The aim: to determine the specificity of changes in carbohydrate metabolism in rats with experimental type 1 (DM1) and type 2 (DM2) diabetes mellitus and to analyze correlations of their modification under administration of the amino acids L-arginine and N-acetyl-L-cysteine. Materials and methods. DM1 was induced in old male Wistar rats by a single 45 mg/kg streptozotocin. In rats with DM2, insulin resistance was first induced (high-fat mixed feed for 8 weeks), after which 30 mg/kg streptozotocin was administered once. After 6 weeks, animals with DM were divided into 3 subgroups: without amino acid administration, rats with L-arginine and with N-acetyl-L-cysteine. Results. Experimental modeling of DM1 resulted in persistent hyperglycemia and hypoinsulinemia, which significantly altered metabolic indices. In rats with DM2, hyperglycemia developed with hyperinsulinemia, indicating established insulin resistance. Administration of L-arginine and N-acetyl-L-cysteine to rats with both types of diabetes lowered glucose levels and increased insulin concentrations, although no statistically significant difference was found between the effects of these amino acids. L-arginine significantly increased the HOMA-β index in rats with DM1 and moderately increased it in rats with DM2. In addition, it caused a significant increase in the HOMA-IR index in the group with DM1, indicating improved insulin sensitivity. N-acetyl-L-cysteine also improved HOMA-β and HOMA-IR indices in rats with DM1, although its effect on DM2 was less pronounced and did not reach statistical significance. Conclusions. In rats with type 1 diabetes, both amino acids cause a decrease in glucose concentration, which is due to improved pancreatic β-cell function due to increased insulin concentration, the HOMA-β index compared to the subgroup without correction, but also causes an increase in the HOMA-IR index, and the listed indicators do not return to control values. These changes were accompanied by profound disruption of metabolic relationships, which is confirmed by correlation analysis. Against the background of the development of type 2 diabetes mellitus, both amino acids reduce glucose concentration and increase insulin compared to the subgroup without correction, however, the HOMA-β index improves only in rats with L-arginine, and the preserved hyperinsulinemia in all 3 subgroups leads to an increase, compared to the control, in the HOMA-IR index without a significant difference between the effects of amino acids. Correlation analysis revealed greater preservation of metabolic relationships of carbohydrate metabolism indicators compared to rats with type 1 diabetes mellitus.

Мета роботи – визначити специфіку змін вуглеводного обміну у щурів з експериментальним цукровим діабетом 1 (ЦД1), 2 (ЦД2) типів і проаналізувати кореляційні взаємозв’язки їхньої модифікації на фоні введення амінокислот L-аргініну та N-ацетил-L-цистеїну. Матеріали і методи. ЦД1 індуковано на старих самцях щурах лінії Wistar шляхом одноразового введення 45 мг/кг стрептозотоцину. У щурів із ЦД2 спочатку індукували інсулінорезистентність (високожировий комбікорм протягом 8 тижнів), після цього одноразово вводили стрептозотоцин у дозі 30 мг/кг. Через 6 тижнів тварин із цукровим діабетом поділили 3 підгрупи: без застосування амінокислот, із введенням L-аргініну, з використанням N-ацетил-L-цистеїну. Результати. Експериментальне моделювання ЦД1 спричинило стійку гіперглікемію та гіпоінсулінемію, значно змінивши метаболічні індекси. У щурів із ЦД2 виникла гіперглікемія на фоні гіперінсулінемії, а отже сформувалася інсулінорезистентність. Введення L-аргініну та N-ацетил-L-цистеїну щурам з обома типами діабету сприяло зниженню рівня глюкози та збільшенню концентрації інсуліну, хоча статистично значущої різниці між цими амінокислотами за впливом не виявлено. L-аргінін сприяв значному збільшенню індексу HOMA-β у щурів із ЦД1, помірному – у щурів із ЦД2. Крім того, він спричиняв значне збільшення індексу HOMA-IR у групі з ЦД1, що свідчить про покращення чутливості до інсуліну. N-ацетил-L-цистеїн також покращив індекси HOMA-β та HOMA-IR у щурів із ЦД1, хоча його вплив на ЦД2 був менш вираженим і не досяг рівня статистичної значущості. Висновки. У щурів із цукровим діабетом 1 типу обидві амінокислоти сприяли зниженню концентрації глюкози, що зумовлено покращенням функціонування β-клітин підшлункової залози через збільшення концентрації інсуліну, індексу HOMA-β порівняно з показниками підгрупи без корекції, проте спричинило й підвищення HOMA-IR, а названі показники не відновилися до контрольних значень. Ці зміни супроводжувалися істотним порушенням метаболічних зв’язків, що підтверджено за результатами кореляційного аналізу. На фоні розвитку цукрового діабету 2 типу обидві амінокислоти знизили концентрацію глюкози і збільшили рівень інсуліну порівняно з показниками підгрупи без корекції, але індекс HOMA-β покращився лише у щурів, яким вводили L-аргінін. Збережена гіперінсулінемія в усіх трьох підгрупах спричинила збільшення HOMA-IR порівняно з контролем, без значущої різниці за ефектом амінокислот. Кореляційний аналіз дав змогу визначити більшу збереженість метаболічних зв’язків показників вуглеводного обміну порівняно зі щурами з цукровим діабетом 1 типу.