Трипептиды Pro-Arg-Gly и Gly-Arg-Pro относятся к регуляторным пептидам глипролинового ряда (глипролины), сочетающим аминокислотные остатки пролин и глицин в разных положениях молекулы. Известна немаловажная роль регуляторных пептидов в обеспечении компенсаторно-приспособительных реакций при нарушении гомеостатического баланса в организме благодаря широкому спектру их биологических активностей [3]. В ряде исследований было установлено, что пептиды глипролинового ряда Pro-Gly, Pro-Gly-Pro и Gly-Pro-Arg обеспечивают сохранение нормальной функции системы гемостаза в организме при одновременной нормализации углеводного обмена в условиях развития экспериментальной гипергликемии у животных, подобной сахарному диабету 2 типа у человека [1, 4]. Также показано, что применение Pro-Gly-Pro, Arg-Pro-Gly-Pro, Pro-Gly-Pro-Leu и некоторых других глипролинов снижает концентрацию общего холестерина и триглицеридов, что уменьшает выраженность нарушений липидного обмена при гиперхолестеринемических состояниях организма [3, 8]. Известно, что некоторые аминокислоты предотвращают отложение преатерогенного холестерина липопротеидов низкой плотности на стенках артерий, снижают риск развития атеротромбоза, сахарного диабета и атеросклероза [7]. Присутствие аргинина в молекуле пептидов способствует появлению в кровотоке оксида азота, обеспечивающего гиполипидемический и противосвертывающие эффекты [6, 9]. Однако, несмотря на имеющиеся в литературе данные, до настоящего времени спектр физиологической активности пептидов глипролинового ряда недостаточно изучен. Поэтому целью нашей работы было изучение влияния глипролинов, содержащих аминокислоту аргинин, Pro-Arg-Gly и Gly-Arg-Pro на показатели углеводного и жирового обмена при введении интактным (здоровым) крысам.
Материалы и методы
В работе применяли пептиды Pro-Arg-Gly и Gly-Arg-Pro, полученные из Института молекулярной генетики РАН. В экспериментах были использованы 30 белых крыс-самцов линии Wistar с массой тела 200-250 г, которых разделили на 3 группы по 10 особей в каждой: контроль, опыт 1 (Pro-Arg-Gly) и опыт 2 (Gly-Arg-Pro). Опытным группам вводили пептиды Pro-Arg-Gly или Gly-Arg-Pro в дозе 1 мг/кг интраназально 1 раз в сутки ежедневно в течение 5 дней. Контрольным животным тем же способом и в те же сроки вводили 0.85%-й NaCl. Через 1 час после последнего введения препаратов у крыс натощак брали кровь на анализы. Взятие крови осуществляли из v. jugularis с использованием в качестве консерванта 3.8%-й раствор цитрата натрия в соотношении кровь: консервант как 9 : 1.
Концентрацию глюкозы в крови, как маркер углеводного обмена, определяли на биохимическом анализаторе «One Touch Horison» (США) с использованием тест-полосок. Показатели липидного спектра в плазме крови исследовали энзиматическим колориметрическим методом с использованием наборов реагентов фирмы «Ольвекс-Диагностикум» (Россия) на фотоэлектроколориметре «Apel» AP-101 (Япония). При этом определяли концентрацию общего холестерина и триглицеридов. Результаты выражали в ммоль/л. Статистическую обработку данных проводили с применением пакета программ STATISTIKA 8.0. Результаты представлены в виде М ± m (где M – среднее арифметическое, m – ошибка среднего). Статистическую значимость различий оценивали с использованием t-критерия Стьюдента. Различия между группами считали достоверными при p < 0,05.
Результаты экспериментов и их обсуждение
Было установлено, что через 1 ч после 5-кратного интраназального введения пептида Pro-Arg-Gly в крови животных происходило достоверное снижение уровня глюкозы крови на 25% (p < 0,01) по сравнению с контролем (рис. 1). Пептид Gly-Arg-Pro также проявлял гипогликемический эффект, хотя и в меньшей степени (уровень глюкозы крови снизился на 15% по сравнению с контролем, p < 0,05).
Рис. 1. Уровень глюкозы крови после 5-кратного введения Pro-Arg-Gly и Gly-Arg-Pro: * - p < 0,05; ** - p < 0,01 достоверность различий по сравнению с контролем.
При сравнении влияния исследуемых пептидов на показатели липидного спектра было обнаружено, что только применение Pro-Arg-Gly приводило к достоверному снижению концентрации общего холестерина на 15% по сравнению с контролем, p < 0,05 (рис. 2). Введение Gly-Arg-Pro практически не вызывало изменения этого показателя, поскольку различия относительно контрольных значений были недостоверны. В этих условиях эксперимента изменение концентрации триглицеридов в плазме крови животных после применения и Pro-Arg-Gly, и Gly-Arg-Pro было недостоверным.
Рис. 2. Концентрация общего холестерина и триглицеридов в плазме крови животных после 5-кратного введения Pro-Arg-Gly и Gly-Arg-Pro: * - p < 0,05 достоверность различий по сравнению с контролем.
В представленной работе впервые было изучено влияние глипролинов Pro-Gly-Arg и Gly-Arg-Pro на углеводный и липидный обмен в организме здоровых животных. Мы обнаружили гипогликемическое действие обоих пептидов, которое, может быть обусловлено участием пептидов во взаимодействии инсулина с его рецепторами посредством их активации [2]. При этом аргинин, входящий в состав обоих пептидов, может вносить определенный вклад в реализацию данного эффекта, поскольку эта аминокислота повышает чувствительность к инсулину периферических рецепторов и рецепторов печени.
Кроме того, Pro-Gly-Arg снижал концентрацию общего холестерина в крови. Это, возможно, связано с присутствием аргинина в составе пептидов, который способствует появлению в кровотоке оксида азота, проявляющего гиполипидемический эффект [3, 6, 9]. Также, снижение холестерина крови можно объяснить активацией липидзависимой фосфолипазы А2 под влиянием глипролинов [5].
Выводы
Таким образом, пептиды Pro-Arg-Gly и Gly-Arg-Pro при их многократном интраназальном введении здоровым животным в дозе 1 мг/кг обладали гипогликемическим действием, снижая уровень глюкозы в крови, пептид Pro-Arg-Gly оказывал гипохолестериновое действие, уменьшая концентрацию общего холестерина. При этом оба пептида не влияли на изменение концентрации триглицеридов в плазме крови. Пептид Pro-Arg-Gly обладал более выраженным действием на показатели углеводного и жирового обмена здоровых крыс.