликемическими при голодании.

692

Однако основная привлекательность JCR/LA-cp крыс как модели для исследования заключается в развитии атеросклеротических и миокардиальных повреждений в комплексе с метаболическим профилем X-синдрома. Отличительная особенность этого животного — развитие патологии сосудистого русла, что характерно для диеты с высоким содержанием холестерина и жиров. Эта модель рекомендуется для изучения влияния фармакологических средств и диет на развитие сердечно-сосудистой патологии при гиперинсулинемии.

11. Крысы OLETF (Otsuka Long Evans Tokushima Fatty) — крысы с умеренным ожирением — были получены селективным размножением крыс со спонтанным сахарным диабетом от аутбредной колонии крыс Long Evans, поддержанных в Японии. У этой полигенной крысы сахарный диабет развивается в пределах 18–25 недель жизни и наследуется преимущественно самцами. OLETF крысы демонстрируют врожденную полифагию, умеренную тучность, гиперинсулинемию, гипертриглицеридемию, гиперхолестеринемию, гипергликемию и толерантность к глюкозе. Предполагают, что дефекты пролиферации β-клеток сами по себе ответственны за развитие сахарного диабета у OLETF крыс, так как 70% панкреатэктомированных животных имеют гипергликемию из-за низкой способности панкреатических островков к регенерации после эктомии, а лечение никотинамидом корректирует гипергликемию, увеличивая пролиферацию β-клеток. В последние годы модель OLETF крысы чрезвычайно часто используются в фармакологических исследованиях при исследовании гипогликемических и гипотензивных лекарств.

2.1.2.Модели спонтанного сахарного диабета 2 типа без ожирения

1.Cohen диабетическая крыса — исключительная экспериментальная модель диетиндуцированного сахарного диабета 2 типа, которая воспроизводит особенности болезни

улюдей. Ее наиболее выдающаяся и отличительная особенность — то, что она отражает генетическую восприимчивость к богатой углеводами диете, то есть воспроизводит основную особенность сахарного диабета 2 типа. Недавно в этой породе были обозначены врожденные и метаболические фенотипы колонии CDs (Cohen diabetic sensitive) и CDr (Cohen diabetic resistant). Cohen диабетическая крыса — полезная экспериментальная модель, которая очень подходит для изучения взаимодействия между пищевыми, метаболическими и экологическими факторами, а также восприимчивости при развитии сахарного диабета 2 типа.

2.GK крыса (Goto-Kakizaki) — полигенная модель сахарного диабета 2 типа — была выведена Goto и его сотрудниками через селективное инбредное скрещивание крыс Wistar с неправильной толерантностью к глюкозе в Японии в 1973 г. Порода характеризуется отсутствием тучности, умеренной, но стойкой гипергликемией, гипоинсулинемией, нормолипидемией, толерантностью к глюкозе, что проявляется в двухнедельном возрасте у всех животных и сопровождается ранним началом диабетических осложнений. У взрослых GK крыс полная масса панкреатических β-клеток уменьшена на 60%. Дефектная масса и функция β-клеток у GK крыс могут быть результатом несоответствия панкреатических факторов роста, необходимых для роста и развития эмбриональных панкреатических клеток в течение беременности, и вторичной потери дифференцирования β-клеток из-за хронического воздействия гипергликемии (глюкотоксичность). Эта модель показывает, что сахарный диабет 2 типа основан не только на генетических факторах, в его развитие также вовлекаются трансгенный и эпигенный ответы. В дополнение к дефектам в β-клетках снижается чувствительность к инсулину в печени, скелетных мышцах и жировой ткани. Изменение секреции инсулина и перепроизводство глюкозы в печени — первые нарушения у диабетических GK крыс, способствующие в последующем развитию гипергликемии. GK крыса — одна из лучших моделей сахарного диабета на животных, которая используется для изучения отношения изменений в массе β-клеток и возникновении сахарного диабета 2 типа, а также диабетических осложнений (особенно диабетическая нефропaтия).

693

3.Torri крыса — это новая спонтанно диабетическая крыса без ожирения, полученная от Sprague-Dawley породы, выведенная в 1997 в Torri Pharmaceutical Co, Япония. Эта порода характеризуется толерантностью к глюкозе, гипергликемией, гипоинсулинемией и гипертриглицеридемией. Гистологически наблюдается накопление гемосидерина и фиброз панкреатических островков. Torri крысы способны выживать длительное время без лечения инсулином и, следовательно, более полезны для изучения диабетических осложнений. Отличительные характеристики — катаракта и ретинопатия с частичным отслоением сетчатки глаза, фиброзированием и массивными геморрагиями в 70–77 недельном возрасте.

4.Мутантные C57 BL/6 мыши без ожирения (Акита). Эта порода была получена из колонии C57 BL/6 (B6) в Аките (Япония) и теперь коммерчески доступна для исследования. Ins2 ген — мышиный гомолог человеческого гена препроинсулина. Мыши обладают другим активным геном инсулина, Ins1, который представлен отсутствием в интроне в C-полипептидной-некодируемой области. Акита (Ins2Akita) спонтанная мутация (обычно передаваемая как Mody) — аутосомальная доминирующая мутация в инсулине II генов (Ins2).

Ins2Akita мутация разрушает нормальный процессинг инсулина, что приводит к дефекту в синтезе зрелого инсулина и заканчивается ранним развитием гипергликемии.

Порода характеризуется гипергликемией, гипоинсулинемией, полидипсией и полиурией, начиная приблизительно с 3–4 недельного возраста. Ни ожирение, ни инсулит не сопровождают сахарный диабет у этих животных. Гистологически в 4–35 недельном возрасте наблюдается снижение плотности активных панкреатических β-клеток без инсулина, и островки вырабатывают очень небольшое количество зрелого инсулина. Эти мыши-мутанты хорошо отвечают на экзогенное введение инсулина. Мыши с уменьшенной массой β-клеток и отсутствием устойчивости β-клеток служат превосходной заменой тем моделям сахарного диабета, которые индуцируются химическими агентами.

5. ALS/Lt мышь — это аллоксан-восприимчивые (ALS) мыши, выведенные инбредным скрещиванием аутбредных CD-1 мышей (коммерческая популяция ICR мышей, от которых были получены инбредные NSY и NON мыши), с селекцией по восприимчивости к аллоксану, который является генератором активных форм кислорода и мощным токсином для β-клеток. Первоначально предрасположенность к сахарному диабету 2 типа у мышей ALS была вызвана мутацией схожей с желтой мутацией (Ay) в локусе агути на 2 хромосоме. Действительно, в ALS/Lt подпороде, выведенной в Джэксонской Лаборатории, мыши имели гиперинсулинемию и сниженную толерантность к глюкозе, которые развивались спонтанно между 6 и 8 неделями возраста у аллоксан-необработанных самцов. Эта модель мыши с уменьшенной способностью к диффузии свободных радикалов представляет очевидный интерес, потому что свободно-радикальное повреждение вовлечено в патогенез и развитие осложнений сахарного диабета 1 и 2 типа.

2.2. Модели диета-индуцированного сахарного диабета 2 типа

Существуют несколько моделей на животных, у которых сахарный диабет индуцируется только на фоне алиментарных факторов, при этом отсутствует воздействие химических агентов и генетические дефекты.

1. Песчаная крыса (Psammomys obesus) остается нормальной в ее естественной среде обитания, но тучность и сахарный диабет развиваются у нее при питании высокоэнергетической диетой, вместо обычной низкоэнергетической овощной диеты. Первоначально у песчаных крыс развиваются гиперфагия, тучность, гиперинсулинемия, толерантность к глюкозе с неповрежденными β-клетками, в дальнейшем сопровождаемое вырождением β-клеток и некрозом, с глубоким дефицитом инсулина, сахарным диабетом и кетозом, в конечном счете ведущим к смерти животного. В этой модели инсулин, даже в высокой концентрации, не способен преодолеть инсулинорезистентность в мышцах. Частично неэффективность инсулина обусловлена увеличением отношения проинсулин/инсулин в

694

панкреатических β-клетках, аналогично тому, как это наблюдается у человека при сахарном диабете 2 типа. На более поздних стадиях развития у этих животных наблюдается уменьшение жировой ткани, истощение гранул β-клеток, апоптоз и развитие кетоацидоза. На этой стадии животным для выживания требуется инсулиновая поддержка. Песчаные крысы широко используются для проверки препаратов типа ингибитора тирозинфосфатазы и аналогов глюкагон-подобного пептида 1 (GLP-1).

2. Мыши C57BL/6J. Сахарный диабет развивается у них при нахождении на высокожировой диете. Эта порода характеризуется тучностью, гиперинсулинемией, инсулинорезистентностью и толерантностью к глюкозе. Кроме того, на фоне голодания у них сохраняется высокая концентрация глюкозы в отличие от нормальной основной концентрации глюкозы, характерной в этих условиях для C57BL/6J (ob/ob) мыши.

Эти мыши демонстрируют развитие резистентности к лептину и хорошо моделируют состояние пациентов с генетической предрасположенностью к сахарному диабету 2 типа. Эта модель животного включает и генетические, и экологические факторы риска в отличие от C57BL/6J (ob/ob) мыши, у которой начало признаков генетически определено. О полноценности этой модели для проверки ЛП говорит позитивное влияние на состояние животного ингибитора дипептидилпептидазы-4, который нормализует толерантность к глюкозе и увеличивает секрецию инсулина.

2.3. Модели химически-индуцированного сахарного диабета 2 типа

Модель развития сахарного диабета с ожирением у мышей под воздействием золотой тиоглюкозы.

Сахарный диабет 2 типа с ожирением индуцируется у мышей золотой тиоглюкозой (GTG — aurothioglucose, C6H11O5SAu, мол. масса 392,2), введенной интраперитонеально в дозе 150–350 мг/кг. У мышей постепенно развиваются ожирение, гиперинсулинемия, гипергликемия, инсулинорезистентность в течение 16–20 недельного возраста после инъекции GTG.

GTG транспортируется в клетки вентромедиального гипоталамуса и вызывает некротические повреждения, которые впоследствии приводят к развитию гиперфагии, ожирения, дислипопротеинемии, усилению липогенеза в печени и жировой ткани, секреции триглицеридов, уменьшается метаболизм глюкозы в мышцах, т.е. развиваются отклонения, наблюдаемые у тучных мышей (ob/ob). Наблюдается много молекулярных дефектов сигнального пути инсулина. Однако модель невыгодна, поскольку требуется очень долгое время, чтобы индуцировать ожирение/сахарный диабет. Кроме того, наблюдается высокая смертность животных после инъекции GTG.

2.4.Модели химически-индуцированного сахарного диабета без ожирения

2.4.1.Аллоксан/стрептозотоциновый сахарный диабет у взрослых животных

Восприимчивость животных к аллоксан/стрептозотоцину зависит от возраста, вида и

непостоянна даже в пределах одной линии животных.

Модель сахарного диабета 2 типа у животных может быть вызвана комбинированным введением стрептозотоцина и никотинамида взрослым крысам. Никотинамид вводится крысам (230 мг/кг, внутрибрюшинно) за 15 мин до стрептозотоцина (65 мг/кг, внутривенно). При этом развивается умеренная и устойчивая неголодная гипергликемия без существенного изменения уровня инсулина в плазме. Никотинамид проявляет защитный эффект, снижая цитостатическое действие стрептозотоцина, что приводит к умеренному повреждению панкреатических β-клеток. Эта модель — выгодный инструмент для исследования инсулинотропных агентов в лечении сахарного диабета 2 типа.

695

2.4.2. Неонатальный аллоксан/стрептозотоцин-индуцированный сахарный диабет у крыс

В отличие от инъекции отдельной высокой дозы стрептозотоцина, который может вызвать сахарный диабет 1 типа у взрослых крыс, стрептозотоцин, введенный неонатально или немедленно после рождения, приводит в последующем к развитию у крысы сахарного диабета 2 типа. Как правило, стрептозотоцин вводится однократно в диапазоне доз 80–100 мг/кг внутривенно, внутрибрюшинно или подкожно. Используются крысы линий Wistar или Sprague-Dawley в возрасте 1, 2 или 5 дней. Данная модель является лучшей моделью для выявления механизмов, связанных с регенерацией β-клеток, функциональным истощением β-клеток и для оценки дефектов в действии инсулина. Неонатальный сахарный диабет 2 типа можно вызвать аллоксаном (200 мг/кг, внутрибрюшинно) у новорожденных крыс-самцов в возрасте 2, 4 или 6 дней после рождения. Эта модель позволяет оценить отсроченные осложнения сахарного диабета 2 типа.

2.4.3. Стрептозотоцин-алиментарный индуцированный сахарный диабет

Вызывается комбинацией короткого периода высокожировой диеты и низкой дозой стрептозотоцина (35 мг/кг, внутрибрюшинно). Комбинация высокожировой диеты и низкой дозы стрептозотоцина вызывает устойчивую, длительную гипергликемию, полиурию, полидипсию, полифагию, а также диабетические осложнения. Эта модель генетически не детерминирована и может быть хорошей и рентабельной альтернативой генетическим моделям.

Модель отражает ситуацию у людей с факторами риска (ожирение и инсулинорезистентность). При этом уровень инсулина не снижен. В этом случае целесообразно проводить тестирование веществ, повышающих чувствительность к инсулину (пиоглизатон) и инсулинотропных агентов (глибенкламид, гликлазид, глипизид).

2.5. Хирургические модели сахарного диабета 2 типа

Частичная панкреатэктомия для индукции сахарного диабета 2 типа выполняется на 70% поджелудочной железы у различных видов животных, главным образом у собак, свиней, кроликов и крыс. Эта модель не вызывает тяжелую форму сахарного диабета и характеризуется умеренной гипергликемией, сохранением нестимулированной секреции инсулина в плазме.

Снижение гипергликемии и инсулинорезистентности получают введением инсулина или флоризина (ингибитора реабсорбции глюкозы в почках).

Еще одна модель устойчивой формы сахарного диабета 2 типа достигается комбинацией 50% панкреатэктомии наряду с введением никотинамида (350 мг/кг) и стрептозотоцина (200 мг/кг) BALB/c мышам. Преимуществом этой комбинации является минимизация эффекта химического агента и уменьшение постоперативных осложнений.

Существует также модель сахарного диабета на крысах, которая вызывается экспериментальной хирургической манипуляцией на вентромедиальном гипоталамусе у генетически нормальных животных. Эта модель характеризуется выраженным ожирением, гиперинсулинемией, гипертриглицеридемией, инсулинорезистентностью, толерантностью к глюкозе, умеренной гипергликемией на фоне голодания, дефектами в регуляции секреции инсулина, несмотря на чрезвычайно высокую способность к секреции инсулина.

2.6. Трансгенные и нокаутные модели сахарного диабета 2 типа

Разнородность генетического и экологического фона сахарного диабета 2 типа позиционирует необходимость идентификации точных молекулярных механизмов для препаратов, используемых в лечении сахарного диабета. Трансгенная техника обеспечивает превосходную возможность для исследования роли определенных генов и белков, вовлеченных в патогенез болезни.

696

Трансгенные животные полезны для понимания генной регуляции, патогенеза и обнаружения новых мишеней для лечения болезни. Трансгенные животные, особенно мыши, обычно создаются путем перемещения или изменения сайтов или изменением уровня экспрессии функционального гена, или удалением определенных эндогенных генов (нокаут), или размещением их в контрольные или альтернативные промотерные зоны.

Трансгенные и нокаутные модели разрабатываются для изучения роли генов и их эффектов на периферическое действие инсулина, например, на рецепторы инсулина (IRS-1, IRS-2), транспортеры глюкозы (GLUT-4), рецептор-активатор пероксисомной пролиферации (PPAR-γ), фактор некроза опухоли-α (TNF-a), факторы секреции инсулина типа GLUT-2, глюкокиназу, островковый амилоидный полипептид (IAPP) и GLP-1, производство глюкозы в печени. Комбинированная или двойная нокаутная мышь включает дефект в активности инсулина и секреции инсулина (например, IRS 1+/-/ GK+/- двойной нокаут) и иллюстрирует механизмы, связанные с развитием инсулинорезистентности и дисфункцией β-клеток, ведущие к гипергликемии. При этом наблюдаются от умеренной до выраженной гипергликемия, инсулинорезистентность, гиперинсулинемия, толерантность к глюкозе и другие изменения. Недавно предложена модель нокаутных мышей со специфическими тканями, что в последующем позволит найти понимание действия инсулина на целевые ткани-мишени (мышцы, жировая ткань и печень), связанные с инсулинорезистентностью и сахарным диабетом 2 типа. Трансгенные/нокаутные животные в настоящее время используются главным образом для изучения течения сахарного диабета и обычно не рекомендованы для того, чтобы показывать эффективность тех или иных препаратов, поскольку они являются сложными и дорогостоящими.

Заключение

Многие из описанных моделей на животных имеют характерные особенности сахарного диабета и позволяют проводить исследования, невозможные у людей по этическим принципам. Ни одна из известных моделей не эквивалентна сахарному диабету у человека, но каждая отдельная модель является существенным инструментом для того, чтобы исследовать генетические, эндокринные, метаболические и морфологические изменения. Необходимо с осторожностью подходить к интерпретации и экстраполяции результатов, полученных на этих моделях. В программе скрининга гипогликемических препаратов особенно важно обратить внимание, какие модели на животных лучше удовлетворяют поиску специфического класса гипогликемических препаратов.

Выбор специфичной модели зависит от целей исследователя. Использовать ли животных с врожденной патологией или аутбредных, какова пригодность специфической породы? В основе выбора модели сахарного диабета лежит тип изучаемого препарата, хотя есть некоторые ограничения, например, дороговизна, практические трудности, особенности ухода и этические соображения, связанные с использованием крупных животных (свиней, собак и приматов). Детальные исследования на этих видах животных целесообразны для лучшего понимания механизмов болезни и поиска новых мишеней для разрабатываемых ЛП.

Материалы оформляются в виде научного отчета в соответствии с ГОСТ 7.32-2001 и Приказом Минздравсоцразвития России от 23 августа 2010 г. № 708н «Об утверждении правил лабораторной практики» с предоставлением в таблицах как первичных данных по каждому веществу, так и статистически обработанных результатов. К отчету необходимо приложить аналитические паспорта или нормативные документы на референтные и тестируемые вещества.

Литература

1.Аметов А.С., Балаболкин М.И., Моисеев B.C. Сахарный диабет II типа: метаболический аспект и сосудистые осложнения // Клин. фармакол. и терапия. — 1994. — № 3. — С. 64–65.

2.Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М. Микроангиопатия — одно из сосудистых осложнений сахарного диабета // Consilium Medicum. — 2000. — Т. 2. — № 5. – С. 215–220.

697

3.Дедов И.И., Шестакова М.В., Миленькая Т.М. Сахарный диабет: ретинопатия, нефропатия. — М.: Медицина, 2001. — С. 176.

4.Bannister B. The synthesis and biological activities of some analogs of streptozotocin// J. Antibiot. (Tokyo). — 1972. — Vol. 25. — P. 377.

5.Battell M.L., Yuen V.G., Verma S., McNeil J.H. Other models of type 1 diabetes. In: McNeil JH, editor. Experimental models of diabetes. Florida, USA: CRC Press LLC; 1999, p. 219–229.

6.Bell R.H., Hye R.J. Animal models of diabetes mellitus: physiology and pathology// J Surg Res. — 1983. –Vol. 35. –P. 433–460.

7.Cooperstein S.J., Lazarow A. Distribution of alloxan-C’4 in islet and other tissues of the toadfish (Opsanus tau) // Amer. J. Physiol. 1964. – Vol. 207. – P. 423.

8.Dufrane D., van Steenberghe M., Guiot Y., Goebbels R.M., Saliez A., Gianello P. Streptozotocininduced diabetes in large animals (pigs/primates): Role of GLUT2 transporter and beta-cell plasticity // Transplantation. — 2006. — Vol. 81. — P. 36–45.

9.Grussner R., Nakhleh R., Grussner A., Tomadze G., Diem P., Sutherland D. Streptozotocin-induced diabetes mellitus in pigs// Horm Metab Res. — 1993. — Vol. 25. — P. 199–203.

10.Gunnarsson R., Beme C., Hellerstrom C. Cytotoxic e ects of streptozotocin and N-nitrosomethylurea on the pancreatic B cells with special regard to the role of nicotinamide-adeninedinucleotide // Biochem. J. — 1974. — Vol. 140. — P. 487.

11.Ho E., Chen G., Bray T.M. Alpha-phenyl-tert-butylnitrone (PBN) inhibits NFkappaB activation o ering protection against chemically induced diabetes // Free Rad Biol Med. — 2000. — Vol. 28. —

P.604–614.

12.Howell S.L., Taylor K.W. The acute pancreatic e ect of alloxan in the rabbit // J. Endocrinol, 1967. — Vol. 37. — P. 421.

13.Idahl L.A, Lemmark A., Sehlin J., Taljedal I.B. Studies on the function of pancreatic islet cell membranes // J. Physiol. (Paris). — 1976. — Vol. 72. — P. 729.

14.Jones R.B., Dickinson K., Anthony D.M., Marita M.R., Kaul C.L., Buckett W.R. Evaluation of BTS 67 582, a novel antidiabetic agent in normal and diabetic rats // Br J. Pharmacol. — 1997. — Vol. 120. –P. 1135–1143.

15.Junod A., Lambert A.E., Stau acher W., Renold A.E. Diabetogenic action of streptozotocin // Proc Soc Exp Biol Med. — 1967. — Vol. 126. — P. 201–205.

16.Karunanayake E.H., Baker J.R.J., Christian R.A., Hearse D.J., Mellows G. Autoradiographic study of the distribution and cellular uptake of (14C)-streptozotocin in the rat// Diabetologia. — 1976. — Vol. 12. — P. 123.

17.Kasiviswanath R., Ramesh A., Kumar K.E. Hypoglycemic and antihyperglycemic e ect of Gmelina asiatica LINN. in normal and in alloxan induced diabetic rats // Biol Pharm Bull. — 2005. — Vol. 28. — P. 729–732.

18.Kass E.H., Waisbren B.A. A method for consistent induction of chronic hyperglycemia with alloxan // Proc. Sot. Exp. Biol. Med. — 1945. — Vol. 60. — P. 303.

19.Landau B.R., Renold A.E. The distribution of alloxan in the rat // Diabetes. — 1954. — Vol. 3. —

P.47.

20.Matthews E.K., Dean P.M., Sakamoto Y. The bioelectrical activity of the islet cell membrane // Hundb. Exp. Phurmacol. — 1975. — Vol. 32(2). — P. 157.

21.McIntosh C.H.S, Pederson R.A. Non insulin dependent animal models of diabetes mellitus. In: McNeil JH, editor. Experimental models of diabetes. Florida, USA: CRC Press LLC; 1999. p. 337–398.

22.Miller D.L. Experimental diabetes: E ect of streptozotocin on golden Syrian hamster// Lab Anim Sci. — 1990. — Vol. 40. — P. 539–540.

23.Ozturk Y., Atlan V.M., Yildizoglu-Ari N. E ects of experimental diabetes and insulin on smooth muscle functions // Pharmacol Rev. — 1996. — Vol. 48. — P. 69–112.

24.Ravazzola M., Malaisse W.J., Perrelet A., Renold A.E. Islet cell membrane alterations by diabetogenic drugs // Lab. Invest. —1976. — Vol. 34. — P. 451.

25.Rerup C.C. Dugs producing diabetes through damage of the insulin secreting cells. Pharmacol Rev. — 1970. — Vol. 22. — P. 485–518.

26.Robbins M.J., Sharp R.A., Slonim A.E., Burr I.M. Protection against streptozotocin-induced diabetes by superoxide dismutase // Diabetologia. — 1980. — Vol. 18. — P. 55.

27.Schein P.S., Cooney D.A., McMenamin M.G., Anderson T. Streptozotocin diabetes-Further studies of the mechanisms of depression of nicotinamide adenine dinucleotide concentration in mouse pancreatic islets and liver // Biochem. Pharmacol. — 1973. — Vol. 22. — P. 2625.

698

ГЛАВА 43

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ И ИХ АНТАГОНИСТОВ

Составители: д. м. н., член-корр. РАМН, проф. Н.Л. Шимановский; д. м. н., проф. Е.Н. Карева; к. м. н., доц. А.В. Семейкин

Введение

Стероидные гормоны, их синтетические аналоги и антагонисты широко используются в клинической практике. Они включают: прогестины (гестагены), андрогены, эстрогены, глюко- и минералокортикоиды и их антагонисты.

Прогестерон является индуктором дифференцировки тканей-мишеней (эндометрия, яичников и ткани молочной железы и др.). Прогестины применяются для контрацепции, сохранения беременности, регуляции менструального цикла, заместительной и гормонотерапии патологических состояний, обусловленных гиперпластическими процессами тканей-мишеней. Добавление прогестина к эстрогену при проведении заместительной гормональной терапии необходимо для сдерживания эстроген-индуцированной гиперплазии слизистой матки. При этом прогестин, блокируя пролиферативную активность эстрогена, не должен препятствовать проявлению положительных эффектов эстрогена в отношении костной ткани и климактерических симптомов. Эстрогены используются в составе комбинированых контрацептивов, а также для заместительной гормонотерапии. Андрогены применяют преимущественно для лечения гипогонадизма. Глюкокортикоиды проявляют высокую антиаллергическую, противовоспалительную и иммунодепрессивную активность.

Недостаточная эффективность существующих препаратов, наличие побочных эффектов при их применении объясняют актуальность поиска новых высокоэффективных соединений, обладающих гормональной активностью.

1.Общие положения

1.1.Понятия и термины

ЗГТ — заместительная гормональная терапия; КПК — комбинированные пероральные контрацептивы;

Лиганд рецептора — вещество, обладающее способностью связываться с рецептором; RBA% — относительная связывающая активность.

1.2. Новый перспективный лиганд должен обладать следующими свойствами:

—Селективностью (преимущественное связывание со специфичными рецепторами по сравнению с другими родственными рецепторами суперсемейства ядерных рецепторов — глюкокортикоидными, андрогенными, минералокортикоидными, эстрогенными).

—Специфичностью (направленность фармакологического эффекта должна совпадать с таковой препарата сравнения, а активность превосходить аналоговую).

—Перспективный прогестин не должен снижать положительные дополнительные активности эстрогена (например, на костную систему) при их комбинации.

700