Физиолого-биохимические особенности адаптации крыс при аллоксановом диабете тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат наук Гати Моханнад Абдулраззак Гати

• Гати Моханнад Абдулраззак Гати
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Гати Моханнад Абдулраззак Гати

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 . ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Физиолого-биохимические аспекты адаптации метаболизма животных к сахарному диабету

1.1.1. Биохимия сахарного диабета

1.1.2. Аллоксановый диабет

1.2. Роль ферментов цикла Кребса и глиоксилатного пути

в трансформации основных метаболических потоков

1.2.1. Метаболизм углеводов

1.2.2. Метаболизм липидов

1.2.3. Механизмы адаптации при аллоксановом диабете

1.2.4. Глюконеогенез в тканях животных

1.2.4.1. Глиоксилатный цикл в тканях животных

1.3. Функционирование ключевых ферментных систем

в животной клетке

1.3.1. Аконитатгидратаза

1.3.2. Малатдегидрогеназа

1.3.3. Сукцинатдегидрогеназа

1.4.Молекулярно-биологические особенности регуляции функционирования ферментов при адаптивной реакции клеточного метаболизма при диабете

1.5. Морфологические исследования изменений тканей и органов

при сахарном диабете

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Объекты и методы исследования

2.1.1. Объект исследования

2.1.2. Методы исследования

2.1.2.1. Получение материала для исследования

2.1.2.2. Определение содержания глюкозы в крови

2.1.2.3. Определение содержания гликогена

2.1.2.4. Определение активности ферментов

2.1.2.5. Определение количества белка

2.1.2.6. Выделение митохондрий из органов крыс

2.1.2.7. Определение перекрестного загрязнения фракций

2.1.2.8. Выделение суммарной клеточной популяции РНК

2.1.2.9. Аналитический электрофорез нуклеиновых кислот в геле агарозы

2.1.2.10. Обратная транскрипция

2.1.2.11. Подбор специфических праймеров

2.1.2.12. Проведение обратнотранскриптазной полимеразной реакции

2.1.2.13. Проведение полимеразной цепной реакции в реальном времени

2.1.2.14. Выделение геномной ДНК из печени крыс

2.1.2.15. Метилчувствительная рестрикция

2.1.2.16. Определение качественных и количественных показателей нуклеиновых кислот

2.1.2.17. Методика гистологических исследований

2.1.2.18. Статистическая обработка данных

2.3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

2.3.1. Физиолого-биохимические критерии, свидетельствующие

об индукции экспериментального диабета

2.3.1.1. Динамика изменения содержания глюкозы и гликогена

в крови крыс в норме и при диабете

2.3.1.2. Изменение массы животных и их внутренних органов

в норме и при диабете

2.3.1.3. Индукция маркерных ферментов глиоксилатного цикла

2.3.2. Результаты гистологических исследований печени и поджелудочной железы у крыс при аллоксановом диабете

2.3.2.1. Морфологическая организация и гистологические особенности

печени крыс при аллоксановом диабете

2.3.2.2. Морфологическая организация и гистологические особенности

поджелудочной железы крыс при аллоксановом диабете

2.3.3. Активность ключевых ферментов ЦТК и глиоксилатного цикла в разных'органах крыс в норме и при экспериментальном

диабете

2.3.3.1. Динамика активности ключевых ферментов цикла Кребса

и глиоксилатного пути в печени крыс

2.3.3.1.1. Изменение сукцинатдегидрогеназной активности в печени крыс в условиях аллоксанового диабета

2.3.3.1.2. Активность малатдегидрогеназы в печени контрольных

и опытных крыс

2.3.3.1.3. Активность аконитатгидратазы в гепатоцитах опытных

и контрольных крыс

2.3.3.2. Изменение активности ферментов ЦТК и ГЦ в почках

2.3.3.3. Активность ключевых ферментов ЦТК и ГЦ

в поджелудочной железе

2.3.3.4. Субклеточная локализация ферментов в печени, почках и поджелудочной железе крыс, находящихся в условиях экспериментального диабета

2.3.4. Экспрессия генов ключевых ферментов цикла Кребса и глиоксилатного пути в печени крыс в норме и при аллоксановом диабете

2.3.5. Роль метилирования в регуляции биосинтеза ферментов

ЦТК и ГЦ в норме и при аллоксановом диабете

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физиолого-биохимические особенности адаптации крыс при аллоксановом диабете»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Адаптация животного организма к аллоксановому экспериментальному диабету является сложным многоэтапным процессом, главным звеном которого служит трансформация клеточного метаболизма. Индукция ферментов глиоксилатного цикла и цикла трикарбоновых кислот в тканях животных служит для изменения основных путей метаболизма, обусловленных ресинтезом гликогена в печени крыс при патологиях, связанных с условиями пищевой депривации и экспериментального диабета [27, 157, 10]. На нашей кафедре была установлена индукция маркерных ферментов глиоксилатного цикла в гепатоцитах крыс при аллоксановом диабете [158]. Кроме того, что глюконеогенез выступает как важнейший процесс при адаптивной реакции животного организма к экстремальным условиям, важную роль играет энергетический обмен, связанный, главным образом, с функционированием цикла Кребса. Следовательно, адаптивная реакция клеточного метаболизма обеспечивается соотношением интенсивности протекания катаболизма и анаболизма глюкозы в клетках печени и других органов животного организма. Несмотря на значительное количество исследований об интенсивности ферментативной активности, обуславливающей скорость протекания энергетического и синтетического процессов, остаются невыясненными многие факторы регуляции, такие как концентрация метаболитов, воздействие гормонов и другие [50].

В литературе широко представлены работы об особенностях клинико-биохимических показателей при сахарном диабете. Данные морфологических исследований немногочисленны и зачастую разноплановы. В последнее время большое внимание исследователей направлено на изучение состояния нейроэндокринных центров и

выяснение их участия в регуляции функций панкреатических островков [3; 16; 165].

Особый интерес вызывает молекулярный уровень регуляции ферментов ЦТК и глиоксилатного цикла, связанный с экспрессионной регуляцией ферментов. Ранее было показано наличие двух изоформ аконитатгидратазы, малатдегидрогеназы. Однако, исследований по генетической детерминации изоферментного полиморфизма этих и других ферментных систем в животных организмах в условиях экспериментального диабета нами не обнаружено. В связи с этим необходимо проведение анализа функционирования интенсивности экспрессии генов энзимов, участвующих с помощью изоферментов в обеспечении протекания, как энергетического обмена, так и процессов, обуславливающих синтетическую функцию метаболизма. Цель и задачи исследования

Целью данной работы являлось комплексное исследование физиолого-биохимических особенностей адаптации крыс при аллоксановом диабете, включающее изучение экспрессионной регуляции ферментов сукцинатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы и аконитатгидратазы, обеспечивающих трансформацию катаболических и анаболических процессов. Кроме того, установлены изменения гистологического характера во внутренних органах крыс в условиях аллоксанового диабета.

В связи с данной целью были поставлены следующие задачи:

1. Индуцировать с помощью аллоксана экспериментальный диабет у крыс и провести изучение физиолого-биохимических критериев, подтверждающих возникновение данной патологии у экспериментальных животных.

2. Осуществить гистологические исследования печени у крыс в норме и при аллоксановом диабете.

3. Исследовать гистологические изменения клеток поджелудочной железы у крыс в условиях экспериментального диабета.

4. Выяснить изменение активности ключевых ферментов глиоксилатного цикла и цикла Кребса в печени, поджелудочной железе и почках крыс, подвергшихся воздействию экспериментального диабета.

5. Установить субклеточную локализацию сукцинатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы и аконитатгидратазы, активность которых меняется в тканях разных органов крыс при аллоксановом диабете.

6. Определить уровень экспрессии генов малатдегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназы и аконитатгидратазы в печени крыс в норме и при аллоксановом диабете.

7. Исследовать роль метилирования в регуляции биосинтеза ферментов ЦТК и ГЦ в норме и при аллоксановом диабете.

8. Разработать гипотетическую схему адаптации крыс к экспериментальному диабету на морфо-физиологическом, биохимическом и экспрессионном уровнях.

Научная новизна. Результаты исследований, полученные в данной диссертационной работе, позволяют расширить и углубить имеющиеся представления о способах адаптации животных на физиологическом, биохимическом и экспрессионном уровнях. Установлено, что при экспериментальном диабете, моделируемом с помощью экзогенного аллоксана, в печени и поджелудочной железе крыс, наблюдаются изменения морфологических признаков, связанных со значительными отклонениями от контрольных образцов по составу, физическим индексам и размерам.

При экспериментальном диабете наблюдается активация исследуемых ферментов цикла трикарбоновых кислот и гликолатного пути в печени, почках и поджелудочной железе крыс, обусловленная увеличением

митохондриальных форм малатдегидрогеназы и аконитатгидратазы, что, вероятно, связано с более высокой скоростью работы ЦТК. Показано, что индукция ферментов обусловлена синтезом de novo, так как наблюдается более высокая интенсивность транскрипции их генов при адаптации к аллоксановому диабету.

Практическая значимость. Научные положения диссертационной работы позволяют разработать комплексный механизм адаптации животных к аллоксановому диабету на физиолого-биохимическом уровне. Результаты анализа экспрессионной регуляции сукцинатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы и аконитатгидратазы в печени, поджелудочной железе и почках крыс могут служить основой для разработки тестов для идентификации патологических отклонений в организме при экспериментальном диабете.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на биолого-почвенном факультете Воронежского государственного университета при чтении лекций по биохимии, физиологии человека и животных, спецкурсах по энзимологии, адаптационным механизмам животных. Кроме того, они используются при проведении практикумов и выполнении курсовых и дипломных работ.

Положения, выносимые на защиту. 1. Экспериментальный диабет индуцировал в паренхиме печени животных признаки токсического гепатита в виде нарушения балочной структуры долек, некроза гепатоцитов жировой и белковой дистрофии. Цитотоксическое действие аллоксана и инсулиновая недостаточность приводили к патоморфологическим изменениям в островковой части поджелудочной железы, носящим выраженный деструктивный характер. При этом токсическому воздействию в наибольшей степени подвергались 0-клетки и компоненты микроциркуляторного русла.

Аллоксановый диабет индуцирует активность ферментов, осуществляющих функционирование цикла Кребса в печени, почках и поджелудочной железе. Увеличение активности СДГ (маркерного фермента ЦТК) и митохондриальных изоформ МДГ и АГ свидетельствует об интенсификации катаболических процессов, повышающих энергетический потенциал клетки, что необходимо для осуществления адаптивной реакции.

Увеличение активности сукцинатдегидрогеназы, аконитатгидратазы и малатдегидрогеназы в условиях аллоксанового диабета осуществляется по механизму синтеза de novo. На это указывают результаты исследования уровней экспрессии генов sdha, mdhjntx и асо.

В печени, почках и поджелудочной железе крыс в условиях аллоксанового диабета резко повышается активность цитоплазматических форм АГ и МДГ, а также маркерных ферментов глиоксилатного цикла ИЦЛ и МС, что указывает на интенсификацию глюконеогенеза. При этом выявлено увеличение уровня транскриции генов исследуемых ферментов, что свидетельствует об интенсификации их экспрессии в исследованных внутренних органах опытных животных.

Предлагается гипотетическая схема действия аллоксанового диабета на функционирование ключевых ферментов ЦТК и ГЦ во внутренних органах крыс. Увеличение количества глюкозы активирует с помощью глюкозо-сигнальных соединений фактор транскрипции ChREBP (углевод-реагирующий элемент связывающий белок), обуславливающий контроль процессов экспрессии исследуемых генов метаболитами глюкозы.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международных, региональных и университетских конференциях. Они были представлены на международной юбилейной научно-практической конференции ВЭПИ-ВГЛТА (Воронеж, 2012); Всероссийской научно-практической конференции «Системная организация физиологических функций», посвященной 90-летию со дня основания кафедры физиологии человека и животных Воронежского государственного университета (Воронеж, 2012); Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2011); IV Всероссийского с международным участием конгресса студентов и аспирантов-биологов «Симбиоз Россия 2011» (Воронеж, 2011); межрегиональных конференциях, посвященных памяти A.A. Землянухина "Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов" (Воронеж, 2011, 2012, 2013).

Публикации. Основные результаты настоящей диссертационной работы изложены в 12 публикациях - 9 статьях и 3 тезисах.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, заключения, выводов, списка литературы (199 источник). Иллюстрационный материал включает 6 таблиц и 28 рисунков.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Физиолого-биохимнческие аспекты адаптации метаболизма животных к сахарному диабету 1.1.1. Биохимия сахарного диабета

Сахарный диабет - это группа эндокринных заболеваний, развивается от относительного или абсолютного недостатка гормона инсулина или нарушения его взаимодействия с клетками организма, в результате развивается гипергликемия - стойкое увеличение содержания глюкозы в крови. Нарушаются все виды обменов веществ: белковый, жировой, углеводный, водно-солевой, минеральный [21]. В настоящее время в мире насчитывается более 150 миллионов больных сахарным диабетом, это 5% населения западных стран и 10 - 15 % развивающихся стран [45]. Глюкоза— основной продукт фотосинтеза, образуется в цикле Кальвина. В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Многие органы и ткани (головной мозг) могут использовать в качестве источника энергии только глюкозу. Глюкоза депонируется у животных в виде гликогена, у растений - в виде крахмала, полимер глюкозы - целлюлоза является основной составляющей клеточных оболочек всех высших растений. В норме содержание глюкозы в крови (3,3 - 5,5 ммоль/л). Контроль уровня глюкозы осуществляется поджелудочной железой (вырабатывает больше инсулина, если повышается уровень глюкозы в крови) [36]. Важную роль в регуляции углеводного обмена играет гормон поджелудочной железы - инсулин. Этот белок, синтезируемый в островках Лангерганса, и стимулирует переработку глюкозы клетками. Почти все органы и ткани (мышцы, печень, жировая ткань) способны перерабатывать глюкозу только в присутствии инсулина. Эти органы и ткани инсулинозависимые. Головной мозг, нервные окончания, хрусталик глаза, эритроциты, оболочки

кровеносных сосудов не нуждаются в инсулине, чтобы переработать глюкозу, поэтому они инсулиннезависимые [36]. При повышении уровня сахара в крови он проникает в ткани в избыточном количестве и не успевает перерабатываться, что в итоге ведет к развитию изменений в этих тканях и появлению осложнений [51, 54].

Непереработанная глюкоза запасается в печени и мышцах в виде полисахарида гликогена, который может быть снова превращен в глюкозу. Чтобы превратить глюкозу в гликоген нужен инсулин (рис. 1). Связывание рецептора с инсулином (1) запускает активацию большого количества белков (2). Перенос Glut - 4 переносчика на плазматическую мембрану и поступление глюкозы внутрь клетки (3), синтез гликогена (4), гликолиз (5), синтез жирных кислот (6).

При недостаточности инсулина (сахарный диабет 1-го типа) или нарушении механизма взаимодействия инсулина с клетками организма (сахарный диабет 2-го типа) глюкоза накапливается в больших количествах, а клетки организма лишаются основного источника энергии [20]. Для нормального обеспечения углеводного обмена необходимо достаточное количество глюкозы в крови и достаточное количество инсулина. Если же полное отсутствие или нехватка инсулина, то глюкоза в клетку попасть не может, развивается энергетический дефицит и чтобы выжить, клетка ищет другие источники энергии (жировая ткань).

Рис. 1. Эффект инсулина в метаболизме глюкозы.

При расщеплении жира клетка получает необходимую для поддержания жизнедеятельности энергию, но кетоновые тела и ацетон (шлаки), обязательно образуются при таком способе получения энергии, начинают отравлять организм и при значительной концентрации могут привести к развитию кетоацидоза. Диабетические осложнения подразделяются на хронические и острые, или неотложные, состояния. Хронические осложнения — прежде всего поражения мелких сосудов и нервов ног, почек и глазного дна, а также крупных кровеносных сосудов — развиваются в течение длительного времени: от нескольких лет (при высоких сахарах) до десятилетий; при хорошо компенсированном диабете они могут не появиться до глубокой старости. Острые осложнения развиваются в течение минут, часов или дней и грозят инвалидностью либо смертью. Поэтому человек с диабетом в первую очередь должен контролировать острые осложнения — гипо- и гипергликемию, последняя из которых ведет к кетоацидозу. Сахарный диабет является одной из серьезных медико-социальных проблем нашего времени, относящихся к приоритетным направлениям национальных систем здравоохранения во всех странах мира. Диабет широко распространен среди людей всех возрастов, характеризуется ранней инвалидизацией и высокой смертностью. Сахарный диабет занимает третью позицию среди непосредственных причин смерти, уступает только сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям.

1.1.2. Аллоксановый диабет

Аллоксан (л тзоксал ил ом о чевина) — образуется при действии на мочевую кислоту окислителей в присутствии свободных сильных кислот. Аллоксан был открыт в 1817 году Бруньятелли и назван им эритровой кислотой. В 1838 году ближе исследован Либихом и Велером и вновь изучен Байером в 1864 году. Диабетогенные свойства были зарегистрированы много лет спустя Данном, Шиханом и Маклети, в 1943

году, которые изучали его влияние на кроликов и описали специфический некроз панкреатических островков [182, 183, 142]. Аллоксан - это неустойчивое и гидрофильное вещество (рис. 2). Его полураспад в нейтральной рН и 37°С составляет около 1,5 мин и становится больше при более низких температурах.

Аллоксановый диабет получен в лабораторных условиях у крыс, мышей, кроликов, а так же золотистых хомячков. Аллоксан вводится животным после предварительного голодания от 12 до 48 часов голодания в виде 5% раствора (диабетогенной дозой для крыс является от 100 мг/кг) подкожно.

Воздействие аллоксана приводит к разрушению Р-клеток островков Лангерганса в поджелудочной железе, вследствие возникает недостаток инсулина и развивается ИЗСД. Снижается скорость проникновения глюкозы в клетки из-за недостатка инсулина и резко повышается липолиз в жировой ткани. При этом снижается утилизация глюкозы тканями и интенсифицируется потребление жирных кислот, стимулируется образование глюкозы в процессе глюконеогенеза в печени и почках. У мышей и крыс наблюдаются две формы протекания болезни: 1) острое, тяжелое течение с высокой гипергликемией (до 100 мг), приводящее к гибели через 3-5 дней; 2) диабет со стойкой гипергликемией, глюкозоурией, полиурией, полидипсией, полифагией и иногда кетонурией, прослеженный до 44 дней (мыши) и 3 месяцев (крысы). У отдельных крыс наблюдалось выздоровление после диабета разной продолжительности.

ны ын

о

л

о

Рис. 2. Структура аллоксана

Внутривенно вводимый аллоксан быстро исчезает из крови, в значительном количестве накапливаясь в поджелудочной железе. Механизм его действия еще недостаточно установлен. Одной из наиболее интересных является концепция Лазарова, который считает, что аллоксан вызывает избирательное повреждение проницаемости (3-клеток вследствие его реакции с дитиоловыми группировками и с ионами металлов. Структура клеточной мембраны изменяется; в ней образуются пространства, через которые клетки теряют калий, коферменты и ферменты, а во внутрь их поступает экстрацеллюлярный натрий. Нарушается обмен в Р-клетках, и они погибают. Аллоксан может образовываться в организме как продукт нарушенного обмена мочевой кислоты. В небольших количествах его обнаруживали в крови человека и животных. У крыс, которых кормили пищей, бедной метионином и цистеином, введением в брюшную полость большого количества мочевой кислоты удалось вызвать выраженный диабет.

В настоящее время аллоксан является одним их наиболее широко используемых диабетогенных соединений [4].

1.2. Роль ферментов цикла Кребса и глиоксилатного пути в трансформации основных метаболических потоков

1.2.1. Метаболизм углеводов

Метаболизм глюкозы определяется результатом взаимодействия двух одновременно действующих путей, которые жестко регулируются. Действительно, печень производит глюкозу за счет разрушения гликогена (гликогенолиз) и синтезирует глюкозу заново (глюконеогенез) из неуглеводных предшественников, таких как лактат, аминокислоты и глицерин [169]. Точный вклад каждого из этих двух процессов в метаболизм глюкозы остается спорным. Гликогенолиз происходит в течение 2-6 часов после приема пищи, а глюконеогенез имеет большее

значение при длительном голодании. Скорость глюконеогенеза регулируется, главным образом, активностью однонаправленных ферментов, таких как фосфоенолпируваткарбоксикиназы (ФЕП-КК), фруктоза- 1,6-бисфосфатазы (ФБФ) и глюкозо-6-фосфатазы (ГФ). ФЕП-КК катализирует один из ограниченных по скорости этапов глюконеогенеза -преобразование оксалоацетата в фосфоенолпируват (ФЕП), в то же время ГФ катализирует заключительный этап глюконеогенеза (образование свободной глюкозы из глюкозо-6-фосфата).

Гены ферментов глюконеогенеза управляются на уровне транскрипции с помощью гормонов, в основном, инсулином, глюкагоном и глюкокортикоидами. Инсулин подавляет глюконеогенез за счет подавления экспрессии ФЕП-КК и ГФ, в то время как глюкагон и глюкокортикоиды стимулируют образование глюкозы в печени путем индукции этих генов [152]. В обоих типах диабета избыточная продукция глюкозы в печени является одной из основных причин гипергликемии [186].

Инсулин снижает скорость глюконеогенеза с помощью транскрипционного ингибирования ФЕП-КК, ФБФ-азы и ГФ [152]. Нарушение действия инсулина в печени мышей приводит к серьезным изменениям толерантности к глюкозе, резистентности к уровню глюкозы в крови и наблюдается бесконтрольный синтез глюкозы в печени, обусловленный повышенной экспрессией генов ФБФ и ФЕП-КК в печени. В связи с отсутствием рецептора инсулина в печени, его концентрация приводит к 6-кратному увеличению массы Е-клеток поджелудочной железы. Это свидетельствует о важной роли инсулина в печени для поддержания нормального гомеостаза глюкозы. Более того, значительное снижение концентрации глюкозы в крови после введения инсулина может быть связано с подавлением синтеза глюкозы в печени, а не интенсификацией потребления глюкозы скелетными мышцами [145].

Предлагается, что действие инсулина, связанное с контролем уровня инсулина, на поддержание концентрации глюкозы в печени может осуществляться прямо или косвенно. Ряд исследований in vivo показали, что ингибирующие действие инсулина на образование глюкозы в печени косвенное, осуществляемое за счет ингибирования липолиза в жировой ткани [102] и снижения в плазме свободных жирных кислот, индуцирующех торможение глюконеогенеза [106].

Метаболизм гликогена в печени контролируется • скоординированным действием двух ферментов, гликогенсинтазы (ГС) и гликогенфосфорилазы (ГФ), оба из которых регулируются фосфорилированием и аллостерическими модуляторами [79].

Инсулин регулирует метаболизм гликогена путем содействия дефосфорилированию и активации ГС посредством активации протеинфосфатазы 1 и инактивации вышестоящих киназ. Идентификация субъединиц, которые активируют протеинфосфатазу 1, открыла некоторые механизмы регулирования метаболизма гликогена. Этот белок является белком, который связывает гликоген и протеинфосфатазу 1, участвующих в деградации гликогена или его синтезе [161].

Как упоминалось выше, ГС и ГФ регулируются также аллостерическими модуляторами. Глюкоза-6-фосфат, которая является основным метаболитом, участвующим в регуляции фермента, связывается с ГС, в результате чего происходит аллостерическая активация фермента посредством изменения его конформации. Это приводит к его преобразованию в субстрат фосфатсинтазы, что приводит к ковалентной активации ГС. Активация ГС, по-видимому, определяется происхождением глюкоза-6-фосфата, так как только глюкоза-6-фосфат, образованный в печени при работе ГС, способен эффективно увеличивать синтез гликогена. Кроме того, показано, что способность гепатоцитов эффективно синтезировать гликогенный глюкоза-6-фосфат напрямую зависит от деятельности ГК. Используя модель печень-специфических

инактиваторов ГК [93], показано, что эффективность печеночных клеток синтезировать глюкоза-6-фосфат из гликогена резко сократилась в отсутствие глюкокиназы, несмотря на заметное увеличение Км гексокиназы [119].

Развитие сахарного диабета связано с различной степенью когнитивных нарушений у человека [88] и животных [138]. Структурные изменения и механизмы, лежащие в основе таких, связанных с диабетом нейрокогнитивных нарушений, также эволюционируют. Гипергликемия и гипогликемия являются факторами риска для различных нарушений при диабете. Проведенные ранее морфологические исследования мозга человека и животных при диабете показали структурные нарушения в белом и сером веществе, при этом основным местом нарушения являются атрофические изменения в сером веществе лобной, височной и теменной долей. Это согласуется с выводами ряда других исследователей [59, 69].

Результаты исследований морфологии префронтальной коры головного мозга у крыс с аллоксановым диабетом и без обработки пероральными сахароснижающими препаратами показали различие в структуре объектов исследования. Гистологическое изучение мозга экспериментальных крыс показало структурные ухудшения, которые характеризуется потерей аксонов миелиновой оболочки. Данные изменения, как предполагается, связаны с потерей ядерной ДНК из клеток мозга крыс с диабетом. Таким образом, результаты морфологических исследований на животных позволили получить эмпирические данные о структурных изменениях мозга при диабетических условиях.

Потеря миелиновой оболочки аксонов была продемонстрирована в исследованиях с использованием метода Гольджи. Показано значительное снижение средней плотности пирамидальных нейронов медиальной префронтальной коры после двух месяцев диабета [192].

Глюкокиназа (ГК) играет важную роль в метаболизме глюкозы в печени животных, поскольку данный энзим функционирует на первом

этапе гликолиза [99]. У крыс с диабетом снижение экспрессии мРНК и активности ГК наблюдались с возраста 16 недель [73], что свидетельствует о снижении активности ГК, частично ответственной за умеренное увеличение глюкозы в крови больных крыс.

Снижение скорости работы гексокиназы обнаруживают у некоторых животных с модельным диабетом, в частности крыс [96, 153]. Тем не менее, величина активности ГК может увеличиваться, как это было показано в ряде других исследований на диабетических животных [61].

Гликогенсинтаза (ГС) и гликогенфосфорилаза (ГФ) являются ключевыми ферментами метаболизма гликогена, ограничивающими скорость всего пути [114]. Снижение активности ГС и умеренное снижение содержания гликогена предшествовало развитию диабета у крысы. При диабетическом состоянии активность и экспрессия мРНК ГФ в печени экспериментальных крыс также снижались. Активность гликогенфосфорилазы уменьшается в результате повышения сывороточной глюкозы и снижения гликогена. ГФ, как известно, проявляет высокую активность в ответ на ослабленный сигнал инсулина из-за его дефицита и низкой экспрессии или активности в связи с увеличением содержания глюкозы в крови, уменьшением содержания пула гликогена, усилением глюконеогенеза и увеличением соотношения глюкагон/инсулин [114]. Метаболизма гликогена в диабетических крысах нарушается, таким образом, гликоген не может играть роль в метаболизме глюкозы [73].

Инсулин улучшает состояние крыс при гипергликемии и диабетических осложнениях [162, 94]. Ряд исследований подтверждают, что гипергликемия непосредственно управляет скоростью функционирования печеночных ферментов, ответственных за метаболизм гликогена. Оценка активности ферментов глюконеогенеза, таких как глюкозо-6-фосфат, фруктозо-1,6-бисфосфатазы и фосфоэнолпируват-карбоксикиназы [116], также играет важную роль в метаболизме глюкозы. Экспрессия мРНК этих энзимов была увеличена при диабете [73].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гати Моханнад Абдулраззак Гати, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Акмаев И.Г. Экспериментальные аспекты ЦНС - инсулярной системы. / И.Г. Акмаев, А.Е. Рабкина // Пробл. эндокринол. - 1976. - Т. 22, № 6. -С. 65-71.

2. Аметов A.C. Избранные лекции по эндокринологии / A.C. Аметов. -М.: ООО "Медицинское информационное агентство". - 2012. - 544 с.

3. Валов С.Д. Влияние гуморальных факторов нонапептидергических центров гипоталамуса на гисто- и органические потенции пищеварительных желез различного генеза в условиях культивирования по Ф.М. Лазаренко / С.Д. Валов, A.A. Стадников // Морфология. - 2005. - Т. 122, вып. 6. - С. 50-54.

4. Внутриклеточное превращение жирных кислот в гликоген у крыс с аллоксановым диабетом по данным электронной авторадиографии / Н.П. Лебкова [и др.] // Бюл. экспер. биол. и мед. - 1984. - № 12. - С. 734-736.

5. Волвенкин C.B. Субклеточная локализация и свойства ферментов глиоксилатного цикла в печени крыс с аллоксановым диабетом / C.B. Волвенкин, В.Н. Попов, А.Т. Епринцев // Биохимия. - 1999. - Т.64, №. 9. - С. 1185-1191.

6. Волкова О.В. Основы гистологии с гистологической техникой / О.В. Волкова, Ю.К. Елецкий. -М.: Медицина, 1971.

7. Дедов И.И. Эндокринология : учеб. для студ. мед. вузов / И.И.Дедов, Г.А.Мельниченко, В.В.Фадеев. - М.: ГЭОТАР - Медиа. - 2012. - 432 с.

8. Епринцев А. Т. Полимеразная цепная реакция как универсальный метод диагностики и идентификации генов / А.Т. Епринцев, Е.А.

Москалёв, В.Н. Попов // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. - 2001. - №1. - С. 9-14.

9. Епринцев А.Т. Активность и изоформы малатдегидрогеназы в высоко-и низкомасличных линиях кукурузы / А.Т. Епринцев, А.У. Игамбердиев // Физиология растений. — 1995. — Т. 42, № 5. — С. 760-767.

Ю.Епринцев А.Т. Глиоксилатный цикл: универсальный механизм адаптации? / А.Т. Епринцев, В.Н. Попов, М.Ю. Шевченко. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 228 с.

11 .Епринцев А.Т. Очистка и некоторые свойства аконитатгидратазы из щитков кукурузы / А.Т. Епринцев, JI.A Землянухин, М.П. Алексюк // Биохимия. - 1995. - 80, № 8. - С. 1244-1250.

12.Епринцев А.Т. Очистка и физико-химические свойства изоцитратлиазы из куколок бабочки P. machaon L. / А.Т. Епринцев, М.Ю. Шевченко, В.Н. Попов // Биохимия. - 2004. - Т.69, № 4. - С. 467472.

13.Епринцев А.Т. Полимеразная цепная реакция как универсальный метод диагностики и идентификации генов / А.Т. Епринцев, Е.А. Москалёв, В.Н. Попов // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. - 2001. - №1. - С. 9-14.

14.Епринцев А.Т. Ферментативная регуляция метаболизма ди- и трикарбоновых кислот в растениях / А.Т. Епринцев, В.Н. Попов -Воронеж: изд-во Воронеж, ун-та, 1999. - 192 с.

15.Епринцев А.Т. Экспрессия и регуляция ферментов глиоксилатного цикла / А.Т. Епринцев, В.Н. Попов, М.Ю. Шевченко. - Воронеж: Центрально-Черноземное книжное изд-во, 2005. - 224 с.

16.Жураковская О.Я. Изменение структуры вентромедиального ядра гипоталамуса крыс разного возраста при экспериментальном сахарном диабете / О.Я. Жураковская // Морфология. - 2013. - Т. 143, № 1, - С. 16-22.

17.Изучение влияния сулодексида на эндотелий зависимую вазодилатацию мозговых сосудов у животных со стрептозотоцин-индуцированным сахарным диабетом / И.Н. Тюренков и др. // Сахарный диабет.- 2011. - Т.52. -№3. С. 12-15.

18.Индукция ферментов глиоксилатного цикла в различных тканях голодающих крыс / В.Н. Попов [и др.] // Известия РАН. Серия биологическая. - 2000. - № 6.- С. 663-667.

19.Кисели Д. Практическая микротехника и гистохимия. - Будапешт: Изд. академии наук Венгрии, 1962. - С.111-113.

20.Клиническая патофизиология. Учеб. пособие для студентов вузов / В.А. Алмазов [и др.]. - С-П.: Питер, - 3-е изд., переработанное и дополненное, 1999. - 217 с.

21.Клиническая эндокринология / Н.Т. Старкова [и др.]. - С-П.: Питер, 3-е изд., переработанное и дополненное, 2002. - 576 с.

22.Кокая A.A. Отдаленные адаптационные структурные перестройки клеток печени и поджелудочной железы крыс при коррекции острой инсулиновой недостаточности электромагнитным излучением, модулированным биоструктурами / A.A. Кокая, Н.Г. Кокая, И.В. Мухина // Эндокринология. - 2011. - №5. Т. 18. - С. 175 - 179.

23.Коржевский Д.Э. Применение гематоксилина в гистологической технике. - Морфология. - 2007. - Т. 132. - №6. - С. 77 - 81.

24.Кузнецов С.Л. Гистология, цитология и эмбриология / С.Л.Кузнецов, H.H. Мушкамбаров.- М.: ООО "Мед. информ. агентство", 2007. - 600 с.

25.Лавдовский М.Д. Основания к изучению микроскопической анатомии человека и животных. - СПб, 1887, 1888.

26.Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.

27.Лебкова Н.П. Субстратное обеспечение энергетического гомеостаза при голодании / Н.П. Лебкова // Бюл.экспер.биол. и мед. - 1991. - № 11.-С. 475-479

28.Лекарственный патоморфоз экспериментального сахарного диабета / Г.Л. Снигур и др. // Вестник новых медицинских технологий. — 2011 — T.XVIII. - № 2 - С. 169-173.

29.Лили Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия. -М.: Мир, 1969.-С. 102- 108, 157- 167.

30.Маевский Е.И. Анаэробное образование сукцината и облегчение его окисления - возможные механизмы адаптации клетки к кислородному голоданию / Е.И. Маевский, Е.В. Гришина - Пущино. 2000 - 32-36 с.

31 .Мак-Мюррей У. Обмен веществ у человека / У. Мак-Мюррей. -М.:Мир, 1980.- 368 с.

32.Меркулов Г.А. Курс патогистологической техники. - Л.: Медицина, 1969.-С. 156- 165, 171 - 172.

33.Механизмы изменений системы клеточного обновления при экспериментальном сахарном диабете / Н. Н. Ермакова [и др.] // Бюллетень СО РАМН. - 2007. № 6 (128). - С. 72-77.

34.Механизмы токсического действия стрептозотоцина на ß-клетки островков Лангерганса / В.Б. Писарев и др. // Бюллетень

экспериментальной биологии и медицины. - 2009. - Т. 148. - №12. - С. 700-702.

35.Мецлер Д.Е. Биохимия / Д.Е. Мецлер. - М.: Мир, 1987. - 358 с.

36.Михайлов В.В. Основы патологической физиологии: Руководство для врачей /В.В. Михайлов, Б. М. Сагалович. - М.: Медицина, 2001. - 704 с.

37.Ноздрачев А.Д. Анатомия крысы / А.Д. Ноздрачев, E.JI. Поляков. -СПб.: Изд. "Лань". - 2001.-464 с.

38.Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса / Л.Е. Панин. -Новосибирск, 1983. - 213 с.

39.Парфенова Н.В. Роль структурно-функциональных изменений малатдегидрогеназы в адаптации микроорганизмов к факторам внешней среды : автореф. дис. канд. биол. наук / Н.В. Парфенова. -Воронеж, 2004. - 24 с.

40.Пинейру де Корвалью М.А.А. Малатдегидрогеназа высших растений / М.А.А. Пинейру де Корвалью, A.A. Землянухин, А.Т. Епринцев. — Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та. — 1991. — 216 с.

41.Попечителев Е.П. Аналитические исследования в медицине, биологии и экологии / Е.П. Попечителев, О.Н. Старцева. - М. : Высш. шк., 2003. - 279 с.

42. Попов В.Н. Индукция пероксисомальной изоформы малатдегидрогеназы в печени крыс при пищевой депривации / В.Н. Попов, C.B. Волвенкин, Т.А. Косматых // Биохимия. — 2001. — Т. 66, №. 5. — С.617-623.

43.Ракитин A.B. Действие красного света в смешанном светопотоке на продукционный процесс растений / A.B. Ракитин. - Томск. 2001.-21 с.

44.Саакян И.Р. Активация и ингибирование сукцинатзависимого транспорта кальция в митохондриях печени при развитии адаптационных реакций / И.Р. Саакян, С.Г. Саакян, М.Н. Кондрашова // Биохимия. - 2001. - Т. 66 - № 7. _ С.976-984.

45.Сахарный диабет: Учебно-методическое пособие. Вып.1: Этиология, патогенез, клиника, дифференциальный диагноз, принципы лечения / М.Е. Стаценко [и др.]. - Волгоград: ВолГУ, 2002. - 64 с.

46.Северин С.Е. Практикум по биохимии / С.Е. Северин, Г.А. Соловьева.

- М.: Изд-во МГУ, 1989. - 509 с.

47.Семенова Е.В. Очистка, физико-химические и регуляторные свойства аконитатгидратазы из гепатоцитов голодающих крыс / Е.В. Семенова // Дисс. на соискание ученой степени канд. биол. наук. - Воронеж: ВГУ - 2001.

48.Снигур Г.Л. Лекарственный патоморфоз эндокринной части поджелудочной железы при экспериментальном сахарном диабете: автореф. дис. на соискание ученой степени доктора мед. наук / Г.Л. Снигур // Волгоград. -2012.-43 с.

49.Снигур Г.Л. Особенности структурных изменений поджелудочной железы при фармакологической коррекции экспериментального сахарного диабета / Г.Л. Снигур, A.B. Смирнов // Морфология. - 2011.

- Т. 140. - №5. - С. 115-116.

50.Сравнительный анализ ключевого фермента глиоксилатного цикла, изоцитралиазы, из организмов разных систематических групп / В.Н. Попов [и др.] // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. -2005.-№ 6.-С. 317-329.

51.Страйер Л. Биохимия / Л. Страйер. - М.: Мир, 1985. - Т. 2. - 312 с.

52.Траилин А.В. Состояние NOY-синтезирующих клеток островков Лангерганса у нормальных и диабетических крыс при введении синтетического нейропептида У / А.В. Траилин, Ю.М. Колесник, М.А. Орловский // Проблемы эндокринологии - 2001. - Т.47, №3. - С. 36-40.

53.Ультраструктурные проявления ранних метаболических нарушений в миокарде собак при аллоксановом диабете / Н.П. Лебкова [и др.] // Бюл. экспер. биол. и мед. - 1980. - № 6.-С . 614-617.

54.Уоткинс П. Дж. Сахарный диабет / П. Дж. Уоткинс. - М.: Москва: Бином, - 2-е изд. пер. с англ. 2006. - 134 с.

55.Хочачка П. Биохимическая адаптация / П. Хочачка, Дж. Сомеро. - М. : Мир, 1988. - 567 с.

56.А glucose-responsive transcription factor that regulates carbohydrate metabolism in the liver / H. Yamashita [et al.] // Proc Natl Acad Sci. -2001.-V. 98.-P. 9116-9121.

57.A role for the polyol pathway in the early neuroretinal apoptosis and glial changes induced by diabetes in the rat / V. Asnaghi [et al.] // Diabetes. -2003.-V. 52.-P. 506-511.

58.Absence of sterol regulatory element-binding protein-1 (SREBP-1) ameliorates fatty livers but not obesity or insulin resistance in Lep(ob)/Lep(ob) mice / N. Yahagi [et al.] // J Biol Chem. - 2002. - Y. 277. -P. 19353-19357.

59.Adhesion molecules, altered vasoreactivity and brain atrophy in type 2 diabetes / V. Novak [et al.] // Diabetes Care. - 2011. - V. 34. - P. 24382441.

60.Agrawal P.K. Studies on two isozymes from Bacillus cereus. Enzymatic properties / P.K. Agrawal, G.K. Garg, K.G. Gollakota // Biochem. Biophys. Res. Communs. - 1976. - V. 70, № 3. - P. 987-996.

61.Aiston S. Impaired glycogen synthesis in hepatocytes from Zucker fatty fa/fa rats: the role of increased phosphorylase activity / S. Aiston, M. Peak, L. Agius // Diabetologia. - 2000. - V. 43. - P. 589-597.

62. Alcohol dehydrogenase 1 of barley modulates susceptibility to the parasitic fungus Blumeria graminis f.sp. hordei / I.P. Pathuri [et al.] // J. Exp. Bot. -2011.-V. 10.-P. 3449-3457.

63.Analysis of gene expression profiles in insulin-sensitive tissues from pre-diabetic and diabetic Zucker diabetic fatty rats / Y.H. Suh [et al.]// J Mol Endocrinol. - 2005. - V. 34. - P. 299-315.

64.Analysis of glucose metabolism in diabetic rat retinas / M.S. Ola [et al.] // Am J Physiol Endocrinol Metab. - 2006. - V. 290. - P. 1057-1067.

65. Annexin I as a potential inhibitor of insulin receptor protein tyrosine kinase / V. Melki [et al.] // Biochemical and Biophysical Research Communications. - 1994. - V.203. - P. 813-819.

66.Barrett E.L. Hepatic glucose metabolism and insulin resistance in NIDDM and obesity / E.L. Barrett, Z. Liu // Baillieres Clin. Endocrinol. Metab. -1993.-V. 7, №4.-P. 875-901.

67.Beinert H. Aconitase, a two-faced protein: enzyme and iron regulatory factor / H. Beinert, M.C. Kennedy // FASEB Lett. - 1993. - V. 7, N. 12. - P. 1442-1449.

68.Bird A. DNA methylation patterns and epigenetic memory / A. Bird // Genes Dev. - 2002. - V. 16. - P. 6-21.

69.Brain magnetic resonance imaging correlates of impaired cognition in patients with type 2 diabetes / S.M. Manschot [et al.] // Diabetes. - 2006. -V. 55, N. 4.-P. 1106-1113.

70.Brownlee M. Advanced protein glycosylation in diabetes and aging / M. Brownlee // Annu Rev Med. - 1995. - V. 46. - P. 223-234.

71.Brownlee M. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic complications / M. Brownlee // Nature. - 2001. - V. 414. - P. 813-820.

72.Changes in the redox state in the retina and brain during the onset of diabetes in rats / R. Salceda [et al.] // Neurochem Res. - 1998. - V. 23. - P. 893-897.

73.Characterization of hepatic glucose metabolism disorder with the progress of diabetes in male Spontaneously Diabetic Torii rats / H. Morinaga [et al.] // J Vet Med Sci. - 2008. - V. 70. - P. 1239-1245.

74.Characterization of the human mitochondrial aconitase gene (AC02) / D.B. Mierel [et. al.] // Gene. - 1998. - V. 213, № 1-2. - P. 205-218.

75.Chomczynski P. Single-Step Method of RNA Isolation by Acid Guanidinium Thiocyanate-Phenol-Chloroform Extraction / P. Chomczynski, N. Sacchi //Anal. Biochem. - 1987. - V.162. - P. 156-159.

76. Chronological characterization of diabetes development in male Spontaneously Diabetic Torii rats / T. Masuyama [et al.] // Biochem Biophys Res Commun. - 2004. - V. 314. - P. 870-877.

77.Chylomicron and chylomicron remnant metabolism in STZ-induced diabetic rats /1. Staprans [et al.] // Diabetes. - 1992. - V. 41. - P. 325-333.

78.Conserved role of intragenic DNA methylation in regulating alternative promoters / A.K. Maunakea [et al.] // Nature. - 2010. - V. 466, N 7303. - P. 253-257.

79.Control of glycogen deposition / J.C. Ferrer [et al.] // FEBS Lett. - 2003. -V. 546.-P. 127-32.

80.Costello L.C. Zinc causes a shift toward citrate at equilibrium of the m-aconitase reaction of prostate mitochondria / L.C. Costello, R.B. Franklin, Y. Liu [et.al.] // J. Inorg. Biochem. - 2000A. - V. 78, № 2. - P. 161-165.

81.Costello L.C. Zinc inhibition of mitochondrial aconitase and its importance

in citrate metabolism of prostate epithelial cells / L.C. Costello, Y. Liu, R.B. Franklin [et. al.] // J. Biol. Chem. - 1997. - V. 272, N. 46. - P. 2887528881.

82.CpG methylation is targeted to transcription units in an invertebrate genome / M.M. Suzuki [et al.] // Genome Res. - 2007. - V. 17. - P. 625631.

83.Crystal structure of aconitase with isocitrate and nitoisocitrate bound / H. Lauble [et. al.] // Biochemistry. - 1992. - V. 31. - P. 2735-2748.

84.De Fronzo R.A. Pathogenesis of NIDDM, International textbook of Diabetes Mellitus / R.A. De Fronzo, R.C. Bonadonna, E. Ferrannini // Chichester John Wiley. - 1997. -P. 635-712.

85.De Fronzo R.A. Pathogenesis of NIDDM. A balanced overview / R.A. De Fronzo, R.C. Bonadonna, E. Ferrannini // Diabetes Care. - 1992. - V. 15. -P. 318-368.

86.De Fronzo R.A. Pathogenesis of type 2 diabetes mellitus / R.A. DeFronzo // Med Clin North Am. - 2004. - V. 88. - P. 787-835.

%l.De novo methylation of the MyoDl CpG island during the establishment of immortal cell lines / P.A. Jones [et al.]// Proc Natl Acad Sei USA. - 1990. -V. 87.-P. 6117-6121.

88.Diabetes and cognitive system in older black and white persons / Z. Arvanitakis [et al.] // Alzheimer Dis Assoc Disord. - 2010. - V. 24, N. 1. -P. 37-42.

89.Dias W. B. O-GlcNAc modification in diabetes and Alzheimer's disease / W. B. Dias, G. W. Hart // Mol. Biosyst. - 2007. - V. 3, № 11. - P. 766-772.

90.Disordered fat storage and mobilization in the pathogenesis of insulin resistance and type 2 diabetes / G.F. Lewis [et al.] // Endocrine Reviews. -2002.-V. 23.-P. 201-229.

91.Distribution, silencing potential and evolutionary impact of promoter DNA methylation in the human genome / M. Weber [et al.] // Nat Genet. - 2007. -V. 39.-P. 457-466.

92.DNA methylation profiling identifies CG methylation clusters in Arabidopsis genes / R.K. Tran [et al.] // Curr Biol. - 2005. - V. 15. - P. 154-159.

93.Dual roles for glucokinase in glucose homeostasis as determined by liver and pancreatic E cell specific gene knock-outs using ere recombinase / C. Postic [et al.] // J Biol Chem. - 1999. - V. 274. - P. 305-315.

94.Effect of insulin therapy on renal changes in spontaneously diabetic Torii rats / T. Ohta [et al.] // Exp Anim. - 2007. - V. 56. - P. 355-362.

95.Effects of a highglucose environment on the pituitary growth hormone-releasing hormone receptor: type 1 diabetes compared with in vitro glucotoxicity / K. Bedard [et al.] // Am J. Physiol. Endocrinol. Metab. -2008. - V. 294, №4, - P. 740-751.

96.Effects of tungstate, a new potential oral antidiabetic agent, in Zucker diabetic fatty rats / M.C. Munoz [et al.] // Diabetes. - 2001. - V. 50. - P. 131-138.

97.Eliakim-ikechukwu C.F. Histological changes in the pancreas following Administration of ethanolic extract of alchornea cordifolia Leaf in alloxan-induced diabetic wistar rats / C.F. Eliakim-ikechukwu, A.I. Obri // Nigerian Journal of Physiological Sciences. - 2009. - V. 24, N. 2. - P. 153 -155.

98.Enhancing hepatic glycolysis reduces obesity: differential effects on lipogenesis depend on site of glycolytic modulation / C. Wu [et al.] // Cell Metab. - 2005. - V. 2. - P. 131-140.

99.Evidence from transgenic mice that glucokinase is rate limiting for glucose utilization in the liver / T. Ferre [et al.] // FASEB J. - 1996. - V. 10. - P. 1213-8.

100. Excessive hexosamines block the neuroprotective effect of insulin and induce apoptosis in retinal neurons / M. Nakamura [et al.] // J Biol Chem. -2001. - V. 276. - P. 43748-43755.

101. Exercise decreases cytosolic aconitase activity in the liver, spleen, and bone marrow in rats / K.P. Ho [et. al.] // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2001. V. 282, № 1. - P. 264-267.

102. Fisher S.J. Insulin signaling is required for insulin's direct and indirect action on hepatic glucose production / S.J. Fisher, C.R. Kahn // J Clin Invest.-2003.-V. 111.-P. 463-468.

103. Foley J.E. Rationale and application of fatty acid oxidation inhibitors in treatment of diabetes mellitus / J.E. Foley // Diabetes Care. - 1992. - V. 15. -P. 773-784.

104.Foufelle F. New perspectives in the regulation of hepatic glycolytic and lipogenic genes by insulin and glucose: a role for the transcription factor sterol regulatory element binding protein- lc / F. Foufelle, P. Ferre // Biochem J. - 2002. - V. 366. - P. 377-391.

105. Fox D.J. The soluble citric acid cycle enzymes of Drosophila melanogaster. Tissue and intracellular distribution or aconitase and NADP-dependent isocitrate dehydrogenase / D.J. Fox, M. Conscience-Egli, E. Abacherli // Biochem. Genet. - 1972. - V. 7, №2. - P. 180-187.

106. Free fatty acid as a link in the regulation of hepatic glucose output by peripheral insulin / K. Rebrin [et al.] // Diabetes. - 1995. - V. 44. - P. 1038-1045.

107.Gardestrom P. Influence of photorespiration on ATP/ADP ration in the chloroplasts, mitochondria, and cytosol, studies by rapid fractionation of barley ( Hordeum vulgare ) protoplasts / P. Gardestrom, B. Wigge // Plant Physiol. - 1998. - V. 88 - P. 69-76.

108. Gene Expression Profile Analysis of Type 2 Diabetic Mouse Liver / Zhang F. [et al.] // PLoS ONE. - 2013. - V. 8, N. 3. - P. 57766.

109. Gene expression profiles of nondiabetic and diabetic obese mice suggest a role of hepatic lipogenic capacity in diabetes susceptibility / H.Lan [et al.] // Diabetes. - 2003. - V. 52. - P. 688-700.

110.Girard J. Mechanisms by which carbohydrates regulate expression of genes for glycolytic and lipogenic enzymes / J. Girard // Annu Rev Nutr. -1997.-V. 17.-P. 325-352.

111. Giugliano D. Oxidative stress and diabetic vascular complications / D. Giugliano, A. Ceriello // Diabetes Care. - 1996. - V. 19. - P. 257-267.

112. Glucose and cAMP regulate the L-type pyruvate kinase gene by phosphorylation/dephosphorylation of the carbohydrate response element binding protein / T. Kawaguchi [et al.] // Proc Natl Acad Sci. - 2001. - V. 98 - P. 13710-13715.

113.Glusker J.P. Aconitase / J.P. Glusker // Enzymes. New York - London. -1971.-V. 5.-P. 413-439.

114.Gomis R.R. Shared control of hepatic glycogen synthesis by glycogen synthase and glucokinase / R.R. Gomis, J.C. Ferrer, J.J. // Guinovart Biochem J. - 2000. - V. 351, N. 3. - P. 811-816.

115.Gruer M.J. The aconitase family: Three structural variations on a common theme / M.J. Gruer, P.J. Artymiuk, J.R. Guest // Trends in biochem. sci. -1997.-V. 22, № l.-P. 3-6.

116. Hanson R.W. Phosphoenolpyruvate carboxykinase (GTP): the gene and the enzyme / R.W. Hanson, Y.M. Patel // Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol. - 1994. - V. 69. - P. 203-281.

117. Hanson R.W. Regulation of phosphoenolpyruvate carboxykinase (GTP) gene expression / R.W. Hanson, L. Reshef // Annu Rev Biochem. - 1997. -V. 66.-P. 581-611.

118.Henson C.P. Purification and kinetic studies of beef liver cytoplasmic aconitase / C.P. Henson, W.W. Clenand // J. Biol. Chem. - 1967. - V. 258. -P. 3833-3838.

119. Hepatic Glucokinase is required for the Synergistic Action of ChREBP and SREBP-lc on Glycolytic and Lipogenic gene expression / R. Dentin [et al.] // J Biol Chem. - 2004. -V. 279. - P. 20314-20326.

120. Histological changes in the retina in experimental alloxan-induced diabetes in rabbits / A. Zarebska [et al.] // Ann Univ Mariae Curie SklodowskaMed.-2001.-V. 56.-P. 81-84.

121.Horton J.D. SREBPs: activators of the complete program of cholesterol and fatty acid synthesis in the liver / J.D. Horton, J.L. Goldstein, M.S. Brown //J Clin Invest.-2002.-V. 109.-P. 1125-1131.

122. Housekeeping gene selection for real-time RT-PCR normalization in potato during biotic and abiotic stress / N. Nicot [et al.] // J. Of Exp. Bot. -2005. - V.56. - P. 2907-2914.

123.Inactivation of aconitase and oxoglutarate dehydrogenase in skeletal muscle in vitro by superoxide anions and/or nitric oxide / U. Andersson [et. al.] // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1998. - V. 249, № 2. - P. 512516.

124. Increased fat absorption and impaired fat clearance cause postprandial hypertriglyceridemia in Spontaneously Diabetic Torii rat / T. Sasase [et al.] // Diabetes Res Clin Pract. - 2007. - V. 78. - P. 8-15.

125. Increased insulin and leptin sensitivity in mice lacking acyl CoA:diacylglycerol acyltransferase 1 / H.C. Chen [et al.] // J Clin Invest. -2002.-V. 109.-P. 1049-55.

126. Inhibition of succinate dehydrogenase dysregulates histone modification in mammalian cells / A.M. Cervera [et al.] // Mol Cancer. - 2009. - V. 8. -P. 89-96.

127. Interactions between hyperglycemia and hypoxia: implications for diabetic retinopathy / J.R. Nyengaard [et al.] // Diabetes. - 2004. - V. 53. -P. 2931-2938.

128. Involvement of a unique carbohydrate-responsive factor in the glucose regulation of rat liver fatty-acid synthase gene transcription / C. Rufo [et al.] // J Biol Chem. - 2001. - V. 276. - P. 21969-21975.

129. Jones J.D. The glyoxylate cycle: does it function in the dormant or active bear? / J.D. Jones, P.Burnett, P.Zollman // Comp. Biochem. Physiol. B. -1999.-V. 124.-P. 177-179.

130. Karasu C. Time course of changes in endothelium-dependent and -independent relaxation of chronically diabetic aorta: role of reactive oxygen species. // Eur. J. Pharmacol. - 2000. - V. 392. - P. 163-173.

131. Kinetic analysis of the lactate_dehydrogenase_coupled reaction process and measurement of alanine transaminase by an integration strategy / X. Yang [et al.] // Jpn. Soc. Anal. Chem. - 2010. - V. 26. - P. 1193- 1198.

132.Knolle P.A. Local control of the immune response in the liver / P.A. Knolle, G. Gerken // Immunol Rev. - 2000. - V. 174. - P. 21-34.

133.Konstantinova S.G. Effect of dietary copper and iron restriction on

aconitase activity and antioxidant capacity of liver, kidney and heart from growing rats / S.G. Konstantinova, N.G. Jordanova, E.M. Russanov // Acta. Physiol. Pharmacol. Bulg. - 2000. - V. 25, № 2. - P. 33-42.

134. Konstantinova S.G. Studies on paraquat-induced oxidative stress in rat liver / S.G. Konstantinova, E.M. Russanov // Acta Physiol. Pharmacol. Bulg.1999. - V. 24, 1 4.-P. 107-111.

135.Koo S.H. Glucose and insulin function through two distinct transcription factors to stimulate expression of lipogenic enzyme genes in liver / S.H. Koo, A.K. Dutcher, H.C. Towle // J Biol Chem. - 2001. - V. 276. - P. 9437-9445.

136.Kornberg H. L. Synthesis of cell constituents from C2-units by a modigied tricarboxylic acid cycle / H. L. Kornberg, H. A. Krebs // Nature. - 1957.-Vol.179. - P.988-991.

137.Koya D. Protein kinase C activation and the development of diabetic complications / D. Koya, G.L. King // Diabetes. - 1998. - V. 47. - P. 859866.

138.Kuhad A. Lycopene attenuates diabetesassociated cognitive decline in rats / A. Kuhad, R. Selthi, K. Chopra // Life Sci. - 2008. - V. 83, N. 3-4. - P.

1

128-134.

139. Kumar P. Clinical Medicine / P. Kumar, M. Clark // Elsevier Saunders. -2005. - P. 1107, 1148.

140. Lambert A.J. Inhibitors of the quinone-binding site allow rapid superoxide production from mitochondrial NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) / A.J. Lambert, M.D. Brand // J Biol Chem. - 2004. - V. 279. -P. 39414-39420.

141.Leegwater D.C. Evaluation of histological changes in the kidneys of the alloxan diabetic rat by means of factor analysis / D.C. Leegwater, C.F.

Kuper // Food and Chemical Toxicology. - 1984. - V. 22, N. 7. - P. 551557.

142. Lenzen S. Inhibition of aconitase by alloxan and the differential modes of protection of glucose, 3-O-methylglucose, and mannoheptulose / S. Lenzen, M. Mirzaie-Petri // Naunyn. Schmiedebergs Arch. Pharmacol. - 1992. - V. 346, 1 5. - P. 532-536.

143.Liaskou E. Innate immune cells in liver inflammation / E. Liaskou, D.V. Wilson, Y.H. Oo // Mediators Inflamm. 2012. - P. 949157.

144.Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2"AACt method / K.J. Livak, T.D. Schmittgen // Methods. - 2001. - V.25. - P. 402-408.

145. Loss of insulin signaling in hepatocytes leads to severe insulin resistance and progressive hepatic dysfunction / M.D. Michael [et al.] // Mol Cell. -2000.-V. 6.-P. 87-97.

146. Marked and rapid decreases of circulating leptin in streptozotocin diabetic rats: reversal by insulin / P.J. Havel [et al.] // Am J Physiol. - 1998. - V. 274.-P. 1482-1491.

147.Melnick J.Z. Renal citrate metabolism and urinary citrate excretion in the infant rat / J.Z. Melnick, P.A. Preisig, R.J. Alpern // Kidney Int. - 2000. - V. 57, N. 3.-P. 891-897.

148. Melnick J.Z. Renal cortical mitochondrial aconitase is regulated in hypo-and hypercitraturia / J.Z. Melnick, P.A. Preisig, O.W. Iia [et. al.]// Kidney Int. - 1998.-V. 54. - P. 160-165.

149. Microglial changes occur without neural cell death in diabetic retinopathy / D. Gaucher [et al.] // Vision Res. - 2007. - V. 47, N. 5. - P. 612-623.

150.Mirel D.B. Characterization of the human mitochondrial aconitase gene (AC02) / D.B. Mirel, K. Marder, J. Graziano [et. al.] // Gene. - 1998. - V.

213,N. 1-2.-P. 205-218.

151. Mutational analysis of active site residues in pig hearts aconitase / L. Zheng [et. al.] // J. Biol. Chem. - 1992. - № 267. - P. 7895-7903.

152. O'Brien R.M. Regulation of gene expression by insulin / R.M. O'Brien, D.K. Granner // Physiol Rev. - 1996. - V. 76. - P. 1109-1161.

153.Opposite effects of hyperglycemia and insulin deficiency on liver glycogen synthase phosphatase activity in the diabetic rat / L. Lavoie [et al.] // Diabetes. - 1993. - V. 42. - P. 363-366.

154. Oxidative stress and stress-activated signaling pathways: a unifying hypothesis of type 2 diabetes / J.L. Evans [et al.] // Endocrine Reviews. -2002.-V. 23.-P. 599-622.

155. Oxidative stress in diabetes-induced endothelial dysfunction involvement of nitric oxide and protein kinase C / F. Pricci [et al.] // Free Radic Biol Med. - 2003. - V. 35. - P. 683-694.

156. Pilkis S.J. Molecular physiology of the regulation of hepatic gluconeogenesis and glycolysis / S.J. Pilkis, D.K. Granner // Annu Rev Physiol. - 1992. - V. 54. - P. 885-909.

157. Popov V.N. Glioxilate cycle enzymes are present in liver peroxisomes of alloxan-treated rats / V.N. Popov, S.V. Volvenkin, A.T. Eprintsev [et. al.] // FEBS Lett. 1998. - V. 440. U P. 55-58.

158. Popov V.N. Induction of the Glyoxylate Cycle Enzymes in rat liver upon food starvation / V.N. Popov, A.U. Igamberdiev, C. Schnarenberger [et. al.] // FEBS Lett. - 1996. - V. 390. - P. 258-260.

159. Popper D.A. Role of small intestine in pathogenesis of hyperlipidemia in diabetic rats / D.A. Popper, Y.F. Shiau, M. Reed // Am J Physiol. - 1985. -V. 249.-P. 16116-7.

160. Postic C. Contribution of de novo fatty acid synthesis to hepatic steatosis and insulin resistance: lessons from genetically engineered mice / C. Postic, J. Girard // J Clin Invest. - 2008. - V. 118. - P. 829-838.

161.Printen J.A. PTG, a protein phosphatase 1-binding protein with a role in glycogen metabolism / J.A. Printen, M.J. Brady, A.R. Saltiel // Science. -1997.-V. 275.-P. 1475-1478.

162. Protein kinase C beta inhibitor prevents diabetic peripheral neuropathy, but not histopathological abnormalities of retina in Spontaneously Diabetic Torii rat / T. Sasase [et al.] // Diabetes Obes Metab. - 2009. - V. 11. - P. 1084-1087.

163. Purification and chacterizanion of cytosolic aconitase from beef liver and its relationship to the iron-responsive element binding protein / M.C. Kennedy L. [et. al.] // Proc. natl. acad. sci. USA. - 1992.-V. 89.-P. 11730-11734.

164. Qadori Y.T. Histological Studies on Pancreatic Tissue in Diabetic Rats by Using Wild Cherry / Y.T. Qadori // The Iraqi postgraduate medical journal. -2011.- V. 10, No. 3.-P. 421-425.

165.Revsin Y. Adrenal hypersensitivity precedes chronic hypercorticism in steptozotocin-induced diabetes mice / Y. Revsin [et al.] // Endocrinology. -2008. - V. 149, №7. - P. 3531-3539.

166. Role of STAT-3 in regulation of hepatic gluconeogenic genes and carbohydrate metabolism in vivo / H.Inoue [et al.] // Nat Med. - 2004. -V. 10.-P. 168-174.

167.Rozen S., Skaletsky H. Primer3 on the WWW for general users and for biologist programmers / S. Rozen, H. Skaletsky // Methods Mol. Biol. -2000. -V. 132. - P. 365-386.

168. Salmon A. Polyploidy and DNA methylation: new tools available / A. Salmon, M.L. Ainouche // Molecular Ecology. - 2010. - V. 19. - P. 213215.

169. Saltiel A.R. Insulin signalling and the regulation of glucose and lipid metabolism / A.R. Saltiel, C.R. Kahn // Nature. - 2001. - V. 414. - P. 799806.

170. Schnarrenberger C. Evolution of the enzymes of the citric acid cycle and the glyxylate cycle of higher plants. A case study of andosymbiotic gene transfer / C. Schnarrenberger // Eur.J. Biochem. FEBS. - 2002. - Vol. 269. -P. 868-883.

171. Shinohara M. The Spontaneously Diabetic Torii (SDT) rat with retinopathy lesions resembling those of humans. In: Shafrir E, Eds. Animal models of diabetes: frontiers in research / M. Shinohara, T. Masuyama, A. Kakehashi // CRC Press. - 2007. - P. 311-321.

172. Siddiqui A.A. Cloning and expression of isocitrate lyase from human round Strongyloides stercoralis / A.A. Siddiqui, C.S. Stanley, S.L. Berk // Parasite. - 2000. - V. 7. - P.233-236

173. Slaughter C. The distribution and properties of aconitase isozymes in man / C. Slaughter // J. Biol. Chem. - 1977. - V. 10, № 2. - P. 287-292.

174. Song S. Can the glyoxylate pathway contributes to fat-indused hepatic insulin resistance? / S. Song // Med. Hypotheses. - 2000. - V. 54. - P. 739747.

175. Song Z. Recurrent hypoglycemia reduces the glucose sensitivity of glucose-inhibited neurons in the vtntromedial hypothalamus nucleus / Z. Song, V. H. Routh // Am J. Physiol. Regul. integr. Comp. Physiol. - 2006. - V. 291, №5.-P. 1283-1287.

176. Sorting out the roles of PPAR alpha in energy metabolism and vascular homeostasis / P. Lefebvre [et al.] // J Clin Invest. - 2006. - V. 116. - P. 571-580.

177.SREBP-1 interacts with HNF-4alpha and interferes with PGC-1 recruitment to suppress hepatic gluconeogenic genes / T. Yamamoto [et al.] // J Biol Chem. - 2004. - V. 279. - P. 12027-12035.

178.SREBPs suppress IRS-2-mediated insulin signalling in the liver / T. Ide [et al.] // Nat Cell Biol. - 2004. - V. 6. - P. 351-357.

179. Srinivasan K. Animal models in type 2 diabetes research: an overview / K. Srinivasan, P. Ramarao // Indian J. Med. Res. - 2007. - V. 125, № 3. - P. 451-472.

180. Sterol regulatoy element binding protein-lc is a major mediator of insulin action on the hepatic expression of glucokinase and lipogenesis-related genes / M. Foretz [et al.] // Proc Natl Acad Sci. - 1999. - V. 96. - P. 12737-12742.

181.Stumvoll M. Renal glucose production and utilization: new aspects in humans / M. Stumvoll [et. al] // Diabetologia. - 1997. - V. 40, №7. - P.749-757.

182. Szkudelski T. Alloxan in vivo does not only exert deleterious effects on pancreatic B cells / T. Szkudelski, K. Kandulska, M.Okulicz // Physiol Res. - 1998. - V. 47.-P. 343-346.

183. Szkudelski T. The Mechanism of Alloxan and Streptozotocin Action in B Cells of the Rat Pancreas / T. Szkudelski // Physiol. Res. - 2001. - V. 50. -P. 536-546.

184. Targeted and genome-scale strategies reveal gene-body methylation signatures in human cells / M.P. Ball [et al.] // Nat Biotechnol. - 2009. - V. 27. - P. 361-368.

185. Targeted bisulfite sequencing reveals changes in DNA methylation associated with nuclear reprogramming / J. Deng [et al.] // Nat Biotechnol. -2009. - V. 27.-P. 353-360.

186. Taylor S.I. Deconstructing Type 2 Diabetes / S.I. Taylor // Cell. - 1999. -V. 97.-P. 9-12.

187. The cellular fate of glucose and its relevance in type 2 diabetes / C. Bouche [et al.] // Endocr Rev. - 2004. - V. 25. - P. 807-830.

188. The network of glucokinase-expressing cells in glucose homeostasis and the potential of glucokinase activators for diabetes therapy / F.M. Matschinsky [et al.] // Diabetes. - 2006. - V. 55. - P. 1-12.

189. The role of mitochondrial electron transport during photosynthetic induction. A study with barley (Hordeum vulgare ) protoplasts incubated with rotenone and oligomycin / A.U. Igamberdiev, [et al.] // Physiol. Plant. - 1998. - Vol. 104. - P. 431 -439.

190. Thompson J.F. Determination of aconitate isomerase in plants / J.F. Thompson, S.C. Schaefer, J.T. Madison//Anal. Biochem. - 1990. - V. 184, № l.P. 39-47.

191.Thummel K.E. Effects of testosterone and growth hormone treatment on hepatic microsomal P450 expression in the diabetic rat / K.E. Thummel, J.B. Schenkman // Molecular Pharmacology. - 1990. - V. 37. - P. 119-129.

192. Treatment of Alloxan-Induced Diabetic Rats with Metformin or Glitazones is Associated with Amelioration of Hyperglycaemia and Neuroprotection / O. Akinola [et al.] // The Open Diabetes Journal. - 2012. -V. 5. P. 8-12.

193.Ultrastructure of the ventromedial hypothalamic nucleus in fasted and refed young and old rats / J. Kubasik-Juraniec [et al.] // Folia Morphol. -2003. - V.62, №2. - P. 89-98.

194. van Poelje P.D. Discovery of fructose- K6-bispnosphatase inhibitors for the treatment of type 2 diabetes / P.D. van Poelje, Q. Dang, M.D. Erion // Curr Opin Drug Discov Devel. - 2007. - V. 10. - P. 430-437.

195. Vaulont S. Glucose regulation of gene transcription / S. Vaulont, Vasseur-M. Cognet, A. Kahn // J. Biol. Chem. - 2000. - V. 275. - P. 31555-31558.

196. Villafranca J. The mechanism of aconitase action. Evidence for an enzyme isomerisation by studies of inhibition by tricarboxylis acids / J. Villafranca//J. Biol. Chem. - 1974. - V. 249, № 19. - P. 6149-6155.

197. Xylulose 5-phosphate mediates glucose-induced lipogenesis by xylulose 5-phosphateactivated protein phosphatase in rat liver / T. Kabashima [et al.] //ProcNatl Acad Sci. -2003. - V. 100.-P. 5107-5112.

198.Zatta P. Effects of aluminum on activity of krebs cycle enzymes and glutamate dehydrogenase in rat brain homogenate / P. Zatta, E. Lain, C. Cagnolini // Eur. J. Biochem. - 2000. - V. 267. - P. 3049-3055.

199. Zhang S.-J. Activation of aconitase in mouse fast-twitch skeletal muscle during contraction-mediated oxidative stress / S.-J. Zhang [et. al.] // Am J Physiol Cell Physiol. - 2007. - V. 293. - P. 1154 - CI 159.