CC BY
17
В1СНИК ВДНЗУ «Украгнська медична стоматологгчна академя»
Summary
IMPACT OF SYMPATHICOTONIA ON HEMODYNAMIC PARAMETERS AND FUNCTION OF ENDOTHELIUM IN MODELLED CHRONIC STRESS Havrelyuk S.V., Levenets S.V.
Key words: sympathicotonia, endothelial dysfunction, abdominal aorta, hemodynamic parameters
This article describes relevant issues relating to the study of the mechanisms of adaptation of the cardiovascular system to immobilization stress under sympathicotonia against the background of increased activity of the sympathetic division of the higher nervous system and normal tone of parasympathetic division of the higher nervous system. The studies were carried out on three groups of identical 100-day old rats which were examined by ultrasound scan during 10-day exposure to immobilization stress against the sympathicotonia background. It has been found out the healthy laboratory rats exposed to the chronic immobilization stress developed endothelial dysfunction, vascular remodelling by eccentric type, loss of vascular wall elasticity and the ability to compensate for pathological changes. Under chronic immobilization stress accompanied by sympathicotonia with increased activity of the sympathetic division of the higher nervous system and normal tone of parasympathetic division we observed normal diameter of the abdominal aorta, structure and compensatory properties of vessel wall. However, we registered increased sensitivity of endothelium to ace-tylcholine and the developed of hemodynamic disturbances.
УДК 616.12+611.161 +616.379-08.64
Жураювська О.Я., Микулець Т.1., Жураквський В.М.
МОРФОЛОГ1ЧН1 ЗМ1НИ КРОВОНОСНОГО РУСЛА М1ОКАРДА ПРИ
СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОМУ ЦУКРОВОМУ Д1АБЕТ1 ТА ЙОГО КОРЕКЦИ
ДВНЗ «1вано-Франшський нацюнальний медичний уыверситет»
Метою роботи е вивчення зм/'н кровоносного русла мокарду щур'т /з стрептозотоциновим цукро-вим д'абетом та при його корекцП' ¡нсул1ном та ексенатидом. Цукровий д'абет моделювали одно-разовим внутршньоочеревинним введенням стрептозотоцину (6 мг на 100г маси тла). Встанов-лено, що на 56-у добу перебгу експериментального цукрового д'абету розвиваються виражен/ ознаки д'абетично! мкроангопатЯ, яка проявляеться зменшенням пропускноТ здатност/ артерол / каптяр1в, деструктивними змнами ендотел/'оцит/'в, потовщенням базальноТ мембрани, виражени-ми гемореолог1чними порушеннями. Щоденн ¡н'екци ексенатиду та '¡нсул'ну призводять до: нормал-зацИ р1вн1в глюкози / глкозильованого гемоглоб1ну в кров¡, в 'дновлення морфометричних показник'т / ультраструктурноТ будови стнки судин гемом1кроциркуляторного русла мокарду.
Ключов1 слова: м1кроциркуляторне русло, мюкард, цукровий д1абет, ексенатид, ¡нсулш.
У статт1 використано матер1ал дисертацЮного досл1дження, яке виконуеться в1дпов1дно до плану 1вано-Франк1вського национального медичного ун/верситету /' було частиною науково-досл1дноТ роботи кафедри анатомп людини, оперативноТ хирурги та топограф1чноГ анатомп «Оптим1зац1я комплексного лкування морфолог1чних ушкоджень травноТ, ендокринноТ та сечостатевоТсистем при цукровому д1абет1» (№ держ. реестрацп 0113Ш00769).
[2], тому метою нашого дослщження стало вивчення на псто- та ультраструктурному рiвнях морфофункцюнальних змш кровоносного русла мюкарду щурiв iз стрептозотоциновим цукровим дiабетом та при його корекци шсулшом та ексе-натидом.
Вступ
Цукровий дiабет (ЦД е одыею з важливих медико-со^альних проблем охорони здоров'я в усьому свт, що обумовлено ранньою швалщи-за^ею i смертнютю хворих [4,7]. За даними ВООЗ частота захворюваност на Цд зростае у 4 рази кожних десять рош. Основною причиною смертност у па^етчв iз ЦД е ураження серцево-судинно'Т системи, зокрема розвиток дiабетичноТ кардюмюпатп та виникнення таких грiзних ускладнень як шфаркт мюкарда [1,3,9]. За даними деяких авторiв, ексенатид е антидiабетичним препаратом-iнкретомiметиком, а саме, агонютом глюкагоноподiбного пептиду-1, який достовiрно пщвищуе 1-шу i 2-гу фази секрецп шсулшу при ппергпкемм, сприяе зменшенню маси тта хворих, знижуе рiвень триглицеридiв, липопроте'Тыв низькоТ щшьносп, а також дiастолiчний тиск i ш-двищуе рiвень лтопроте'Тыв високоТ щшьносп у па^етчв iз цукровим дiабетом 2-го типу [8,10].
Оскшьки розвитку дiабетичноТ кардюмюпатп сприяе виникнення коронарних мiкроангiопатiй
Матерiали та методи дослщження
Матерiалом для дослщження послужили шматочки мюкарду лiвого i правого шлуночш 16 бших щурiв-самцiв лшп Вютар масою 150-180 гр., якi були подшеы на 3 групи: 1 - контрольну (3 тварини), 2 - 4 тварини з модельованим стрептозотоциновим дiабетом, 3 - 9 тварин з модельованим стрептозотоциновим дiабетом, як отримували антидiабетичну терапш. Експери-ментальний ЦД (ЕЦД) у тварин 2-i i 3-i груп моделювали одноразовим внутршньо очеревин-ним введенням стрептозотоцину (розчиненого в 0,1 М цитратному буферному розчин з рН 4,5) в дозi 6 мг на 100 г маси. Контрольнш грут тварин у ешвалентнш дозi внутрiшньоочеревинно вво-
дили 0,1 М цитратний буфер з рН 4,5. Тварини 3-Ï групи з 14-го дня розвитку ЦД отримували анти дiабетичну терапю 3а пщгрупа (3 тварини) отримувала ексенатид («ВаеНа», ЕлШтл^ США) в дозi 0,04 мкг/100г/добу пiдшкiрно ранком за 30 хвилин до годування; 3б пщгрупа (3 тварини) отримувала пщшюры ш'екци' iнсулiну гларгiн («LantusSoloStar») в дозi 1 ОД/кг маси тiла/добу пщшмрно ранком за 30 хвилин до годування; 3в пiдгрупа отримувала ранком шдшмрно iн'eкцiï ш-сулiну гларгш в дозi 1 ОД/кг маси тта/добу, а ввечерi - ексенатид (0,02 мкг/кг маси тта/добу пщшмрно). Евтаназш тварин проводили пiд тюпенталовим наркозом шляхом декапiтацiï з наступним забором кровi в пробiрку для бiохiмiчних дослiджень.
Забирали матерiал на 56-ту добу експериме-нту. Рiвень глюкози визначали щоденно з краплi кровi хвостовоï вени за допомогою тест-смужок на глюкометрi фiрми "Асси-Chec" (Нiмеччина). Рiвень глiкозильованого гемоглобiну (НЬА1с) в кровi визначали в сертифкованш лабораторiï «Дiамеб» за допомогою дiагностичного набору «ACCENT-200 НЬАю DIRECT» (PZ Cormay S.A., Польша). Використали пстолопчний (забарв-лення гематоксилiн i еозином, фукселш-пiкрофуксином, за Хартом, ш'ек^я судин пари-зьким синiм) та електронномiкроскопiчний мето-ди дослiдження.
Пстолопчы препарати i напiвтонкi зрiзи ви-вчали пiд свiтловим мiкроскопом МС 300 (ТХР) та фотографували за допомогою Digital camera for microscope DCM 900.
Морфометрш здшснювали на вказаних препаратах за допомогою програмного забезпечен-ня NIH USA "Image J" в ручному режимi iз ура-хуванням збтьшень. Вимiрювали площу каптя-рiв, 'х стшки, просвiту та iндекс Вогенворта (1В) (вiдношення площi стiнки судини до площi про-свiту) [5]. Комп'ютерне опрацювання даних про-водилося за допомогою статистичного пакету Stat.Soft.Inc; Tulsa, OK, USA; Statistica 6.
Результати дослщження та ïx обговорення
На 56-у добу вщ початку моделювання стреп-тозотоцинового ЦД у тварин 2-Ï групи рiвень глюкози i HbA1c зростають до 18,21 ±0,22 ммоль/л (контроль 5,31±0,23 ммоль/л, р<0,001)
Морфометричнi показники
та 9,31±0,25% (контроль - 2,32±0,09%, р<0,01), що свщчить про розвиток важкоТ декомпенсова-ноТ форми ЦД. При ш'екци паризького синього в гемомiкроциркуляторному руслi мюкарда вiзуа-лiзувалися покрученi та звужен артерiоли i каш-ляри, останн часто переривалися i не були за-повненi iн'eкцiйною масою, при цьому венули були значно розширен з незначними аневриз-матичними випинаннями стшки. Ц змiни пщтве-рджуються i даними морфометрп (табл.). При зафарбуванн судин за Хартом внутршня елас-тична мембрана потовщена за рахунок набряку, розпушена, фрагментована, що свщчить про прогресуюче зниження пропускноТ здатностi ар-терiального русла. Стшки артерюл потовщенi, гомогенiзованi з щiлиноподiбним просвiтом. На субмiкроскопiчному рiвнi просв^и артерiол i ка-пiлярiв заповнен еритроцитарними сладжами (рис. 1а). Найбтьш виражених змiн зазнають ендотелiоцити. Ядра ендотелюцтчв свiтлi, ма-ють маргшально розташованi грудки хроматину, ядерна оболонка утворюе значнi iнвагiнацiТ. Цитоплазма перифершноТ' Тх зони мiстить крупн вакуолi, деструктивно змiненi мiтохондрiТ. Люме-нальна плазмолема утворюе мiкровирости, ви-пини у просвiт судин. Мюцями цi випини вщша-ровуються, утворюючи мiкроклазматоз. У каш-лярах навколо ендотелюци^в простежуеться пролiферацiя базальноТ мембрани у виглядi окремих пластин (рис. 1а). У окремих мiкрогемо-судинах спостер^аеться вогнищева десквама-цiя пошкоджених ендотелiоцитiв з оголенням базальноТ мембрани. У мюцитах артерiол вияв-ляються дрiбнi i крупнi вакуолi та Тх секвестра-цiя, внутрiшня еластична мембрана нерiвномiр-но потовщена (рис. 1б). Просвiт венул розши-рений, заповнений еритроцитами та тромбоцитами. В адвентицшнш оболонцi вiдмiчаеться те-нденцiя до збiльшення кiлькостi фiбрил колаге-ну, а також потовщення пучш колагенових волокон. Площа просв^у капiлярiв зменшувалась за рахунок збтьшення площi Тх стiнки (табл.), що разом зi значним зростанням 1В та ультра-структурними Тх змшами вказуе на зменшення Тх пропускноТ здатност та порушення трансендо-телiального обмiну [5,6].
Таблиця
ляр1в мокарду на 56-ту добу розвитку ЕЦД та його корекцп
Група тварин Площа судини (мкм2) Площа просвiту (мкм2) Площа стiнки (мкм2) 1В (%)
Контроль 25,81±2,87 14,43±2,89 10,71±1,31 76,13±14,27
ЦД 28,93±1,82 10,34±1,58* 18,08±2,54* 178,63±39,63*
3а 26,32±2,43 12,34±1,93# 14,01±2,33*,# 112,53±13,24*#
3б 27,98±1,54 12,02±1,63*# 15,56±2,43*# 134,95±19,46*#
3в 27,62±2,58 15,21±3,34# 12,01 ±2,34# 78,96±15,21#
Примтки: * - docmoeipHa рзниця, порiвняно з контрольною тваринами з ЕЦД (2 група), р<0,05.
Через 42 дж, вщ початку корекцп ЕЦД, у тварин 3-Ï групи рiвнi глюкози i НЬА1с в кровi досто-вiрно знижуються порiвняно з 2-ю групою тварин i вщповщно становлять: у 3а пщгруж
гаю тварин, р <0,05; #- дocmoвipнa piзниця пopiвнянo з
10,12±0,83ммоль/л (р=0,0209) та 6,84±0,69% (р=0,0209), у 3б - 8,39±0,97 ммоль/л (р=0,0209) та 5,93±0,32 % (р=0,0209), у 3в - 5,71±0,75 ммоль/л (р=0,0209) та 4,83±0,96 % (р=0,0209). У
В1СНИК ВДНЗУ «Украхнсъка медична стоматолог1чна академя»
3в пщгрут р!вн! глюкози та НЬА1с були достов1р-но нижчими, пор1вняно з 3а та 3б п1дгрупами, I статистично значимо не в1др1знялись в1д контро-льних показниюв. У вс1х п1дгрупах 3-Т групи тва-рин наповнен1сть судин гемом1кроциркуляторно-го русла паризьким сиым була б1льш р1вном1р-ною псрвняно з 2-ю групою тварин. Площа капь ляр1в та Тх стшки у 3в п1дгруп1 дсстсвiрнс не в1д-р1знялась в1д контрольних величин, тод1 як у 3а та 3б п1дгрупах товщина ст1нки кап1ляр1в й 1В були достов1рно вищими (табл.). Проте у 3-й грут тварин пор1вняно з 2-ю площа стшки та 1В дос-тов1рно знижувались, що вказуе на зменшення набряку ст1нки кап1ляр1в та вщновлення Тх про-пускноТ здатностк На ультраструктурному р!вн! в артерюлах I кап1лярах 3а I 3б п1дгрупи зустр1ча-ються еритроцитарн сладж1, адгез1я еритроци-т1в. У цитоплазм! ендотелюцит1в зустр1чаються др1бн1 вакуол1 та м1тохондрп з частково зруйно-ваними гребенями. Таю яюсы I ктьюсы зм1ни судин гемсмiкрсциркулятсрнсгс русла пов'язаы, очевидно, 1з високими р1внями глюкози та НЬА1с . У тварин 3в п1дгрупи структура стшки бтьшост артерюл, кап1ляр1в та венул не вщр1знялася в1д контрольно групи тварин (рис. 1в). В окремих ендотелюцитах виявлялися мтохондри з просвь тленим матриксом, др1бн1 вакуол1.
Рис. 1. Ульраструктурн1 особлиеост1 будови капЛяр 'в м 'ю-карда щуре з1 стрептозотоциноеим цукроеим д/'абетом (а) та при його корекци (б). Зб.: а) 8000, б) 4800, е) 9600.
1 - ядро ендотел1оцита, 2 - просет судини, 3 - еритро-цитарн1 сладж, 4 - базальна мембрана, 5 - еакуол, 6 - ядро м/'оцита, 7 - енутршня еластична мембрана.
Висновок
На 56-ту добу розвитку стрептозотоцинового д1абету спостер1гаемо розвиток д1абетичноТ м1к-роангюпатп мюкарда, яка проявляеться змен-шенням пропускноТ здатност1кап1ляр1в, на що вказуе збтьшення Тх 1ндексу Вонгеворта, де-структивними змшами ендстелiсцитiв, потов-щенням стшки артер1альних судин, потовщен-ням базальноТ мембрани, вираженими геморео-лопчними порушеннями (еритроцитарн сладж1, п1двищення адгезивнс-агрегацiйнст здатност тромбоцит1в, мiкрсклазматсз), десквамац1ею ен-дотелюцит1в у судинах. Поеднана терап1я експе-риментального цукрового д1абету шсулшом та ексенатидом призводить до вщновлення мор-фометричних показниюв I ультраструктурноТ будови ланок гемом1кроциркуляторного русла мюкарда за рахунок нсрмалiзацiт р1вн1в глюкози, глiксзильсвансгс гемоглобшу у кровк
Перспективи подальших досл1джень
Перспективним е вивчення змш у типових та атипових кардiсмiсцитах, передсердних секре-торних кардiсмiсцитах та гемсмiкрсциркулятср-ному русл1 мюкарда при експериментальному цукровому д1абет1 1-го типу, що дозволить розк-рити основы патогенетичн механ1зми розвитку д1абетичних кардiсмiспатiй. Проведен! досль дження сприятимуть пошуку б1льш адекватних метод1в корекци та профтактики д1абетичних кардюмюпатм.
Л1тература
1. Боровкова О.С. Питання патогенезу д1абетичних анг1опат1й / О.С. Боровкова, А. Г. 1фтодш // Буковинський медичний вюник. - 2006. - Т. 10, № 2. - С. 132-135.
2. Джалтова Е.А. Ультраструктурна характеристика каптярноТ ланки л1вих в1дд1л1в серця щур1в на п1зн1х етапах переб1гу стре-птозотоцин1ндукованого д1абету / Е.А. Джалтова, Ю.С. Голова-цький, е.В. Пальтов // Експериментальна та кл1н1чна ф1з1олог1я I б1ох1м1я. - 2010. - № 2. - С. 45-50.
3. Кузишин О.В. Бюх1м1я цукрового д1абету : 1. Теоретична части-на (огляд) / О.В. Кузишин, Н.В. Ковалишин, Х.В. Алмашина // Медична х1м1я. - 2010. - №9. - С. 74-115.
Скибчик В. А. Хрошчна серцева недостатнiсть i цукровий дiа-бет. Аналiз рекомендацш "Цукровий дiабет, переддiабет i сер-цево-судиннi захворювання" бвропейського кардiологiчного то-вариства (ESC) та бвропейськоТ асоцацп з вивчення дiабету (EASD) / В.А. Скибчик, Т.М. Соломенчук // УкраТнський медич-ний часопис. - 2007. - Т. 3, № 59. - С. 17-23. Славнов А.А. Морфологические изменения в стенке аорты после кровопотери / А.А. Славнов, В.Т. Долгих // Общая реаниматология. - 2014. - Т. 10, № 4. - С. 55-59.
Ткачук Ю.Л. Особливост структурно!' оргашзацп гемомiкроцир-куляторного русла надниркових залоз в нормi та при експери-ментальному цукровому дiабетi / Ю.Л. Ткачук // Галицький лн карський вюник. - 2015. - № 4 (ч. 2). - С. 77-80.
10.
Чуприняк Л. Сахарный диабет и сердечно-сосудистые осложнения: уроки масштабных диабетологических исследований последних лет / Л. Чуприняк // Здоров'я Укра'ши. - 2011. - № 15-16. - С. 44-45.
Heine R.J. Exenatide versus insulin glargine in patients with suboptimally controlled type 2 diabetes: a randomized trial / R.J. Heine, L.F. Van Gaal, D. Johns [et al.] // Ann. Intern. Med. - 2005. -Vol. 143, № 8. - Р. 559-569.
Kunz J. Update on diabetic macroangiopathy / J. Kunz // Pathologe. - 2012. - Vol. 33, № 3. - P. 192-204.
Li X.G. Pharmacokinetic/pharmacodynamic studies on exenatide in diabetic rats / X.G. Li, L. Li, X. Zhou, Y. Chen [et al.] // Acta Pharmacol. Sin. - 2012. - Vol. 33, № 11. - P. 1379-1386.
Реферат
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КРОВЕНОСНОГО РУСЛА МИОКАРДА ПРИ СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОМ САХАРНОМ
ДИАБЕТЕ И ЕГО КОРРЕКЦИИ
Журакивская О.Я., Мыкулець Т.И., Журакивский В.М.
Ключевые слова: микроциркуляторное русло, миокард, сахарный диабет, эксенатид, инсулин.
Целью работы является изучение изменений кровеносного русла миокарда крыс со стрептозото-циновым сахарным диабетом и при его коррекции инсулином и эксенатидом. Сахарный диабет моделировали однократным внутрибрюшинным введением стрептозотоцина (6 мг на 100г массы тела). Установлено, что на пятьдесят шестой день развития экспериментального сахарного диабета наблюдаются выраженные признаки диабетической микроангиопатии, которые проявляются уменьшением пропускной способности артериол и капилляров, деструктивными изменениями эндотелиоцитов, утолщением базальной мембраны, выраженными гемореологические нарушения. Ежедневные инъекции эксенатида и инсулина приводят к нормализации уровня глюкозы и гликозилированного гемоглобина в крови, восстановлению морфометрических показателей и ультраструктуры строения стенки сосудов гемомикроциркуляторного русла миокарда.
Summary
MORPHOLOGICAL CHANGES OF MYOCARDIAL VASCULAR BED IN STREPTOZOTOCIN-INDUCED DIABETES MELLITUS AND
AFTER ITS CORRECTION
Zhurakivska O.Ya., Mykulets T.I., Zhurakivskyi V.M.
Key words: microcirculatory bed, myocardium, diabetes mellitus, exenatide, insulin.
The aim of this work is to study the morphological changes in myocardial vascular bed in rats with strep-tozotocin-induced diabetes mellitus and its correction by insulin and exenatide. Diabetes was modelled by single intraperitoneal injection of streptozotocin (6 mg per 100 g of body weight). In 56 days since diabetes had been modelled we discovered the signs of diabetic microangiopathy manifested by decreased arteriolar and capillary capacity, destructive changes of endotheliocytes, thickening of the basal membrane, expressed rheological disorders. Daily injections of exenatide and insulin led to the normalization of blood glucose and glycosylated haemoglobin and restored the morphometric parameters and structure of myocardial vessel.
4
7
8
5
9
6
