EVALUATION OF ACACIA NILOTICA WATER EXTRACT APPLICATION ON MORPHOLOGICAL CHANGES IN HEART AND PROXIMAL AORTA IN ALLOXAN DIABETIC RATS

Сахарный диабет (СД) — это нарушение обмена веществ, которое продолжает оставаться глобальной проблемой здравоохранения как в развитых, так и в развивающихся странах. Эпидемиологические исследования показали, что диабет напрямую взаимосвязан с сердечной недостаточностью или, косвенно, с атеросклерозом. Эндомиокардиальный фиброз, токсическое воздействие гипергликемии на кардиомиоциты, эндотелиальная дисфункция и окисление липопротеинов низкой плотности могут играть решающую роль в диабете как 1 типа, так и 2 типа. Связь между окислительным стрессом и СД хорошо определена. Окислительный стресс при СД приводит к увеличению образования свободных радикалов и снижению антиоксидантного потенциала. Данные как научных, так и лабораторных исследований показывают, что травы, содержащие антиоксидантные соединения, могут нивелировать последствия окислительного стресса. ACACIA NILOTICA (AN), как известно, обладают различными активными соединениями, такими как алкалоиды, амиды, флавоноиды, фенилпропаноиды

Приготовление экстракта AN: Листья AN 1 кг высушивали в духовке при 50 °C и измельчали для получения порошка AN, затем его смешивали с 1 л кипящей воды в течение 1 часа. Полученную смесь фильтровали, и готовили порошок. Сухой экстракт хранили при температуре 4 °C до использования. Сухой экстракт AN растворяли в физиологическом растворе натрия хлорида и вводили перорально в дозе 0,125 г/кг веса тела.

В эксперименте приняли участие 30 беспородных крыс обоего пола, весом 240-250 г. Животные были случайно разделены на две основные группы: контрольную группу (n=15) и экспериментальную группу (n=15). Экспериментальная группа получила однократную дозу подкожного (п\к) введения раствора аллоксана-тетрагидрата (АЛТТ) из расчета 30 мг/ на 100 г массы тела. Кровь забиралась из хвостовой вены (на 1-е, 7-е, 14-е, 21-е, 28-е сутки с момента начала эксперимента), анализ уровня гликемии проводился на анализаторе HUMASTAR 600 (Германия). Группы крыс поделены на подгруппы:

– 1А (нормогликемические крысы + NaCl) – контрольная группа, которой вводили физиологический раствор натрия хлорида 0,9%-5 мл (n=7);

– 1Б (нормогликемические крысы + AN) – контрольная группа, которой вводили 0,125 г/кг экстракта AN  (n=8);

– 2А (диабет + NaCl) группа, которой вводили физиологический раствор натрия хлорида 0,9%-5 мл (n=7);

– 2Б (диабет + АN) группа, которой вводили 0,125 г/кг экстракта AN (n=8). Лечение во всех группах продолжалось в течение 28 дней.

После 28 дней животные выводились из эксперимента путем эвтаназии, и подвергались гистологическому исследованию. Для гистологического исследования сердечная ткань была рассечена продольно, а ткань аорты была рассечена поперечно. Гистологическое исследование проводилось с помощью светового микроскопа образцы фиксировали в 10% формальдегиде, подвергали процессу дегидратации в спиртовой серии, заливали в парафин. Образцы сердечной ткани окрашивали стандартными красителями, такими как гематоксилин и эозин. Для статистической обработки был применен t-критерия Стьюдента и критерий Манна-Уитни. Результаты продемонстрированы следующим образом: М ± m (М – среднее, m – ошибка среднего). Данные принимались за значимые при р<0,05.

Динамика уровня глюкозы крови при аллоксан-индуцированном диабете у крыс отражена в таб. 1. Применение экстракта AN несколько снижало уровень гликемии у крыс в подгруппе 1Б, но статистически значимых различий между подгруппой 1А и 1Б, не было выявлено.

Применение экстракта AN, статистически значимо снижало уровень гликемии в подгруппе 2Б в сравнении с подгруппой 2А, р < 0,05 (таб. 1.). При окраске гематоксилином и эозином у животных в подгруппе 2А ядра кардиомиоцитов одиночные, овальные и центрально расположенные с миофибриллами (рис. 1а).

Рисунок 1 - Микрофотография, продольный срез сердечной ткани в исследуемых подгруппах:

(а) подгруппа 1А, которой вводили физиологический раствор натрия хлорида; (б) подгруппа 1Б, которой вводили 0,125 г/кг экстракта AN; (в) подгруппа 2А, аллоксан-индуцированный диабет+физиологический раствор натрия хлорида; (г) подгруппа 2Б, аллоксан-индуцированный диабет+ 0,125 г/кг экстракта AN

Примечание: окр. гематоксилином и эозином, увеличение X400; обозначения на рисунке: ЯК – ядра кардиомиоцитов, МФ – миофибриллы

DOI:10.60797/IRJ.2024.149.92.2

В подгруппе 2Б, ядра кардиомиоцитов были деформированными, различной формы и размеров, но степень деформации была более выражена у животных в подгруппе 2А, вероятно это было обусловлено дегенерацией белка в митохондриях цитоплазмы, которая произошла при деградации белка, обусловленной СД. В подгруппе 2Б количество морфологических изменений было статистически значимо меньше в сравнении с подгруппой 2А. Участки интерстициального фиброза в виде отложений соединительной ткани в подгруппе 2Б по сравнению с подгруппой 2А были менее выражены. Аналогичная тенденция прослеживалась и при анализе аорты. Увеличение толщины слоев внутренней оболочки и средней оболочки более всего было выражено в подгруппе 2А (толщина средней оболочки более выражена, чем толщина внутренней оболочки), вероятнее всего, это было связано с пролиферацией гладкомышечных клеток в стенке аорты, однако в подгруппе 2Б подобных изменений не отмечено (рис. 2).

Рисунок 2 - Микрофотография, показывающая участок ткани аорты в исследуемых подгруппах:

(а) подгруппа 1А, которой вводили физиологический раствор натрия хлорида; (б) подгруппа 1Б, которой вводили 0,125 г/кг экстракта AN; (в) подгруппа 2А, аллоксан-индуцированный диабет+физиологический раствор натрия хлорида; (г) подгруппа 2Б, аллоксан-индуцированный диабет+ 0,125 г/кг экстракта AN

Примечание: окр. гематоксилином и эозином, увеличение X200; обозначения на рисунке: TI – внутренняя оболочка (t. intima); TM – средняя оболочка (t. media); черные стрелки – эндотелиальные клетки

DOI:10.60797/IRJ.2024.149.92.3

В подгруппе 1А, ядра в кардиомиоцитах были одиночными, овальными, и центрально расположены. В препаратах аорты было выявлено наличие эндотелиальных клеток в слое интимы и гладкомышечных клеток во внутреннем слое. Анализ гистологических препаратов показал, что структурная организация сердечной ткани была нарушена у крыс с диабетом, вызванным АЛТТ (подгруппа 2А). Воспалительные гистологические изменения в сердечной ткани указывали на повреждение миокарда.

В нашем исследовании изменения формы и размеров ядер кардиомиоцитов с беспорядочными сердечными миофибриллами отмечены в подгруппах у крыс с диабетом 1 типа при окрашивании гематоксилином и эозином. Клеточный механизм изменений в сердце и сосудах при диабете 1 типа по-прежнему до конца не изучен

Результаты исследования показали, что применение экстракта AN уменьшило повреждение сердца у крыс с диабетом, вызванным АЛТТ. Длительная гипергликемия сама по себе может вызывать развитие атеросклеротических изменений

Применение экстракта AN оказало выраженный терапевтический эффект при аллоксан-индуцированном сахарном диабете у крыс в эксперименте. На фоне применения экстракта AN сохраняется морфологическая целостность сердечной ткани, а также уменьшаются дегенеративные изменения в миокарде и в аорте. По предварительным данным, применение экстракта AN при аллоксан-индуцированном сахарном диабете у крыс является весьма перспективным, но требуется дальнейшее проведение исследований в данной области для более детального анализа антиоксидантного статуса.