CC BY
4
cheeks tissues following the implantation of medical steel clips can be observed from the 7th to 60th days. Thus, we can suggest that the damaging effect of medical steel clips on tongue and cheek tissues in the test animal promotes purulent inflammation. The rabbits with implanted clips in the tongue and cheek had broad wound channels, containing purulent exudates, inflammatory infiltrates were found in the walls of the wound channel. During the experiment, the histological specimens of the cheeks and tongue showed a large amount of granulation tissue, signs of immaturity and secondary inflammation, slow transformation of granulation tissue into the connective tissue that causes a lack of complete epithelisation and promotes deep skin wounds. The impairment of nerve endings in the form of oedema of the endo- and perineuria as a consequence of the implantation of medical steel clips can be manifested by persistent pain syndrome, loss of local sensitivity and distortion of taste sensation. In future, we are planning to investigate the dynamics of the wound healing after intraoral implantation of clips made of other materials in the test animals.
DOI 10.31718/2077-1096.19.3.161 УДК 616.379-008.64:617.735 арман Я.В., Савицький 1.В.
ПАТОГЕНЕЗ ЕНДОТЕЛ1АЛЬНО1 ДИСФУНКЦП ПРИ Д1АБЕТИЧН1Й РЕТИНОПАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОГО ЦУКРОВОГО Д1АБЕТУ
ДП «УкраТнський науково-дослщний шститут медицини транспорту МОЗ УкраТни», м. Одеса Одеський нацюнальний медичний уыверситет
Одним з основних ускладнень цукрового д'абету, який може призвести до ¡нвалдизаф' хворих е д-абетична ретинопатiя. Мета: досл'дження маркерiв дисфункцУУ ендотелю при експериментальнiй д'абетичнт ретинопатИ'. Матерiали та методи досл'дження: Експеримент проведено на щурах самцях лш Встар, масою 180-220 грам, вком до 3-х м/'сяц/'в включно. В ход/ експерименту тварини були розподшеы на дв! групи: 1-а група - 20 нтактних тварин; 2-а група - 60 тварин з змодельо-ваним цукровим дабетом та непрол1'феративною д/'абетичною ретинопат'ею. Результати досл-дження. При досл'дженн'! ендотел/'альноУ синтази оксиду азоту отриманi наступн дан'!: виявлен дуже високо значущi в'дм'нност'! (р<0,001) при пор!внянн!' результат'¡в групи №2, в якй тваринам моделювали д'абетичну ретинопатю без корекци у пор!внянн!' з даними нтактних тварин. Вста-новлене зменшення активност/ даного показника. Для бльш детального вивчення функцонального стану ендотелю та його порушення нами був обраний фактор Вллебранда - один Iз загально-прийнятих маркерiв пошкодження функцонального стану ендотелю. У групi з'! змодельованою па-толог'ею встановлене пдвищення рiвня досл'джуваного маркера у пор!внянн!' з даними нтактних тварин (р<0,001). У лабораторних щур'в, в яких моделювали д'абетичну ретинопатю, встановле-но пдвищення рiвня ендотел'!ну-1 (статистичн в'дм'нност'! виявлен на р'вн/ значущост/ р<0,001). Висновки. Доведено, що розроблена нами експериментальна модель цукрового д'абету та УУ ускла-днення у вигляд! д'абетичноУ ретинопатИ супроводжуеться розвитком ендотел'ально'У дисфункцУУ. Встановлено збльшення рiвня фактора В 'тлебранда в умовах змодельованого патолог'чного про-цесу. Також через 30 д'б в'д початку експерименту виявлене пдвищення ендотел'!ну-1 - маркера вазоконстрикцИ та ендотел'ально'У дисфункцУУ. Пригнiчення активност/ ендотел'ально'У N0 синтази в умовах нашого експерименту св'дчить про порушення фiзюлогiчного синтезу оксиду азоту.
Ключов1 слова: цукровий д1абет, експеримент, д1абетична ретинопата, дисфункц1я ендотел1ю, фактор Втлебранда, ендотелш-1, ендотел1альна синтаза оксиду азоту.
Вступ
Одним з основних ускладнень цукрового дiа-бету, який може призвести до швалщизацп хворих, е дiабетична ретинопа"пя (ДР). [1,2,3,4,5,6], Пщ час розвитку ^е'Т мiкросудинноТ патологи вщбуваеться ураження судин с™вки iз подальшим утворенням мiкроаневризм, крово-виливiв та можливим новоутворенням судин на очному дш. I як наслщок цих патофiзiологiчних зрушень знижуеться гострота зору та розвива-еться слтота [7,8,9,10,11,12]. Про розповсюдже-нють дiабетичноТ ретинопатИ свщчить той фактор, що на ТТ частку припадае 80 - 90 % вщ уаеТ швалщносп по зору при цукровому дiабетi [13].
Дiабетична ретинопа™ була вперше описана майже 150 рош тому MacKenzie (1879), проте
проблема корекци даноТ патологи е актуальною i по сьогодышнш день [14]. Наприклад, у хворих ЦД 1-го типу у вiцi до 30 рош iз 10^чним стажем хвороби дiабетична ретинопа™ розвива-лась у 89 % випадш, при цьому частка пролн феративноТ ДР займала 30 %. При цукровому дiабетi другого типу часка ДР склала бтя20 % у па^енпв, як хворшть на ЦД менш ыж два роки [15]. Доведено, що порушення ендотелш та еластичних властивостей артерш невщ'емно пов'язано з виникненням та прогресуванням ускладнень дiабету [16]. Також слщ пщкреслити роль ппертензи в якост важливого чинника патогенезу дiабетичноТ ретинопати [17].
Мета роботи
Дослщити маркери функцюнального стану ендотелш (piBeHb фактора Вiллебранда та ен-дотелiну-1 i активнiсть ендотелiально''' NO-синтази) при експериментальнiй дiабетичнiй ре-тинопатп.
Матерiали та методи дослщження
Експеримент проведено на щурах самцях лн нп Вiстар, масою 180-220 грам, вiком до 3-х мн сяцiв включно. В ходi експерименту тварини були розподтеш на двi групи: 1-а група - 20 штак-тних тварин; 2-а група - 60 тварин 3i змодельо-ваним цукровим дiабетом та непролiфератив-ною дiабетичною ретинопатю. Виводились з експерименту на 30 добу шляхом декаштацп пiд легким ефiрним наркозом. Забiр кровi здшсню-вали i3 ретроорбiтального венозного сплетшня, яке лежить в орбiтi позаду очного яблука. Контролем потрапляння у венозне сплетшня було наповнення кашляра птетки кров'ю (Дьяконов А.В., Хрикша 1.С., Хегай А.А. та ш., 2013). Рiвень фактора Втлебранда визначали фотоелекторо-лориметричним методом за ристоцитиновим часом. Визначення вмюту ендотелшу-1 проводили iмуноферментним методом. Активнють ендоте-лiальноl' NO-синтази визначали спектрофото-метричним методом. Дослiдження проводили згщно з «Правилами виконання робiт з викорис-танням експериментальних тварин», затвердже-
0,9
0,8
0,7
них Наказом МОЗ УкраТни № 249 вщ 01.03.2012 та Законом УкраТни № 3447-^ «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» (зi змшами вiд 15.12.2009 р. та вщ 16.10.2012 р.).
Результати дослiдження
Одержан нами результати пiдтверджують вь домi з лiтературних джерел данi про те, що по-рушення функцюнування ендотелiю е ключовою складовою розвитку дiабетичноТ ретинопатп [18]. Це в першу чергу пов'язано iз чутливютю ендо-телiоцитiв до окислювального стресу, пперглн кемiТ та гiперлiпiдемiТ. Зазначений комплекс па-тологiчних чинникiв призводить до ушкоджень клiтин ендотелiю, дизрегуляцп балансу бюлопч-но активних речовин, як вiдповiдають за мiжклi-тинну взаемодш, функцiонування судин та стан гемостазу [19].
При дослщженн ендотелiальноТ синтази оксиду азоту на 30 добу (рис. 1) отриман наступн данi: виявленi дуже високо значущi вiдмiнностi (р<0,001) при порiвняннi результатiв групи №2, в якш тваринам моделювали дiабетичну ретино-патш без корекцiТ у порiвняннi з даними штакт-них тварин. Встановлене зменшення активностi даного показника. Вищезазначене свщчить про порушення фiзiологiчного синтезу оксиду азоту, i вiдповiдно - про розвиток дисфункцп ендотелiю на ™ змодельованого патологiчного стану.
со О
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
Група 1
Група 2
Рис. 1. Змни активност1 eNOS (мкромоль/лтр/годину) у кровi лабораторних тварин 3i змодельованою д1абетичною ретинопат:ею.
Основний субстрат синтезу оксиду азоту - L-аргшш, який за допомогою ендотелiальноТ N0-синтази, забезпечуе фiзiологiчну ктькосп N0 для нормального функцюнування судин. Пщ час нашого дослщження було встановлено знижен-ня активност ендотелiальноТ N0-синтази у тварин iз змодельованим ЦД. Нашi результати пiд-тверджують те, що порушення синтезу оксиду азоту е важливою патогенетичною ланкою в розвитку цукрового дiабету i ключовою причиною ендотелiальноТ дисфункцiТ [20].
Для бтьш детального вивчення функцюна-льного стану ендотелш та його порушення нами був обраний фактор Втлебранда - один iз зага-льноприйнятих маркерiв пошкодження функцю-нального стану ендотелю
Отриманi нами данi (рис. 2) пщтверджують розвиток ендотелiальноТ дисфункцiТ при непро-ролiферативнiй дiабетичнiй ретинопатiТ. У груш зi змодельованою патологiею встановлене пщ-вищення рiвня дослiджуваного маркера у порiв-няннi з даними штактних тварин (р<0,001).
115
110
105
100
ш ©
95
90
85
80
ГЛГЛГЛУЛУЛ У/ЛУ/УЛ'Л'ЛУ;
_ УУЛУЛУЛУЛУЛУЛУЛУ/УЛУЛ
Група 1
Група 2
Рис. 2. Змни р':вня фактора Втлебранда (%) у кров! лабораторних тварин з! змодельованою д1абетичною ретинопат:ею.
Взаемозв'язок мiж збтьшенням рiвня ФВ у кровi зi ступенем пошкодження судинного ендо-телiю доведений пiд час моделювання у щурiв ендотоксемiТ i механiчному ураженнi ендотелiю [21].
Наступним показником для дослщження нами був обраний ендотелш-1. Вш, як i фактор Втле-бранда, е маркером ендотелiальноТ дисфункцiТ. Ендотелiн-1 - класичний представник ендотелн нiв, iз вираженими вазоконстрикторними влас-
7,5
тивостями [22]. Рiвень ендотелiну-1 в кровi е ключовим фактором вазоконстрикцп [22]. Вш може розглядатись як маркер серцево-судинних патологш, у першу чергу шфаркту мiокарда та iшемiчноТ хвороби серця [23] (рис. 3). Слщ за-значити, що ендотелiн-1 вiдiграе суттеву роль у патогенезi атеросклерозу, iшемiчного пошкодження мозку, легеневоТ ппертензп, розвитку цу-крового дiабету та його ускладнень i пюляродо-вих судинних пошкоджень [22, 23].
7,0 6,5 6,0 5,5 ш 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5
Група 1
Група 2
Рис. 3. Зм1ни р1вня ендотел1ну-1 (пкг/л) у кров1 лабораторних тварин з1 змодельованою д1абетичною ретинопат1ею.
У лабораторних щурiв, в яких моделювали дiабетичну ретинопатю встановлено пщвищен-ня рiвня ендотелiну-1 (статистичнi вщмшност виявленi на рiвнi значущостi р<0,001). Отриманi данi е ще одним пщтверджуючим фактором порушення функцюнування ендотелш на тлi роз-
витку ускладнення цукрового дiабету, а також свщчать про пiдсилення вазоконстрикцiТ, що призводить до iшемiзацiТ i подальшого пошкодження тканин.
Висновки
1. Доведено, що розроблена нами експери-ментальна модель цукрового дiабету та и ускладнення у виглядi дiабетичноY ретинопати супроводжуеться розвитком ендотелiальноY ди-сфункцп.
2. Встановлено збтьшення рiвня фактора Bi-ллебранда в умовах змодельованого патолопч-ного процесу.
3. Також через 30 дiб вщ початку експерименту виявлене пщвищення ендотелiну-1 - маркера вазоконстрикцп та ендотелiальноY дисфункцп.
4. Пригшчення активностi ендотелiальноY NO-синтази в умовах нашого експерименту свщ-чить про порушення фiзiологiчного синтезу оксиду азоту.
Перспективи подальших дослiджень
Перспективами дослiджень е подальше роз-ширення наших уявлень про патогенез дiабети-чноТ ретинопати, зокрема перехiд з непролiфе-ративноТ у пролiферативну фазу та визначення найбтьш цiнних у дiагностичному планi маркерiв патологiчного процесу серед бiохiмiчних показ-никiв. На основi одержаних результатiв плану-еться подальша розробка нових лiкарських за-собiв, якi сприятимуть призупиненню патолопч-ного процесу, а також розробц консервативних методiв лiкування.
Лiтература
1. Shadrichev FE. Diabeticheskaja retinopatija (vzgljad oftal'mologa) [Diabetic retinopathy (ophthalmologist's view)]. Oftal'mologija. 2008; 3: 8-11. (Russian)
2. American Diabetes Association. Microvascular Complications and Foot Care: Standards of Medical Care in Diabetes-2018. Diabetes Care. 2018;41(Suppl 1): S105-S118.
3. Mironenko S. G. Zmist program fizichnoV reabilitacn dlja hvorih na cukrovij diabet [The content of physical rehabilitation programs for patients with diabetes]. Visnik problem biologn i medicini. 2019; 2(149): 10-14 (Ukrainian)
4. Dedov II, Shestakova MV, Majorov AJu. Algoritmy specializirovannoj medicinskoj pomoshhi bol'nym saharnym diabetom [Algorithms for specialized medical care for patients with diabetes mellitus]. Saharnyj diabet. 2017; 20(18); 1-121. (Russian)
5. World Health Organization. Diabetes. WHO Newsletter. November 2016 [Electronic resource]. (Russian). Available from: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs312/ru/
6. Smirnov AV, Nakula MA. Sakharnyy diabet 1-go tipa u detey i podrostkov: etiopatogenez, klinika, lecheniye [Type 1 diabetes mellitus in children and adolescents: etiopathogenesis, clinic, treatment]. Lechashchiy vrach. 2015; 6: 31-6. (Russian).
7. Semeraro F, Cancarini A, dell'Omo R, et al. Diabetic retinopathy: vascular and inflammatory disease. Journal of Diabetes Research. 2015; 3: 1-17.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
Netrebenko OK. Mladencheskiye istoki khronicheskikh neinfektsionnykh zabolevaniy: sakharnyy diabet, ozhireniye, serdechno-sosudistyye zabolevaniya [Infant origins of chronic noncommunicable diseases: diabetes, obesity, cardiovascular disease]. Pediatriya: zhurnal imeni G.N. Speranskogo. 2014; 5(93): 109-17. (Russian).
Andersen N, Hjortdal JO, Schielke KC, et al. The Danish Registry of Diabetic Retinopathy. Clin Epidemiol. 2016; 8: 613-9. Buryakovskaya AA, Isayeva AS. Sakharnyy diabet: rol' geneticheskikh faktorov v razvitii zabolevaniya [Diabetes mellitus: the role of genetic factors in the development of the disease]. Mizhnarodniy endokrinologichniy zhurnal. 2017; 1(13): 110-9. (Russian).
Antoshchuk RYa. Tsukrovyy diabet: etiolohiya zakhvoryuvannya [Diabetes mellitus: etiology of the disease]. Molodyy uchenyy. 2016; 6: 277-80. (Ukrainian).
Bezdetko PA, Gorbachova OV. Epidemiologija i chastota cukrovogo diabetu ta DR [Epidemiology and frequency of cerebral diabetes and DR]. Mizhnarodnij endokrinologichnij zhurnal. 2006;6:37-45. (Ukrainian)
Pan'kiv VI. Cukrovij diabet: viznachennja, klasifikacija, epidemiologija, faktori riziku [Diabetes mellitus: definition, classification, epidemiology, risk factors]. Mezhdunarodnyj jendokrinologicheskij zhurnal. 2013;7 (55):95-104. (Ukrainian) Petrovski G, Kaarniranta K, Petrovic D. Oxidative stress, epigenetics, environment, and epidemiology of diabetic retinopathy. Journal of Diabetes Research. 2017;2:1-3. http://dx.doi.org/10.1155/2017/6419357
Nentwich MM, Ulbig MW. Diabetic retinopathy - ocular complications of diabetes mellitus. World J Diabetes. 2015;6(3):489-99.
Widlansky ME, Gokce N, JF Jr. Keaney, Vita JA. The clinical implications of endothelial dysfunction. Journal of the American College of Cardiology. 2003;42:1149-60.
Sjoilie AK, Klein R, Porta M et al. Direct Programme Study Group, Effect of Candesartan on progressin and regression retinopathy in type 2 diabetes (DIRECT-Protect2); a randomised placebocontrolled trial. Lancet. 2008;372:1385-93. Shelkovnikova TV, Tahchidi HP, Kacadze JuL, Shishljannikova NJu. Nekotorye parametry gemostaza i jendotelial'noj disfunkcii u pacientov s diabeticheskim makuljarnym otekom na fone saharnogo diabeta 2 tipa [Some parameters of hemostasis and endothelial dysfunction in patients with diabetic macular edema with type 2 diabetes mellitus]. 2015. Available from: http://www.rusnauka.com/34_WP_2015/Medecine/7_181692.doc. htm (Russian)
Quyyumi AA. Endothelial function in health and disease: new insights into the genesis of cardiovascular disease. Am J Med. 1998;105:325-95.
Lapshina LA, Kravchun PG, Titova A.Ju, Glebova OV. Znachenie opredelenija nitritov-nitratov kak markerov disfunkcii jendotelija pri serdechno-sosudistoj patologii [The value of determining nitrite nitrates as markers of endothelial dysfunction in cardiovascular disease]. Ukra'i'ns'kij medichnij chasopis. 2009;6(74); XI-XII:49-53. (Russian)
Malaja LT, Korzh AN, Balkovaja LB. Zndotelial'naja disfunkcija pri patologii serdechno-sosudistoj sistemi [Endothelial dysfunction in the pathology of the cardiovascular system]. H: Torsing, 2000. 432 p. (Russian)
Dremina NN, Shurygin MG, Shurygina IA. Jendoteliny v norme i patologi [The endothelium is normal and pathological]. Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamental'nyh issledovanij. 2016;10(2):210-214 (Russian)
Rivera M. Plasma concentration of big endothelin-1 and its relation with plasma nT-proBnP and ventricular func-tion in heart failure patients. Rev. Esp. Cardiology. 2005;l58:241-3. Humbert M, Sitbon O, Simonneau G. Treatment of pulmonary arterial hypertension. The new England journal of medicine. 2004;351:1425-36.
Реферат
ПАТОГЕНЕЗ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОИ ДИСФУНКЦИИ ПРИ ДИАБЕТИЧЕСКОМ РЕТИНОПАТИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА Сирман Я.В., Савицкий И.В.
Ключевые слова: сахарный диабет, эксперимент, диабетическая ретинопатия, дисфункция эндотелия, фактор Виллебранда, эндотелин-1, эндотелиальная синтаза оксида азота.
Одним из основных осложнений сахарного диабета, который может привести к инвалидизации больных, является диабетическая ретинопатия. Цель: исследование маркеров дисфункции эндотелия при экспериментальной диабетической ретинопатии. Материалы и методы исследования: Эксперимент проведен на крысах самцах линии Вистар, массой 180-220 грамм в возрасте до 3-х месяцев включительно. В ходе эксперимента животные были разделены на две группы. Первая группа - 20 ин-тактных животных; Вторая группа - 60 животных со смоделированным сахарным диабетом и непро-лиферативной диабетической ретинопатией. Результаты исследования. При исследовании эндотели-альной синтазы оксида азота получены следующие данные: обнаружены очень высоко значимые ра-
8
9
зличия (р <0,001) при сравнении результатов группы №2, в которой животным моделировали диабетической ретинопатией без коррекции по сравнению с данными интактных животных. Установлено уменьшение активности данного показателя. Для более детального изучения функционального состояния эндотелия и его нарушения нами был выбран фактор Виллебранда - один из общепринятых маркеров повреждения функционального состояния эндотелия. В группе со смоделированной патологией установлено повышение уровня исследуемого маркера по сравнению с данными интактных животных (р <0,001). У лабораторных крыс, у которых моделировали диабетическую ретинопатию, установлено повышение уровня эндотелина-1 (статистические различия обнаружены на уровне значимости р <0,001). Выводы. Доказано, что разработанная нами экспериментальная модель сахарного диабета и его осложнений в виде диабетической ретинопатии сопровождается развитием эндотелиаль-ной дисфункции. Установлено увеличение уровня фактора Виллебранда в условиях смоделированного патологического процесса. Также через 30 суток от начала эксперимента выявлено повышение эн-дотелина-1 - маркера вазоконстрикции и эндотелиальной дисфункции. Подавление активности эндо-телиальной NO-синтазы в условиях нашего эксперимента свидетельствует о нарушении физиологического синтеза оксида азота.
Summary
PATHOGENESIS OF ENDOTHELIAL DYSFUNCTION IN DIABETIC RETINOPATHY DURING STREPTOZOTOCIN-INDUCED DIABETES MELLITUS Sirman Ya. V., Savytskyi I. V.
Key words: diabetes mellitus, experiment, diabetic retinopathy, endothelial dysfunction, Von Willebrand factor, endothelin-1, endothelial NO synthase.
One of the main diabetes complications that can lead to the disability of patients is diabetic retinopathy. The purpose of the study was to investigate endothelial dysfunction markers in modelled diabetic retinopathy. Material and methods. The experiment was conducted on male rats of the Wistar line, weighing 180-220 grams, up to 3 months of age (inclusive). During the experiment, the animals were divided into two groups. The 1st group included 20 intact animals; the 2nd group had 60 animals with modelled diabetes mellitus and non-proliferative diabetic retinopathy. Results and discussion. Having studied endothelial nitric oxide synthase, we have found out significant differences (p <0.001) when comparing the findings obtained in the 2nd group with the findings of the intact animals. The 2nd group rats were simulated with diabetic retinopathy without following correction. We also observed the decreasing dynamics of this index. For a more detailed study of the functional state of the endothelium and its disruption, we selected the von Willebrand factor, which is one of the common markers showing the damage to the functional state of the endothelium. In the group with simulated pathology, the level of the investigated marker increased compared with intact animals (p <0.001). There was an increase in endothelin-1 level (p <0.001) in the laboratory rats with modelled diabetic retinopathy. Conclusion. The study results have proven that our experimental model of diabetes mellitus and one of its complications, diabetic retinopathy is accompanied by the development of endothelial dysfunction. There has been found as increase in the von Willebrand factor in the modelled pathological process. We have detected an increase in endothelin-1, a marker of vasoconstriction and endothelial dysfunction, 30 days since the beginning of the experiment. Inhibition of endothelial NO synthase activity indicates an impairment of the physiological NO synthesis.
