Makaky kynomolgus (Macaca fascicularis)
Makaky kynomolgus jsou v současnosti nejčastěji dovážené opice (Mullen, 2006) a jsou hojně využívány v biomedicínském výzkumu a při farmaceutickém testování nových léčiv pro léčbu cukrovky. První zprávy o případech diabetu u opic rodu cynomolgus se objevily v 80. letech 20. století (Clarkson et al., 1985; Tanaka et al., 1986; Yasuda et al., 1988), podrobnější charakteristika pak v 90. letech (O’Brien et al., 1996; Wagner et al., 1996b). Diabetické opice rodu cynomolgus mají zvýšené koncentrace glukózy nalačno, zvýšenou glykaci (fruktosamin a HbA1c) a při zátěži glukózou zpožděnou clearance glukózy (Wagner et al., 1996b), jak je znázorněno na obrázku 14.1 a v tabulce 14.2. Průměrné hodnoty normálních koncentrací glukózy nalačno u opic rodu cynomolgus konzumujících stravu typu chow se pohybují v rozmezí 55 až 62 mg/dl (tabulky 14.1 a 14.2). Koncentrace glukózy a fruktosaminu nalačno se mírně zvyšují, pokud zvířata konzumují aterogenní dietu, stejně jako koncentrace cholesterolu v plazmě (tabulka 14.1; Cefalu et al., 1993).
Přibližně 30 % opic starších 15 let má bazální hyperinzulinémii a/nebo postprandiální hyperinzulinémii (Wagner et al., 2001). Opice, u nichž dochází k progresi IGT do T2DM, jsou zpočátku hyperinzulinemické a s postupem času dochází k poklesu hladiny inzulinu. Opice jsou obvykle obézní, s tělesnou hmotností a indexem tělesné hmotnosti mimo 95% intervaly spolehlivosti; se zhoršováním glykemického profilu však často ztrácejí tělesnou hmotnost (Wagner et al., 1996b). Jak již bylo popsáno dříve (Wagner et al., 1996b), opice s T2DM jsou hyperglykemické a hypertriglyceridemické, avšak neketotické, po několik let, než vyžadují klinickou intervenci. Zatímco omezení stravy a perorální přípravky jsou po určitou dobu užitečnou terapií, často jsou nutné exogenní injekce inzulínu. Opice s T2DM mohou být velmi rezistentní na inzulín, přičemž dávky inzulínu se pohybují od 7 do více než 300 U denně (přibližně 9 U/kg tělesné hmotnosti/den). Obecně platí, že jak opice pokračují v léčbě inzulinem, přibývají na váze (v důsledku anabolických účinků inzulinu) a stávají se stále více inzulinorezistentními s obezitou.
Obézní, inzulinorezistentní a T2DM opice cynomolgus mají podobné změny lipidů a lipoproteinů jako u lidské T2DM. Patří sem zvýšení celkového cholesterolu, triglyceridů a volných mastných kyselin a snížení koncentrace HDL cholesterolu (Bagdade et al., 1995; Wagner et al., 2006). Dochází také ke zvýšenému zánětu, včetně zvýšené hladiny CRP (obrázek 14.3) a snížené hladiny adiponektinu (Wagner et al., 2006). Během přechodu od inzulinové rezistence k T2DM se také zvyšuje krevní tlak (obrázek 14.4).
OBRÁZEK 14.4. Měření krevního tlaku a srdeční frekvence u opic rodu cynomolgus.
Měření bylo provedeno 15 minut po uspání opic ketamin-hydrochloridem pomocí monitoru Surgivet (Smiths Medical, Waukesha, WI) u kontrolních, mladých opic (n = 12), kontrolních opic středního věku (n = 15) a starších opic s diabetem 2. typu (n = 22). Krevní tlak je u starších diabetických opic významně zvýšený (p < 0,01), zatímco srdeční frekvence není ovlivněna.
T1DM byl zaznamenán u opic rodu cynomolgus (Wagner et al., 2001). Tyto opice nejsou při prezentaci obézní a vyžadují každodenní exogenní inzulin ke kontrole hyperglykémie a prevenci ketózy. Opice s T1DM nejsou tak inzulínově rezistentní jako opice s T2DM a dávky exogenního inzulínu se pohybují od 6 do 26 U denně (přibližně 2 U/kg tělesné hmotnosti/den). U skupiny opic s T2DM a T1DM byla porovnávána měření glykémie a lipidů a lipoproteinů oproti věkově srovnatelným opicím bez diabetu, které konzumovaly stejnou stravu typu chow (Wagner et al., 2001). Opice s T1DM a T2DM měly podobně zvýšené hodnoty glykemie nalačno (187 ± 8 a 174 ± 39 mg/dl) ve srovnání s kontrolami (68 ± 4 mg/dl). Hladiny HbA1c však byly mnohem vyšší u opic s T1DM (17 ± 0,2 %) než u opic s T2DM (9 ± 1 %) a u obou byly vyšší než u nediabetiků (4 ± 0,3 %). To může být způsobeno určitou zbývající endogenní produkcí inzulínu z ostrůvků opic s T2DM, která zajišťuje určitou kontrolu glykémie při vyčerpání dávek exogenního inzulínu. Může to být také způsobeno vyšší postprandiální glykémií u T1DM v důsledku nedostatečné sekrece inzulinu po jídle. Naproti tomu celkové plazmatické koncentrace cholesterolu byly vyšší u opic s T2DM ve srovnání s opicemi s T1DM a opicemi bez diabetu. Zvýšené koncentrace celkového cholesterolu u opic s T2DM byly způsobeny vyššími koncentracemi VLDL cholesterolu, přičemž v koncentracích LDL cholesterolu nebyly mezi skupinami žádné rozdíly. Zvýšení počtu VLDL částic bohatých na triglyceridy odpovídá zvýšení plazmatických triglyceridů u opic s T2DM (354 ± 121 mg/dl) ve srovnání s opicemi s T1DM (125 ± 24 mg/dl) a věkově odpovídajícími kontrolními opicemi (85 ± 13 mg/dl).
Bez longitudinálního hodnocení popisných údajů (tělesná hmotnost, věk atd.) nebo klinických údajů (přítomnost hyperinzulinémie, delší období hyperglykémie a hypertriglyceridémie bez ketózy) je obtížné odlišit T1DM od pokročilejších případů T2DM u opic. Protilátky proti ostrůvkovým buňkám nebyly u opic s T2DM nalezeny (Wagner et al., 1996b) a mohou být přítomny u opic s T1DM; tyto protilátky se však často vyskytují pouze v časných stadiích destrukce ostrůvkových buněk (Riley a Maclaren, 1991).
STZ-DM může vést ke stavu závislosti na inzulínu podobnému T1DM. U opic bez hyperglykémie dochází během IVGTT k poruše vymizení glukózy a snížené inzulínové odpovědi navzdory relativně normálním koncentracím glukózy nalačno (Litwak et al., 1998a). V závislosti na dávce, počtu injekcí a některých neznámých faktorech určujících náchylnost mohou tedy opice vyžadovat různá množství exogenního inzulínu. Obecně platí, že opice STZ-DM nejsou rezistentní na inzulin a dávky inzulinu se v jedné studii pohybovaly od 4 do 48 U denně (přibližně 1,0-5,0 U/kg tělesné hmotnosti/den) (Litwak et al., 1998a).
Při provádění IVGTT u opic STZ-DM před indukcí a u 31 starších opic (>15 let), které byly věkově srovnatelné s opicemi T2DM (Wagner et al., 2001), měly všechny diabetické opice sníženou rychlost mizení glukózy (Kglc < 1,4) ve srovnání s nediabetickými opicemi (Kglc > 2,7). V důsledku snížené rychlosti clearance byla AUC glukózy zvýšena u všech typů diabetických opic. Inzulínová AUC se však lišila podle různých typů a stadií T2DM (viz také obrázek 14.1 a tabulka 14.2). Nejmenší inzulinovou odpověď na glukózovou výzvu měly opice T1DM, následované opicemi STZ-DM (což se bude lišit podle dávky STZ a může vést k úplné destrukci beta buněk). Opice T2DM měly v průměru relativně normální AUC inzulinu, ale hodnoty byly zprůměrovány během dvou různých odpovědí. Ty s bazální hyperinzulinémií měly v odpovědi na glukózovou výzvu oslabenou sekreci inzulinu, přičemž AUC inzulinu byla zhruba stejná jako u nediabetiků. Osoby s nízkou nebo normální bazální hladinou inzulinu měly také malou odpověď na inzulinovou výzvu, což vedlo ke snížené AUC, srovnatelné s opicemi s T1DM (Wagner et al., 2001). Mezi nediabetickými zvířaty měla mladší zvířata nižší AUC inzulinu než starší opice, což naznačuje menší inzulinovou rezistenci (Wagner et al., 2001).