65222

Особливості перебігу ішемічно-реперфузійного пошкодження структур головного мозку при експериментальному цукровому діабеті в самців-щурів

Автореферат

Медицина и ветеринария

Особливу увагу привертають ішемічні пошкодження головного мозку які складають більшу частку цереброваскулярної патології що зумовлює медикосоціальне значення ішемії мозку Т.Черевко 2003 підкреслює важливість глибокого знання патогенезу...

Украинкский

2014-07-27

276.5 KB

0 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВЯ УКРАЇНИ

БУКОВИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЛЄНЬКОВ ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

УДК 616.831-005.4:616.379-008.64]-019

ОСОБЛИВОСТІ ПЕРЕБІГУ ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙНОГО ПОШКОДЖЕННЯ СТРУКТУР ГОЛОВНОГО МОЗКУ ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ЦУКРОВОМУ ДІАБЕТІ

В САМЦІВ-ЩУРІВ

14.03.04 – патологічна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Чернівці – 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Буковинському державному медичному

університеті МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор

       Ткачук Світлана Сергіївна,

       Буковинський державний медичний

       університет МОЗ України,

       завідувач кафедри фізіології.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Заморський Ігор Іванович, Буковинський

державний медичний університет МОЗ України,

завідувач кафедри фармакології;

доктор медичних наук, професор

Шандра Олексій Антонович, Одеський

національний медичний університет МОЗ України,

завідувач кафедри фізіології.

Захист відбудеться “__16_” грудня_2010 р. о _13_год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 76.600.02 при Буковинському державному медичному університеті МОЗ України (58001, м.Чернівці, Театральна пл., 2).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Буковинського державного медичного університету МОЗ України (58001, м.Чернівці, вул. Богомольця, 2).

Автореферат розісланий “__15_”  листопада  2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат медичних наук, доцент                                              І.Р.Тимофійчук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Цереброваскулярна патологія є однією з найбільш актуальних проблем сучасної медицини, що зумовлено зростанням розповсюдженості судинних захворювань (Б.С.Виленский, Н.Н.Яхно, 2006; VHashinski, 2008). У 2004 році Всесвітньою Організацією Охорони Здоров'я констатовано, що інсульт є глобальною епідемією, яка загрожує здоров’ю і життю  населення всього світу (Е.И.Гусев и др., 2007; G.A.Donnan et al., 2008). На сьогоднішній день в усьому світі гострі порушення мозкового кровообігу є другою за частотою причиною смертності, поступаючись лише ішемічній хворобі серця та передуючи онкологічним захворюванням (J.P.Mohr et al., 2004; P. Deb et al., 2010). 

Особливу увагу привертають ішемічні пошкодження головного мозку, які складають більшу частку цереброваскулярної патології, що зумовлює медико-соціальне значення ішемії мозку (Т.С.Мищенко, 2001; В.И.Скворцова, 2006). Поширеність ішемічних станів та оборотність патологічних змін при своєчасно розпочатих терапевтичних заходах (Е.И.Гусев, В.И.Скворцова, 2001; С.М.Виничук, Т.М.Черевко, 2003) підкреслює важливість глибокого знання патогенезу ішемічно-реперфузійного пошкодження різних структур головного мозку. Небезпечним є й те, що іноді ішемія головного мозку може перебігати малопомітно або безсимптомно (S.E.Vermeer et al., 2007; S.Seshadri et al., 2008; J.V.Bowler, P.B.Gorelick, 2010), що утруднює її своєчасну діагностику.

Особливості перебігу інсульту визначаються доінсультним (фоновим) станом мозкового метаболізму, його енергетичними потребами та статусом і реактивністю нейроімуноендокринної системи організму (T.Almdal et al., 2004). Серед фонових захворювань, на тлі яких розвивається ішемія головного мозку, цукровий діабет є одним із найбільш поширених (C.R. Kahn et al, 2005). Встановлено, що цукровий діабет підвищує ризик  розвитку ішемічних уражень головного мозку в декілька разів, а сам ішемічний інсульт за таких умов перебігає тяжче (T. Almdal et al., 2004; M.M.Glymour, M.Avendano, 2009). Особливого значення набувають такі ускладнення цукрового діабету, як кетоацидотичні, гіперосмолярні, лактатацидотичні та гіпоглікемічні коми, що призводять до розвитку неповної глобальної ішемії головного мозку з подальшою реперфузією і посилюють порушенння енергетики нейронів та глії, притаманні діабету (A.E.Kitabchi et al., 2006; N.Yuen et al., 2008).

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в Буковинському державному медичному університеті та є фрагментом планових наукових робіт “Дослідження порушень водно-електролітного обміну, закономірностей центральних стресіндукованих та ішемічних дисфункцій, паренхіматозно-стромального дисбалансу при ушкодженні внутрішніх органів за умов впливу екологічно несприятливих чинників з розробкою шляхів корекції виявлених патологічних змін” (№ державної реєстрації 0104U009029) і “Порушення функціонування центральних та периферичних ланок нейроімуноендокринної системи за умов гіпоксії та інших несприятливих чинників і розробка шляхів корекції патологічних змін” (№ державної реєстрації 0109U003914). Автором досліджено поєднаний вплив ішемії-реперфузії та цукрового діабету на стан тканини головного мозку. Тема дисертації затверджена Проблемною комісією “Патологічна фізіологія та імунологія” 10 квітня 2008 року (протокол № 65).

Мета дослідження. З’ясувати особливості реакції філогенетично різних кіркових утворень головного мозку на неповну глобальну ішемію та наступну реперфузію в самців-щурів з експериментальним цукровим діабетом за окремими геномними, патобіохімічними та патоморфологічними показниками.

Задачі дослідження:

1. Вивчити особливості експресії білків Hif-1α, p53 та Bcl-2 при двобічній каротидній ішемії-реперфузії в корі лобової частки та гіпокампі самців-щурів за умов стрептозотоцин-індукованого цукрового діабету.

2. Дослідити вплив двобічної каротидної ішемії-реперфузії на показники пероксидного окиснення ліпідів, активність антиоксидантних ферментів, вміст продуктів окиснювальної модифікації білків у корі лобової частки та окремих полях гіпокампа самців-щурів з  експериментальним цукровим діабетом.

3. З'ясувати вплив неповної глобальної ішемії-реперфузії на показники тканинної протеолітичної та фібринолітичної активності в корі лобової частки та гіпокампі самців-щурів зі стрептозотоцин-індукованим цукровим діабетом.

4. Вивчити патоморфологічні зміни в корі лобової частки та окремих полях гіпокампа самців-щурів при поєднаному впливі неповної глобальної ішемії-реперфузії та стрептозотоцин-індукованого цукрового діабету.

Об’єкт дослідження: ішемічно-реперфузійне ураження головного мозку на тлі стрептозотоцин-індукованого цукрового діабету.

Предмет дослідження: геномні, біохімічні та морфологічні показники ішемічно-реперфузійного ураження кори лобової частки та гіпокампа в самців-щурів за умов стрептозотоцин-індукованого цукрового діабету.

Методи дослідження: імунофлуоресцентний (імунофлуоресцентна ідентифікація клітин, в яких відбувається експресія досліджуваних генів; біохімічний (визначення показників пероксидного окиснення ліпідів і окиснювальної модифікації білків, активності ферментів антиоксидантного захисту, інтенсивності тканинного фібринолізу, ступеня протеолітичної деградації низько-, високомолекулярних білків та колагену); морфологічний (вивчення структури нервової тканини на світло- та електроннооптичному рівнях із відповідними методами забарвлення та контрастування); математичний (статистичний аналіз отриманих результатів).

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше встановлено, що за експресією білків Hif-1α, p53 та Bcl-2 реакція геному на двобічну каротидну ішемію-реперфузію у мозку як контрольних самців-щурів так і тварин із цукровим діабетом має структурні особливості. Показано, що в досліджений період ішемічно-реперфузійного пошкодження мозку в корі лобової частки тварин обох груп зростає експресія генів Hif-1α та Bcl-2, більш суттєво – у тварин із діабетом, та відсутні зміни експресії білка р53. У той же час, незалежно від наявності чи відсутності цукрового діабету, у всіх полях гіпокампа не виявлено реакції на ішемію-реперфузію гена Hif-1α та встановлено посилення експресії білка р53 в полях СА1 та СА3, вагоміше у тварин із діабетом. Зміни експресії гена Bcl-2 за умов ішемії-реперфузії мозку мають місце лише в полях СА1 та СА3 тварин із цукровим діабетом і носять різноспрямований характер (зростання – у полі СА1 та зниження – у полі СА3).

Встановлено, що в досліджених структурах мозку щурів із цукровим діабетом, у цілому, вміст продуктів ліпопероксидації, окиснювальної модифікації білків та активність супероксиддисмутази нижчі, ніж у самців без порушення вуглеводного обміну. На відміну від тварин контрольної групи, в яких ішемія-реперфузія головного мозку спричиняє накопичення продуктів вільнорадикального окиснення та паралельне підвищення активності окремих ферментів антиоксидантного захисту, у щурів із діабетом інтенсивність пероксидації ліпідів та білків залишається майже незмінною, а антиоксидантний потенціал – знижується.

Цукровий діабет знижує протеолітичну активність у корі лобової частки та полі гіпокампа СА1, посилює її – у полях гіпокампа СА2 та СА3 і підвищує фібринолітичну активність практично в усіх структурах, а реакція протео- та фібринолітичної активності на ішемію-реперфузію при цукровому діабеті знижена порівняно з тваринами без порушення ендокринної функції підшлункової залози.

Виявлено також, що каротидна ішемія-реперфузія при цукровому діабеті спричиняє вагоміші патоморфологічні зміни в досліджених відділах мозку, ніж у контрольних тварин.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведено пошук і аналіз літературних джерел за темою дисертації, виконано експериментальну частину роботи, математичну обробку отриманих числових даних, написання розділів дисертаційної роботи та публікацій. Формулювання мети, задач дослідження, інтерпретацію отриманих результатів здійснено сумісно з науковим керівником.

Імунофлуоресцентні, біохімічні та морфологічні дослідження виконано за безпосередньої участі дисертанта.

У наукових працях, опублікованих у співавторстві, автору належить виконання експериментальних досліджень, статистична обробка даних, підготовка матеріалів до друку.

У тій частині актів впровадження, що стосуються науково-практичної новизни, викладено фактичний матеріал автора.

Практичне значення одержаних результатів. Робота належить до фундаментальних досліджень теоретичної медицини. Отримані результати розкривають окремі, невідомі досі, особливості патогенезу ішемічно-реперфузійних пошкоджень головного мозку за умов порушеного вуглеводного обміну та обґрунтовують доцільність подальших глибших досліджень у даному напрямку, кінцевою метою яких є розробка ефективної стратегії запобігання і лікування гострих ішемічних станів, що виникають унаслідок ускладнень цукрового діабету.

Результати роботи можуть бути використані в навчальному процесі при викладанні патологічної фізіології, медичної хімії, ендокринології, нервових та дитячих хвороб, а також у роботі науково-дослідних лабораторій із відповідним науковим спрямуванням, при написанні підручників та монографій.

Результати проведених досліджень впроваджено в навчальний процес кафедр патофізіології Буковинського державного медичного університету, Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського, Запорізького державного медичного університету, Донецького державного медичного університету імені М. Горького.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації оприлюднено на II з’їзді фізіологів СНГ “Физиология и здоровье человека” (Кишинів, 2008), науково-практичній конференції “Морфологічний стан тканин і органів систем організму в нормі та патології” (Тернопіль, 2009), II (63) Міжнародному конгресі студентів і молодих вчених “Актуальні проблеми сучасної медицини” (Київ, 2009), Всеукраїнській науково-практичній конференції “Довкілля і здоров’я” (Тернопіль, 2010), 18-му з’їзді Українського фізіологічного товариства з міжнародною участю (Одеса, 2010), науково-практичній конференції “Здобутки клінічної та експериментальної медицини” (Тернопіль, 2010), VII Всеросійській конференції “Нейроэндокринология – 2010” (Санкт-Петербург, 2010).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 15 наукових праць (7 статей у фахових спеціалізованих наукових журналах, рекомендованих ВАК України, 8 – у матеріалах і тезах наукових конференцій).

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, 7 розділів, висновків, переліку використаних джерел, додатків. Роботу викладено на 180 сторінках комп’ютерного тексту, проілюстровано 36 рисунками, 28 таблицями. Список використаних джерел налічує 347 найменувань, із них 83 надруковано кирилицею й 264 – латиницею. Бібліографічний опис джерел літератури викладений на 38 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи дослідження. Дослідження проведені на 244 нелінійних білих самцях щурів. Усіх тварин поділено на чотири групи: контрольні тварини; щури, яким виконано двобічну каротидну ішемію-реперфузію (ДКІР); щури зі стрептозотоцин-індукованим цукровим діабетом (ЦД) тривалістю три місяці; щури з експериментальним тримісячним ЦД, яким виконано ДКІР.

ЦД моделювали одноразовим внутрішньоочеревинним уведенням стрептозотоцину (Sigma, Aldrich, США) двомісячним тваринам у дозі 60 мг/кг маси тіла (M.Bassirat, Z.Khalil, 2008). Тривалість діабету склала три місяці. ДКІР моделювали під каліпсоловим наркозом (75 мг/кг) у щурів віком 5 місяців двадцятихвилинним перетисканням обох загальних сонних артерій з одногодинною реперфузією (Г.Г.Скибо, 2004).

Усі втручання та забій тварин проводилися з дотриманням основних положень GLP (1981 р.), Конвенції Ради Європи про охорону хребетних тварин, що використовують в експериментах та інших наукових цілях, від 18.03.1986 р., Директиви ЄЕС № 609 від 24.11.1986 р. і наказу МОЗ України № 690 від 23.09.2009 р. Комісією з питань біоетики Буковинського державного медичного університету (протокол №5 від 17.06.2010 р.) порушень морально-етичних норм при проведенні науково-дослідної роботи не виявлено.

З експерименту тварин виводили декапітацією під каліпсоловим наркозом. Негайно на холоді виймали головний мозок і, залежно від подальших досліджень, одразу занурювали його у: розчин Буена – для імунофлуоресцентних визначень, рідкий азот – для біохімічного аналізу, 10 % розчин нейтрального формаліну – для світлооптичного вивчення, 2,5 % нейтральний розчин глютарового альдегіду – для електроннооптичної мікроскопії.

Для ідентифікації клітин, що експресують білки Hif-1α, Bcl-2 та p53 застосовували імунофлуоресцентні методи. Дослідженню підлягали випадково обрані зрізи кори лобової частки та полів СА1, СА2 і СА3 гіпокампа. Оброблені гістологічні зрізи вивчали у флуоресцентному мікроскопі Axioskop (Zeiss, Німеччина) за допомогою відеокамери COHU-4722 (COHU Inc., США). В отриманих зображеннях аналізували щільність розташування позитивних за відповідним фактором клітин у комп’ютерній системі цифрового аналізу VIDAS-386 (Kontron Elektronik, Німеччина).

У гомогенатах досліджуваних структур визначали вміст дієнових кон’югатів, малонового альдегіду, продуктів окиснювальної модифікації білків основного та нейтрального характеру, активність супероксиддисмутази, каталази, глутатіонпероксидази (В.М.Магаляс та ін., 2001).

Протеолітичну активність у гомогенатах структур головного мозку визначали за лізисом азоальбуміну, азоказеїну та азоколу, інтенсивність фібринолізу – за лізисом азофібрину (В.М.Магаляс та ін., 2001).

Гістологічні зрізи досліджуваних структур, пофарбованих толуїдиновим синім за методом Ніссля, вивчали морфоскопічним та фотографічним методами за допомогою світлооптичного мікроскопа Биолам Ломо С11 та цифрового фотоапарата Canon Ixus 50. Для електроннооптичних досліджень готували ультратонкі зрізи з контрастуванням свинцем (E.S.Reinolds, 1993) і вивчали за допомогою електронного мікроскопа ПЕМ-125К.

Проведено статистичний аналіз числових даних у прикладних програмах “Statistica 6.0” та “SPSS 13” із використанням параметричного t-критерію Стьюдента. Критичний рівень значущості при перевірці статистичних гіпотез приймали рівним 0,05 (С.Гланц, 1998).

Результати досліджень та їх обговорення. У корі лобової частки ішемія-реперфузія, порівняно з контролем, спричиняє зростання експресії білків Hif-1α і Bcl-2 (таблиці 1, 3). Цукровий діабет у цій структурі призводить лише до зростання експресії Hif-1α. При поєднанні ішемії-реперфузії та діабету, порівняно з групою діабету, збільшується експресія факторів Hif-1α і Bcl-2, причому рівень  Hif-1α є вищим за такий при ішемії-реперфузії без порушення вуглеводного обміну. Експресія білка р53 в корі лобової частки не зазнає змін у жодній експериментальній групі (табл. 2).


Таблиця 1

Експресія білка Hif-1α в корі лобової частки за умов поєднаної дії цукрового діабету та ішемії-реперфузії головного мозку (M±m)

Група спостереження

Площа Hif-1α-імунореактивного матеріалу

на 10 000 мкм2

Контроль

14,7±3,12

Ішемія-реперфузія

41,8±10,6

р1<0,05

Цукровий діабет

62,9±13,1

р1<0,001

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

183±34,0

р2<0,001

Примітки: у даній та наступних таблицях: вірогідність різниці порівняно з: р1 - контролем, р2 - цукровим діабетом

Таблиця 2

Експресія білка р53 в корі лобової частки за умов поєднаної дії цукрового діабету та ішемії-реперфузії головного мозку (M±m)

Група спостереження

Сумарна кількість

р53+- клітин на 1 мм2

Кількість р53+- нейроцитів на 1 мм2

Кількість р53+- гліоцитів на 1 мм2

Контроль

76,7±5,51

19,9±1,94

56,8±4,60

Ішемія-реперфузія

74,6±6,20

16,0±1,70

58,6±5,09

Цукровий діабет

66,9±6,01

18,0±2,06

49,0±5,14

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

68,9±6,90

17,8±1,90

51,1±5,63

Таблиця 3

Експресія білка Bcl-2 в корі лобової частки за умов поєднаної дії цукрового діабету та ішемії-реперфузії головного мозку (M±m)

Група

спостереження

Сумарна кількість

Bcl-2+- клітин на 1 мм2

Кількість Bcl-2+- нейроцитів на 1 мм2

Кількість Bcl-2+- гліоцитів на 1 мм2

Контроль

38,4±4,01

20,0±4,90

18,4±5,91

Ішемія-реперфузія

52,7±4,20

31,8±1,73

р1<0,01

20,9±3,79

Цукровий діабет

57,6±6,80

21,5±3,14

36,1±6,21

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

78,9±5,10

p2<0,05

40,1±2,59

p2<0,001

38,7±4,64

У гіпокампі у відповідь на ішемію-реперфузію зростає вміст протеїнів р53 (у полях СА1 і СА3 гіпокампа) та Bcl-2 (у полях СА2 і СА3) (табл. 4). Схожим чином змінюється експресія досліджуваних генів у цій структурі й при цукровому діабеті, при додатковому збільшенні показника Bcl-2 в полі СА3 гіпокампа.

При поєднанні обох патологій, порівняно з групою діабету, в полі СА1 підвищується вміст факторів р53 і Bcl-2, а в полі СА3 зростає експресія білка р53 при одночасному зниженні експресії білка Bcl-2. У гіпокампі в усіх експериментальних групах відсутні зміни експресії фактора Hif-1α.


Таблиця 4

Експресія білків Hif-1α, р53 і Bcl-2 в гіпокампі за умов поєднаної дії цукрового діабету та ішемії-реперфузії головного мозку (M±m)

Поле гіпо-кампа

Група спостереження

Площа

Hif-1α-імунореак-тивного матеріалу

на 10 000 мкм2

Площа

р53-імунореак-тивного матеріалу

на 10 000 мкм2

Площа

Bcl-2- імунореактивного матеріалу

на 10 000 мкм2

СА1

Контроль

11,4±2,53

220±46,0

287±47,5

Ішемія-реперфузія

10,9±2,28

435±75,0

р1<0,05

402±51,2

Цукровий діабет

13,6±3,12

398±74,4

р1<0,05

278±60,3

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

10,9±1,97

1192±83,6

р2<0,001

р3<0,001

567±63,7

р2<0,001

р3<0,05

СА2

Контроль

7,56±0,710

625±87,4

433±53,1

Ішемія-реперфузія

11,9±1,99

800±89,7

707±52,4

р1<0,001

Цукровий діабет

11,1±1,74

700±71,1

736±14,8

р1<0,001

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

7,55±1,39

732±79,9

761±60,8

СА3

Контроль

9,25±1,39

336±62,5

466±55,3

Ішемія-реперфузія

15,5±3,78

587±64,2

р1<0,01

338±53,2

Цукровий діабет

12,7±3,16

663±77,5

р1<0,001

746±24,5

р1<0,001

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

13,9±4,86

955±167

р2<0,05

508±58,2

р2<0,001

р3<0,05

Такі дані свідчать про більш суттєве ушкодження й активність апоптотичних процесів у гіпокампі та більш сприятливі умови для виживання клітин кори лобової частки за умов поєднання неповної глобальної ішемії-реперфузії головного мозку та цукрового діабету.

У корі лобової частки й гіпокампі ішемія-реперфузія, порівняно з контролем, призводить до паралельної активації процесів ліпопероксидації та антиоксидантного захисту, про що свідчить зростання вмісту ДК і МА, зростання активності КТ й ГПО (табл. 5). Проте постійною складовою цієї реакції є зниження активності СОД.

При діабеті, порівняно з контрольною групою, відбувається зниження вмісту продуктів пероксидного окиснення ліпідів й активності СОД в усіх структурах, активність КТ за цих умов зростає в корі лобової частки і полі СА2 гіпокампа. Ішемія-реперфузія на тлі ЦД, у цілому, характеризується зниженням антиоксидантного захисту на тлі незмінної інтенсивності ліпопероксидації. Крім того, показники пероксидного окиснення ліпідів й активності антиоксидантного захисту в останній групі є нижчими, ніж такі в групі тварин з ішемію-реперфузією без діабету.


Таблиця 5

Уміст продуктів пероксидного окиснення ліпідів та активність антиоксидантних ферментів у корі лобової частки і полях гіпокампа за умов поєднаної дії цукрового діабету та ішемії-реперфузії головного мозку (M±m, n=11)

Структура

мозку

Група

спостереження

Дієнові кон’югати

(нмоль/мг

білка)

Малоновий альдегід

(нмоль/мг

білка)

Супероксид-дисмутаза

(од/хв мг білка)

Каталаза

(мкмоль/мг білка)

Глутатіон-пероксидаза (нмоль G-SH хв мг білка)

Кора лобової частки

Контроль

2,39±0,073

0,452±0,013

33,6±0,838

2,20±0,370

0,453±0,088

Ішемія-

реперфузія

2,64±0,073

р1<0,05 

0,619±0,027

р1<0,001

22,8±0,597

р1<0,001

3,53±0,130

р1<0,005

0,900±0,085

р1<0,005

Цукровий діабет

1,39±0,094

р1<0,001

0,443±0,027

6,33±0,496

р1<0,001

3,71±0,292

р1<0,005

0,446±0,011

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

1,54±0,117

0,360±0,030

5,36±0,350

1,51±0,144

р2<0,001

0,292±0,018

р2<0,001

Поле СА1

Контроль

2,79±0,078

0,610±0,011

41,2±1,21

2,69±0,636

0,659±0,170

Ішемія-

реперфузія

2,72±0,107

0,666±0,020

р1<0,05

17,9±0,621

р1<0,001

2,91±0,071

0,887±0,100

Цукровий діабет

1,40±0,097

р1<0,001

0,436±0,027

р1<0,001

5,44±0,346

р1<0,001

3,45±0,353

0,426±0,042

Цукровий діабет та ішемія-

реперфузія

1,85±0,201

0,447±0,053

7,52±1,14

1,91±0,191

р2<0,005

0,393±0,051

Поле СА2

Контроль

2,53±0,089

0,576±0,012

37,3±1,12

2,31±0,054

0,633±0,159

Ішемія-

реперфузія

2,53±0,103

0,641±0,020

р1<0,05

17,5±0,390

р1<0,001

3,14±0,163

р1<0,001

0,904±0,088

Цукровий діабет

1,35±0,100

р1<0,001

0,411±0,028

р1<0,001

6,43±0,359

р1<0,001

3,04±0,272

р1<0,025

0,404±0,036

Цукровий діабет та ішемія-

реперфузія

1,93±0,275

0,417±0,060

5,84±0,814

1,52±0,178

р2<0,001

0,366±0,048

Поле СА3

Контроль

2,76±0,066

0,615±0,015

38,4±0,611

2,85±0,079

0,648±0,165

Ішемія-

реперфузія

2,94±0,075

0,693±0,014

р1<0,005

17,9±0,691

р1<0,001

3,60±0,089

р1<0,001

0,867±0,083

Цукровий діабет

1,24±0,077

р1<0,001 

0,403±0,014

р1<0,001

6,63±0,538

р1<0,001

3,13±0,309

0,385±0,016

Цукровий діабет та ішемія-

реперфузія

1,90±0,124

р2<0,001

0,459±0,030

5,37±0,438

2,00±0,251

р2<0,05

0,317±0,023

р2<0,05

Ще одним важливим критерієм вираженості оксидантного стресу є окиснювальна модифікація білків. За наших експериментальних умов (табл. 6) двобічна каротидна ішемія-реперфузія, порівняно з групою контролю, спричинює достовірні зміни лише в корі лобової частки  – у вигляді зростання вмісту продуктів окиснювальної модифікації нейтрального і основного характеру. Експериментальний цукровий діабет знижує вміст продуктів окиснювальної модифікації білків нейтрального характеру в полях СА1 і СА3 гіпокампа та основного характеру – в усіх досліжених структурах. Зміни вмісту продуктів окиснювальної модифікації білків у відповідь на двобічну каротидну ішемію-реперфузію на тлі тримісячного цукрового діабету полягають лише в зростанні вмісту продуктів окиснювальної модифікації білків основного характеру тільки в корі лобової частки головного мозку щурів.

Таблиця 6

Уміст продуктів окиснювальної модифікації білків у корі лобової частки та полях гіпокампа за умов поєднаної дії цукрового діабету та ішемії-реперфузії головного мозку (M±m, n=11)

Структура мозку

Група

спостереження

Уміст альдегідо- та кетонопохідних ОМБ нейтрального характеру

(о.о.г./г білка, 370 нм)

Уміст альдегідо- та кетонопохідних ОМБ основного характеру

(о.о.г./г білка, 430 нм)

Кора лобової частки

Контроль

8,24±0,234

4,11±0,123

Ішемія-реперфузія

9,14±0,305

р1<0,05

4,67±0,152

р1<0,05

Цукровий діабет

7,56±0,702

3,42±0,302

р1<0,05

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

9,11±0,087

4,42±0,103

р2<0,05

Поле СА1

Контроль

9,30±0,278

4,45±0,099

Ішемія-реперфузія

10,27±0,399

4,67±0,103

Цукровий діабет

7,70±0,705

р1<0,05

3,34±0,343

р1<0,01

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

8,10±0,307

3,74±0,167

Поле СА2

Контроль

9,02±0,244

4,39±0,116

Ішемія-реперфузія

9,70±0,234

4,45±0,118

Цукровий діабет

7,69±0,676

3,32±0,353

р1<0,01

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

8,16±0,326

3,89±0,157

Поле СА3

Контроль

9,16±0,277

4,34±0,106

Ішемія-реперфузія

9,33±0,319

4,04±0,136

Цукровий діабет

7,54±0,678

р1<0,05

3,30±0,315

р1<0,01

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

8,60±0,326

4,15±0,157

Неодмінними компонентами реакції нервової тканини на ішемічно-репрфузійні пошкодження є зміни протео- та фібринолітичної активності.

Під впливом двобічної каротидної ішемії-реперфузії, стосовно контролю, зростає лізис високомолекулярних білків і колагену в усіх досліджених структурах головного мозку, за винятком поля СА1 гіпокампа, в якому має місце зниження лізису низькомолекулярних білків (табл. 7). Цукровий діабет, відносно контролю, знижує лізис низькомолекулярних білків у корі лобової частки та полі СА1 гіпокампа і збільшує лізис високомолекулярних білків і колагену в полях СА2 і СА3 гіпокампа. Характерною закономірністю змін тканинного протеолізу при поєднанні ішемії-реперфузії мозку та цукрового діабету є зниження лізису колагену в усіх досліджених нами структурах.

Таблиця 7

Показники тканинного протеолізу в корі лобової частки та полях гіпокампа за умов поєднаної дії цукрового діабету та ішемії-реперфузії головного мозку (M±m, n=11)

Структура мозку

Група

спостереження

Лізис низько-молекулярних білків (мкг азоальбуміну/г тканини за год)

Лізис високо-молекулярних білків

(мкг азоказеїну/г тканини за год)

Лізис колагену (мкг азоколу/г тканини за год)

Кора лобової частки

Контроль

115±3,37

81,7±2,45

5,10±0,131

Ішемія-

реперфузія

113±2,33

98,9±2,84

р1<0,001

5,70±0,151

р1<0,01

Цукровий діабет

93,0±7,35

р1<0,05

86,5±4,41

6,10±0,533

Цукровий діабет та ішемія- реперфузія

93,6±2,91

85,7±3,68

3,89±0,549

р2<0,01

Поле СА1

Контроль

127±3,33

95,1±2,54

6,06±0,180

Ішемія-

реперфузія

105±4,75

р1<0,01

102±3,60

6,58±0,310

Цукровий діабет

104±8,85

р1<0,05

105±9,05

7,33±0,825

Цукровий діабет та ішемія- реперфузія

102±5,78

95,3±6,16

4,67±0,581

р2<0,05

Поле СА2

Контроль

128±3,20

102±2,42

5,71±0,133

Ішемія-

реперфузія

133±4,55

127±4,93

р1<0,001

7,92±0,382

р1<0,001

Цукровий діабет

114±6,24

116±5,77

р1<0,05

7,76±0,550

р1<0,01

Цукровий діабет та ішемія- реперфузія

118±6,22

110±5,18

5,60±0,573

р2<0,05

Поле СА3

Контроль

122±3,82

92,8±1,90

4,86±0,126

Ішемія-

реперфузія

113±4,81

109±3,48

р1<0,01

6,63±0,112

р1<0,001

Цукровий діабет

112±5,88

109±5,23

р1<0,05

7,33±0,642

р1<0,01

Цукровий діабет та ішемія- реперфузія

107±5,00

100±4,52

5,04±0,441

р2<0,01

За нашими даними реакція тканинного фібринолізу на ішемію-реперфузію головного мозку полягає в зростанні всіх або окремих показників фібринолітичної активності в усіх досліджених структурах, за винятком поля гіпокампа СА3, де змін не виявлено (табл. 8). При цукровому діабеті також наявна закономірність – зростання практично всіх показників фібринолізу в усіх мозкових структурах. На противагу реакції у тварин без порушення вуглеводного обміну, при експериментальному цукровому діабеті двобічна каротидна ішемія-реперфузія, порівняно з показниками у тварин із діабетом, спричиняє зниження ферментативної фібринолітичної активності в полях СА2 та СА3 гіпокампа самців-щурів, не впливаючи  на досліджені показники в інших ділянках головного мозку.


Таблиця 8

Показники тканинної фібринолітичної активності в корі лобової частки та полях гіпокампа за умов поєднаної дії цукрового діабету та ішемії-реперфузії головного мозку (M±m, n=11)

Структура  мозку

Група

спостереження

Сумарна фібринолітична активність (мкг азофібрину/г тканини за год)

Неферментативна

фібринолітична активність (мкг азофібрину/г тканини за год)

Ферментативна фібринолітична активність (мкг азофібрину/г тканини за год)

Кора лобової частки

Контроль

36,8±1,03

19,4±0,514

17,4±0,820

Ішемія-

реперфузія

51,5±1,36

р1<0,001

25,1±1,01

р1<0,001

26,4±0,960

р1<0,001

Цукровий діабет

47,7±3,71

р1<0,05

22,8±1,83

24,9±1,89

р1<0,01

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

48,5±1,74

25,3±1,22

23,2±0,649

Поле СА1

Контроль

44,2±0,839

22,0±0,665

22,1±0,634

Ішемія-реперфузія

45,0±0,969

21,3±0,962

23,6±0,322

р1<0,05

Цукровий діабет

59,4±4,57

р1<0,01

28,7±2,20

р1<0,01

30,6±2,38

р1<0,01

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

51,6±3,50

25,3±1,82

26,3±1,78

Поле СА2

Контроль

44,9±1,26

22,0±0,697

23,0±0,871

Ішемія-

реперфузія

54,2±1,34

р1<0,001

25,8±0,997

р1<0,01

28,4±0,982

р1<0,01

Цукровий діабет

63,8±3,41

р1<0,001

30,6±1,86

р1<0,001

33,2±1,76

р1<0,001

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

58,6±3,67

34,1±2,50

24,5±3,13

р2<0,05

Поле СА3

Контроль

44,4±1,30

21,3±0,574

23,2±0,888

Ішемія-реперфузія

45,1±1,36

21,7±0,296

23,4±1,37

Цукровий діабет

62,4±3,92

р1<0,001

29,8±2,08

р1<0,01

32,6±1,88

р1<0,001

Цукровий діабет та ішемія-реперфузія

54,5±3,17

27,4±1,90

27,1±1,44

р2<0,05

Гістологічна картина кори лобової частки та гіпокампа тварин, яким виконано двобічну каротидну ішемію-реперфузію, та щурів із цукровим діабетом характеризується подібністю морфологічних змін. За обох експериментальних моделей на світлооптичному рівні встановлено поліморфізм нейроцитів у вигляді появи збільшених, із набряклими відростками гіпохромних нейроцитів у стані тигролізу, а також малих гіперхромних клітин. На електроннооптичному рівні для стану гіпохромії характерна прозорість нуклео- і цитоплазми. Гіперхромні клітини містять зменшені за площею ядра з нерівною каріолемою та осміофільною каріоплазмою. За обох типів морфологічних змін спостерігається зменшення вмісту клітинних органел та порушення будови останніх. Мітохондрії мають просвітлений матрикс та пошкоджені кристи, канальці гранулярного ендоплазматичного ретикулуму та комплексу Гольджі розширені, мало вільних рибосом і полісом. За обох експериментальних патологій наявний периваскулярний набряк.

Ці зміни набувають найбільшої вираженості при поєднанні двобічної каротидної ішемії-реперфузії та стрептозотоцин-індукованго цукрового діабету. Таке втручання спричиняє значні деструктивні зміни всіх структурних компонентів сірої речовини кори лобової частки та гіпокампа на світло- й електроннооптичному рівнях у вигляді порушень внутрішньої будови та форми нервових клітин і появи гіпохромних та різко гіпохромних, гіперхромних і навіть пікнотичних нейроцитів зі зменшенням кількості і змінами структури їх органел, набряком ендотеліоцитів та перикапілярних просторів.

Узагальнюючи результати дослідження можна дійти висновку, що при ішемії-реперфузії мозку ступінь експресії генів Hif-1α, p53 та Bcl-2 вищий на тлі цукрового діабету, ніж у тварин із незміненою ендокринною функцією підшлункової залози. У той же час, інтенсивність процесів пероксидного окиснення ліпідів, окиснювальної модифікації білків, тканинного протеолізу та фібринолізу при неповній глобальній ішемії-реперфузії у всіх досліджуваних структурах мозку тварин із цукровим діабетом, порівняно з показниками у тварин без порушення вуглеводного обміну, як за кількістю змінених параметрів, так і за вираженістю змін менша, активність антиоксидантних ферментів, незважаючи на менші прояви оксидативного стресу, значно пригнічена, а морфологічний стан даних структур за умов поєднання двох патологічних станів характеризується більшим ступенем вираженості деструктивних змін.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та експериментальні дані стосовно нового вирішення наукової задачі – особливостей ішемічно-реперфузійного пошкодження структур головного мозку на тлі цукрового діабету, що дозволяє поглибити розуміння перебігу такого патологічного стану з метою подальшої розробки ефективної стратегії попередження та лікування цереброваскулярних захворювань, що виникають за умов порушеного метаболізму.

  1.  Ішемія-реперфузія на тлі цукрового діабету достовірно посилює експресію білків Hif-1α та Bcl-2 у 2,9 і 1,4 раза відповідно в корі лобової частки, білка р53 – у полях гіпокампа СА1 та СА3 в 3 рази й 1,4 раза відповідно, білка  Bcl-2 – у полі гіпокампа СА1 у 2 рази та знижує експресію останнього – у полі СА3 в 1,5 раза, що свідчить про більш суттєве ушкодження й активність апоптотичних процесів у гіпокампі та більш сприятливі умови для виживання клітин кори лобової частки за даних експериментальних умов.
  2.  Двобічна каротидна ішемія-реперфузія на тлі тримісячного цукрового діабету спричиняє достовірне пригнічення активності каталази в корі лобової частки, полях гіпокампа СА1, СА2 та СА3 у 2,5, 1,8, 2,0 і 1,6 раза відповідно, пригнічення активності глутатіонпероксидази в корі лобової частки і полі СА3 гіпокампа в 1,5 та 1,2 раза відповідно, без суттєвих змін вмісту продуктів ліпопероксидації, що свідчить про виснаження антиоксидантного захисту.
  3.  Зміни вмісту продуктів окиснювальної модифікації білків у відповідь на двобічну каротидну ішемію-реперфузію на тлі тримісячного цукрового діабету полягають лише в зростанні вмісту продуктів окиснювальної модифікації білків основного характеру тільки в корі лобової частки головного мозку щурів в 1,3 раза (р<0,05).
  4.  Двобічна каротидна ішемія-реперфузія на тлі цукрового діабету спричиняє достовірне зниження лізису колагену в корі лобової частки та полях гіпокампа СА1, СА2 і СА3 в 1,6, 1,6, 1,4 1,5 раза відповідно й ферментативної фібринолітичної активності – у полях гіпокампа СА2 та СА3 в 1,4 та 1,2 раза.
  5.  Морфологічні зміни тканини кори лобової частки і гіпокампа під впливом двобічної каротидної ішемії-реперфузії на тлі тримісячного цукрового діабету проявляються зменшенням щільності розташування клітин, появою гіпохромних, гіперхромних і різко гіперхромних нейроцитів, зміною форми і вмісту нервових клітин, зменшенням кількості і порушенням структури їх органел, набряком ендотеліоцитів та перикапілярних просторів, що свідчить про зниження функціональної активності нейроцитів та гемокапілярів, а також про пригнічення перебігу внутрішньоклітинної регенерації в нервових клітинах.
  6.  При двобічній каротидній ішемії-реперфузії головного мозку в самців-щурів на тлі тримісячного цукрового діабету зміни показників пероксидного окиснення ліпідів, окиснювальної модифікації білків, тканинного протеолізу та фібринолізу є менш вираженими, ніж такі при ішемії-реперфузії без порушення вуглеводного обміну, що є прямим свідченням ослаблення цих біохімічних процесів унаслідок особливостей метаболізму за умов діабету. У той же час отримані дані щодо експресії генів Hif-1α, p53 та Bcl-2 свідчать про більшу активність геномної реакції і суттєвіше пошкодження нервової тканини  при ішемії-реперфузії  саме на тлі цукрового діабету.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

  1.  Лєньков О.М. Перекисне окиснення ліпідів та антиоксидантний захист у корі головного мозку і гіпокампі за умов двобічної каротидної ішемії-реперфузії при експериментальному цукровому діабеті в самців-щурів / О.М.Лєньков//Клінічна та експериментальна патологія.-2009.-Т.III,№2.-С.44-46.
  2.  Лєньков О.М. Стан тканинного протеолізу та фібринолізу в корі головного мозку і гіпокампі за умов двобічної каротидної ішемії-реперфузії при експериментальному цукровому діабеті в самців-щурів / О.М.Лєньков // Буковинський медичний вісник. - 2009. - №3. - С.115-118.
  3.  Лєньков О.М. Вплив двобічної каротидної ішемії-реперфузії на вміст продуктів окиснювальної модифікації білків у корі головного мозку і гіпокампі при експериментальному цукровому діабеті в самців-щурів / О.М.Лєньков, С.С.Ткачук // Клінічна та експериментальна патологія. - 2009. -Т.VIII, № 3(29). - С.37-39. (Дисертант самостійно здійснив експеримент, статистичну обробку, підготовку матеріалів до друку).
  4.  Лєньков О.М. Морфологічні зміни тканини гіпокампа за умов двобічної каротидної ішемії-реперфузії при експериментальному цукровому діабеті в самців-щурів / О.М.Лєньков // Клінічна та експериментальна патологія. - 2009. - Т.VIII, № 4(30). - С.39-42.
  5.  Ткачук С.С. Ультраструктурні зміни тканини гіпокампа за умов двобічної каротидної ішемії-реперфузії при експериментальному цукровому діабеті в самців-щурів / С.С.Ткачук, К.С.Волков, О.М.Лєньков // Здобутки клінічної і експериментальної медицини. - 2009. - №2. - С.73-77. (Дисертантом самостійно проведено експериментальне втручання, гістологічну проводку, статистичну обробку, підготовку матеріалів до друку).
  6.  Ткачук С.С. Мофологічні зміни кори лобової частки головного мозку за умов двобічної каротидної ішемії-реперфузії при експериментальному цукровому діабеті / С.С.Ткачук, О.М.Лєньков // Клінічна анатомія та оперативна хірургія. - 2010. - Т.9, №2(32). - С.102-107. (Дисертант самостійно провів експеримент, гістологічну проводку та підготовку матеріалів до друку).
  7.  Ткачук С.С. Експресія білків Hif-1α, р53 та Bcl-2 в головному мозку за умов двобічної каротидної ішемії-реперфузії на тлі цукрового діабету в самців-щурів / С.С. Ткачук, О.М. Лєньков // Клінічна та експериментальна патологія. - 2010. - Т.ІХ, №2(32). - С.111-113. (Дисертант самостійно здійснив дослідження, статистичну обробку, підготовку матеріалів до друку).
  8.  Лєньков О.М. Морфологічна реакція кори головного мозку на поєднану дію стрептозотоцинового цукрового діабету та двобічної каротидної ішемії в самців-щурів / О.М.Лєньков, О.В.Ткачук //  Морфологічний стан тканин і органів систем організму в нормі та патології: науково-практична конференція, 10-11 червня 2009 р.: зб. матеріалів конф. – Тернопіль, 2009. - С.107-108. (Дисертант самостійно здійснив експериментальне втручання, гістологічну проводку, підготовку матеріалів до друку).
  9.  Ткачук О.В. Ультраструктурні зміни в лобовій та потиличній частках кори, індуковані неповною глобальною ішемією головного мозку в самців-щурів зі стрептозотоциновим цукровим діабетом / О.В.Ткачук, О.М.Лєньков // Морфологічний стан тканин і органів систем організму в нормі та патології: науково-практична конференція, 10-11 червня 2009 р.: зб. матеріалів конф. – Тернопіль, 2009. - С.177 - 178. (Дисертант самостійно провів експеримент, гістологічну проводку, підготовку матеріалів до друку).
  10.  Лєньков О.М. Вплив двобічної каротидної ішемії-реперфузії на прооксидантно-антиоксидантний стан у корі головного мозку і гіпокампі за умов цукрового діабету в самців-щурів / О.М.Лєньков, О.В.Ткачук, А.А.Галагдина // Актуальні проблеми сучасної медицини: II (63) Міжнародний конгрес, 4-6 листопада 2009 р.: зб. матеріалів конгресу. -  Київ, 2009. - С.380-381. (Дисертантом самостійно здійснено експериментальне втручання, статистичну обробку, підготовку матеріалів до друку).
  11.  Ткачук С.С. Стан окиснювальної модифікації білків головного мозку за умов поєднаної дії двобічної каротидної ішемії-реперфузії та експериментального цукрового діабету / С.С.Ткачук, О.М.Лєньков // XVIII-й з’їзд Українського фізіологічного товариства з міжнародною участю, 20-22 травня 2010 р.: зб. матеріалів з’їзду. - Одеса, 2010. - С.218-219. (Дисертант самостійно провів експериментальне втручання, статистичну обробку, підготовку матеріалів до друку).
  12.  Лєньков О.М. Вплив двобічної каротидної ішемії-реперфузії на показники тканинного протеолізу та фібринолізу в корі головного мозку та гіпокампі на тлі експериментального цукрового діабету в самців-щурів / О.М.Лєньков, С.С.Ткачук // XVIII-й з’їзд Українського фізіологічного товариства з міжнародною участю, 20-22 травня 2010 р.: зб. матеріалів з’їзду. - Одеса, 2010. - С.42-43. (Дисертант самостійно провів експериментальну роботу, обробку даних, підготовку матеріалів до друку).
  13.  Ткачук С.С. Вплив двобічної каротидної ішемії-реперфузії на морфологічний стан тканини гіпокампа за умов експериментального цукрового діабету в самців-щурів / С.С.Ткачук, О.М.Лєньков // Довкілля і здоров’я: Всеукраїнська науково-практична конференція, 23-24 квітня 2010 р. – зб. матеріалів конф. - Тернопіль, 2010 - С.124. (Дисертант самостійно здійснив експериментальне втручання, гістологічну проводку та підготовку матеріалів до друку).
  14.  Леньков А.М. Морфофункциональные изменения ткани гиппокампа при экспериментальном сахарном диабете, осложненном ишемически-реперфузионным повреждением головного мозга у самцов крыс / А.М.Леньков, С.С.Ткачук, Т.И.Бойчук // Нейроэндокринология – 2010: VIII Всероссийская конференция нейроэндокринологов, 20-22 квітня 2010 р. - зб. матеріалів конф. – С.-Петербург, 2010 - С.33. (Дисертант самостійно провів експериментальне втручання, гістологічну проводку, підготовку матеріалів до друку).
  15.  Ткачук С.С. Вплив двобічної каротидної ішемії-реперфузії на експресію білків р53 та Hif-1α в головному мозку на тлі експериментального цукрового діабету в самців-щурів / С.С. Ткачук, О.М. Лєньков // Здобутки клінічної та експериментальноої медицини: конференція 17 червня 2010 р.: зб. матеріалів конф. - Тернопіль, 2010. - С.156-157. (Дисертант самостійно здійснив експеримент, статистичну обробку, підготовку матеріалів до друку).

АНОТАЦІЯ

Лєньков О.М. Особливості перебігу ішемічно-реперфузійного пошкодження структур головного мозку при експериментальному цукровому діабеті в самців-щурів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.04 – патологічна фізіологія. – Буковинський державний медичний університет МОЗ України, Чернівці, 2010.

Дисертація присвячена вивченню особливостей патогенезу ішемічно-реперфузійного пошкодження філогенетично різних структур головного мозку за умов експериментального цукрового діабету в самців-щурів.

Отримані дані щодо експресії генів Hif-1α, p53 та Bcl-2 свідчать, що при ішемії-реперфузії мозку активність геномної реакції і пошкодження нервової тканини більш суттєві на тлі цукрового діабету, ніж у тварин із незміненою функцією підшлункової залози. У тварин із поєднаною патологією виявлено вищу активність апоптотичних процесів у гіпокампі та більш сприятливі умови для виживання клітин у корі лобової частки.

Встановлено, що відповідь на неповну глобальну ішемію-реперфузію усіх досліджуваних структур мозку тварин із цукровим діабетом порівняно з ішемічно-реперфузійним ураженням головного мозку без порушення вуглеводного обміну за інтенсивністю процесів пероксидного окиснення ліпідів, окиснювальної модифікації білків, тканинного протеолізу та фібринолізу слабша як за кількістю змінених параметрів, так і за вираженістю змін, активність антиоксидантних ферментів, незважаючи на менші прояви оксидативного стресу, значно пригнічена, а морфологічний стан даних структур за умов поєднання обох експериментальних моделей характеризується більшим ступенем вираженості деструктивних змін.

Результати роботи дозволяють поглибити розуміння перебігу такої поєднаної патології з метою подальшої розробки ефективної стратегії попередження та лікування цереброваскулярних захворювань, що виникають за умов порушеного метаболізму.

Ключові слова: головний мозок, ішемія-реперфузія, цукровий діабет.

АННОТАЦИЯ

Леньков А.М. Особенности течения ишемически-реперфузионного повреждения структур головного мозга при экспериментальном сахарном диабете у самцов крыс. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.04 – патологическая физиология. – Буковинский государственный медицинский университет МЗ Украины, Черновцы, 2010 г.

Диссертация посвящена изучению патогенеза ишемически-реперфузионного повреждения филогенетически разных структур головного мозга в условиях экспериментального сахарного диабета у самцов крыс.

На основании исследования показателей экспрессии отдельных про- и антиапоптотических генетических факторов, интенсивности пероксидного окисления липидов, окислительной модификации белков, тканевого протеолиза и фибринолиза, активности ферментов антиоксидантной защиты в коре лобной доли и отдельных полях гиппокампа, морфологического состояния этих структур установлено, что течение ишемически-реперфузионного повреждения головного мозга в условиях сахарного диабета имеет ряд особенностей.

По данным экспрессии генов Hif-1α, p53 и Bcl-2 при ишемии-реперфузии активность геномной реакции и повреждение нервной ткани более существенны на фоне сахарного диабета по сравнению с животными с неизмененной эндокринной функцией поджелудочной железы. В коре лобной доли ишемия-реперфузия на фоне сахарного диабета вызывает усиление экспрессии антиапоптотических факторов Hif-1α и Bcl-2, но не проапоптотического р53, в то же время, в гиппокампе в данных экспериментальных условиях усиливается продукция белков р53 и Bcl-2 при отсутствии изменений экспрессии фактора Hif-1α. Такие изменения свидетельствуют о большей активности апоптотических процессов в гиппокампе и более благоприятных условиях для выживания клеток в коре лобной доли.

Неполная глобальная ишемия-реперфузия головного мозга на фоне сахарного диабета вызывает угнетение активности ферментов антиоксидантной защиты при практически неизменном содержании продуктов пероксидного окисления липидов. Реакция процессов пероксидации белков при сочетании обеих экспериментальных моделей заключается в увеличении содержания продуктов окислительной модификации белков основного характера только в коре лобной доли. В этих же экспериментальных условиях тканевой протеолиз реагирует снижением интенсивности лизиса коллагена в исследуемых структурах головного мозга. Изменения тканевого фибринолиза при сочетанной экспериментальной патологии заключаются в снижении ферментативной фибринолитической активности в отдельных полях гиппокампа.

В целом, реакция всех исследуемых мозговых структур на неполную глобальную ишемию-реперфузию при сахарном диабете, сравнительно с ишемически-реперфузионным повреждением головного мозга без нарушения углеводного обмена, по интенсивности процессов пероксидного окисления липидов, окислительной модификации белков, тканевого протеолиза и фибринолиза слабее как по количеству измененных параметров, так и по выраженности изменений. При этом активность антиоксидантних ферментов, несмотря на меньшую выраженность окислительного стресса, существенно угнетена.

Морфологические изменения ткани коры лобной доли и гипппокампа при ишемически-реперфузионном поражении головного мозга на фоне сахарного диабета состоят в уменьшении плотности расположения клеток, появлении гипохромных, гиперхромных и резко гиперхромных нейроцитов, изменении формы и содержания нервных клеток, уменьшении количества и нарушении структуры клеточных органелл, отеке эндотелиоцитов и перикапиллярных пространств. Указанные изменения морфологического состояния  коры лобной доли и гиппокампа в условиях неполной глобальной ишемии-реперфузии головного мозга на фоне сахарного диабета подобны таковым при ишемически-реперфузионном повреждении без нарушения углеводного обмена и отличаются более высокой степенью выраженности деструктивных изменений.

Результаты работы позволяют углубить понимание течения такой сочетанной патологии с целью дальнейшей разработки эффективной стратегии профилактики и лечения цереброваскулярных заболеваний, которые возникают в условиях нарушенного метаболизма.

Ключевые слова: головной мозг, ишемия-реперфузия, сахарный диабет.


ANNOTATION

Lenkov A.M. Peculiarities of brain structures ischemia-reperfusion injury course against a background of diabetes mellitus in male rats. – Manuscript.

Dissertation for the scientific degree of the Candidat of Medicine by speciality 14.03.04 – Pathologic Physiology. – Bukovinian State Medical University of Ukraine, Chernivtsi, 2010.

The dissertation deals with the investigation of pathogenesis peculiarities of phylogenetically different brain structures ischemia-reperfusion injury under conditions of experimental diabetes mellitus in male rats.

The data on Hif-1α, p53 and Bcl-2 genes expression show that ischemia-reperfusion results in more active genomic reaction and more significant nervous tissue damage under conditions of diabetes mellitus compared to animals with normal pancreas endocrine function. А higher apoptotic activity in the hippocampus and more favorable conditions for the survival of cells in the frontal lobe cortex in animals with combined pathology have been demonstrated. A weaker reaction of investigated brain structures in response to combined experimental pathology compared to brain ischemia-reperfusion injury without carbohydrate metabolism violations has been demonstrated by the intensity of lipid peroxidation, oxidative protein modification, tissue proteolysis and fibrinolysis. At the same time antioxidant enzymes activity is depressed despite the lower intensity of oxidative stress. Morphological status under these conditions compared with ischemic-reperfusion brain damage without carbohydrate metabolism disturbance is characterized by a higher degree of destructive changes.

These data allow to deepen understanding of such combined pathology course for further development of an effective strategy for prevention and treatment of cerebrovascular diseases arising under metabolism violations.

Key words: brain, ischemia-reperfusion, diabetes mellitus.

ГПО    глутатіонпероксидаза

ДКІР    двобічна каротидна ішемія-реперфузія

ДК    дієнові кон’югати

КТ    каталаза

МА    малоновий альдегід

ОМБ    окиснювальна модифікація білків

СОД    супероксиддисмутаза

ЦД    цукровий діабет

СА1    cornu ammonii 1 – поле гіпокампа 1

СА2   cornu ammonii 2 – поле гіпокампа 2

СА3    cornu ammonii 3 – поле гіпокампа 3

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11524. Фазовая и частотная модуляция 147 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 Тема: Фазовая и частотная модуляция Цель работы: Изучить механизмы фазовой и частотной модуляции. Разобраться в работе простейших схем преобразования сигнала в фазово модулированны...
11525. Волновое сопротивление 88 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 Волновое сопротивление. Цель работы: Изучить механизм возникновения волнового сопротивления научиться на практике согласовывать передачу информации между линиями с различными в
11527. Организация канала приема передачи сообщения 55.73 KB
  Организация канала приема передачи сообщения Цель работы: Организовать передачу сообщения между приемником и передатчиком с наименьшими искажениями Теоретические сведения Объем сообщения и пропускная ...
11528. Разработка WEB-приложений 168.5 KB
  Разработка WEB-приложений Лекция1: Основные технологии разработки WEBприложений Изучаемые вопросы Информация о курсе Протокол HTTP Основные технологии разработки WEBприложений Информация о курсе Полный объем курса 156 часа 45 кредита...
11529. Структура HTML-документа 236.5 KB
  Лекция 2. Структура HTMLдокумента Изучаемые вопросы Элементы языка HTML Структура HTMLдокумента Теги тела документа HTMLформы Из истории языка Год Событие около 1991 Тим БернерсЛ...
11530. Каскадные таблицы стилей CSS 180.5 KB
  Лекция 3: Каскадные таблицы стилей CSS. Изучаемые вопросы Общие сведения о CSS Добавление стиля на вебстраницу Синтаксис CSS Псевдоклассы 1. Общие сведения о CSS CSS Cascading Style Sheets каскадные таблицы стиле
11531. Ознакомление с правилами моделирования цифровых систем с помощью MicroCap 37.5 KB
  Отчет о лабораторной работе по курсу Схемотехника Ознакомление со стендом Цель работы: ознакомление с правилами моделирования цифровых систем с помощью MicroCap и функциональными возможностями лабораторной установки УМ11М. Задание: 1. Исследование базовы
11532. Изучение принципов синтеза и методики оценки качества различных схем кодовых преобразователей 89 KB
  Отчет о лабораторной работе по курсу Схемотехника КОДИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Цель работы: изучение принципов синтеза и методики оценки качества различных схем кодовых преобразователей. Задание: Необходимо синтезировать КП вида 5421 – изб3. ...