بررسی اثرات گلایسینیوم اکسووانادات بر میزان گلوکز، پروفایل لیپیدی ، آنزیمهای کبدی و شاخصهای استرس اکسیداتیو در موشهای صحرایی نر دیابتیک

دیابت ملیتوس بیماری مزمن متابولیکی و شایع اندوکرین است که موجب افزایش در میزان قند خون و اختلال در متابولیسم کربوهیدارتها، چربیها و پروتئینها می گردد(1, 2). این بیماری با کمبود یا نقص در عملکرد انسولین همراه بوده و به دو گونه اصلی دیابت نوع یک (دیابت وابسته به انسولین) و دیابت نوع دو (دیابت غیروابسته به انسولین) دیده می شود. دیابت نوع دو یک بیماری اندوکرین و متابولیک بوده که سومین بیماری غیر عفونی شایع در جهان (بعد از بیماری های قلب و عروق و سرطان) می باشد(3). بر اساس آمار فدراسیون بین المللی دیابت، در حال حاضر حدود 415 میلیون نفر (نه درصد بالغین) مبتلا به دیابت بوده که پیش بینی می شود این تعداد تا سال 2040 به حدود 642 میلیون نفر (ده درصد) افزایش یابد. همچنین هر شش ثانیه یک نفر (نیم میلیون نفر در سال) در اثر بیماری دیابت می میرند. بیش از 45 درصد افراد بزرگسال دارای دیابت، تشخیص داده نشده اند و پیش بینی می شود که تا سال 2040، حدود دوازده درصد سرانه هزینه های بهداشتی برای دیابت مصرف خواهد شد. سه چهارم افراد دیابتی در کشورهای دارای درآمد کم و متوسط زندگی می کنند(4).

روندهای آسیب شناختی متعددی در ایجاد دیابت دخیل می باشد. این روندها، تخریب خودایمن سلولهای بتای پانکراس و متعاقبا نقص در انسولین و مقاومت به انسولین را نیز شامل می شود. اختلال در متابولیسم کربوهیدرات ها، چربیها و پروتئینهابه دلیل اختلال در عملکرد انسولین بر بافتهای هدف خود است. این اختلال از ترشح ناکافی یا کاهش پاسخ بافت هدف به آن ناشی می شود. هیپرگلیسمی در این بیماران باعث آزاد شدن گونه های فعال اکسیژن (ROS) می شود. بنابراین دیابت با تولید رادیکالهای آزاد و از طریق افزایش استرس اکسیداتیو باعث آسیب سلولها و بافتهای بدن می شود[5].

افزایش تجمع چربی در بدن یکی از عوامل منجر به مرگ در سراسر جهان می باشد. در سالهای اخیر شیوع بیماریهای متابولیک نظیر چاقی و سندرم متابولیک در جهان رو به افزایش است[6]. همچنین بنظر می رسد که تغییر در نحوه زندگی منجمله کاهش فعالیت فیزیکی و استفاده از رژیم غذایی پرچرب در بروز این بیماریهای متابولیک موثرند. شواهد نشان می دهد که شرایط هیپرلیپیدمی با افزایش استرس اکسیداتیو و تولید بیش از اندازه رادیکالهای آزاد اکسیژن همراه است[7].

متفورمین از جمله داروهایی است که در درمان بیماران دیابتی غیروابسته به انسولین (نوع دو) استفاده می شود. این دارو، تولید گلوکز کبدی را از طریق مهار گلوکونئوژنز (با کاهش جذب لاکتات) کاهش داده و میزان جذب گلوکز را با تحریک انسولین در عضله و بافت چربی افزایش می دهد. همچنین متفورمین حساسیت انسولینی را بهبود می بخشد، بنابراین با کاهش مقاومت انسولینی از دیابت نوع دو (غیروابسته به انسولین) جلوگیری می کند[7]. مصرف متفورمین با عوارضی همچون تهوع و اسهال، لاکتواسیدوز، کاهش جذب ویتامین B₁₂ و بروز علائم عصبی همراه است. نتایج مطالعات نشان می دهد که مشتقات وانادیومی متفورمین اثرات بهتری از متفورمین در کاهش علائم بیماری دیابت نوع دو داشته باشند[8, 9]. 

بعضی از مطالعات نشان داده اند که مصرف غذای پرچرب موجب ایجاد دیابت نوع دو و مقاومت به انسولین در انسان و جوندگان می شود[10, 11]. اولین گزارشات مبنی بر اثرات ضد دیابتی وانادیوم به حدود یکصد سال پیش بر می گردد[12]. مطالعات قبلی حاکی از این است که ترکیبات حاوی وانادیوم اثرات مفیدی بر پاتوژنز و عوارض دیابت نوع دو می گذارند[13] [14]و نشان داده شده است که افرادی که غلظت وانادیوم آنها کمتر است، شانس بیشتری برای ابتلا به این بیماری دارند[15]. لذا در این مطالعه با توجه به اهمیت موضوع دیابت، به بررسی اثرات گلایسینیوم اکسووانادات در مقایسه با متفورمین و درمدل حیوانی نوع دو دیابت پرداخته خواهد شد.  

• مقدار گلوکز سرم در گروههای مختلف یکسان نیست.
• مقدار کلسترول توتال در گروههای مختلف متفاوت است.
• مقدار تری گلیسرید در گروههای مختلف تغییر می کند.
• مقدار LDL در گروههای مختلف یکسان نیست.
• مقدار HDL در گروههای مختلف یکسان نیست.
• مقدار انسولین در گروههای مختلف متفاوت است.
• مقدار آنزیمهای کبدی در گروههای مختلف یکسان نیست.
• مقدار هموگلوبین گلیکوزیله در گروهای مورد مطالعه متفاوت است.
• مقدار MDA در گروههای مختلف یکسان نیست.
• ظرفیت آنتی اکسیدانی تام گروههای مورد مطالعه متفاوت است.

بررسی اثرات مشتقات سنتتیک متفورمین بر میزان گلوکز، لیپیدها و آنزیمهای کبدی و شاخصهای استرس اکسیداتیو در موشهای صحرایی دیابتیک

• تعیین و مقایسه میانگین مقدار گلوکز در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقایسه میانگین میزان کلسترول توتال در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقایسه میانگین مقدار تری گلیسرید در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقدار میانگین مقدار لیپوپروتئین کم چگال (LDL) در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقایسه میانگین مقدار لیپوپروتئین پرچگال (HDL) در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقایسه میانگین آنزیمهای کبدی (AST,ALT,ALP, GGT) در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقایسه میانگین مقدار انسولین در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقایسه میانگین مقدار MDA در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقایسه میانگین مقدار ظرفیت آنتی اکسیدانی تام سرم در گروههای مختلف مورد مطالعه
• تعیین و مقایسه مقدار هموگلوبین گلیکوزیله (Hb_A1c) در گروههای مختلف مورد مطالعه

دانشگاههای علوم پزشکی، مراکز بهداشتی درمانی و مراکز تحقیقاتی

دیابت نوع دو: این بیماری با افزایش قند خون (بیش از 250 میلی گرم در دسی لیتر)، بروز مقاومت به انسولین و افزایش شاخص HOMA-IR و اختلال لیپیدهای خون مشخص می شود.

تجربی (Experimental)

موش های صحرائی نر آلبینو ویستار با محدوده وزنی 200 تا 300 گرم و سن حدود چهار ماه نگهداری شده در مرکز حیوانات آزمایشگاهی دانشگاه

بر اساس مطالعات مشابه قبلی در هر گروه هشت سر حیوان قرار خواهد گرفت.

حیوانات بر اساس ملاکهای ورود به مطالعه انتخاب  و به روش تصادفی در گروههای مختلف قرار خواهند گرفت.

اندازه گیری متغیرهای مختلف بیوشیمیایی با استفاده از کیتهای روتین و به کمک دستگاههای اتوآنالیزر، الایزا ریدر و اسپکتروفتومتر انجام خواهد شد.

پس از تصویب طرح، تعداد 56 سر حیوان با مشخصات فوق الذکر انتخاب و در گروههای هفت گانه به شرح ذیل قرار خواهند گرفت. ابتدا حیوانات به مدت یک هفته در شرایط جدید و بمنظور سازگاری با محیط و در شرایط استادادرد (دمای 25-22 درجه سانتیگراد، دوازده ساعت روشنایی و دوازده ساعت تاریکی، رطوبت نسبی 45% و در قفسهای انفرادی) نگهداری شده و در این مدت دسترسی آزاد به آب و غذا خواهند داشت[16]. گروههای مختلف عبارتند از: گروه کنترل سالم، گروه کنترل دیابتی (بدون درمان)، گروه دیابتی تیمار شده با متفورمین (45 میلی گرم بازای کیلوگرم وزن بدن)، گروههای دیابتی درمان شده با دوزهای متفاوت گلایسینیوم اکسووانادات (گروههای 4 تا 6). 

القای دیابت نوع دو: بدین منظور حیوانات گروههای 2 تا 7، ابتدا به مدت دو هفته با رژیم غذایی پرچرب (20% چربی) وگروه کنترل با غذای استاندارد تغذیه خواهند شد. سپس بدنبال گرسنگی شبانه، گروههای 2 تا 6، یک دوز استرپتوزوسین (45 میلی گرم بازای کیلوگرم وزن بدن، حل شده در بافر سیترات 1/0 مولار و اسیدیته 5/4) بصورت درون صفاقی دریافت خواهند نمود و گروه کنترل نیز نرمال سالین با همان حجم دریافت خواهند. 72 ساعت پس از تزریق استرپتوزوسین، مقدار قند خون غیرناشتا با گلوکومتر اندازه گیری شده و مقدار گلوکز بالاتر از 250 میلی گرم بر دسی لیتر بعنوان مبنای دیابت درنظر گرفته خواهد شد. اندازه گیری مقدار آب و غذای حیوانات نیز در این مدت بصورت روزانه انجام خواهدشد.

سپس حیوانات گروه سه با متفورمین (45 میلی گرم بازای کیلوگرم/ روزانه، بمدت سه هفته، درون صفاقی) و گروههای 4 تا 6 با دوزهای مختلف گلایسینیوم اکسووانادات (5،10و20 میلی گرم بازای کیلوگرم/روزانه) بمدت سه هفته، درون صفاقی تیمار خواهند شد. گروههای کنترل سالم و کنترل دیابتی نیز حجم مساوی از محلول نرمال سالین دریافت خواهند کرد. در پایان مطالعه، پس از توزین مجدد، حیوانات بیهوش شده و خونگیری انجام و نمونه سرم جدا شده و تا زمان اندازه گیری در دمای 70- درجه نگهداری خواهد شد. اندازه گیری گلوکز، تری گلیسرید، کلسترول، LDL ، HDL وآنزیمهای کبدی با دستگاه اتوآنالایز و کیتهای روتین شرکت پارس آزمون، ظرفیت آنتی اکسیدانی تام سرم به روش FRAP[16]، مقدار MDA با کیت الایزا شرکت Zell bio، هموگلوبین گلیکوزیله با کیت پیشتاز طب، مقدار انسولین با کیت الایزا مخصوص موش صحرایی و با دستگاه الایزا ریدر انجام خواهد شد.   

تجزیه و تحلیل داده ها با نرم افزاز SPSS نسخه 17 و با آزمونهای آنالیز واریانس یکطرفه و تست متعاقب توکی انجام خواهد شد. سطح معنی داری کمتر از 05/0 در نظر گرفته شده و نتایج بصورت جداول و نمودارهای متناسب نشان داده خواهد شد.

انجام کار به تایید کمیته اخلاق دانشگاه خواهد رسید. در تمامی مراحل انجام کار بر اساس پروتکل رفتار با حیوانات آزمایشگاهی بوده و چک لیست کار با حیوانات آزمایشگاهی مصوب وزارت متبوعه تکمیل و پیوست می باشد.

تهیه کیتها و مواد شیمیایی مورد نیاز، با تدابیر اندیشیده شده امیدواریم به موقع کیتها تهیه گردند.

متفورمین، دیابت، موش صحرایی

Metformin, diabetes mellitus, rat

References:

1.            Xie, M., et al., Effects of vanadium (III, IV, V)-chlorodipicolinate on glycolysis and antioxidant status in the liver of STZ-induced diabetic rats. J Inorg Biochem, 2014. 136: p. 47-56.

2.            Chadha, G.S. and M.E. Morris, Effect of Type 2 Diabetes Mellitus and Diabetic Nephropathy on IgG Pharmacokinetics and Subcutaneous Bioavailability in the Rat. AAPS J, 2015. 17(4): p. 965-75.

3.            Chen, X., et al., Type 2 diabetes mellitus control and atherosclerosis prevention in a non-obese rat model using duodenal-jejunal bypass. Exp Ther Med, 2014. 8(3): p. 856-862.

4.            IDF diabetes atlas 2016, International diabetes federation.

5.            Venkateshan, S., et al., Anti-oxidant and anti-hyperlipidemic activity of Hemidesmus indicus in rats fed with high-fat diet. Avicenna J Phytomed, 2016. 6(5): p. 516-525.

6.            Zhou, D., et al., Impact of bariatric surgery on ghrelin and obestatin levels in obesity or type 2 diabetes mellitus rat model. J Diabetes Res, 2014. 2014: p. 569435.

7.            Ismail, T.A., M.M. Soliman, and M.A. Nassan, Molecular and immunohistochemical effects of metformin in a rat model of type 2 diabetes mellitus. Exp Ther Med, 2015. 9(5): p. 1921-1930.

8.            Willsky, G.R., et al., Anti-diabetic effects of a series of vanadium dipicolinate complexes in rats with streptozotocin-induced diabetes. Coord Chem Rev, 2011. 255(19-20): p. 2258-2269.

9.            Li, M., et al., Anti-diabetic effects of sodium 4-amino-2,6-dipicolinatodioxovanadium(V) dihydrate in streptozotocin-induced diabetic rats. J Inorg Biochem, 2009. 103(4): p. 585-9.

10.          Torkamandi, S., et al., MAP3K1 May be a Promising Susceptibility Gene for Type 2 Diabetes Mellitus in an Iranian Population. Int J Mol Cell Med, 2016. 5(3): p. 134-140.

11.          Ai, J., et al., Development of Wistar rat model of insulin resistance. World J Gastroenterol, 2005. 11(24): p. 3675-9.

12.          Srivastava, A.K., Anti-diabetic and toxic effects of vanadium compounds. Mol Cell Biochem, 2000. 206(1-2): p. 177-82.

13.          Li, M., et al., Anti-diabetic effects of vanadium(III, IV, V)-chlorodipicolinate complexes in streptozotocin-induced diabetic rats. Biometals, 2009. 22(6): p. 895-905.

14.          Smith, D.M., R.M. Pickering, and G.T. Lewith, A systematic review of vanadium oral supplements for glycaemic control in type 2 diabetes mellitus. Qjm, 2008. 101(5): p. 351-8.

15.          Wang, X., et al., Inverse association of plasma vanadium levels with newly diagnosed type 2 diabetes in a Chinese population. Am J Epidemiol, 2014. 180(4): p. 378-84.

16.          Komeili, G., M. Hashemi, and M. Bameri-Niafar, Evaluation of Antidiabetic and Antihyperlipidemic Effects of Peganum harmala Seeds in Diabetic Rats. Cholesterol, 2016. 2016: p. 7389864.

.