CC BY
14
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 616.316.1:616.313 © О.В. Атаманчук, 2014
ПЕРИФЕРИЧЕСКИЙ НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ АППАРАТ ЯЗЫКА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ СТРЕПТОЗОТОЦИНОВОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ
Атаманчук Оксана Владимировна, ассистент кафедры нормальной анатомии, Ивано-Франковский национальный медицинский университет Министерства здравоохранения Украины, Украина, 76018, г. Ивано-Франковск, ул. Галицкая, д. 2, тел. : +380978741446, e-mail: serg_popel@mail. ru.
Изучена динамика морфологических изменений нервно-мышечных окончаний языка при экспериментальном стрептозотоциновом сахарном диабете. В результате гисто-ультраструктурного исследования показаны патоморфологические изменения в различные сроки экспериментального сахарного диабета, а их закономерность указывает на тесное взаимодействие нервно-мышечных окончаний и элементов мышечной ткани. Показано, что в динамике изменения нервно-мышечных окончаний зависят от длительности сахарного диабета и проходят две стадии: в первой стадии (до 4 недель) наблюдаются реактивные, во второй стадии (6-8 неделя) - дистрофические процессы. Неодинаковая степень их выраженности связана с композицией мышц языка. Наиболее чувствительны к гипергликемии мышечные волокна промежуточного типа.
Ключевые слова: сахарный диабет, нервно-мышечное окончание, язык.
THE STATE OF PERIPHERAL NEURO-MUSCULAR TONGUE APPARATUS IN EXPERIMENTAL DIABETES MELLITUS
Atamanchuk Oksana V., Assistant, Ivano-Frankovsk National Medical University, 2 Galitskaya St., Ivano-Frankovsk, 76018, Ukraine, tel: +380978741446, e-mail: [email protected].
It was studied the dynamics of morphological changes of neuromuscular junction completions of tongue at the experimental diabetes mellitus. The result of hysto-ultrastructural research of pathomorphological changes in the different dates of experimental diabetes mellitus were shown, and their conformity to the law indicated on the close cooperation of neuromuscular junction and elements of muscles tissue. It was shown that in dynamics the changes of neuromuscular junction relied on duration of diabetes mellitus and passed two stages: in the first stage (about 4 weeks) existed reactive, in second stage (6-8 week) - dystrophyc processes. The different degree of their expression was related to composition of tongue muscles. More sensible to hyperglycemia were muscles fibers of intermediate type.
Key words: diabetes mellitus, neuromuscular ending, tongue.
Введение. Структурно-функциональные особенности языка определяют разнообразные клинические варианты его изменений при многих соматических заболеваниях. Они давно привлекают внимание ученых разных специализаций. Известно, что нервно-трофический компонент играет важную роль в патогенезе дистрофических и воспалительных поражений при сахарном диабете I типа, но механизмы развития этих процессов изучены недостаточно.
Развитие экспериментального сахарного диабета I типа моделируют путем внутрибрюшинного введения стрептозотоцина, что сопровождается гипергликемией разной степени тяжести. Проблеме влияния гипергликемии на различные ткани и органы посвящен ряд научных исследований [3, 6]. Известно, что при сахарном диабете изменяется не только метаболизм мышц, но и их структура [2, 10]. Особенное место среди проявлений данной патологии занимает поражение нервно-мышечного аппарата [8, 9]. В настоящее время сведения об изменениях двигательных нервно-мышечных окончаний (НМО) языка при экспериментальном стрептозотоциновом сахарном диабете (ЭССД) фрагментарны и требуют обобщения [2, 5]. В свете современных запросов практической нейростоматологии изучение механизмов структурно-адаптивных изменений в отдельных структурних компонентах языка при ЭССД представляет значительный интерес [3, 4].
Цель: изучить динамику морфологических изменений нервно-мышечных окончаний языка при сахарном диабете I типа.
Материалы и методы исследования. Исследовали язык 45 лабораторных крыс линии Вистар. В контрольную группу вошли 5 интактных животных. Сахарный диабет моделировали путем внут-
рибрюшинного введения 0,1 мл раствора стрептозотоцина [7]. Животных в период исследования удерживали на стандартном рационе вивария, все манипуляции с ними проводили в соответствии с правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных. Крыс выводили из эксперимента через 2, 4, 6 и 8 недель. Для изучения мышечных волокон (МВ) языка использовали гистологический (импрегнация по Бильшовскому-Грос) и электронно-микроскопический методы. Результаты исследования обработаны методами непараметрической статистики при помощи пакета прикладных программ для медико-биологических исследований Statistica 6.0.
Результаты исследования и их обсуждение. В первые две недели от начала моделирования ЭССД в терминальных миелиновых нервных волокнах (МНВ) образуются варикозные расширения, что на ультраструктурном уровне связано с расслоением миелиновой оболочки (МО). Происходит вакуолизация цитоплазмы нейролеммоцитов, а в аксонах уменьшается плотность матрикса митохондрий и расширяется периаксональное пространство. При этом в претерминальных участках уменьшается количество разветвлений двигательного аксона.
В НМО уменьшается периметр терминалей аксона, длина синаптических контактов, ширина активных зон, количество синаптических пузырьков, фрагментируются кристы митохондрий, увеличивается расстояние между синаптическими складками (рис. 1).
Рис. 1. Ультраструктурная организация нервно-мышечного синапса языка крысы через 2 недели от начала моделирования стрептозотоцинового сахарного диабета (стрелками показаны постсинаптические складки).
1 - пресинаптический полюс, 2 - постсинаптический полюс, 3 - конечный нейролеммоцит, 4 - саркоплазма, 5 - митохондрии, 6 - эндомизий. Увеличение: х 15 000
Через 4 недели ЭССД в МНВ наряду с вышеупомянутыми изменениями возрастает степень агрегации филаментозно-тубулярных структур в аксоплазме, что позволяет говорить о нарушении ак-сонного транспорта [1, 8]. Агрегация микротрубочек и нейрофиламентов может проходить в условиях повышенной кислотности аксоплазмы. Такое «закисление», очевидно, является результатом измененной функции нейролемоцитов, которые находятся в неадекватных условиях и выделяют в окружающую среду кислый белок [4, 9]. При этом в цитоплазме нейролемоцитов значительно увеличивается количество вакуолей, что указывает на критические процессы потребления жидкости из межклеточного пространства, которые наблюдали исследователи в других тканях при сахарном диабете [4]. При этом МО имеет множественные участки расслоения ламелл миелина, а это является показателем глубокого нарушения обмена фосфолипидов [6, 9].
В НМО возникает дезинтеграция большинства складок постсинаптической мембраны, расширение синаптической щели и врастание в нее отростков конечных нейролеммоцитов (рис. 2).
В НМО уменьшается количество синаптических пузырьков и митохондрий, они имеют просветленный матрикс и разрушенные кристы. Если учесть, что ЭССД нарушает окислительный метаболизм [3], в котором непосредственное участие принимают митохондрии, то можно допустить, что атрофия мышц обусловлена нарушением активного транспорта нейромедиатора в результате дефицитного энергообеспечения аксо-мышечной передачи нервного импульса. При этом известно, что морфологическим субстратом нарушения окислительного фосфорилирования является фрагментация и редукция крист, которая проявляется снижением активности сукцинатдегидрогеназы [4, 8].
Рис. 2. Ультраструктурная организация нервно-мышечного синапса языка крысы через 4 недели от начала моделирования стрептозотоцинового сахарного диабета 1 - пресинаптический полюс, 2 - постсинаптический полюс, 3 - отросток конечного нейролеммоцита, 4 - саркоплазма, 5 - митохондрии, 6 - эндомизий. Увеличение: х 15 000
В этот срок ЭССД сопровождается уменьшением периметра терминалей и длины синаптичес-кого контакта на 39,8 % и 41,5 %, соответственно (p < 0,05). Известно, что число пузырьков нейроме-диатора и количество митохондрий в пресинаптических терминалях аксона зависит, с одной стороны, от синаптической активности нейрона [7], с другой - от скорости аксонного транспорта [1].
Полученные данные свидетельствуют о снижении интенсивности этих процессов в условиях ЭССД. В постсинаптическом отделе уменьшается (до 65,0 %) количество синаптических складок, расстояние между ними возрастет (в 1,8 раза), ширина активных зон уменьшается на 41,2 % (p < 0,05).
Продолжение срока ЭССД до 6 недель приводит к деструкции отдельных МНВ, что вызывает денервацию МВ. При этом в участке НМО уменьшается количество нейролеммоцитов, увеличивается аргирофилия их ядер, что наблюдали другие исследователи при нарушении их структуры разного генеза [8, 9, 10].
Средняя площадь НМО уменьшается сравнительно с контролем на 64,3 %, а по сравнению с данными предыдущего срока эксперимента - на 28,9 % (p < 0,05). Аксоплазма перегружена синапти-ческими пузырьками, что свидетельствует о значительном нарушении механизма экзоцитоза ацетил-холина через пресинаптическую мембрану [4, 6, 7]. Их количество на весь срез через активную зону синапса возрастает в 3,5 раза сравнительно с контрольными показателями и на 38,1 % больше, чем на этапе 4 недель после моделирования ЭССД. В субсинаптической зоне определяется уменьшение количества рибо- и полирибосом, но увеличивается число пиноцитозных пузырьков.
Уменьшение количества складок постсинаптической мембраны ведет к уменьшению ее площади и, следовательно, к снижению количества холинорецепторов [6, 7, 8].
Через 8 недель от начала моделирования ЭССД выявляются массовые разрушения нервно-мышечных окончаний, гомогенизация миелиновых оболочек, атрофия терминальных разветвлений аксонов. Аксоплазма электронно-плотная, в ней отсутствуют микротрубочки, что свидетельствует о существенном нарушении аксонного транспорта. Известно, что нейротрофическое влияние мотонейрона на МВ в значительной мере зависит от системы аксонного транспорта, на это указывает ряд исследований ее фармакологической блокады [1, 5, 10]. Поэтому деструктуризацию аксоплазмы при ЭССД следует расценивать как фактор, ослабляющий нейротрофическое влияние на мембрану МВ.
В НМО терминальные разветвления разрушаются, в результате чего пресинаптический полюс отсутствует. В этих участках наблюдаются остатки аксоплазмы. Известно, что постоянным признаком при всех формах и степенях нейро- и миопатий является недостаточность активной передачи импульса в зоне пресинаптической мембраны. Полученные результаты показывают, что при ЭССД к имеющимся деструктивным изменениям претерминальных волокон и аксонных терминалей присоединяется недостаточность передачи импульсов вследствие глубоких дегенеративных изменений в постсинаптических мембранах, которые усиливают влияние других неблагоприятных факторов на состояние МВ. В связи с тотальной деструкцией ультраструктур НМО на данном этапе эксперимента морфометрический анализ провести не удалось.
На данном этапе эксперимента наблюдалось формирование так называемых атрофических НМО, для которых характерным признаком является периферическое расположение мелких синап-тических пузырьков с образованием обширных безпузырьковых зон в центральной части аксоплазмы и полное отсутствие складок в постсинаптической мембране.
Заключение. Проведенное исследование дает углубленное представление о динамике структурно-функциональных изменений нервно-мышечных окончаний в различные сроки после начала моделирования ЭССД, которые проходят две последовательные стадии. В первой стадии происходят реактивные (до 4 недель), во второй стадии (6-8 неделя) - деструктивные изменения.
Описанные патоморфологические изменения отражают тесное взаимодействие НМО и элементов мышечной ткани в различные сроки ЭССД. Изменения в мионах свидетельствуют о глубокой морфологической перестройке мышечных волокон разного фенотипа при ЭССД. Результаты исследований показывают, что в мышечных волокнах языка вместе с измененными митохондриями и ми-офибриллами находятся поврежденные органеллы в аксо-мышечных синапсах с признаками как реактивных, так и деструктивных процессов. Это указывает на тесную морфофункциональную взаимосвязь между этими структурами.
Список литературы
1. Волков, Е. М. Влияние блокады аксонного транспорта на токи концевой пластинки мышечных волокон лягушки / Е. М. Волков, Г. И. Полетаев // Нейрофизиология. - 2008. -Т. 17, № 2. - С. 201-211.
2. Гирина, О. Н. Морфофункциональные изменения при метаболическом синдроме / О. Н. Гирина, К. М. Шатрова, Е. А. Карлова, Ю. О. Мошковская // Внутренняя медицина. - 2007. - Т. 5, № 5. - С. 23-26.
3. Закирьянов, А. Р. Диабетические осложнения у крыс при длительных сроках моделирования сахарного диабета 1-го типа / А. Р. Закирьянов, М. А. Плахотний, Н. А. Онищенко // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2007. - № 4. - С. 21-25.
4. Михайлов, В. Б. К механизму нарушений нейротрофической регуляции функциональных свойств саркоплазматических мембран мышечных клеток / В. Б. Михайлов // Нарушения механизмов регуляции и их коррекция : тезисы докладов 4-го Всесоюзного съезда патофизиологов (Кишинев, 3-6 октября 1989 г.) / сост. Г. Н. Крыжановский - М. : Наука, 1989. - Т. 2. - С. 545.
5. Разумовская, Н. И. Роль нервной системы в регуляции синтеза мышечных белков / Н. И. Разумовская // Нервный контроль структурно-функциональной организации скелетных мышц. - Л. : Наука, 1980. - С. 69-83.
6. Савельев, С. В. Неврогенные механизмы развития сахарного диабета 1-го типа / С. В. Савельев, В. М. Барабанов, Ю. С. Кривова, А. Е. Прошина // Архив патологии. - 2008. - Т. 70, № 6. - С. 9-13.
7. Batbayar, B. Plasticity of the different neuropeptide-containing nerve fibres in the tongue of the diabetic rat / B. Batbayar, T. Zelles, A. Ver, E. Feher // J. Peripheral. Nervous. System. - 2004. - Vol. 9, № 4. - P. 215-223.
8. Jozca, L. Histochemical profile of muscle spindles of diabetic rats sural muscles / L. Jozca, P. Kannus, M. Kvit // Acta Histochem. - 1990. - Vol. 19, № 1. - P. 17-24.
9. Lees, M. B. Recent studies on the chemistry of the myelin proteolipid in the diabetic rat / M. B. Lees // Third Int. Symp. on myelination and demyelination. - Varna : Bulgarian Acad. of Sci., 1986. - P. 9-20.
10. Takekura, H. Histochemical and biochemical studies on the exerciese on the skeletal muscle fibers in diabetic rats / H. Takekura, H. Tanaka, M. Ono // Jpn. J. Phys. Fitness Sports. Med. - 1985. - Vol. 34, № 5. -P. 276-283.
References
1. Volkov Е. М. Vliyanie blokady аksоnnоgо transporta ш toki kоntsеvоy pkstinki myshechnykh волокон lyagushki [Influence of blockade of axon' transport on currents of end plate of muscular fibers of frog]. Ney-rofiziologiya [Nuerophysiology], 2008, vol. 17, no. 2, pp. 201-211.
2. Girina О. N., Schatrova К. М., Karlova Е. А., Moshkovskaya Yu. O. Моrfоfunkcionalnye izmenenia pri metabolicheskom sindrome [The mоrphofunctional changes at the metabolic syndrome]. Vnutrenniya medicina [Internal medicine], 2007, vol. 5, no 5, pp. 23-26.
3. Zakiryanov А. R., P^c^t^y М. A., Оnischenko N. A. Diabeticheskie оslоzhnеniya u krys pri dlitelnych srokach mоdеkirovаniya sacharnogo diаbetа pervogo ^а [Diabetic complications at rats at the protracted dates of design of diabetes mellitus of I type]. Patologicheskaya fiziologia i eksperimentalnaya terapiya [Pathological physiology and experimental therapy], 2007, no. 4, pp. 21-25.
4. Мichаylov V. B. К mеchаnizmu narucheniy neyrotroficheskoy regulacii funktsionalnik svoystv sarkoplas-maticheskikh membran mishechnikh kletok [To the mechanism of violations of the neurothrophy adjusting of functional properties of sarcoplasma membranes of muscle cages]. Narusheniya mekhanizmov regulyatsii i ikh korrektsiya. Tezisy dokladov 4-go Vsesoyuznogo s"ezda patofiziologov [Violations of machineries of adjusting and their correction. Abstracts of reports of the IV Congress of pathophysiologists], Kishinev, Nauka, 1989, vol. 2, p. 545.
5. Razumovskaya N. I. Rol nervnoy sistеmy v regulacii sinteza myshechnikh belkov [Role of the nervous system in adjusting a synthesis of muscles albumens]. Nervniy kontrol strukturno-funktsionalnoy organizatsii skeletnikh myshts [Nervous control of structural-functional organization of skeletal muscles], Leningrad, Science, 1980, pp. 69-83.
6. Savelyev S. V., Barabanov V. M., Krivova Yu. S., Proshina A. E. Nevrogennie mechanizmy razvitiya sa-charnogo diabeta pervogo tipa [Neurogens machineries of development of diabetes mellitus of I type]. Archiv patologii [Pathology archive], 2008, vol. 70 no. 6, pp. 9-13.
7. Batbayar B., Zelles T., Vér Â., Fehér E. Plasticity of the different neuropeptide-containing nerve fibres in the tongue of the diabetic rat. J. Peripheral. Nervous. System, 2004, vol. 9, no. 4, pp. 215-223.
8. Jozca L., Kannus P., Kvit M. Histochemical profile of muscle spindles of diabetic rats sural muscles. Acta Histochem, 1990, vol. 19, no. 1, pp. 17-24.
9. Lees M. B. Recent studies on the chemistry of the myelin proteolipid in the diabetic rat. Third Int. Symp. on myelination and demyelination. Varna, Bulgarian Acad. of Sci., 1986, pp. 9-20.
10. Takekura H., Tanaka H., Ono M. Histochemical and biochemical studies on the exerciese on the skeletal muscle fibers in diabetic rats. Jpn. J. Phys. Fitness Sports. Med., 1985, vol. 34, no. 5, pp. 276-283.
УДК 616-06-036.2:611-018.74
© А.Х. Ахминеева, О.С. Полунина, И.В. Севостьянова, Л.П. Воронина, В.А. Полунина, 2014
СТЕПЕНЬ ТЯЖЕСТИ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ И ЧАСТОТА
ЕЕ ВСТРЕЧАЕМОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ КОМОРБИДНЫХ СОСТОЯНИЯХ
Ахминеева Азиза Халиловна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры факультетской терапии и профессиональных болезней с курсом последипломного образования, ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: (8512) 52-41-43, e-mail: [email protected].
Полунина Ольга Сергеевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой внутренних болезней педиатрического факультета, ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: (8512) 52-41-43, e-mail: [email protected].
Севостьянова Ирина Викторовна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры внутренних болезней педиатрического факультета, ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: (8512) 52-41-43, e-mail: [email protected].
Воронина Людмила Петровна, доктор медицинских наук, профессор кафедры внутренних болезней педиатрического факультета, ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: (8512) 52-41-43, e-mail: [email protected].
Полунина Валентина Александровна, аспирант кафедры внутренних болезней педиатрического факультета, ГБОУ ВПО «Астраханская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: (8512) 52-41-43, e-mail: agma@astranet. ru.
Обследовано 35 больных бронхиальной астмой (БА), 35 больных ишемической болезнью сердца (ИБС), 35 больных артериальной гипертензией (АГ), 40 пациентов с сочетанием БА + ИБС и 40 пациентов с сочетанием БА + АГ. Для оценки состояния сосудистого эндотелия в ходе лазерной допплеровской флоуметрии, дополненной ионофоретическими пробами, вычислен коэффициент эндотелиальной функции. Доказано, что сочетание БА + АГ оказывает негативное влияние на состояние микрососудистого эндотелия, абсолютный риск развития выраженной эндотелиальной дисфункции в данной группе пациентов составляет 60 %. Наибольшее поражение микрососудистого эндотелия наблюдается при коморбидном сочетании БА + ИБС по сравнению как с мононозологией (БА, АГ, ИБС), так и с сочетанием БА + АГ. Выраженная эндотели-альная дисфункция в группе больных БА + ИБС была выявлена у 70 % пациентов. Отношение шансов развития выраженной эндотелиальной дисфункции в группе пациентов с сочетанием БА + ИБС относительно больных БА составило 11,28 [95 % доверительный интервал 5,89; 13,74].
Ключевые слова: коморбидное состояние, эндотелиальная дисфункция, бронхиальная астма, ишемиче-ская болезнь сердца, артериальная гипертензия.
