Η επίδραση της διατροφής χαμηλού γλυκαιμικού δείκτη σε μεταβολικές παραμέτρους πειραματικού διαβήτη

Abstract

Diabetes is a condition of disordered glucose metabolism that has a great impact on the individuals affecting many different systems. It is characterized by chronic hyperglycemia and disorders of carbohydrate, lipid and protein metabolism. Two mechanisms have been postulated to participate in the biochemical abnormalities: one that involves the polyol pathway and the other implicates the glycosylation by products. A third theory suggests that oxidative stress is responsible for the systematic dysfunction.Diet has long been investigated in relation to the cardiac function and overall health and as a non invasive way to influence the diabetic burden. Different animal models have been used to address the issue, but no conclusive results have been drawn, since the quantitation of the diabetic lesions is very difficult to achieve. In our study we investigated the effect of glucose on collagen deposition on cardiomyocytes of rats with experimentally induced diabetes and its impact on the overall health status of the animals and focused on the fibrosis occurring in the cardiac tissue in response to different dietary regimes, using morphometry as a means to have an accurate measurable quantitation of collagen deposition.Wistar male rats were randomly divided into 3 groups: control rats, streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats on normal diet and streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats on high glucose. Biochemical parameters were evaluated every 15 days and two months later the animals were sacrificed and myocardial tissues were collected, formalin fixed and sectioned. To detect collagen deposition, Picrosirius Red staining of the collagen fibers was performed and cardiomyocyte cross-sectional area was measured. Biochemical parameters were correlated to myocardial morphometrical data, to assess the overall health of the animals.Glucose levels show a prominent difference between the LGI and normal diet STZ-induced diabetic rats whereas the lipidic profile does not show any apparent differences. Therefore our model is pretty accurate in depicting the diabetic status. The collagen deposition staining is more intense in normal diet diabetic rats, giving a direct explanation of the cardiac hypertrophy observed in diabetic individuals, as a means to compensate for the reduced cardiac flexibility. Diet seems to seriously affect collagen deposition on the myocardial tissue of STZ-induced diabetic rats and this could be useful in avoiding diabetic cardiopathy.

Ο Διαβήτης είναι μια νόσος διαταραχής του μεταβολισμού της γλυκόζης και επιδρά σε διαφορετικά συστήματα του οργανισμού του πάσχοντος. Χαρακτηρίζεται από χρόνια υπεργλυκαιμία και διαταραχές στο μεταβολισμό των υδατανθράκων, λιπιδίων και πρωτεϊνών. Υπάρχουν διαφορετικές εξηγήσεις για τις βιοχημικές διαταραχές που παρατηρούνται είτε μέσα από το μονοπάτι των πολυολών είτε μέσα από τα παραπροϊόντα της γλυκοσυλίωσης. Μια τρίτη εκδοχή περιλαμβάνει το μηχανισμό του οξειδωτικού στρες. Η δίαιτα έχει μελετηθεί εκτενώς σε σχέση με την καρδιακή λειτουργία και την συνολική ευεξία του ατόμου αλλά και ως ένας απλό μη επεμβατικός τρόπος διαχείρισης της νόσου του διαβήτη. Για τη μελέτη της επίδρασης της διατροφής στην καρδιά και το διαβήτη έχουν χρησιμοποιηθεί πολλά πειραματικά μοντέλα, αλλά δυστυχώς τα αποτελέσματα δεν είναι σαφή καθώς είναι δύσκολη η ποσοτική αποτίμηση των αλλοιώσεων λόγω διαβήτη. Στη μελέτη μας μελετήσαμε την επίδραση της γλυκόζης στην εναπόθεση κολλαγόνου σε καρδιομυοκύτταρα σε επίμυες με πειραματικά επαγώμενο διαβήτη και επικεντρωθήκαμε στην ποσοτικοποίηση της ίνωσης που προκύπτει από τη διαφορετική διατροφή των ομάδων.Αρσενικοί επίμυες τύπου Wistar διαχωρίστηκαν τυχαία σε 3 ομάδες: ομάδα ελέγχου ομάδα διαβητικών ποντικών λόγω στρεπτοζοτοκίνης (STZ) με κανονική διατροφή και ομάδα διαβητικών ποντικών λόγω στρεπτοζοτοκίνης (STZ) με διατροφή χαμηλού γλυκαιμικού δείκτη. Μετρήθηκαν οι βιοχημικές παράμετροι των ζώων σε όλη τη διάρκεια του πειράματος και δύο μήνες μετά τα ζώα θυσιάστηκαν, συλλέχθηκαν οι καρδιακοί ιστοί, μονιμοποιήθηκαν και εμπεδώθηκαν σε κύβους παραφίνης και χρώστηκαν ιστοχημικά. Οι ιστοχημικές χρώσεις που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η ηωσίνη-αιματοξυλίνη και το picrosirius red. Με την πρώτη είχαμε τη δυνατότητα να ελέγξουμε τη συνολική μορφολογία του ιστού ενώ με τη δεύτερη την εναπόθεση ινών κολλαγόνου. Έγινε μορφομετρική ανάλυση εγκάρσιων κεχρωσμένων τομών με χρήση υπολογιστή και τα ιστολογικά αποτελέσματα συσχετίστηκαν με τα βιοχημικά δεδομένα.Τα επίπεδα γλυκόζης είχαν σημαντική διαφορά μεταξύ των διαβητικών ζώων με κανονική διατροφή και με διατροφή χαμηλού γλυκαιμικού δείκτη, ενώ το λιπιδιαμικό προφίλ δεν άλλαξε σημαντικά, επιβεβαιώνοντας ότι το μοντέλο μελέτης μας ανταποκρίνεται στις πραγματικές συνθήκες. Η χρώση της εναπόθεσης κολλαγόνου είναι εντονότερη στα ζώα με κανονική διατροφή και πιθανώς αυτό εξηγεί την παρατηρούμενη καρδιακή υπερτροφία που παρατηρείται στα διαβητικά άτομα, στην προσπάθεια αντιστάθμισης της χαμηλής ελαστικότητας του καρδιακού μυ. Τέλος η διατροφή φαίνεται να επηρεάζει την απόθεση κολλαγόνου και αυτό μπορεί να είναι σημαντική παράμετρος για την αντιμετώπιση της καρδιοπάθειας λόγω διαβήτη.