pmedpharmФармация и фармакологияPharmacy & Pharmacology2307-92662413-2241Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - branch of Volgograd State Medical Univer10.19163/2307-9266-2019-7-5-300-307pmedpharm-516Research ArticleФАРМАКОЛОГИЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯPHARMACOLOGY AND CLINICAL PHARMACOLOGYКомплексное соединение pro-gly-pro-leu с гепарином: гипогликемический, фибринолитический и антикоагулянтный эффекты у крыс с гипергликемиейPharmacology complex compound of pro-gly-pro-leu with heparin: hypoglycemic, fibrinolitic and anticoagulant effects in rats with hyperglycemiahttps://orcid.org/0000-0002-3760-3943ОберганТ. Ю.OberganT. Yu.

Оберган Тамара Юрьевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории защитных систем крови имени проф. Б.А. Кудряшова кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

119234, Москва, Ленинские горы, 1/12.

Obergan Tamara Yurievna - Candidate of Sciences (Biology), senior researcher at the laboratory of protective blood systems n. a. prof. B.A. Kudryashov, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University.

1/12, Leninskiye gory, Moscow, 119234.

tobergan@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5927-3810МясоедовН. Ф.MyasoedovN. F.

Мясоедов Николай Федорович - доктор химических наук, академик РАН, руководитель отдела Института молекулярной генетики РАН.

123182, Москва, ул. Курчатова, 2.

Myasoedov Nikolay Fedorovich - Doctor of Sciences (Chemistry), Academician of the Russian Academy of Sciences, Head of the Department of the Institute of Molecular Genetics of the Russian Academy of Sciences.

2, Kurchatov St., Moscow, 123182.

E-mail-nfm@img.ras.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0469-3943ГригорьеваМ. Е.GrigorjevaM. E.

Григорьева Марина Евгеньевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории защитных систем крови имени проф. Б.А. Кудряшова кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

119234, Москва, Ленинские горы, 1/12.

Grigorjeva Marina Evgenievna - Candidate of Sciences (Biology), Senior researcher at the laboratory of protective blood systems n. a. prof. B.A. Kudryashov, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University.

1/12, Leninskiye gory, Moscow, 119234.

mgrigorieva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8983-652XЛяпинаЛ. А.LyapinaL. A.

Ляпина Людмила Анисимовна - доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории защитных систем крови имени проф. Б.А. Кудряшова кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

119234, Москва, Ленинские горы, 1/12.

Lyapina Lyudmila Anisimovna - Doctor of Sciences (Biology), Chief Researcher at the laboratory of protective blood systems n. a. prof. B.A. Kudryashov, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University.

1/12, Leninskiye gory, Moscow, 119234.

lyapinal@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1092-8382ШубинаТ. А.ShubinaT. A.

Шубина Татьяна Александровна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории защитных систем крови имени проф. Б.А. Кудряшова кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

119234, Москва, Ленинские горы, 1/12.

Shubina Tatyana Alexandrovna - Candidate of Sciences (Biology), senior researcher at the laboratory of protective blood systems n. a. prof. B.A. Kudryashov, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University.

1/12, Leninskiye gory, Moscow, 119234.

shubina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3291-8994АндрееваЛ. А.AndreevaL. A.

Андреева Людмила Александровна - заведующий сектором Института молекулярной генетики РАН.

123182, Москва, ул. Курчатова, 2.

Andreeva Lyudmila Aleksandrovna - Section leader, Institute of Molecular Genetics, Russian Academy of Sciences.

2, Kurchatov St., Moscow, 123182.

landr@img.ras.ruМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова, биологический факультет, Лаборатория защитных систем крови имени проф. Б.А. КудряшоваРоссияLomonosov Moscow State University, Faculty of Biology, Laboratory of protective blood systems n. a. prof. B.A. KudryashovRussian FederationИнститут молекулярной генетики РАНРоссияInstitute of Molecular Genetics, Russian Academy of SciencesRussian Federation20190512201975300307Copyright © Оберган Т.Ю., Мясоедов Н.Ф., Григорьева М.Е., Ляпина Л.А., Шубина Т.А., Андреева Л.А., 20192019Оберган Т.Ю., Мясоедов Н.Ф., Григорьева М.Е., Ляпина Л.А., Шубина Т.А., Андреева Л.А.Obergan T.Y., Myasoedov N.F., Grigorjeva M.E., Lyapina L.A., Shubina T.A., Andreeva L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmpharm.ru/jour/article/view/516

Ранее показано, что применение регуляторных пептидов семейства глипролинов способствует нормализации системы гемостаза и уровня глюкозы крови при экспериментальной стойкой гипергликемии у крыс, подобной сахарному диабету 2 типа у человека. Также известно, что антикоагулянт гепарин подавляет свертывание крови и проявляет гипогликемическое действие в организме.

Цель исследования

Цель исследования. Получить комплекс пептида Pro-Gly-Pro-Leu (PGPL) и нефракционированного гепарина, изучить его влияние на уровень глюкозы и антикоагулянтно-фибринолитические свойства и показать его способность восстанавливать нарушенные функции инсулярной и свертывающей систем крови при экспериментальной гипергликемии у крыс.

Материалы и методы

Материалы и методы. Использовались лабораторные крысы-самцы линии Wistar, интактные и с экспериментально вызванной гипергликемией. Было создано комплексное соединение PGPL и гепарина при соотношении компонентов 1: 1 (моль/моль), которое вводили один раз в сутки в течение 5 дней интраназально в дозе 1 мг/кг гипергликемическим крысам. Подобным образом вводили составные части комплекса в эквивалентных количествах. Определяли антикоагулянтную активность по тесту активированного частичного тромбопластинового времени, параметры фибринолиза по тестам суммарной, ферментативной и неферментативной фибринолитической активности, а также активности тканевого активатора плазминогена. Кроме того, проводилось измерение уровня глюкозы крови с использованием специальных тест-полосок.

Результаты

Результаты. Применение комплекса PGPL-гепарин у животных с гипергликемией приводило к нормализации уровня глюкозы крови, повышению антикоагулянтного и фибринолитического фона плазмы крови. Эти эффекты сохранялись в течение 6 дней после прекращения введения крысам пептидно-гепаринового комплекса.

Заключение

Заключение. Комплекс PGPL с гепарином проявляет комбинированное гипогликемическое, антикоагулянтное и фи-бринолитическое ферментативной и неферментативной природы действие при развитии экспериментальной гипергликемии. Исследуемый пептидно-гепариновый комплекс в перспективе может применяться для профилактики и лечения сахарного диабета 2 типа, осложняющегося повышенной свертываемостью крови.

Previously it was shown that the use of regulatory peptides of the glyprolin family helps to normalize the hemostasis system and blood glucose levels in experimental resistant hyperglycemia in rats, similar to type 2 diabetes mellitus in humans. It is also known that the anticoagulant heparin inhibits blood coagulation and exhibits a hypoglycemic effect in the body.

The aim of the study is to obtain a complex of the Pro-Gly-Pro-Leu (PGPL) peptide and the unfractionated heparin, to study its effect on glucose and anticoagulant fibrinolytic properties and show its ability to restore the impaired functions of the insular and coagulating blood systems in experimental hyperglycemia in rats.

Materials and Methods

Materials and Methods. Laboratory Wistar male rats, intact and with experimentally induced hyperglycemia, were used in the experiment. A complex compound of PGPL and heparin was created with a component ratio of 1:1 (mol/mol), which was administered intranasally to hyperglycemic rats once a day for 5 days at the dose of 1 mg/kg. Similarly, the constituent parts of the complex were administrated in equivalent amounts. The anticoagulant activity was determined by the test of activated partial thromboplastin time, fibrinolysis parameters - by tests of total, enzymatic and non-enzymatic fibrinolytic activities, as well as the activity of a tissue plasminogen activator. In addition, blood glucose was measured using special test strips. Results. The use of the PGPL-heparin complex in the animals with hyperglycemia led to normalization of blood glucose levels, an increase in the anticoagulant and fibrinolytic background of blood plasma. These effects persisted for 6 days after the cancellation of the peptide-heparin complex administration to rat.

Conclusion

Conclusion. In the development of experimental hyperglycemia, the PGPL complex with heparin exhibits a combined hypo-glycemic, anticoagulant and fibrinolytic enzymatic and non-enzymatic nature of the effect. In the future, the studied peptide-heparin complex can be used for the prevention and treatment of type 2 diabetes mellitus, complicated by increased blood coagulation.

антикоагулянтная активностьуровень глюкозы кровикомплексное соединениефибринолизглипролиновые пептидыгипергликемиясахарный диабет 2 типаanticoagulant activityblood glucose levelcomplex compoundfibrinolysisglyprolin peptideshyperglycemiatype 2 diabetes mellitus (T2DM)ReferencesBlair M. Diabetes mellitus review // Urol. Nurs. 2016. Vol. 36. P. 27-36.Blair M. Diabetes mellitus review. Urol Nurs. 2016; 36 (1): 27-36. DOI: 10.7257/1053-816X.2016.36.1.27.Ahren B., Schweizer A., Dejager S., Dunning B.E., Nillson P.M., Persson M., Foley J.E. Vildagliptin enhances islet responsiveness to both hyper- and hypoglycemia in patients with type 2 diabetes // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2009. Vol. 94. P. 1236-1243.Ahren B, Schweizer A, Dejager S, Dunning BE, Nillson PM, Persson M, Foley JE. Vildagliptin enhances islet responsiveness to both hyper- and hypoglycemia in patients with type 2 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 2009; 94 (4): 1236-43. DOI: 10.1210/jc.2008-2152.Мясоедов Н.Ф., Андреева Л.А., Ляпина Л.А., Ульянов А.М., Шубина Т.А., Оберган Т.Ю., Пасторова В.Е., Григорьева М.Е. Изучение сочетанного антидиабетогенного и противосвертывающего действия трипептида Gly-Pro-Arg на модели развития стойкой гипергликемии у крыс // Докл. Акад. Наук 2011. Т. 438. №2. С. 275-278.Myasoedov NF, Andreeva LA, Lyapina LA, Ulyanov AM, Shubina TA, Obergan TYu, Pastorova VE, Grigorieva ME. The combined antidiabetogenic and anticoagulation effects of tripeptide Gly-Pro-Arg as estimated in the model of persistent hyperglycemia in rats. Dokl Biol Sci. 2011; 438: 135-7. DOI: 10.1134/S0012496611030057.Шубина Т.А., Мясоедов Н.Ф., Андреева Л.А., Ляпина Л.А., Ульянов А.М., Оберган Т.Ю., Пасторова В.Е. Антикоагулянтно-фибринолитическая и гипогликемическая активность тетрапептида ARG-PRO-GLY-PRO // Бюлл. эксп. биол. и мед. 2012. Т. 153. №. 3. С. 304-307.Shubina TA, Myasoedov NF, Andreeva LA, Lyapina LA, Ulyanov AM, Obergan TY, Pastorova VE. Anticoagulant, fibrinolytic, and hypoglycemic effects of tetrapeptide Arg-Pro-Gly-Pro. Bull Exp Biol Med. 2012; 153 (3): 327-330. DOI: 10.1007/s10517-012-1707-7.Mulukutla S.N., Hsu J.W., Gaba R., Bohren K.M., Guthikonda A., Iyer D., Ajami N.J., Petrosino J.F., Hampe C.S., Ram N., Jahoor F., Balasubramanyam A. Arginin metabolism is altered in adults with a-в + ketosis-prone diabetes // J. Nutr. 2018. Vol.148. № 2. P. 185-193. doi: 10.1093/jn/nxx032.Mulukutla SN, Hsu JW, Gaba R, Bohren KM, Guthikonda A, Iyer D, Ajami NJ, Petrosino JF, Hampe CS, Ram N, Jahoor F, Balasubramanyam A. Arginin metabolism is altered in adults with a-в + ketosis-prone diabetes. J Nutr. 2018; 148 (2): 185-93. DOI: 10.1093/jn/nxx032.Brunetta S.H., de Camargo C.Q., Nunes E.A. Does L-leucine supplementation cause any effect on glucose homeostasis in rodent models of glucose intolerance? A systematic review // Amino Acids 2018. Vol. 15. P. 1663-1678. Doi: 10.1007/s00726-018-2658-8.Brunetta SH, de Camargo CQ, Nunes EA. Does L-leucine supplementation cause any effect on glucose homeostasis in rodent models of glucose intolerance? A systematic review. Amino Acids. 2018; 15: 1663-78. DOI: 10.1007/s00726-018-2658-8.Golla K.I., Stavropoulos D., Shields D.S., Moran N.R. Peptides derived from cadherin juxta membrane region inhibit platelet function // Soc. Open Sci. 2018. Vol. 5. Doi:10.1098/rsos.172347.Golla KI, Stavropoulos D, Shields DS, Moran NR. Peptides derived from cadherin juxta membrane region inhibit platelet function. R Soc Open Sci. 2018 Oct 10; 5(10): 172347. DOI:10.1098/rsos.172347.Мясоедов Н.Ф., Андреева Л.А., Ляпина Л.А., Шубина Т.А., Григорьева М.Е., Оберган Т.Ю. Коррекция нарушений противосвертывающей и инсулярной систем организма пептидом Leu-Pro-Gly-Pro // Изв. РАН Сер. биол. 2013. № 3. С. 341-344.Myasoedov NF, Andreeva LA, Lyapina LA, Shubina TA, Grigor'eva ME, Obergan TYu. Correction of impairments in function of anticoagulation and insular systems of an organism by the regulatory peptide Leu-Pro-Gly-Pro. Biol Bull. 2013; 40 (3): 304-6. DOI: 10.1134/S1062359013030072.Оберган Т.Ю., Шубина Т.А., Григорьева М.Е., Ляпина Л.А., Мясоедов Н.Ф., Андреева Л.А., Пасторова В.Е. Участие пептида Pro-Gly-Pro-Leu в востановлении функций противосвертывающей и инсулярной систем организма при развитии стойкой гипергликемии у крыс // Вопр.биол, мед. и фармац.хим. 2013. №4. С. 38-42.Obergan TY, Shubina TA, Grigorieva ME, Lyapina LA, Myasoedov NF, Andreeva LA, Pastorova VE. Uchastie peptida Pro-Gly-Pro-Leu v vosstanovlenii funktsiy protivosvertyvayuschey I insulyarnoy system organizma pri razvitii stoykoy giperglikemii u krys. [Participation of the peptide Pro-Gly-Pro-Leu in restoration of functions anticoagulant and insular organism systems at development by a proof hyperglycemia at rats]. Problems Biol, Med and Pharm Chem. 2013; (4): 38-42. RussianAster R.H. Heparin-induced immune thrombocytopenia - a clinical or laboratory diagnosis? // J. Thromb. Haemost. 2006. Vol. 4. P. 757-758.Aster RH. Heparin-induced immune thrombocytopenia - a clinical or laboratory diagnosis? J Thromb Haemost. 2006; 4: 757-8.Ляпина Л.А., Оберган Т.Ю., Пасторова В.Е. Регуляторная роль соединений гепарина с низкомолекулярными лигандами крови в плазменном и тромбоцитарном гемостазе // Изв. РАН Сер. Биол. 2011. № 2. С. 208-219.Lyapina LA, Obergan TY, Pastorova VE. Regulatory role of heparin compounds with low molecular ligands of blood in plasma and thrombocyte hemostasis. Biol Bull. 2011; 38 (2): 165-175. DOI: 10.1134/S1062359011020063.Смолина Т.Ю., Пасторова В.Е., Ляпина Л.А. Комплексо-образование дипептида пролил-глицин с гепарином: исследование гемостатических свойств комплекса in vitro при внутривенном введении // Тромбоз, гемостаз и реология. 2002. № 2. С. 38-41.Smolina TYu, Pastorova VE, Lyapina LA. Kompleksoobrazovanie dipeptide prolil-glitsin s geparinom: issledovanie gemostaticheskih svoystv kompleksa in vitro pri vnutrivennom vvedenii. [Complex formation of dipeptide pro-lyl-glycine with heparin; study of haemostatic properties in vitro and after the intravenous injection of complex]. Thrombosis, hemostasis and rheology. 2002; (2): 38-41. RussianЛяпина Л.А., Мясоедов Н.Ф., Андреева Л.А., Оберган Т.Ю., Шубина Т.А., Григорьева М.Е., Пасторова В.Е. Комплекс гепарина с пептидом Arg-Pro-Gly-Pro и его антикоагулянтно-фибринолитические и гипогликемические эффекты // Изв. РАН Сер. биол. 2012. № 1. С. 72-77.Lyapina LA, Myasoedov NF, Andreeva LA, Obergan TY, Shu-bina TA, Grigor'eva ME, Pastorova VE. A complex of heparin with the peptide Arg-Pro-Gly-Pro and its anticoagulative, fibrinolytic, and hypoglycemia effects. Biol Bull. 2012; 39 (1): 60-4. DOI: 10.1134/S1062359012010049.Ляпина Л.А., Григорьева М.Е., Оберган Т.Ю., Шубина Т.А. Теоретические и практические вопросы изучения функционального состояния противосвертывающей системы крови. М.: ООО «Адвансед солюшин». 2012. 159 стр.Lyapina LA, Grigorjeva ME, Obergan TY, Shubina TA. Teoreticheskie i prakticheskie voprosy izucheniya funktsional'nogo sostoyaniya protivosvertyvayuschey sistemy krovi. [Theoretical and practical issues in studing the functional state of the anticoagulation system]. M. Advansed Solyushnz. 2012: 160.Dedov I.I., Shestakova M.V., Shestakova O.Y. Innovation in the treatment of type 2 diabetes mellitus: use of incretins // Ter. Arkh. 2010. Vol. 82. P. 5-10.Dedov II, Shestakova MV, Shestakova OYu. Innovatsii v lechenii sakharnogo diabeta 2 tipa: primenenie inkretinov. [Innovation in the treatment of type 2 diabetes mellitus: use of incretins]. Ter Arkh. 2010; 82 (10): 5-10. PMID: 21341455. Russian.Lyapina L.A, Pastorova V.E., G.E. Samonina G.E., Ashmarin I.P. The effect of prolil-glycil-proline (PGP) peptide and PGP-rich substances on haemostatic parameters of rat blood // Blood Coagul. and Fibrinol. 2000 Vol. 11 P. 409-414.Lyapina LA, Pastorova VE, Samonina GE, Ashmarin IP. The effect of prolil-glycil-proline (PGP) peptide and PGP-rich substances on haemostatic parameters of rat blood. Blood Coagul and Fibrinol. 2000; 11: 409-14.Stief T.W. Inhibition of thrombin in plasma by heparin or arginine // Clin. Appl. Thromb. Hemost. 2007. Vol. 13 P. 146-153.Stief TW. Inhibition of thrombin in plasma by heparin or arginine. Clin Appl Thromb Hemost. 2007; 13 (2): 146-53. DOI: 10.1177/1076029606298987.Myasoedov N.F., Rochev D.L., Lyapina L.A., Obergan T.Y., Andreeva L.A. Leucine-containing glyprolines (Pro-Gly-Pro-Leu and Leu-Pro-Gly-Pro): participation in hemostatic reactions in vitro and in vivo in rats with blood coagulation and lipid metabolism disorders // Dokl. Biol. Sci. 2013. Vol. 453. P. 345-348.Myasoedov NF, Rochev DL, Lyapina LA, Obergan TY, An-dreeva LA. Leucine-containing glyprolines (Pro-Gly-Pro-Leu and Leu-Pro-Gly-Pro): participation in hemostatic re-actions in vitro and in vivo in rats with blood coagulation and lipid metabolism disorders. Dokl Biol Sci. 2013; 453: 345-8. DOI: 10.1134/S0012496613060124.Valencia-Mejia E., Batista K.A., Fernandes J.J.A., Fernandes K.F. Antihyperglycemic and hypoglycemic activity of naturally occurring peptides and protein hydrolysates from easy-to-cook and hard-to-cook beans (Phaseolus vulgaris) // Food Res. Int. 2019. Vol. 121. P. 238-246. Doi: 10.1016/j.foodres.2019.03.043.Valencia-Mejia E, Batista KA, Fernandes JJA, Fernandes KF. Antihyperglycemic and hypoglycemic activity of naturally occurring peptides and protein hydrolysates from easy-to-cook and hard-to-cook beans (Phaseolus vulgaris). Food Res Int. 2019; 121: 238-46. DOI: 10.1016/j.foodres.2019.03.043.Kvapil M. Strategy and tactics of treatment of type 2 diabetes mellitus // Vnitr. Lek. 2019. Vol. 65. № 4. P. 273-278.Kvapil M. Strategie a taktika lecby diabetes mellitus 2 Typu. [Strategy and tactics of treatment of type 2 diabetes mellitus]. Vnitr Lek. 2019; 65(4): 273-8. PubMed PMID: 31091946. Czech Republic.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.