figura 9.1. Histologie și imunohistochimie a insulelor pancreatice din Langerhans în control (panoul din stânga) și șobolani diabetici induși de streptozotocină (panoul din dreapta).

la șobolanii diabetici, numărul și mărimea insulelor au fost reduse, iar imunoreactivitatea pentru insulină a fost diminuată.

dezvoltarea diabetului zaharat după aplicarea streptozotocinei este foarte rapidă, în special la șobolan. Sensibilitatea celulelor la glucoză este deja redusă semnificativ la 2 ore de la aplicarea streptozotocinei; distrugerea și reducerea semnificativă a numărului de celule de la XV are loc în câteva ore după aplicare.17 aceasta este însoțită de modificări ale nivelurilor plasmatice de glucoză și insulină: La 2 ore după aplicare, se dezvoltă o hiperglicemie fără modificări ale nivelului de insulină plasmatică și pancreatică, urmată de hipoglicemie cu niveluri plasmatice crescute de insulină, dar fără modificări ale nivelului de insulină pancreatică. La o zi după aplicarea streptozotocinei, șobolanii prezintă toate simptomele caracteristice ale diabetului, inclusiv hiperglicemia, glicozuria, poliuria și nivelurile reduse de insulină plasmatică și pancreatică.18

Streptozotocina poate fi aplicată într-o singură doză sau în mod repetat, de obicei dizolvată în tampon citrat (pH 4.5), prin injecție intravenoasă, intraperitoneală sau intraarterială. În experimentele noastre, diabetul a fost indus în mod fiabil printr-o singură injecție intravenoasă de streptozotocină dizolvată în tampon citrat în vena cozii, la o doză de 65 mg/kg greutate corporală. Doza necesară pentru inducerea diabetului la șobolani variază între 40 și 60 mg/kg greutate corporală, deși uneori sunt raportate valori mai mari.19 simptomele diabetice se corelează bine cu doza utilizată. În general, la doze Sub 40 mg/kg greutate corporală, se observă doar ușoare modificări ale glicemiei, glicozuriei și nivelurilor plasmatice ale insulinei, iar aceste ușoare modificări tind să se normalizeze spontan la până la 25% dintre animale.18 cu o doză suficientă de streptozotocină, inducerea diabetului la șobolani este ușoară, rapidă și fiabilă. Cu toate acestea, în majoritatea studiilor care utilizează acest model de șobolan, patogeneza diabetului zaharat și simptomele asociate au fost studiate doar pentru câteva săptămâni sau luni, timp în care diabetul este complet dezvoltat și menținut. Efectele pe termen lung ale streptozotocinei și posibila recuperare din diabetul indus de streptozotocină au fost explorate mult mai puțin.

în experimentele noastre, am urmărit șobolanii cu diabet indus de streptozotocină timp de 1 an, iar recuperarea a fost observată la o proporție semnificativă de animale. Toți cei 152 de șobolani au prezentat diabet zaharat în primele 6 luni ale experimentului; în a doua jumătate a anului, două grupuri diferite ar putea fi clar distinse. În grupul diabetic (n = 92), glicemia a rămas ridicată (> 18 mmol/L), greutatea corporală nu a crescut, concentrațiile plasmatice de insulină au fost menținute scăzute, iar analiza histologică a evidențiat reducerea numărului și dimensiunii insulelor pancreatice, cu o lipsă de celule secretoare de insulină. În schimb, grupul de recuperare (n = 60) a prezentat diferențe semnificative în a doua jumătate a anului, care nu au fost prezente în primele 6 luni ale experimentului: glicemie scăzută (< 12 mmol/L), creștere constantă a greutății corporale și niveluri plasmatice mai mari de insulină, care s-au apropiat de valorile găsite la animalele de control. De asemenea, structura histologică a insulelor pancreatice a fost similară cu cea de la animalele de control, cu un număr de celule de celule de tip x-x bine conservate. Prin urmare, după 6 luni a existat un grup semnificativ de animale (40%) care au prezentat o recuperare semnificativă, cu un număr de parametri apropiindu-se de valori observate la animalele de control, non-diabetice. Singurul test care a fost capabil să distingă în mod fiabil animalele de recuperare de controalele non-diabetice a fost testul de toleranță la glucoză. Testul de toleranță la glucoză a fost efectuat în lunile 9 și 12 ale experimentului, iar curba pentru animalele de recuperare a arătat în mod clar valori patologice similare lotului diabetic și semnificativ diferite de cele ale animalelor non-diabetice de control. Ambele grupuri de streptozotocină au răspuns printr-o secreție scăzută de insulină. În concluzie, diabetul zaharat indus de streptozotocină la șobolani a fost stabil timp de 6 luni; ulterior, cu toate acestea, o recuperare semnificativă a dezvoltat în 40% animale de la 7CT. Insuficiența funcțională a recuperării în această perioadă (7-12 luni după aplicarea streptozotocinei) poate fi descoperită prin testul de toleranță la glucoză. Secreția de insulină la animalele de recuperare este probabil suficientă în repaus; cu toate acestea, o sarcină crescută de glucoză demască toleranța la glucoză încă afectată. La majoritatea animalelor (60%) nu s-a observat nicio recuperare și diabetul sever a persistat pe parcursul perioadei de 12 luni. O recuperare spontană de la diabetul indus de streptozotocină a fost deja descrisă la șobolanii neonatali, în care streptozotocina a fost aplicată la naștere,20 și la animalele adulte, dar cu doză mică de streptozotocină.21,22

Streptozotocina este utilizată și pentru inducerea diabetului la alte specii, pe lângă șobolan. La șoareci, diabetul de tip I poate fi indus fie printr-o singură doză mai mare de streptozotocină, fie prin aplicarea repetată a unor doze mai mici, ambele aplicate intraperitoneal. În cazul aplicării unei doze unice, este descrisă o inducție fiabilă pentru doze de 200 mg/kg.23,24 un dezavantaj grav al aplicării unei doze unice este letalitatea imediată foarte mare (până la 90% pentru 180 mg/kg în mâinile noastre). Aplicarea repetată a streptozotocinei se efectuează de obicei cu doze de 40-50 mg/kg zilnic aplicate timp de 5 zile consecutive.25 simptomele diabetice caracteristice (hiperglicemie, glicozurie, greutate corporală stagnantă) se dezvoltă după aplicarea ultimei doze. Șoarecii prezintă de obicei diferențe semnificative între gen: la șoarecii masculi, nivelurile plasmatice de glucoză după aplicarea streptozotocinei au fost semnificativ mai mari decât la șoarecii femele. Deoarece administrarea testosteronului este cunoscută pentru a crește răspunsul hiperglicemic la bărbații și femelele castrate, precum și la femelele necastrate, aceasta contribuie probabil la efectele diabetogene ale streptozotocinei.26

rezultatele la cobai sunt controversate. Conform unor studii, cobaiii sunt rezistenți la efectele diabetogene ale streptozotocinei.27 în schimb, alte studii descriu un model fiabil de cobai al diabetului indus de streptozotocină, pe baza ratei de creștere reduse, a disfuncției celulare de la XV, a polidipsiei, a poliuriei și a glicozuriei.28 diferențele în metodele experimentale de inducere a diabetului zaharat, în special dozarea și aplicarea, pot fi responsabile pentru aceste discrepanțe. Cele mai recomandate metode includ aplicarea intracardiacă a streptozotocinei (200 mg/kg) precedată de administrarea insulinei,29 injectarea intracardiacă a streptozotocinei (150 mg/kg) fără insulină,28 sau aplicarea intravenoasă a streptozotocinei.30 pe baza diferențelor în metoda inducerii diabetului, parametrii diabetici, evoluția în timp a bolii și letalitatea asociată diferă, de asemenea, între modele. În condițiile noastre experimentale, în timp ce aplicarea intraperitoneală a streptozotocinei (300 mg/kg) nu a indus niciun simptom diabetic, administrarea intravenoasă a streptozotocinei (150 mg/kg) a dus la glicozurie semnificativă. Analiza histologică a pancreasului nu a evidențiat semne de distrugere a insulelor, indiferent de metoda de administrare a streptozotocinei. Chiar și glicozuria observată după administrarea intravenoasă a streptozotocinei poate să nu fie simptomul diabetic, ci mai degrabă rezultatul unui efect nefrotoxic direct al streptozotocinei, care a fost descris la pacienți. Această ipoteză este susținută de faptul că o administrare zilnică de insulină (5 I.u./kg) nu a împiedicat glicozuria.

în ceea ce privește modelul de iepure al diabetului, studiile care utilizează modelul indus de aloxan prevalează în mod clar. Studiile cu diabet indus de streptozotocină la iepure sunt rare și contradictorii. Există unele dovezi ale efectelor diabetogene ale streptozotocinei la iepurii adulți, precum și la fetuși, dar alte studii susțin această posibilitate.27,31-34

la mamiferele mari, streptozotocina a fost utilizată cu succes pentru a induce diabetul la câine și porc. La câine, aplicarea streptozotocinei a fost asociată cu o mortalitate ridicată și, prin urmare, au fost dezvoltate mai multe tehnici pentru a reduce doza de streptozotocină și mortalitatea asociată. Freyse și colab.35 pancreatectomie parțială combinată și perfuzie cu streptozotocină în doză mică (2 mg/kg) în artera pancreaticoduodenală superioară. Alte tehnici includ administrarea intravenoasă combinată de streptozotocină și aloxan și perfuzia intraarterială suprarenală de streptozotocină și aloxan după ocluzia balonului aortei abdominale juxtarenale.36,37 o altă specie de mamifere mari sensibile la efectele diabetogene ale streptozotocinei este porcul (și minipigul). Pentru un efect diabetogen fiabil al streptozotocinei atât la porc, cât și la minipig, este necesară o doză de 100-150 mg/kg.38 la minipigs, a fost raportată, de asemenea, o inducție reușită a diabetului cu două doze mici (40 mg/kg).39