Influence of melatonin introduction on condition of the Langergans islets of the pancreas in alloksan diabetic rats

Abstract

Abstract. In the presence of intracellular thiols, especially glutathione, alloxan generates ROS in a cyclic redox reaction with its reduction product, dialuric acid. Autoxidation of dialuric acid generates superoxide radicals, hydrogen peroxide and, in a final iron-catalysed reaction step, hydroxyl radicals. The experiments were carried out on 60 sexually mature male albino rats with the body mass – (0.18-0.20) kg. Alloxan diabetes was evoked via injecting the rats with a 5% solution of alloxan monohydrate intraperitoneally in a dose of 170 mg/kg of body weight (b. w.). The animals were divided into three subgroups: 1) control group; 2) DM rats – BG>8.0 mmol/1; 3) DM animals which were introduced the melatonin preparation intraperitoneally in a dose of 5 mg/kg of b. w. at 8 a. m. daily during 14 days starting with a 5-th 24 hour period after the injection of alloxan. To determine an adequate method of statistical estimation of the average difference between the study groups held preliminary check distribution quantities in samples. According to the criteria Shapiro-Wilk, which is used to assess the normality of distribution in the sample volume n<50, all samples not received data on deviation of the distribution of samples from normal (p>0,05). The object of this experimental research was to as-certain the influence of melatonin on the level of basal glycemia (BG) and histopathology of pancreatic beta-cells in rats under conditions of alloxan diabetes. The blood glucose level of diabetic rats increased significantly throughout the experimental period. Histomorphological alterations in Langergans islets of pancreas in diabetic rats were recorded: their share reliable decreased by 83%, numbers of beta-cells decreased by 88%, percentage of beta-cells with necrosis was 96% respectively compared with the indices of control animals. Melatonin treatment caused a sharp decrease in the elevated serum glucose and partial regeneration/proliferation of beta-cells of islets. It is concluded that the hypoglycemic action of melatonin could be partly due to amelioration in the beta-cells of pancreatic is-lets.

Резюме. Метою цього експериментального дослідження було встановити вплив мелатоніну на рівень базальної глікемії (БГ) і гістопатологію панкреатичних бета-клітин у щурів в умовах аллоксанового діабету. Рівень глюкози в крові у діабетичних щурів значно зростав протягом експериментального періоду. Зафіксовано гістоморфологічні зміни в острівцях підшлункової залози Лангерганга в діабетичних щурів: їх питома вага достовірно знизилася на 83%, середня кількість бета-клітин зменшилася на 88%, відсоток бета-клітин з некрозом становив 96% відповідно порівняно з показниками контрольних тварин. Лікування мелатоніном викликало різке зниження підвищеної базальної глікемії і часткової регенерації/проліферації бета-клітин острівців. Зроблено висновок, що гіпоглікемізувальна дія мелатоніну може бути частково обумовлена поліпшенням у бета-клітинах острівців підшлункової залози.

Резюме. Целью этого экспериментального исследования было установить влияние мелатонина на уровень базальной гликемии (БГ) и гистопатологию панкреатических бета-клеток у крыс в условиях аллоксанового диабета. Уровень глюкозы в крови у диабетических крыс значительно возрастал в течение экспериментального периода. Зафиксировано гистоморфологические изменения в островках поджелудочной железы Лангерганга диабетических крыс: их удельный вес достоверно снизился на 83%, среднее количество бета-клеток уменьшилась на 88%, процент бета-клеток с некрозом составлял 96% соответственно по сравнению с показателями контрольных животных. Лечение мелатонином вызвало резке снижение повышенной базальной гликемии и частичной регенерации/пролиферации бета-клеток островков. Сделан вывод, что гипогликемическое действие мелатонина может быть частично обусловлено улучшением в бета-клетках островков поджелудочной железы.