CC BY
11
Матер1али
ВсеукраУнськоТ науково-практичноТ конференци
«Медична наука -2009»
(Полтава, 10-11 грудня 2009р.)
ЕСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА ТА МОРФОЛОГ1Я
СТАТТ1
УДК 616.13:616.14-092.9:616.379-008.64
0КИСНА АКТИВН1СТЬ СУДИНН01 СТ1НКИ В УМ0ВАХ Р03ВИТКУ АЛ0КСАН0В0Г0 ЦУКР0В0Г0 Д1АБЕТУ В КР0Л1В
Атаман Ю.О.
Сумський державний уыверситет
У досл1дах на кролях показано, що одноразове внутр1шньовенне введения тваринам алоксану (100 мг/кг) веде до зменшення споживання кисню ¡зольованими смушками грудноУ / черевноУ аор-ти, легеневоУ артер'УУ, задньоУ порожнистоУ вени. Пригн1чення тканинного дихання в ст!нках венозних
судин спостер!гали на 3, 7 / 14 добу, а у вивчених артер'<ях — на 7 / 14 добу тсля введення препарату.
Ключов1 слова: артерп, вени, алоксан, цукровий д1абет, окиснення.
Вступ
Серед хроычних ускладнень цукрового д1абе-ту, розвиток яких зумовлюе високу смертнють хворих на цю недугу, перше мюце поещають ураження артер1альних судин, що Тх позначають термшом "макроангюпатп". До основноТ форми макроангюпатш - атеросклерозу - сьогодш до-дають \ такий поширений р1зновид судинних уражень, як кальцифкацш середньоТ оболонки великих артер1альних судин - артерюсклероз Менкеберга [7-11]. Незважаючи на доведений в багатьох клш1чних дослщженнях зв'язок м1ж цук-ровим д1абетом \ склерозом менкеберпвського типу, патогенетичш мехаызми такого зв'язку до ниш залишаються нез'ясованими.
Одна з теорш, що намагаеться пояснити розвиток кальцифкацп кровоносних судин, в основу цього процесу покладае первинш порушення метабол1зму судинноТ стшки \ зокрема и енерге-тичного забезпечення [1]. Проведен! ктька де-сятир1ч тому дослщження показали, що вщтво-рення в експеримент1 р1зних моделей д1абету
законом1рно веде до ютотного пригн1чення р13-них вид1в обмшу речовин у тканинах артер1аль-них судин [4,5,16]. Проте, без вщповщ1 залиши-лися питання, чи мае таке пригычення ушверса-льний характер, тобто розвиваеться в уах типах судин (артер1ях \ венах), \ як пов'язаш ц1 змши з розвитком дистроф1чно-склеротичних уражень судинноТ стшки. Що е первинним, а що - вторин-ним: розлади енергозабезпечення кровоносних судин чи процес ушкодження судинноТ стшки з явищами кальцифкаци?
Аби вщповюти на це питання ми провели вла-сш дослщження, у яких дослщили динамку змш одного з центральних показниюв енергетичного обмшу - ¡нтенсивносп тканинного дихання - у ранш строки вщтворення експериментального алоксанового д1абету в крол1в, коли ще не вияв-ляються характеры для артерюсклерозу Менкеберга морфолопчш змши артер1альноТ стшки.
Мета досл/дження
Метою даного дослщження стало визначення
Актуальт проблемы сучасноТ медицины
¡нтенсивносл споживання кисню препаратами артер1альних i венозних судин крол1в у paHHi строки розвитку алоксанового д1абету.
Матерал та методи дослдження
Дослщи виконано на 24 кролях-самцях BiKOM 6 Mic, маса яких становила 2,0-2,2 кг. Тварин було подтено на чотири групи (по 6 у кожнш): ¡нтакты крол1 (I) та дослщы тварини з алоксановим flia-бетом (II-IV).
Цукровий д1абет вщтворювали одноразовим внутр1шньовенним введениям тваринам алокса-ну (SIGMA Aldrich) з розрахунку 100 мг на 1 кг маси. Алоксан вводили в ¡зотошчному розчиш натрш хлориду (загальний об'ем розчину скла-дав 5 мл) у крайову вену вуха крол1в, що були позбавлеш М протягом 18 год. Контрольним тваринам внутр1шньовенно вводили таку ж само ктькють ¡зотоычного розчину NaCl.
Два дослщш крол1 загинули наприкшц1 першо'Г доби пюля введения алоксану. 1нших тварин забивали за допомогою пов1тряноТ емболи через 3 (II група), 7 (III) i 14 дн1в (IV) пюля ¡н'екцп алоксану.
Контроль концентрацп глюкози в кров1 здшс-нювали перед початком експерименту, через 3, 7 i 14 fli6. Глюкозу KpoBi визначали за допомогою експрес-анал1затора "GLUCOCARD".
Одразу пюля забою тварин видтяли грудну i черевну аорту, легеневу артерш, задню порож-нисту вену. Судини пом1щали в чашку Петр1 з розчином Кребса, за допомогою гострого леза очищали ix в1д прилеглоТ жировоТ тканини i ад-вентицп, розр1зали 'i'x так, щоб утворювалися сшральш смужки.
Визначення споживання кисню ¡зольованими смужками артерш i вен здшснювали манометри-чним методом [3]. Для проведения дослав в умовах, наближених до ф1зюлопчних, за допомогою тягарц1в масою в 1 г (для вен) i 4 г (для артерш) створювали пасивне розтягнення су-
Таблиця
Споживання кисню (Q02) ¡зольованими смужками кровоносних судин Kponie у pi3Hi строки пюля одно_разового введения тваринам алоксану (100 мг/кг) (мкл O2 • мг cyxoi маси'1 • год'1; M±m)
динних смужок. 1нкубац1я препарат1в проходила в 10 мл насиченого киснем розчину Кребса, вмют глюкози в якому становив 10 ммоль/л. На-сичення розчину киснем вщбувалося протягом 10 хв. Сталу температуру у водян1й бан1 пщтри-мували за допомогою системи ультратермостат, змшовик, магн1тна м1шалка. П1сля переходу системи в стацюнарний стан (30 хв) протягом 2 год через твгодины ¡нтервали проводили реестра-ц1ю дихання, використовуючи манометри Варбу-рга.
Показник поглинання кисню (Оо2) виражали в мкл 02 • мг сухо!' маси-1 • год-1.
Увесь цифровий матер1ал опрацьовано методами статистики з використанням критерш 1 Стьюдента та непараметричних статистичних метод1в (критер1ю В1лкоксона-Манна-В1тн1) [2,4].
Результати та Тх обговорення
Однократне введения кролям алоксану (100 мг/кг) супроводжуеться значним п1двищенням концентрац1| глюкози в кров1, що в1дображае розвиток у тварин цукрового д1абету. Так, р1вень базальноТ гл1кемЛ у них становив (у ммоль/л) через 3 доби 22,4±0,33; через 7 д1б - 18,5±0,92; через 14 д1б - 16,8±1,42 проти 4,6±0,17 у контроль Максимальний р1вень ппергткеми в1дзна-чали через 3 доби пюля введения алоксану, що е характерним для даноТ модел1 цукрового д1а-бету [12].
Уже через 3 доби вщ початку експерименту реестрували ¡стотне зменшення ¡нтенсивност1 споживання кисню препаратами вах вивчених кровоносних судин (табл.). Так, окисна актив-н1сть грудноТ аорти зменшувалася проти контро-льних значень на 20,5%, черевноТ аорти - на 7,5%, легеневоТ артер1| - на 9,8%, задньоТ поро-жнисто! вени - на 22,4%. Проте, т1льки у веноз-н1й ст1нц1 виявлен1 змши споживання кисню ви-явилися статистично достов1рними (р < 0,05).
Контроль(! група) Введения алоксану
через 3 доби (II група) через 7 fli6 (III група) через 14 fli6 (IV група)
Трудна аорта 1,22±0,09 0,97±0,08 0,78±0,10 0,64±0,05
Черевна аорта 1,60±0,14 1,48±0,10 1,24±0,09 0,92±0,07
Легенева артер1я 2,64±0,21 2,38±0,16 1,86±0,11 1,20±0,09
Задня порожниста вена 4,82±0,40 3,74±0,26 2,64±0,13 1,72±0,12
Примто: * - p < 0,05; ** - p < 0,01; *** p < 0,001 - стат
Через 7 fli6 пюля введения алоксану зменшення ¡нтенсивносп тканинного дихання стано-вило в груднiй aopTi - 36,1%, черевн1й aopTi -22,5%, легеневш apTepii - 26,5%, заднш порож-нист1й вен1 - 45,2% проти контрольних значень. У BCix вивчених судинах пригн1чення тканинного дихання було статистично достов1рним.
Максимальне зменшення показника Qo2 реестрували через 14 fli6 в1д початку експеримен-
1но достов1рн1 розб1жност1 вщносно контролю
ту. У грудн1й аорт1 воно складало при пор1внянн1 з контролем 47,5%, черевнш аорт1 - 42,5%, легеневш артерп - 54,5%, заднш порожнистш вен1 - 64,3%.
У л1тератур1 е дат про пригшчення тканинного дихання артер1альних судин у щур1в з алоксановим д1абетом. Так, введения алоксану щурам супроводжуеться зменшенням споживання кисню аортальною ст1нкою на 20-50%, якщо пор1в-
нювати з вихщними значениями [13-15]. Там ж порушення вщзначали \ за умов вщтворення стрептозотоцинового д1абету. Зокрема, □аЫку1э1 з1 сп1вавтор.[6] показав, що через 2 тижш вщ початку розвитку стрептозотоцинового д1абету в щур1в ¡нтенсивнють окиснення глюкози в аорта-льнш тканиш зменшуеться у 8 раз1в, трувату - в 1,5-2 рази, у-пдроксибурату - у 1,5 рази. Порушення окиснення екзогенноТ глюкози аорталь-ною стшкою починали рееструвати вже через 24 години пюля введения стрептозотоцину.
У проведених нами дослщженнях таку ж зако-ном1рнють виявлено \ в артер1ях крол1в з алок-сановим д1абетом, що може свщчити про ушвер-сальний характер впливу р1зних д1абетогенних агент1в на метабол1зм артер1альноТ стшки. Вод-ночас нами встановлено, що пригшчення тканинного дихання за цих умов розвиваеться не ттьки в аорт1, а й у легеневш артерп \ у венах крол1в. Цкавим е те, що ступшь пригшчення споживання кисню цими судинами е бтьшим, якщо пор1внювати з грудною \ черевною аортою. На пщстав1 цього можна вести мову про певну законом1рнють: що вищий вихщний р1вень окис-ноТ активное^ судин, то в бтьшш м1р1 пригшчу-еться в них тканинне дихання в умовах алокса-нового д1абету.
Вщповщно до енергодефщитноТ теорп артерн осклерозу [1] порушення енергозабезпечення судинноТ стшки е важливим чинником ушко-дження и кл1тинних елемент1в \ наступноТ каль-цифкацп. Цтком можливо, що виявлене нами пригшчення окисноТ активное^ артерш \ вен вщн грае важливу роль у розвитку дистроф1чно-склеротичних змш судинноТ стшки у тварин з експериментальним д1абетом.
Висновки
1. Одноразове введения кролям алоксану веде до розвитку хрошчноТ пперглкеми \ прогресуючого зменшення ¡нтенсивност1 споживання кисню препаратами як артерн альних, так \ венозних судин.
2. Р1вень пригшчення тканинного дихання в судинах з вищою вихщною окисною актив-нютю (легенева артер1я, задня порожниста вена) був бтьшим, якщо пор1внювати з судинами, що вир1зняються низьким базаль-ним значениям споживання кисню (грудна \ черевна аорта).
3. Зменшення споживання кисню препаратами кровоносних судин, яке свщчить про порушення енергозабезпечення судинноТ стшки д1абетичних тварин, може бути па-тогенетичним чинником ушкодження кл1тин \ подальшого розвитку дистроф1чно-склеротичних змш (артерюсклерозу Мен-
кеберга).
ЛТература
1. Быць Ю.В. Сравнительно-патофизиологические аспекты энергообеспечения сосудистой стенки / Ю.В. Быць, В.П.Пишак, А.В.Атаман - К.-Черновцы: Прут, 1999. - 330с.
2. Гублер Е.В. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях / Е.В.Гублер, А.А.Генкин - Л.: Медицина, Ленинградское отд., 1973. - 141с.
3. Тринус Ф.П. Методика одновременной регистрации сокращения и дыхания изолированной мускулатуры сосудов / Ф.П. Тринус // Фармакол. и ток-сикол.- 1963.- Т.26, №3.- С. 375-377.
4. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях / В.Ю. Урбах -М.: Медицина, 1975. - 295с.
5. Arnqvist H.J. Effect of exposure to diabetic and fasted plasma on glucose oxidation in rat aorta / H.J. Arnqvist, H.H. Dahlkvist // Horm. Metab. Res.- 1988.-V.20.- P. 730-733.
6. Dahlkvist H.H. Influence of diabetes on oxidation of exogenous substrates in rat aorta / H.H. Dahlkvist, H.J. Arnqvist, K. Norrby // Diabete Metab.- 1981.-V.7.- P. 275-281.
7. Edmonds M.E. Medial arterial calcification and diabetes mellitus / M.E. Edmonds // Z. Kardiol.- 2000.-V.89.- P. 101-104.
8. Everhart J.E. Medial arterial calcification and its association with mortality and complications of diabetes / J.E. Everhart, D.J. Pettitt, W.C. Knowler [et al.] // Dia-betologia.- 1988.- V.31.- P. 16-23.
9. Fadini G.P. The good and the bad in the link between insulin resistance and vascular calcification / G.P. Fadini, P. Pauletto, A. Avogaro, M. Rattazzi // Atherosclerosis.- 2007.- V.193.- P. 241-244.
10. Fuchs U. Arterial calcification in diabetics / U. Fuchs, P. Caffier, H.G. Schulz, P. Wieniecki // Virch. Arch. -1985.- V.407.- P. 431-439.
11. Goldberg I.J. Diabetic vascular disease. An experimental objective / I.J. Goldberg, H.M. Dansky // Arte-rioscler. Thromb. Vasc. Biol.- 2006.- V.26.- P. 16931701.
12. Lenzen S. The mechanisms of alloxan- and strepto-zotocin-induced diabetes / S. Lenzen // Diabetologia. - 2008. - V.51. - P.216-226.
13. Morrison A.D. Effects of elevated glucose concentrations on the metabolismn of the aortic wall / A.D. Morrison, R.S. Clements, A.I. Winegrad // J. Clin. Invest.-1972.- V.51.- P. 3114-3123.
14. Wertheimer H.E. Physiologic and pathologic influences on the metabolism of rat aorta / H.E. Wertheimer, A.V. Ben-Tor // Circ. Res.- 1961.- V.9.-P. 23-28.
15. Winegrad A.I. Alterations in aortic metabolism in diabetes / A.I. Winegrad, S. Yalcin, P.D. Mulcahy // On the nature and treatment of diabetes.- Amsterdam etc.: Excerpta medica foundation, 1965.- P. 452-462.
16. Yalcin S. Defect in glucose metabolism in aortic tissue from alloxan diabetic rabbits / S. Yalcin, A.I. Winegrad // Am. J. Physiol.- 1963.- V.205.- P. 12531259.
Актуальт проблемы сучасно!" медицини
Реферат
ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ СОСУДИСТОЙ СТЕНКИ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ АЛЛОКСАНОВОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА У КРОЛИКОВ Атаман Ю.А.
Ключевые слова: артерии, вены, аллоксан, сахарный диабет, окисление.
В опытах на кроликах показано, что однократное внутривенное введение животным аллоксана (100 мг/кг) вызывает уменьшение потребления кислорода изолированными полосками грудной и брюшной аорты, легочной артерии, задней полой вены. Угнетение тканевого дыхания в стенке венозных сосудов наблюдали на 3, 7 и 14 сутки, а в изученных артериях - на 7 и 14 сутки после введения препарата.
Summary
OXIDATIVE ACTIVITY OF THE VASCULAR WALL UNDER THE DEVELOPMENT OF ALLOXAN DIABETES IN RABBITS
Ataman Yu.O.
Key words: arteries, veins, alloxan, diabetes, oxidation, rabbits.
The experiments on rabbits has shown the single intravenous injection of alloxan in a dose of 100 mg/kg leads to the reduction of oxygen consumption by the isolated thoracic and abdominal aorta, pulmonary artery and vena cava posterior strips. Inhibition of tissue respiration is observed in the venous wall for 3, 7 and 14 days, and in the studied arteries for 7 and 14 days after drug injection.
УДК 611.018.21:616.5-001.17-003.93
РОЛЬ АЛЛ0ФИБР0БЛАСТ0В В ПРОЦЕССАХ РЕГЕНЕРАЦИИ РАН
Абрафикова Л.Г., Петренко Т.Ф., Кощий C.B., Гончарук Е.И. Институт проблем криобиологии и криомедицины HAH Украины
В работе представлены данные по изучению влияния аллофибробластов на процессы регенерации экспериментальных ран у животных. Исследована возможность применения различных носителей для фибробластов. Изучена динамика изменений острофазовых белков в сыворотке крови экспериментальных животных.
Ключевые слова: аллофибробласты, клеточная терапия, скорость заживления ран, острофазовые белки.
Кожа млекопитающих содержит много регио- ки, изготовленные из биологических полимеров нальных стволовых клеток, что и обуславливает (коллаген, хитозан и др.), специальный полу-ее высокую регенеративную возможность. Не- жидкий гель [8]. В ИПКиК HAH Украины был раз-большие травматические повреждения кожи, как работай носитель для клеток на основе метил-
правило, быстро заживают. Тяжелые травмы кожи требуют специального лечения [6]. В целом ряде случаев классические методы лечения ран не дают желаемого результата. Альтернативой традиционным методам лечения являются методы клеточной терапии.
Применение кератиноцитов, диплоидных клеток, фибробластов, клеток печени, легкого для лечения ран дает хорошие результаты. Такие трансплантанты хорошо приживлялись и стимулировали эпителизацию ран [4]. Перспективным направлением в лечении долго незаживающих ран является применение алло- или аутофиб-робластов. При нанесении суспензии клеток на раневую поверхность возникает проблема их иммобилизации во избежание потери клеточного материала.
Целью данной работы являлся выбор носителя для аллофибробластов, обеспечивающий фиксацию клеток на раневой поверхности, и выяснение роли фибробластов в процессах регенерации ран.
Для удобства нанесения клеток на раны используют различные носители: пористые плен-
целлюлозы [5].
По данным литературы гель на основе метил-целлюлозы нетоксичен, физиологически инертен, обладает биологической устойчивостью, большой сорбционной, эмульгирующей, смачивающей и адгезивной способностью [2]. Метил-целлюлоза используется в бессывороточных средах для суспензионного культивирования клеточных культур [10] как иммобилизирующее клетки вещество при выращивании смешанных колоний гемопоэтических клеток [9].
В качестве покрытия при хирургических вмешательствах широко используется «Геласпон» (Германия), представляющий собой пористую пленку из биологического полимера.
В представленной работе была изучена возможность применения губки «Геласпон» и ме-тилцеллюлозы в качестве носителей для аллофибробластов и исследовано влияние аллофибробластов на процессы регенерации в экспериментальных ранах у лабораторных крыс линии «Вистар».
