CC BY
40
УДК 616.379-008.64:617.735 DOI: 10.22141/2224-0721.13.4.2017.106657
Семенко В.В.1, Сердюк В.М.1, Савицький 1.В.2
1КЗ «Днпропетровська обласна клн'чна офтальмолопчналкарня», м. Днпро, Укра1на 2Одеський на^ональний медичний унiверситет, м. Одеса, Укра'на
Розробка экспериментально!' алоксановоТ MOAeAi цукрового Aia6eTy
For cite: Mezhdunarodnyi Endokrinologicheskii Zhurnal. 2017;13:276-80. doi: 10.22141/2224-0721.13.4.2017.106657
Резюме. Актуальнсть. Одн1ею з головних причин, що призводять до ¡нвалдизацП хворих на цукровий дабет (ЦД), е д1абетична ретинопаш (ДР). Актуальнсть проблеми ДР обумовлюе потребу в розробц оп-тимальних експериментальних моделей на п1ддослщних тваринах для пошуку ефективних шлях1в корекцн дано!' патологи. Мета. Розробка експериментально! алоксановоТ модел'1 ЦД 1-го типу для досл1дження ДР, яка не призводитиме до летальност експериментальних тварин пщ впливом алоксану. Г'ютолопчне до-слдження зм1н у тканинах очного яблука при в'1дтворенн'1 модел '1 ЦД для пдбору нових ефективних метод'в метабол1чного л1кування ДР на ранн1х стад1ях. Матер'шли та методи. Експеримент проводили на б'лих. щурах л1нИ Встар автобредного розведення масою 180-200 г. Першу групу становили 20 тварин, як не зазнавали жодного впливу / слугували контролем; другу групу — 30 тварин, в яких моделювали ЦД шляхом введения алоксану та фруктози. Результати. При моделюванн ДР були виявлен/ зм1ни судин у вигляд ф'брозу стнок, набряку ендотелю та спазму судин. Вдзначалося зменшення клькост п1гментних гранул, спостергалися дистроф1чн1 зм1ни клтин ганглонарного шару та шару паличок / колбочок, що зб1гаеться з описами ушкодження оболонок очного яблука у хворих на ЦД. Висновки. Розрахована оптимальна доза введення алоксану, що не призводить до загибел'1 щур1в (у проведеному експеримент летальнсть щур1в була вдсутньою) / при цьому е ефективною моделлю не лише ЦД у цлому, але й ДР. Ключовi слова: цукровий диабет; д1абетична ретинопат'я; експериментальна алоксанова модель; псто-лопчне дослдження
Експериментальна ендокринолопя
/Experimental Endocrinology/
Вступ
Цукровий дiабет (ЦД) — група метаболiчних за-хворювань, що виникають внаслщок порушення се-крецп шсулшу пщшлунковою залозою, дц шсулшу або поеднаного впливу цих чинниюв. ЦД вважаеть-ся пандемiею XXI столггтя. За даними Всесвггньо! оргашзацп охорони здоров'я (ВООЗ), юльюсть пащенпв iз ЦД зросла в!д 108 млн у 1980 рощ до 422 млн у 2014 рощ [1, 2]. За прогнозами М1жнарод-но! дiабетичноl федераци, число хворих на ЦД серед дорослого населення в свт до 2030 року становити-ме понад 550 млн [3, 4]. У 2012 рощ 1,5 млн випад-юв смерт були безпосередньо спричинеш дiабетом. За прогнозами ВООЗ, ЦД буде посщати сьоме мюце серед причин смертносп в 2030 рощ [1, 2].
Одшею з основних причин, яю призводять до швалщизацп хворих на ЦД, е дiабетична ретинопа-т1я (ДР). Це мжросудинна патолопя, що характеризуемся ураженням судин сигавки та розвитком
мжроаневризм, KpoBOBramiB, ексудативних змш i новоутворенням судин на очному дш, внаслщок чого знижуеться гострота зору, розвиваеться слшо-та [5]. На ii частку припадае 80—90 % уае! швалщ-ност по зору, зумовленоi ЦД [4]. Приблизно у 5 % випадюв дiагноз ДР встановлюеться до моменту виявлення ЦД, а через 10 роюв пiсля початку про-гресування захворювання дане ускладнення призводить до змiн очного дна бшьше нiж у 50 % хворих та у 75—90 % хворих, у яких ЦД тривае понад 15 ро-юв [6]. На сьогодш в свт серед хворих на ЦД наль чуеться 45 мшьйошв слiпих людей та 180 мшьйошв зi зниженим зором. 1снуе припущення, що за наступш 30 рокiв кiлькiсть слших зросте на 27 %, а людей зi зниженим зором — на 45 % [7, 8]. Юльюсть пащенпв iз втратою зору внаслщок ЦД перебувае в межах вщ 26 % при ЦД 2-го типу до 84 % при ЦД 1-го типу.
Вперше ДР описана понад 100 роюв тому McKenzie (1879), проте i сьогодш це ускладнення
© <^жнародний ендокринолопчний журнал», 2017 © «International Journal of Endocrinology», 2017
© Видавець Заславський О.Ю., 2017 © Publisher Zaslavsky O.Yu., 2017
Для кореспонденцп: Семенко В.В., КЗ «Дшпропетровська обласна кл^чна офтальмолопчна л^арня», пл. Соборна, 14, м. Днтро, 49074, Украина; e-mail: [email protected]
For correspondence: V. Semenko, Dnipropetrovsk regional clinical ophthalmological hospital, Soborna sq., 14, Dnipro, 49074, Ukraine; e-mail: [email protected]
Експериментальна ендокринолопя /Experimental Endocrinology/
залишаеться актуальною проблемою для теоретично! та практично! медицини [9, 10]. Встановлено, що у хворих на ЦД 1-го типу вжом до 30 рок!в тсля 10-рiчного спостереження ДР розвивалась у 89 % ви-падкiв, частка прол!феративно! ДР становила 30 %. У хворих на ЦД 2-го типу виявлена ДР у 20 % випадк!в при тривалост ЦД не б1льше двох роюв [11, 12]. За даними л!тератури, порушення ендотелiю та еластич-них властивостей артерiй безпосередньо пов'язано з розвитком судинних ускладнень дiабету [13—16].
Актуальнiсть проблеми ДР обумовлюе потребу в розробцi та дослщженш нових методiв корекцй' ушкоджень оболонок очного яблука [17]. Однак, зважаючи на бiоетичнi та моральнi аспекти, розроб-ка таких методiв потребуе адекватних експеримен-тальних моделей.
В основi розроблено! нами моделi лежить вве-дення алоксану експериментальним тваринам.
Алоксан — структурний аналог глюкози, за рахунок цього вiн зв'язуеться з транспортером глюкози GLUT2 i вибiрково накопичуеться в ß-клiтинах пщшлунково! залози експериментальних тварин. Механiзм дй' — ге-нерацiя в циклiчнiй реакцй' з дiалуроновою кислотою активних форм кисню, що щщ!юють руйнування ß-клiтин, як! мають низький рiвень антиоксидант-ного захисту. Результат — руйнування ß-клггин — зменшення синтезу та секрец!! в кров щсулшу, i, як наслщок, у тварин розвиваються гшерглжем1я та д!а-бетичний синдром, аналопчний ЦД 1-го типу [18, 19].
Слщ зауважити, що поширенню алоксаново'! мо-делi ЦД заважае l! висока токсичшсть, що встановлено для ранше вживаних алоксанових моделей [20]. З л!тературних джерел вщомо, що транспортер глюкози GLUT2, який також експресуеться в гепатоци-тах i клiтинах канальцiв нирок, мае токсичний вплив на печшку та нирки [21]. Пор!вняно з р-остр!вцями гепатоцити мають б!льш високу антиоксидантну ак-тившсть. Що стосуеться нефротоксичносп, то в ра-нше вщомих дозах введення алоксану призводило до некрозу окремих д!лянок звивистих канальцiв нирок i, як наслщок, розвитку нирково! недостат-ност!, що виникае в частини тварин ще до розвитку ЦД i може стати причиною смерт щур!в у перш! 5 д!б тсля введення алоксану [20, 22].
Однак саме алоксанова модель ЦД у зв'язку з ви-щезазначеним мехашзмом д!! алоксану на ß-клггини е обГрунтованою для подальшого досл!дження ан-тиоксидантно! терап!!.
Мета — створення оптимально! для дослщження ДР модел! ЦД 1-го типу, яка також е придатною для дослщження ефективност коригуючо! терап!!, i при цьому не призводитиме до смерт експериментальних тварин. Пстолопчне дослщження змщ у тканинах очного яблука при вщтворенш модел! ЦД для пщбору нових ефективних метод!в метабол!чного лшування ДР на ранн1х стад!ях.
Матерiали та методи
Результати отриман! при досл!дженн! б1лих щу-р!в лши В!стар автобредного розведення масою 180—200 г. Вщповщно до завдання тварини були
ранжоваш на двi групи. Перша група — 20 тварин, яю не зазнавали жодного впливу i слугували контролем; друга група — 30 тварин, у яких моделювали ЦД. Моделювання ЦД: триразове внутршньоочере-винне введення алоксану з штервалом 5 днiв у дозi 7,5 мл/200 г маси тварини в комплекс з вГльним напуванням тварин 5% розчином фруктози. Отри-мання пiдцослiдними тваринами розчину фруктози е додатковим навантаженням на вуглеводний обмiн, що дезiнтегруе нормальний метаболiчний процес. Тривалiсть експерименту — 30 дiб. Пiсля закшчен-ня експерименту у тварин визначали рiвень глюкози в кровi, а також наявшсть цукру в сечь Тварин виводили з дослiду шляхом декаттацп п1д легким ефiрним наркозом згщно з «Правилами виконання роб!г з використанням експериментальних тварин», затвердженими наказом МОЗ Укра!ни та Законом Укра!ни «Про захист тварин вщ жорстокого пово-дження» (1759-У1 вщ 15.12.2009). Енуклеац1я: одне очне яблуко фiксували 24 години в 4% розчиш па-раформальдегiду, потiм матерiали проводили через спирти зростаючо! концентрацГ! i заливали в цело!-дин за загальноприйнятою методикою. З отриманих блокгв виготовляли гГстологГчнГ зрГзи 7—9 мкм, якГ за-барвлювали гематоксилшом-еозином. Отриманi пре-парати дослiцжували пщ свГтловим мГкроскопом г визначали структурш змГни в утвореннях очного яблука
Результати
Шсля закГнчення експерименту в штактних щурГв вмГст глюкози в кровГ становив 5,11 ± 0,22 ммоль/л за вГдсутностГ глюкози в сечь Спостереження за ш-тактними тваринами показало, що вовна гладка, чиста, очГ яснГ, апетит присутнш. Споживання води становить 10—12 мл на добу.
При пстолопчному дослщженш стшки очного яблука: бГлкова оболонка представлена щГльно упа-кованими фГброзними волокнами, серед яких рГвно-мГрно розпод1ленГ овальнГ темнГ ядра фГбробластГв. У судиннГй оболонцГ численш тонкостГннГ судини, мГсцями мають вигляд лакун. У сГгчастш оболонцГ чГтко проглядаеться шаруватГсть. КлГтини ганглю-нарного шару Гз соковитими округлими ядрами роз-ташовуються в один шар, рГвномГрно (рис. 1).
Рисунок 1. Стквка ока здорового щура. Рiвномiрний розподл клтин гангл'юнарного шару. Роздлення гранулярних шар'в. Забарвлення гематоксилшом-еозином. Зб. х 100
Експериментальна ендокринолопя /Experimentаl Endocrinology/
Е1
У гранулярних шарах кл1тини з темними окру-глими ядрами розташовуються щшьними масива-ми. В п1гментному шар1 визначаються р1вном1рно розташован1 темн1 гранули р1зних розм1р1в.
Кришталик оточений однорщною щ1льною мембраною, на внутр1шн1й поверхш яко! визначаються розташован1 в один ряд клггини з др1бни-ми темними ядрами. Т1ло кришталика безбарвне, однорщне, на периферп ближче до капсули роз-с1ян1 витягнут1 темн1 утворення, очевидно, ядра волокон.
Шсля зак1нчення експерименту в кров1 щур1в з моделлю ЦД було визначено 8,07 ± 0,33 ммоль/л глюкози, що в1рог1дно вище, н1ж у груп1 контролю — 5,11 ± 0,22 ммоль/л (вщмшносл статистично значущ1 за критер1ем Стьюдента на р1вн1 р < 0,001), а в сеч1 в1дзначалися слщи глюкози. Спостережен-ня за тваринами, у яких моделювали ЦД, показали, що до кшця дослщу маса тша тварин дещо знизила-ся 1 становила 170—180 г, у той час як штактш тва-рини мали масу 200—210 г. Вовна у тварин тьмяна, мае недоглянутий вигляд, оч1 мутнувать Для тварин шддослщно! групи характерна спрага, в деяю дш вони споживали до 30 мл рщини на одну твари-ну. Апетит звичайний, повед1нка млява, рухлив1сть знижена.
Пстолоичне досл1дження тканин очного яблука виявило таке. В бшковш оболонщ видно !! волок-нисту будову внаслщок набухання волокон. Ядра ф1бробласт1в овальн1, в1зуально набрякл1, пом1рно-го забарвлення. В судинах судинно! оболонки вщ-значаеться ф1брозне стовщення стшки, набухання й округлення ядер ендотелш, судини розширен1 до стану лакун, не визначаються (рис. 2).
Визначаються набрякл1, безладно розташоваш ендотел1оцити. У шгментному шар1 численн1 ве-лию гранули. Сл1д в1дзначити, що на вщмшу в1д здорових тварин вони не розташовуються ком-пактним масивом, а розс1яш по всьому шару. Еле-менти шару колбочок, паличок блщо забарвлен1, розташовуються дуже густо. Зовшшнш зернистий шар с1тк1вки представлений округлими, нормаль-
Рисунок 2. С'/тк'/вка щура з моделлю цукрового д1абету. Судинний шар — набухання волокон, ендотел'юцит'ш, неупорядковане )'х розмщення. Забарвлення гематоксилном-еозином. Зб. х 100
Рисунок 3. С '/тк'/вка щура з моделлю цукрового д'абету. Гранулярний шар ¡з розр'щженим розмщенням нейронв. Забарвлення гематоксилтом-еозином. Зб. х 100
Рисунок 4. Кришталик ока щура з моделлю цукрового д1абету. Розширення зони, що мстить клтини, наявнсть гранул пгменту. Забарвлення гематоксилтом-еозином. Зб. х 100
но забарвленими ядрами. Розм1ри !х трохи збшь-шеш, розподшеш з певним розрщженням.
У внутршньому зернистому шар1 ядра так само збшьшеш, але штенсивно на вщмшу вщ зовшш-нього шару забарвлеш й розподшеш також досить штенсивно. У ганглюнарному шар1 кл1тини розташовуються в1зуально р1дше, н1ж у контроле ядра кл1тин р1зко збшьшеш в розм1рах, набрякл1, забарвлення пом1рне й бл1де (рис. 3).
У кришталику звертала на себе увагу наявн1сть п1гментних гранул у товщ1 його т1ла й збшьшення числа ядер, розс1яних по периферп. Кр1м того ядра кл1тин, розташоваш на капсул1, мали середн1 розмь ри та пом1рну забарвлен1сть (рис. 4).
Обговорення
Упродовж тривалого часу ЦД, спричинений ви-даленням шдшлунково! залози, залишався единою моделлю цього захворювання. За !! допомогою вдавалося з'ясувати деяю особливост1 дИ шсулшу та зм1ни обм1ну речовин при його дефщить I лише у 1943 рош було показано, що введення алоксану
IEI
Експериментальна ендокринологiя /Experimental Endocrinology/
тваринам призводить до стану, схожого на ЦД у людей. З того часу штерес до ще! хГмГчно! сполу-ки не зменшуеться, особливо тсля встановлення наявностГ ендогенного алоксану в кровГ людини. Вмют алоксану в людей, собак Г щурГв становить 0,15—0,25 мг% [22]. Уведення глюкози сприяе його збГльшенню, що, ймовГрно, пояснюе ушкодження острГвцевих клГтин пГсля внутрГшньовенного над-ходження велико! кГлькостГ глюкози. Алоксан як похщне сечовини розчинний у водГ або спиртах, легко зазнае автоокиснення з утворенням актив-них радикалГв Г викликае селективний некроз р-клГтин панкреатичних острГвщв. Паралельно з самоокисненням молекули подГбних ксенобю-тикГв здГйснюеться продукщя реактивних форм кисню. Зазвичай алоксановий дГабет викликаеться дворазовим пГдшкГрним уведенням водного роз-чину алоксангГдрату тваринам (кроликам, щурам, мишам та собакам), яю попередньо голодували впродовж доби, та за клшчним перебГгом ввдпо-вГдае ЦД 1-го типу [19]. Змшюючи дозу алоксану, можна викликати рГзний ступГнь ушкодження клГтин тдшлунково! залози. НайчастГше при моде-люваннГ ЦД у щурГв одноразова доза алоксану становить 55—65 мг/кг [20]. У випадку його уведення внутрГшньоочеревинно ефективна доза повинна бути збГльшена. Тому ЦД викликають шляхом одноразового внутршньоочеревинного уведення до-слГдним щурам алоксану у дозГ 100—200 мг/кг маси тГла тварини в 0,1 М цитратному буферГ (рН 4,0) пГсля 24-годинного голодування на фонГ нор-мальних показниюв рГвня глюкози кровГ. Алоксан Г продукти його розпаду вступають у цикл перетво-рень, яю закшчуються утворенням супероксидних радикалГв, що, в свою чергу, призводить до утво-рення пероксиду водню. Вплив реактивних форм кисню з одночасним масивним зростанням рГвня цитозольного кальщю викликае швидку деструк-цГю р-клГтин шдшлунково! залози, оскГльки саме ДНК панкреатичних острГвщв е одшею з мшеней !х дГ!. НедолГками моделювання алоксанового дГабету е токсичнГсть речовини, а також те, що отримаш результати клшчно та морфологГчно ввд-повщають ЦД 1-го типу, а для отримання ЦД 2-го типу слщ застосовувати шшу експериментальну модель.
Висновки
Розрахована оптимальна доза введення алоксану, що не призводить до загибелГ щурГв (у проведе-ному експериментГ летальнГсть щурГв була вщсут-ньою), Г при цьому е ефективною моделлю не лише ЦД у цГлому, але й ДР.
Обрана доза алоксану дозволяе отримати менш грубГ змши, характернГ для початкових стадш роз-витку ЦД.
У результат наших дослщжень при моделюванш дГабетично! ДР були виявленГ змши судин у вигляда фГброзу стшок, набряку ендотелГю та спазму судин. Також вщзначалися зменшення кГлькостГ тгмент-них гранул, дистрофГчнГ змГни клгтин ганглюнарно-
го шару та шару паличок i колбочок, що збтаеться з описами ушкодження оболонок очного яблука у хворих на ЦД.
Конфлжт штересш. Автори заявляють про вщ-сутнiсть конфлiкту iнтересiв при пщготовщ дано! статтi.
References
1. World Health Organization. Diabetes. WHO Newsletter. November 2016 [Electronic resource]. (In Russian). Available from: http://www.who.int/mediacentre/ factsheets/fs312/ru/
2. Mathers CD, Loncar D. Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030. PLoS Med. 2006 Nov;3(11):442. doi: 10.1371/journal. pmed.0030442.
3. Maslova O.V, Suncov Jul. Epidemiology of diabetes mellitus and microvascular complications. Diabetes mellitus. 2011;3:6-11. (In Russian).
4. Pankiv V.I. Diabetes mellitus: definition, classification, epidemiology, risk factors. Mezhdunarodnyi Endokrinologicheskii Zhurnal. 2013;7(55):95-104. (In Ukrainian), doi: 10.22141/2224-0721.7.55.2013.84685.
5. Bezdetko PA, Gorbachova OV. Epidemiology and frequency of diabetes mellitus and diabetic retinopathy. Mezhdunarodnyi Endokrinologicheskii Zhurnal. 2006;4(6):37-45. (In Ukrainian).
6. Zelinska NB, Horoshaja OO, Starynec NA. The frequency of diabetic retinopathy in children and adolescents with diabetes according to screening in the regions of Ukraine. Klinichna endokrynologija ta endokrynna hirur-gija. 2005;4(13):27-31. (In Ukrainian).
7. Semeraro F, Cancarini A, dell'Omo R, et al. Diabetic retinopathy: vascular and inflammatory disease. Journal of Diabetes Research. 2015;3:1-17. doi: 10.1155/2015/582060.
8. Vergouwe Y, Soedamah-Muthu S, Zgibor J, et al. Progression to microalbuminuria in type 1 diabetes: development and validation of prediction rule. Diabe-tologia. 2010;53:254-62. doi: 10.1007/s00125-009-1585-3.
9. Petrovski G, Kaarniranta K, Petrovic D. Oxidative stress, epigenetics, environment, and epidemiology of diabetic retinopathy. Journal of Diabetes Research. 2017;2:1-3. doi: 10.1155/2017/6419357.
10. Shaw JE, Sicree RA, Zimmet PZ. Global estimates of the prevalence of diabetes for 2010 and 2030. Diabetes Res. Clin. Pract. 2010;87(1):4-14. doi: 10.1016/j.di-abres.2009.10.007.
11. Nentwich MM, Ulbig MW. Diabetic retinopathy — ocular complications of diabetes mellitus. World J Diabetes. 2015;6(3):489-99. doi: 10.4239/wjd.v6.i3.489.
12. Ueda K, Nakahara T, Hoshino M, et al. Retinal blood vessels are damaged in rat model of NMDA induced retinal degeneration. Neuroscience Letters. 2010;485(1):55-9. doi: 10.1016/j.neulet.2010.08.061.
13. Balabolkin MI. The role of glycation of proteins, oxidative stress in the pathogenesis of vascular complications in diabetes mellitus. Sakharnyi diabet.2002;4:8-16. (In Russian).
Експериментальна ендокринолопя /Experimental Endocrinology/
14. Verma S, Buchanan MR, Anderson TJ. Endothelial Function Testing as a Biomarker of Vascular Disease. Circulation. 2003;108:2054-9. doi: 10.1161/01. CIR.0000089191.72957.ED.
15. Bonetti PO, Lerman LO, Lerman A. Endothelial Dysfunction: A Marker of Atherosclerotic Risk. Arterioscler Thromb Vascular Bio. 2003;23:168-75. PMID: 12588755.
16. Widlansky ME, Gokce N, Keaney JF Jr, Vita JA. The clinical implications of endothelial dysfunction. Journal of the American College of Cardiology. 2003 0ct;42:1149-60. PMID: 14522472.
17. Chatzigeorgiou A, et al. The use of animal models in the study of diabetes mellitus. In Vivo. 2009;23:245-58. PMID: 19414410.
18. Palchikova NA, Kuznecova NV, Kuzmynova OI, Seljatyckaya VG. Hormonal and biochemical features of alloxan and streptozotocin-induced models of experimental diabetes. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal. 2013;33(6):18-24. (In Russian).
19. Lenzen S. The mechanisms of alloxan- and streptozotocin-induced diabetes. Diabetologia 2008 Feb;51(2):216-26. doi: 10.1007/s00125-007-0886-7.
20. Baranov VG, Sokoloverova IM, Gasparjan EG. et al. Eksperimental'nyj saharnyj diabet. Rol' v kliniches-koj diabetologii [Experimental diabetes mellitus. Role in clinical diabetes]. Leningrad: Nauka; 1983. 240 p. (In Russian).
21. Elsner M, Tiedge M, Guldbakke B, et al. Importance of the GLUT2 glucose transporter for pancreatic beta cell toxicity of alloxan. Diabetologia. 2002 Nov;45(11):1542-9. doi: 10.1007/s00125-002-0955-x.
22. Evan AP, Mong SA, Connors BA, et al. The effect of alloxan, and alloxan-induced diabetes on the kidney. Anat Rec. 1984;208(1):33-47. doi: 10.1002/ ar.1092080105.
OTpuMaHO 14.06.2017 ■
Семенко В.В.1, Сердюк В.Н.1, Савицкий И.В.2
1КУ «Днепропетровская областная клиническая офтальмологическая больница», г. Днепр, Украина Одесский национальный медицинский университет, г. Одесса, Украина
Разработка экспериментальной аллоксановой модели сахарного диабета
Резюме. Актуальность. Одной из главных причин, которые приводят к инвалидизации пациентов, страдающих сахарным диабетом (СД), является диабетическая ретинопатия (ДР). Актуальность указанной проблемы обусловливает потребность в разработке оптимальных экспериментальных моделей для поиска эффективных путей коррекции данной патологии. Цель. Разработка экспериментальной аллоксановой модели СД 1-го типа для исследования ДР, не приводящая к гибели экспериментальных животных после воздействия аллоксана. Проведено гистологическое исследование изменений в тканях глазного яблока при воспроизведении модели СД для подбора новых эффективных методов метаболического лечения ДР на ее ранних стадиях. Материалы и методы. Эксперимент проводили на белах крысах линии Вистар аутобредного разведения массой 180—200 г. Первая группа составила
20 интактных животных; вторая группа — 30 животных, у которых моделировали СД путем введения аллоксана и фруктозы. Результаты. При моделировании ДР выявлены сосудистые изменения в виде фиброза стенок, отека эндотелия и спазма сосудов. Также имели место уменьшение количества пигментных гранул, дистрофические изменения клеток ганглионарного слоя и слоя палочек и колбочек, что совпадает с описаниями повреждения оболочек глазного яблока у больных СД. Выводы. Определена оптимальная доза введения аллоксана, не приводящая к гибели крыс (летальность животных отсутствовала) и при этом являющаяся эффективной моделью не только СД в целом, но и ДР.
Ключевые слова: сахарный диабет; диабетическая ретинопатия; экспериментальная аллоксановая модель; гистологическое исследование
V.V. Semenko1, V.M. Serdyuk1, I.V. Savytskyi2
Dnipropetrovsk Regional Clinical Ophthalmology Hospital, Dnipro, Ukraine 2Odesa National Medical University, Odesa, Ukraine
Development of experimental alloxan model of diabetes mellitus
Abstract. Background. One of the main causes that lead to the disability of diabetic patients is diabetic retinopathy (DR). The relevance of the problem of DR necessitates the development of optimal experimental models on experimental animals to find effective ways of correcting this pathology. The purpose of our work was to develop an experimental alloxan model of type 1 diabetes mellitus (DM) for the study of DR, which would not result in the lethal outcome of experimental animals under the action of alloxan; histological examination of changes in the tissues of the eyeball in the reproduction of the DM model for the selection of new effective methods for the metabolic treatment of DR in the early stages. Materials and methods. The experiment was carried out on white outbred Wistar rats weighing 180—200 g. The first group consisted of 20 animals that were not subjected to
any influence, served as a control; second group — 30 animals, in which DM was modeled by administration of alloxan and fructose. Results. When modeling DR, vessel changes in the form of wall fibrosis, edema of the endothelium and vasospasm were found. There was also a decrease in the amount of pigment granules, dystrophic changes in the cells of the ganglionic layer and a layer of retinal rods and cones, which coincides with the descriptions of damage to the coats of the eyeball in patients with DM. conclusions. In our studies, we have calculated the optimal dose of alloxan administration, which does not lead to the death of rats (the lethality of rats was absent) and is an effective model not only of DM in general, but also of DR.
Keywords: diabetes mellitus; diabetic retinopathy; experimental alloxan model; histological study
