1.1 .Gốc tự do và sự stress oxy hóa
1.1.2 .Mối liên hệ giữa stress oxy hóa và bệnh tiểu đƣờng
1.3. Sơ lƣợc về bệnh tiểu đƣờng
1.3.7.2. Mô hình tiểu đƣờng typ e1
Tiểu đường type 1 là do sự tổn thương tế bào β đảo tụy (do tự miễn) các mô hình tiểu đường cũng được phát triển dựa trên nguyên tắc trên. Mô hình tiểu đường type được xây dựng bằng nhiều con đường nhưng cơ ản c phương pháp phổ biến:
* Gây tiểu đường type 1 bằng hóa chất: Alloxan:
- Chuột cống (40- 00mg kg theo đường tiêm tĩnh mạch hoặc màng bụng). - Chuột nhắt (50- 00mg kg theo đường tiêm tĩnh mạch hoặc màng bụng). - Thỏ (100-150 mg/kg tiêm màng bụng).
- Chó (50-75 mg/kg tiêm màng bụng). (Srinivasan et al., 2007) Streptozocin:
- Chuột cống (35-65mg/kg tiêm màng bụng hoặc tĩnh mạch). - Chuột nhắt (100- 200mg/kg tiêm màng bụng hoặc tĩnh mạch). - Chuột Hamster (50 mg/kg tiêm màng bụng).
- Chó (20-30 mg kg tiêm tĩnh mạch). (Srinivasan et al., 2007) * Gây tiểu đường type 1 bằng phương pháp lai tạo và chọn lọc giống
mô hình trên động vật được gây tiểu đường type 1 bằng phương pháp lai tạo và chọn lọc giống:
- Chuột nhắt NOD (nonobese diabetic). - Chuột cống BB (Bio-Breeding)
- Chuột cống LETL (Long Evans Tokushima Lean) - Chuột cống KDP (Komeda diabetes Prone)
- Chuột cống LEW-iddm (Lew- insulin dependent diabetes mellitus) (Antonios et al., 2009; Ashok et al., 2007; Hiroshi et al. và John et al., 2007).
Đặc tính hóa lý của Streptozocin và cơ chế gây tiểu đường trên chuột
Streptozocin là hỗn hợp của α và β stereoisomer. Nó có dạng bột kết tinh màu xám vàng hoặc trắng đục STZ tan trong nước, trong ketone và trong cồn nồng độ thấp và ở một mức độ không đáng kể, ít tan trong dung môi hữu cơ phân cực, không tan trong dung môi hữu cơ không phân cực. Chất tinh khiết dễ hút ẩm không khí và nhạy cảm với ánh sáng. STZ phân hủy thành diazomethane trong dung dịch kiềm ở 00C.
Streptozocin là một kháng sinh được phân lập vào cuối thập niên 50 của Thế kỉ 20, từ một chủng nấm Streptomyces achromogenes trong mẫu đất ở bang Kansas (Mỹ). Giữa thập niên 60 (Thế kỉ XX) các nhà khoa học đã phát hiện ra tính độc chọn lọc của STZ đối với các tế bào β đảo tụy, trong khi các tế bào này lại điều tiết nồng độ glucose huyết bằng cách tiết ra các hormon insulin Đây là một gợi ý sử dụng thuốc để gây mô hình tiểu đường type và điều trị ung thư tụy Năm 9 đã trao giấy ph p lưu hành thuốc điều trị ung thư tế ào đảo tụy dưới tên thương mại là Zanosar (Lenzen, 2008).
- STZ cũng được nghiên cứu làm thuốc kháng sinh nhưng không được dùng cho mục đích thương mại.
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của streptozocin.
ơ chế tác động:
- Khi được hấp thụ vào các tế bào β STZ được phân cắt thành glucose và một nửa còn lại là methylnitrosourea Vì c tính alkyl h a nên tác động tới các đại phân tử sinh học (DNA) dẫn tới phá hủy tế bào β Đích hướng tới là các DNA ty thể, qua
đ tác động đến các chức năng tín hiệu quá trình trao đổi chất trong ty thể của tế bào β điều này cũng giải thích STZ có khả năng ức chế tiết insulin.
- Tính chọn lọc của STZ với tế bào β: STZ là chất đồng đẳng nitrosourea trong đ N- methyl-N-nitrosourea được liên kết với C-2 của hexose. Nitrosourea tan trong lipid nên được hấp thụ dễ dàng vào mô qua màng sinh chất, kết quả của việc thay thế hexose là STZ ít tan trong lipid STZ được tích lũy chọn lọc trong tế bào β đảo tụy qua kênh vận chuyển glucose GLUT2 ái lực thấp nằm trong màng sinh chất. Do vậy những tế bào không biểu hiện kênh vận chuyển glucose sẽ kháng với STZ. Quan sát này cũng giải thích độc tính của STZ lớn hơn so với N-methyl-N- nitrosourea trong các tế bào xuất hiện kênh vận chuyển GLUT2 kể cả khi 2 chất này đều alkyl h a N tương tự nhau.
Hình 1.2. Sơ đồ tác động của Streptozocin (Lenzen, 2008).
- Tính độc của STZ đối với tế bào β: tính độc của STZ phụ thuộc vào hoạt tính alkyl hóa DNA của nh m methylnitrosourea đặc biệt là vị trí O6 của guanine. Sự vận chuyển của các nhóm methyl từ STZ tới các phân tử DNA gây nên tổn thương kéo theo một loạt chuỗi sự kiện khác kết quả là dẫn tới bẻ gãy các phân tử DNA. Sự
glycosyl hóa protein có thể cũng đ ng g p thêm một yếu tố tổn thương Trong nỗ lực sửa chữa DNA , các enzyme poly (ADP-ribose) polymerase bị kích thích quá mức dẫn tới làm giảm dự trữ NAD+ sau đ là TP Sự suy kiệt trong dự trữ năng lượng của tế bào góp phần làm tế bào β bị phân hủy (Lenzen, 2008).
- Tính độc của STZ còn được biểu hiện ở con đường thứ 2 khi STZ tạo ra nitric oxide (NO) làm tổn thương N và ức chế chu trình Krebs. NO ức chế hoạt tính của enzyme aconitase đồng thời tăng cường loại bỏ gốc phosphate của ATP sẽ bổ xung cơ chất cho xanthine oxidase và tăng cường sản xuất acid uric. Xanthine oxidase tiếp tục xúc tác phản ứng tạo thành anion superoxyde (O2-), hydrogen pereoxide (H2O2) và gốc (OH-). Các dạng oxy phản ứng (reactive oxygen species) này cũng tập trung phá hủy DNA dẫn tới sự huy động các enzym sửa chữa DNA và mất NAD+, giảm dự trữ ATP dẫn tới sự phá hủy tế ào β ũng c nghiên cứu chứng minh được sự giảm NAD+ cũng dẫn tới sự ức chế sinh tổng hợp và tiết insulin ở tế ào β Lenzen 00