Стрептозотоцин, тяжесть сахарного диабета 1-го типа и костная ткань

До 50% взрослых пациентов с сахарным диабетом 1-го типа (СД1) имеют потерю костной массы и повышенный риск переломов. Разработка терапевтических подходов для предотвращения потери костной массы и/или восстановления утраченной костной ткани у пациентов с СД1 требует понимания молекулярных механизмов, лежащих в основе костной патологии. Поскольку одни лишь модели клеточных культур не способны в полной мере воспроизвести системную и метаболическую сложность СД1, критически важное значение имеют модели на животных. Существует ряд таких моделей, включая грызунов со спонтанно развивающимся и фармакологически индуцированным СД1. В настоящей работе рассматривается мышиная модель СД1, индуцированного стрептозотоцином (STZ), и изучаются дозозависимые эффекты на тяжесть заболевания и костную ткань. Пять ежедневных инъекций STZ в дозах 40 или 60 мг/кг вызывают изменения костной ткани, сходные с таковыми в моделях мышей и крыс со спонтанным диабетом, а также с патологией костной ткани у людей с СД1. В частности, снижаются объем костной ткани, скорость минерализации и уровни остеокальцина в сыворотке и матричной РНК в большеберцовой кости. Напротив, при обеих дозах повышаются содержание жировой ткани в костном мозге и экспрессия aP2. Однако высокая доза STZ вызывала более быстрое повышение уровня глюкозы в крови и более выраженные изменения массы тела, массы жировых депо и экспрессии генов костной ткани (остеокальцина, aP2). У мышей, получавших высокую дозу STZ, отмечалось повышение уровня катепсина K и соотношения RANKL/OPG, что указывает на возможность усиления активности остеокластов при тяжелом диабете; при более низких дозах этого не наблюдалось. Это может частично объяснять расхождения между существующими исследованиями роли остеокластов в патологии костной ткани при диабете. Оценка токсического воздействия на почки и печень показала, что высокая доза STZ вызывает некоторое воспаление печени. В целом мышиная модель с многократным введением низких доз STZ воспроизводит костный фенотип, сходный с таковым в моделях спонтанного диабета, характеризуется низкой токсичностью и служит полезным инструментом для изучения механизмов потери костной массы при СД1.