References

zabmedvestnik

Забайкальский медицинский вестник

Transbaikalian Medical Bulletin

1998-6173

Читинская государственная медицинская академия

10.52485/19986173_2025_3_13

zabmedvestnik-425

Research Article

ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ORIGINAL RESEARCH

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗЛИЧНЫХ ПОДТИПОВ ГЕСТАЦИОННОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА У БЕРЕМЕННЫХ КРЫС

PATHOGENETIC MECHANISMS OF VARIOUS SUBTYPES OF GESTATIONAL DIABETES MELLITUS IN PREGNANT RATS

https://orcid.org/0000-0003-4874-7835

Волкова

Н. И.

Volkova

N. I.

Волкова Наталья Ивановна, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой внутренних болезней

344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29

Author ID РИНЦ 227636

Scopus Author ID: 7101848943

Volkova N.I., Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Internal Diseases

29 Nahichevansky av., Rostov-on-Don, Russia, 344022

Author ID РИНЦ 227636

Scopus Author ID: 7101848943

n_i_volkova@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-8690-681X

Давиденко

И. Ю.

Davidenko

I. Yu.

Давиденко Илья Юрьевич, к.м.н., доцент, доцент кафедры внутренних болезней

344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, д. 29

Author ID РИНЦ 710676

Scopus Author ID: 55342181200

Davidenko I.Yu., Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Internal Diseases

29 Nahichevansky av., Rostov-on-Don, 344022

Author ID РИНЦ 710676

Scopus Author ID: 55342181200

davidenko.iu@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-1929-6345

Головин

С. Н.

Golovin

S. N.

Головин Сергей Николаевич, старший преподаватель кафедры биоинженерии

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

Author ID РИНЦ 1040891

Scopus Author ID: 57196010711

Golovin S.N., Senior Lecturer at the Department of Bioengineering

1 Gagarina sq., Rostov-on-Don, 344000

Author ID РИНЦ 1040891

Scopus Author ID: 57196010711

labbiobez@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0001-9350-7588

Шебеко

С. К.

Shebeko

S. K.

Шебеко Сергей Константинович, д.фарм.н., доцент, заведующий кафедрой биотехнических и медицинских систем и технологии

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

Author ID РИНЦ 631248

Scopus Author ID: 15822997100

Shebeko S.K., Doctor of Pharmacy, Associate Professor, Head of the Department of Biotechnical and Medical Systems and Technologies

1 Gagarina sq., Rostov-on-Don, 344000

Author ID РИНЦ 631248

Scopus Author ID: 15822997100

shebeko_sk@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-9834-3989

Ермаков

А. М.

Ermakov

A. M.

Ермаков Алексей Михайлович, д.б.н., профессор, декан факультета биоинженерии и ветеринарной медицины

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

Author ID РИНЦ 319082

Scopus Author ID: 57224925720

Ermakov A.M., Doctor of Biological Sciences, Professor, Dean of the Faculty of Bioengineering and Veterinary Medicine

1 Gagarina sq., Rostov-on-Don, 344000

Author ID РИНЦ 319082

Scopus Author ID: 57224925720

amermakov@ya.ru

https://orcid.org/0000-0003-4036-5410

Родькин

С. В.

Rodkin

S. V.

Родькин Станислав Владимирович, к.б.н., доцент кафедры биоинженерии,

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

Author ID РИНЦ 1064663

Scopus Author ID: 57210753319

Rodkin S.V., Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Bioengineering

1 Gagarina sq., Rostov-on-Don, 344000

Author ID РИНЦ 1064663

Scopus Author ID: 57210753319

rodkin_stas@mail.ru

https://orcid.org/0000-0003-4703-1616

Кириченко

Е. Ю.

Kirichenko

E. Yu.

Кириченко Евгения Юрьевна, д.б.н., профессор, заведующий кафедрой биоинженерии

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, д. 1

Author ID РИНЦ 878355

Scopus Author ID: 25947499300

Kirichenko E.Yu., Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department of Bioengineering

1 Gagarina sq., Rostov-on-Don, 344000

Author ID РИНЦ 878355

Scopus Author ID: 25947499300

kiriche.evgeniya@yandex.ru

ФГБОУ ВО «Ростовский государственной медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияRostov State Medical UniversityRussian Federation

ФГБОУ ВО «Донской государственной технический университет», факультет «Биоинженерия и ветеринарная медицина»РоссияDon State Technical University, Faculty of Bioengineering and Veterinary MedicineRussian Federation

ФГБОУ ВО «Донской государственной технический университет», факультет «Биоинженерия и ветеринарная медицина»РоссияDon State Technical UniversityRussian Federation

Донской государственной технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian Federation

2025

02112025

031325

2025

Волкова Н.И., Давиденко И.Ю., Головин С.Н., Шебеко С.К., Ермаков А.М., Родькин С.В., Кириченко Е.Ю.

Volkova N.I., Davidenko I.Y., Golovin S.N., Shebeko S.K., Ermakov A.M., Rodkin S.V., Kirichenko E.Y.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.zabmedvestnik.ru/jour/article/view/425

Цель исследования: определить биохимические и морфологические особенности различных подтипов ГСД у беременных крыс.Материалы и методы. Проведено проспективное исследование на белых нелинейных крысах: 50 самках и 15 самцах. Крысы-самки после подтверждения были разделены 3 группы: I группа – 15 беременных крыс (контрольная), II группа – 12 беременных крыс (модель подтипа с дисфункцией β-клеток поджелудочной железы); III группа – 12 беременных крыс (модель подтипа с ИР). Всем крысам проведено определение уровней глюкозы, инсулина, адипонектина, лептина, оментина, интерлейкина-6, С-пептида и С-реактивного белка в венозной крови, а также гистоморфологические исследования ткани поджелудочной железы.Результаты. Согласно полученным данным для испытуемых в группе III был характерен более низкий уровень адипонектина [245 (225; 290) нг/мл; р < 0,001], более высокие уровни лептина [8,45 (6,1; 12) нг/мл; р < 0,001] и С-реактивного белка [1678 (1550; 1818) нг/мл; р < 0,001], а также был выявлен высокий уровень С-пептида [5448 (3852; 6861) пг/мл; р < 0,001]. При гистологическом исследовании в эндокринной части отмечены признаки полнокровия и расширения стенок капилляров, дистрофия альфа клеток, а также отечность и отслойка групп клеток от капсулы. Для исследуемых в группе II был выявлен более низкий уровень С-пептида [1907 (1560; 2082) пг/мл; р = 0,01], что свойственно для пациентов с дисфункцией β-клеток поджелудочной железы. При гистологическом исследовании были выявлены признаки деформации панкреатических долек и некробиотических изменений как в экзокринной части органа, так и в островках Лангерганса.Заключение. Мы охарактеризовали биохимические и морфологические особенности различных подтипов ГСД у беременных крыс, что позволило сформировать предполагаемые патогенетические модели данных подтипов. Представленные модели могут быть использованы в научной, а затем и клинической практике для верификации патогенетического подтипа ГСД.

The aim of the research. To determine the biochemical and morphological features of various GDM subtypes in pregnant rats.Materials and methods. A prospective study was conducted on white nonlinear rats: 50 females and 15 males. After confirmation, female rats were divided into 3 groups: group I – 15 pregnant rats (control), group II – 12 pregnant rats (subtype model with pancreatic β-cell dysfunction); group III – 12 pregnant rats (subtype model with IR). All rats underwent determination of glucose, insulin, adiponectin, leptin, omentin, interleukin-6, C-peptide and C-reactive protein levels in venous blood, as well as histomorphological studies of pancreatic tissue.Results. According to the data obtained, the subjects in group III were characterized by lower levels of adiponectin [245 (225; 290) ng/ml; p < 0,001], higher levels of leptin [8,45 (6,1; 12) ng/ml; p < 0,001] and C-reactive protein [1678 (1550; 1818 ng/ml; p < 0,001], and a high level of C-peptide was also detected [5448 (3852; 6861) pg/ml; p<0.001]. Histological examination of the endocrine part showed signs of fullness and expansion of the capillary walls, dystrophy of alpha cells, as well as swelling and detachment of cell groups from the capsule. For those studied in group II, a lower level of C-peptide was detected [1907 (1560; 2082) pg/ml; p = 0,01], which is typical for patients with pancreatic β-cell dysfunction. Histological examination revealed signs of deformation of the pancreatic lobules and necrobiotic changes both in the exocrine part of the organ and in the islets of Langerhans.Conclusion. We characterized the biochemical and morphological features of various GDM subtypes in pregnant rats, which allowed us to form prospective pathogenetic models of these subtypes. The presented models can be used in scientific and then clinical practice to verify the pathogenetic subtype of GDM.

модель подтипов ГСДбиохимические показателигистологияостровки Лангерганса

model of GDM subtypesbiochemical parametershistologyislets of Langerhans

Выполнена в рамках государственного задания Министерства здравоохранения Российской Федерации (тема № 21052700088-0 от 27.05.2021).

References1

Magliano D.J., Boyko E.J. IDF Diabetes Atlas 11th edition scientific committee. IDF DIABETES ATLAS [Internet]. 11th edition. Brussels: International Diabetes Federation. 2025. Available from: https:// diabetesatlas.org/resources/idf-diabetes-atlas-2025/.

Волкова Н.И., Давиденко И.Ю., Дегтярева Ю.С. Гестационный сахарный диабет. Акушерство и гинекология. 2021. 9: 174-179. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2021.9.174-179.

Volkova N.I., Davidenko I.Yu., Degtyareva Yu.S. Gestatsionnyi sakharnyi diabet. Akusherstvo i ginekologiya. 2021. 9 : 174–179. DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2021.9.174-179. in Russian.

Benhalima K., Van Crombrugge P., Moyson C., et al. Characteristics and pregnancy outcomes across gestational diabetes mellitus subtypes based on insulin resistance. Diabetologia. 2019;62:2118-2128. DOI: https://dx.doi.org/10.1007/s00125-019-4961-7.

Benhalima K., Van Crombrugge P., Moyson C., et al. Characteristics and pregnancy outcomes across gestational diabetes mellitus subtypes based on insulin resistance. Diabetologia. 2019. 62 : 2118–2128. DOI: https://dx.doi.org/10.1007/s00125-019-4961-7.

Powe C.E., Allard C., Battista M.C., et al. Heterogeneous Contribution of Insulin Sensitivity and Secretion Defects to Gestational Diabetes Mellitus. Diabetes Care. 2016 Jun. 39 (6): 1052–5. DOI: https://dx.doi.org/10.2337/dc15-2672.

Liu Y., Hou W., Meng X., Zhao W., Pan J., Tang J. et al. Heterogeneity of insulin resistance and beta cell dysfunction in gestational diabetes mellitus: a prospective cohort study of perinatal outcomes. Journal of Translational Medicine. 2018 Oct 24. 16 (1): 289. DOI: https://doi.org/10.1186/s12967-018-1666-5.

Liu Y., Hou W., Meng X., et al. Heterogeneity of insulin resistance and beta cell dysfunction in gestational diabetes mellitus: a prospective cohort study of perinatal outcomes. Journal of Translational Medicine. 2018 Oct 24. 16 (1) : 289. DOI: https://doi.org/10.1186/s12967-018-1666-5.

Feghali M., Atlass J., Ribar E., et al. Subtypes of gestational diabetes mellitus based on mechanisms of hyperglycemia. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 2019. 220 (1), p.S66. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajog.2018.11.091.

Feghali M., Atlass J., Ribar E., et al. Scifres C. Subtypes of gestational diabetes mellitus based on mechanisms of hyperglycemia. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 2019;220(1), p.S66. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajog.2018.11.091.

Layton J., Powe C., Allard C., et al. Maternal lipid profile differs by gestational diabetes physiologic subtype. Metabolism. 2019 Feb; 91: 39–42. DOI: https://doi.org/10.1016/j.metabol.2018.11.008.

Layton J., Powe C., Allard C., et al. Maternal lipid profile differs by gestational diabetes physiologic subtype. Metabolism. 2019 Feb. 91:39-42. DOI: https://doi.org/10.1016/j.metabol.2018.11.008.

Бонь Е.И., Лычковская М.А. Сахарный диабет – подходы к экспериментальному моделированию и молекулярные маркеры. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2021. 20 (2): 26–35. DOI: https://doi.org/10.37903/vsgma.2021.2.4.

Bon E.I., Lychkovskaya M.A. Diabetes mellitus – approaches to experimental modeling and molecular marker. Vestnik of the Smolensk State Medical Academy. 2021. 20 (2) : 26–35. DOI: https://doi.org/10.37903/vsgma.2021.2.4. in Russian.

Каплин А.Н. Новая экспериментальная модель сахарного диабета для изучения гестационной патологии. Человек и его здоровье. 2023. 26 (2): 50–58. DOI: https://doi.org/10.21626/vestnik/2023-2/06.

Kaplin A.N. New experimental model of diabetes mellitus for the study of gestational pathology. Humans and their health. 2023. 26 (2) : 50–58. DOI: https://doi.org/10.21626/vestnik/2023-2/06. in Russian.

Соломина А.С., Родина А.В., Качалов К.С., Захаров А.Д., Дурнев А.Д. Оценка перспективы использования модели гестационного сахарного диабета для поиска средств фармакологической коррекции нарушений у потомства крыс. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2023. (2): 45–53. DOI: https://doi.org/10.37489/2587-7836-2023-2-45-53.

Solomina A.S., Rodina A.V., Kachalov K.S., Zakharov A.D., Durnev A.D. Evaluating the prospects of using gestational diabetes mellitus model to find means of pharmacological correction of the disorders in rat offspring. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2023. (2) : 45–53. DOI: https://doi.org/10.37489/2587-7836-2023-2-45-53. in Russian.

Lalanza J.F., Caimari A., del Bas J.M., et al. Effects of a post-weaning cafeteria diet in young rats: metabolic syndrome, reduced activity and low anxiety-like behaviour. PLoS One. 2014 Jan 15. 9 (1): e85049. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085049.

Lalanza J.F., Caimari A., del Bas J.M., et al. Effects of a post-weaning cafeteria diet in young rats: metabolic syndrome, reduced activity and low anxiety-like behaviour. PLoS One. 2014 Jan 15. 9 (1) : e85049. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085049.

Cruz P.L., Moraes-Silva I.C., Ribeiro A.A., et al. Nicotinamide attenuates streptozotocin-induced diabetes complications and increases survival rate in rats: role of autonomic nervous system. BMC Endocr Disord. 2021 Jun 28; 21 (1): 133. DOI: https://doi.org/10.1186/s12902-021-00795-6.

Cruz P.L., Moraes-Silva I.C., Ribeiro A.A.,et al. Irigoyen M.C. Nicotinamide attenuates streptozotocininduced diabetes complications and increases survival rate in rats: role of autonomic nervous system. BMC Endocr Disord. 2021 Jun 28. 21 (1) : 133. DOI: https://doi.org/10.1186/s12902-021-00795-6.

Кривых Е.А., Гуляев А.Е., Коваленко Л.В., Шульгау З.Т. Антигипергликемический эффект экстрактов северных ягод на модели сахарного диабета II типа у крыс, инициированного стрептозотоцином. Вестник уральской медицинской академической науки. 2020. 17 (3): 193–205.

Krivykh E.A., Gulyaev A.E., Kovalenko L.V., Shulga Z.T. Antihyperglycemic effect of extracts of northern berries on a model of type II diabetes mellitus in rats initiated by streptozotocin. Bulletin of the Ural Medical Academic Science. 2020. 17 (3) : 193–205.

Yan L.J. The Nicotinamide/Streptozotocin Rodent Model of Type 2 Diabetes: Renal Pathophysiology and Redox Imbalance Features. Biomolecules. 2022 Sep 2. 12 (9): 1225. DOI: https://doi.org/10.3390/biom12091225.

Sasongko H., Nurrochmad A., Rohman A., Nugroho A.E. Characteristic of Streptozotocin-Nicotinamide-Induced Inflammation in A Rat Model of Diabetes-Associated Renal Injury. Open-Access Maced J Med Sci. 2022 Jan 03. 10 (T8): 16–22. DOI: https://doi.org/10.3889/oamjms.2022.9460.

Sasongko H., Nurrochmad A., Rohman A., Nugroho A.E. Characteristic of Streptozotocin-Nicotinamide-Induced Inflammation in A Rat Model of Diabetes-Associated Renal Injury. Open-Access Maced J Med Sci. 2022 Jan 03. 10 (T8) : 16–22. DOI: https://doi.org/10.3889/oamjms.2022.9460. in Russian.

Castela I., Morais J., Barreiros-Mota I., et al. Decreased adiponectin/leptin ratio relates to insulin resistance in adults with obesity. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2023 Feb 1. 324 (2): E115–E119. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpendo.00273.2022.

Tang X., Yan X., Zhou H., et al. Associations of insulin resistance and beta-cell function with abnormal lipid profile in newly diagnosed diabetes. Chin Med J (Engl). 2022 Nov 5. 135 (21): 2554–2562. DOI: https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000002075.

Tang X., Yan X., Zhou H.,et al. Associations of insulin resistance and beta-cell function with abnormal lipid profile in newly diagnosed diabetes. Chin Med J (Engl). 2022 Nov 5. 135 (21) : 2554–2562. DOI: https://doi.org/10.1097/CM9.0000000000002075.

Mittal R., Prasad K., Lemos J.R.N., Arevalo G., Hirani K. Unveiling Gestational Diabetes: An Overview of Pathophysiology and Management. Int J Mol Sci. 2025 Mar 5. 26 (5): 2320. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms26052320.

Mittal R., Prasad K., Lemos J.R.N., Arevalo G., Hirani K. Unveiling Gestational Diabetes: An Overview of Pathophysiology and Management. Int J Mol Sci. 2025 Mar 5; 26 (5) : 2320. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms26052320.

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