MORPHOFUNCTIONAL STATE OF PANCREAS  IN RATS WITH DIABETES MELLITUS

O.R. Ivantsiv; V.M. Fedorak; I.I. Bilinskyi; Yu.I. Popovych; V.V. Fedorak

doi:10.21802/artm.2024.1.29.271

Автор(и)

O.R. Ivantsiv Ivano-Frankivsk National Medical University, department of pediatric surgery with a course of clinical anatomy and operative surgery; department of pharmacology, Ivano-Frankivsk, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4366-6406
V.M. Fedorak Ivano-Frankivsk National Medical University, department of pediatric surgery with a course of clinical anatomy and operative surgery; department of pharmacology, Ivano-Frankivsk, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-4607-0496
I.I. Bilinskyi Ivano-Frankivsk National Medical University, department of pediatric surgery with a course of clinical anatomy and operative surgery; department of pharmacology, Ivano-Frankivsk, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-5469-5851
Yu.I. Popovych Ivano-Frankivsk National Medical University, department of pediatric surgery with a course of clinical anatomy and operative surgery; department of pharmacology, Ivano-Frankivsk, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2401-4699
V.V. Fedorak Ivano-Frankivsk National Medical University, department of pediatric surgery with a course of clinical anatomy and operative surgery; department of pharmacology, Ivano-Frankivsk, Ukraine https://orcid.org/0009-0009-2688-3490

DOI:

https://doi.org/10.21802/artm.2024.1.29.271

Ключові слова:

підшлункова залоза, морфофункціональний стан, екзокриноцити, острівці, цукровий діабет, тварини, регенерація, вуглеводний обмін

Анотація

Мета. Проаналізувати наукові джерела про морфофункціональний стан підшлункової залози при цукровому діабеті та лікуванні у білих лабораторних щурів.

Матеріали і методи. Узагальнення інформації української та зарубіжної літератури, результатів метаналізів і рандомізованих досліджень.

Результати. Проведено характеристику основних механізмів моделювання цукрового діабету. Узагальнено літературу щодо будови острівців підшлункової залози в нормі, при цукрому діабеті і лікуванні.

Огляд наукових праць підтверджує соціальне значення досліджень, оскільки цукровий діабет призводить до розвитку мікро- і макроангіопатій.

Важливим завданням науковців є створення лікарських засобів, які посилюватимуть процеси регенерації в острівцях. За науковими джерелами, політерапія цукрового діабету з використанням кількох фармакологічних антидіабетичних препаратів зарекомендувала себе краще, ніж монотерапія. Багато авторів вивчали комплексний вплив інсуліну та ексенатиду (міметика інкретину) і встановили, що ексенатид підвищує регенераторні можливості острівців в умовах діабету. Проте питання застосування препаратів з групи інкретиноміметиків за умов цукрового діабету І типу залишається дискусійним і потребує подальшого вивчення.

Доцільність експериментального моделювання діабету ґрунтується на необхідності розробки нових підходів до корекції діабету І типу. Це сприятиме максимально тривалому збереженню функцій ендокринних клітин, посиленню регенераторних, компенсаторно-відновних процесів у підшлунковій залозі, а також оптимізує терапевтичний ефект антидіабетичних препаратів в експерименті.

Висновок. Наведена інформація підтверджує функціональні зміни підшлункової залози при цукровому діабеті, акцентує на важливості його лікування в експериментальних тварин для нормалізації вуглеводного обміну, компенсаторно-відновних процесів і регенерації підшлункової залози при харчуванні та лікуванні.

Завантажити

Дані для завантаження поки недоступні.

Посилання

Histologia: pidruchnyk i atlas. Z osnovamy klitynnoi ta molekuliarnoi biolohii: 8-e vydannia: u 2 tomakh. Tom 1 / Voitsekh P, Maikl HR. VSV «Medytsyna», 2021. 462 s.

Histologia. Tsytologia. Embriologia: pidruchnyk natsionalnyi. Za red. Lutsyka OD, Chaikovskoho YuB. Vyd: Nova knyha, 2018. 592 s.

DolenšekJu, Rupnik M, StožerA. Structural similarities and differences between the human and the mouse pancreas. Islets. 2015; 7(1): e1024405. doi: https://doi.org/10.1080/19382014.2015.1024405.

Endokrynologia: pidruchnyk dlia studentiv vyshchykh medychnykh navchal zakladiv / Za red. Bodnar PM, Komisarenko YuI, Mykhalchyshyn HP. 5-e vyd. onovl. ta dop. Vinnytsia: Nova knyha, 2020. 536 s.Fujiwara S, Moroki T, Hitomi M, Sato M, Terayama Y, Yoshikawa T.Pathological analysis of lesions in the exocrine pancreas of rats induced by Zinc Maltol. J. Toxicol Pathol.2023;36(4):205-211. doi: https://doi.org/10.1293/tox.2023-0063.

Alexandre-Heymann L, Mallone R, Boitard C, Scharfmann R, Larger E. Structure and function of the exocrine pancreas in patients with type І diabetes. Rev. Endocr. Metab. Disord. 2019;20(2):129-149. doi: https://doi.org/10.1007/s11154-019-09501-3.

Naderi R, Shirpoor A, Samadi M, Pourheydar B, Moslehi A. Tropisetron attenuates pancreas apoptosis in the STZ-induced diabetic rats: involvement of SIRT1/NF-κB signaling. Pharmacol Rep. 2020;72(6):1657-1665. doi: https://doi.org/10.1007/s43440-020-00146-7.

Atkinson M, Campbell-Thompson M, Kusmartseva I, Kaestner K..Organisation of the human pancreas in health and in diabetes. Diabetologia. 2020;63(10):1966-1973. doi: https://doi.org/10.1007/s00125-020-05203-7. .

Fasolino M, Schwartz GW, Patil AR, Mongia A, Golson ML, Wang YJ. Single-cell multi-omics analysis of human pancreatic islets reveals novel cellular states in type І diabetes. Nat. Metab. 2022 Feb; 4(2):284-299. doi: https://doi.org/10.1038/s42255-022-00531-x.

Farid A, Haridyy H, Ashraf S, Ahmed S, Safwat G.Co-treatment with grape seed extract and mesenchymal stem cells in vivo regenerated beta cells of islets of Langerhans in pancreas of type I-induced diabetic rats. Stem Cell Res. Ther. 2022;13(1):528. doi: https://doi.org/10.1186/s13287-022-03218-y.

Miskiv V, Zhurakivska O, Kulynych H, Kulynych-Miskiv M, Antimis O, Dutchak U. Age features of the structure of the some digestive glands and its restructuring in the initial stages of experimental diabetes mellitus. Wiadomości Lekarskie. 2022; LXXV(1:2): 187-191. doi: https://doi.org/10.36740/WLek202201207.

Miskiv VA, Zhurakivska OIa, Kniazevych-Chorna TV, Dutchak UM, Klypych YaI. Morfofunktsionalna orhanizatsiia pankreatychnykh ostrivtsiv shchuriv 24-misiachnoho viku ta yikh perebudova na 56-tu dobu rozvytku eksperymentalnoho tsukrovoho diabetu. Bukovynskyi medychnyi visnyk. 2016;T.20,3(79):124-127. doi: https://doi.org/10.24061/24130737.XX.3.79.2016.147

Cottet-Dumoulin D, Lavallard V, Lebreton F, Wassmer CH, Bellofatto K. Biosynthetic activity differs between islet cell types and in beta cells is modulated by glucose and not by secretion. Endocrinology. 2021; 162(3): 239. doi: https://doi.org/10.1210/endocr/bqaa239.

Ivantsiv OR. Morfolohichni zminy endokrynotsytiv pidshlunkovoi zalozy na foni medykamentoznoho likuvannia tsukrovoho diabetu eksenatydom ta insulinom u shchuriv. Morphologia. 2020; 13(3): 132-136. doi: https://doi.org/10.26641/1997-9665.2020.3.132-136.

Tkachuk OV, Pishak VP, Lenkov OM, Tymofiichuk IR, Myslytskyi VF. Morfolohichnyi stan ostrivtsiv pidshlunkovoi zalozy u viddalenomu periodi ishemichno-reperfuziinoho poshkodzhennia holovnoho mozku kontrolnykh shchuriv ta shchuriv zi streptozototsyn-indukovanym tsukrovym diabetom. Klinichna ta eksperymentalna patolohiia. 2011. № 1(35): 152–155.

Bilinskyi II, Popovych YuI, Fedorak VM. Morfofunktsionalna kharakterystyka intramuralnoho nervovoho aparatu dvanadtsiatypaloi kyshky v intaktnykh shchuriv. Visnyk problem biolohii i medytsyny. 2021; 3(161): 240-244. doi: https://doi.org/10.29254/2077-4214-2021-3-161.

Alam CM, Baghestani S, Pajari A, Omary MB, Toivola DM.Keratin 7 is a сonstituent of the keratin network in mouse pancreatic islets and is upregulated in experimental diabetes. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22 (15): 7784. doi: https://doi.org/10.3390/ijms22157784.PMID: 34360548.

Dmitriev I, Oganesyan M, Popova A, Orlov E, Sinelnikov M. Anatomical basis for pancreas transplantation via isolated splenic artery perfusion: A literature review. World J Clin Cases. 2022;10(35): 12844-12853. doi: https://doi.org/10.12998/wjcc.v10.i35.12844.

Hart PA, Bradley D, Conwell DL, Dungan K, Krishna SG. Diabetes following acute pancreatitis. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2021; 6(8): 668-675. doi: https://doi.org/10.1016/S2468-1253(21)00019-4.

Hrytsiuk MI, Boichuk TM, Petryshen OI. Porivnialna kharakterystyka eksperymentalnykh modelei tsukrovoho diabetu. Svit medytsyny ta biolohii. 2014; 2(44): 199-203.

Lenzen S, Arndt T, Elsner M, Wedekind D, Jörns A.Rat Models of Human Type 1 Diabetes. Methods Mol. Biol. 2020; 2128:69-85.doi: https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0385-7_5.

Pandey S, Dvorakova MC. Future Perspective of Diabetic Animal Models. Endocr. Metab. Immune Disord. Drug Targets. 2020;20(1):25-38. doi: https://doi.org/10.2174/1871530319666190626143832.

Eprintsev AT, Selivanova NV. The effect of phytoprotectors on the functioning of liver NAD⁺- and NADP⁺-maliс enzymes in rats with alloxandiabetes. Biomed Khim. 2023; 69(2): 104-111. doi: https://doi.org/10.18097/PBMC20236902104.

Nguelefack-Mbuyo EP, Peyembouo FP, Fofié CK, Nguelefack TB.Dose-dependent and time-dependent metabolic, hemodynamic, and redox disturbances in dexamethasone-treated Wistar rats. J.Basic Clin. Physiol. Pharmacol. 2021;33(4):457-469. doi: https://doi.org/10.1515/jbcpp-2020-0365.

Nabiyouni F, Vaezi G, Malekirad A.Hypoglycaemic and hypolipidemic activities of Alhagi camelorumin streptozotocin-induced diabetes in Wistar rats. Arch Physiol Biochem. 2021;127(4):296-303. doi: https://doi.org/10.1080/13813455.2019.1635623. 4.PMID: 31378090

Yang C, Xie Z, Yang Q, Su M, Yan R.Characterization of lnc-RNA and m-RNA profiles in rats with diabetic macroangiopathy. PLoS One. 2020;15(12):e0243987. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0243987.

Zhang Y, Xiang R, Fang S, Huang K, Fan Y, Liu T. Experimental study on effect of tibetan medicine triphala on proliferation and apoptosis of pancreatic Islet β-Cells through incretin-cAMP signaling pathway. Biol. Pharm. Bull. 2020 1;43(2):289-295. doi: https://doi.org/10.1248/bpb.b19-00562.

Fan J, Ma D, Zhu H, Jiang P, Su H.Gene structure, SNP screening and growth correlation analysis of preproinsulin gene in grass carp (Ctenopharyngodon idellus). J. Genet. 2021;100:48.

Hu J, Zhang R, Zou H, Xie L, Zhou Z, Xiao Y. Latent autoimmune diabetes in adults (LADA): From immunopathogenesis to immunotherapy. Front Endocrinol. 2022;13:917169. doi: https://doi.org/10.3389/fendo.2022.917169.

Cantrell LA, Oberholzer J.Robotic pancreas transplantation: the state of the art. Curr. Opin. Organ Transplant. 2018; 23(4): 423-427. doi: https://doi.org/10.1097/MOT.0000000000000555.

Lukas J, Pospech J, Oppermann C, Hund C, Iwanov K. Role of endoplasmic reticulum stress and protein misfolding in disorders of the liver and pancreas. Adv.Med.Sci. 2019;64(2):315-323. doi: https://doi.org/10.1016/j.advms.2019.03.004.

Madić V, Petrović A, Jušković M, Jugović D, Djordjević L. Polyherbal mixture ameliorates hyperglycemia, hyperlipidemia and histopathological changes of pancreas, kidney and liver in a rat model of type 1 diabetes. J.Ethnopharmacol. 2021;265:113210. doi: https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113210.

Cunningham AM, Freeman AM. Glargine Insulin. 2022. StatPearls.Treasure Island (FL); 2024.PMID:32491688.

Sever D, Grapin-Botton A. Regeneration of pancreas: proliferation and cellular conversion of surviving cells. Curr.Opin.Genet.Dev. 2020;64:84-93. doi: https://doi.org/10.1016/j.gde.2020.06.005.

Zhou Q, Melton DA. Pancreas regeneration. Nature. 2018;557(7705):351-358. doi: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0088-0.

Nauck MA, Quast DR, Wefers J, Meier JJ.GLP-1receptor agonists in treatment of type 2 diabetes state of the art.Mol. Metab. 2021;46:101102. doi: https://doi.org/10.1016/j.molmet.2020.101102.

Lin MH, Cheng PC, Hsiao PJ, Chen SC, Hung CH.The GLP-1 receptor agonist exenatide ameliorates neuroinflammation, locomotor activity, and anxiety-like behavior in mice with diet-induced obesity through the modulation of microglial M2 polarization and downregulation of SR-A4. Int Immunopharmacol. 2023;115:109653. doi: https://doi.org/10.1016/j.intimp.2022.109653.

Viswanathan P, Chaudhuri A, Bhatia R.Exenatide therapy in obese patients with type 2 diabetes mellitus treated with insulin. Endocr. Pract. 2007;13(5): 444-450.

Hu M, Zhang Y, Xiang N, Zhong Y, Gong T.Long-Acting Phospholipid Gel of Exenatide for Long-Term Therapy of Type II Diabetes. Pharm. Res. 2016; 33(6):1318-26. doi: https://doi.org/10.1007/s11095-016-1873-9.

Dalsgaard NB, Vilsbøll T, Knop FK. Effects of glucagon-like peptide-1 receptor agonists on cardiovascular risk factors: A narrative review of head-to-head comparisons. Diabetes Obes. Metab. 2018; 20(3): 508-519. doi: https://doi.org/10.1111/dom.13128.

Celik-Tekeli M, Celebi N, Tekeli MY, Aktas Y.Evaluation of the hypoglycemic effect of exendin-4's new oral self-nanoemulsifying system in rats. Eur. J. Pharm. Sci. 2021;158:105644. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejps.2020.105644.

Andrikou E, Tsioufis C, Andrikou I, Leontsinis I, Tousoulis D, GLP-1 receptor agonists and cardiovascular outcome trials: An update. Hellenic J. Cardiol. 2019; 60(6): 347-351. doi: https://doi.org/10.1016/j.hjc.2018.11.008.