CC BY
43
УДК: 616.379-008.64:616-092-612.015.
РОЛЬ ИЗМЕНЕНИЙ СОПРЯЖЕННЫХ СИСТЕМ ПЕРЕКИСНОГО
ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ, АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ, МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ И ГЕМОСТАЗА В ПАТОГЕНЕЗЕ ДИАБЕТИЧЕСКИХ АНГИОПАТИЙ
С.Г. ДЗУГКОЕВ, Л.Г. ХЕТАГУРОВА*
Проблема сосудистых осложнений сахарного диабета (СД) остается актуальной, поскольку диабету свойственно генерализованное поражение системы кровообращения, проявляющееся патологией микроциркуляторного русла. Начинается диабет как болезнь обмена веществ, а заканчивается как сосудистая патология. По данным экспертов ВОЗ, число больных ежегодно увеличивается на 5-7 %, а каждые 10-15 лет удваивается [ 1, 2, 4]. Одной из самых тяжелых форм
диабетических микроангиопатий является нефропатия. Почки в наибольшей степени зависимы от функционального состояния эндотелия, дисфункция которого отражается на их экскреторной способности, на состоянии внутрипочечной гемодинамики и проницаемости клубочкового фильтра. Диабетические ангиопатии характеризуются полиорганными нарушениями, степень тяжести которых обусловлена выраженностью структурно-функциональных изменений сосудистого русла: капилляров, артериол и венул. При сосудистых осложнениях наблюдается повышение перфузионного давления и скорости кровотока при сбросе крови по артерио-венулярным шунтам, и снижение эластичности сосудистой стенки [5, 6].
Данные функциональных проб и лазерная допплеровская флоуметрия показали понижение вазодилататорной способности, усиление эндотелий-зависимой сократимости, уменьшение эластичности сосудистой стенки, изменение реологических свойств крови вследствие нарушений в системе коагуляционного и тромбоцитарного гемостаза. В литературе отсутствуют комплексные исследования, посвященные изучению
патофизиологии развития диабетической микроангиопатии: нефропатии, периферических микроциркуляторных нарушений, сопровождаемых нарушениями в системе гемостаза.
Цель работы - изучение взаимосвязанных систем свободно-радикального окисления (СРО) и ферментов антиокислительной защиты (АОЗ) клеток, обуславливающих нарушения активности мембраносвязанных ферментов фракций почечной ткани, макро- и микроциркуляции с нарушениями в системе гемостаза при экспериментальном сахарном диабете.
Проведены исследования на 150 крысах линии Вистар с моделью экспериментального сахарного диабета, вызванного парентеральным введением 5% водного раствора аллоксана, синтезированного в лаборатории кафедры биохимии СОГМА, в дозе 15 мг/100 гр. массы на фоне голодания. Модель считалась состоявшейся при увеличении сахара крови и диуреза более чем в 2-3 раза. В хронической стадии аллоксанового диабета (через 4-6 недель) изучали интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) по концентрации малонового диальдегида (МДА) в эритроцитах и гомогенатах слоев почечной ткани, активность ферментов АОЗ - супероксиддисмутазы и каталазы, электролитовыделительную функцию и активность Ка+,К+-АТФ-азы в гомогенатах, митохондриальной и микросомальной фракциях коркового и мозгового веществ почечной ткани, состояние кровотока в магистральных сосудах и перфузию тканей допплерографически (допплерограф фирмы «Минимакс»), процесс гемокоагуляции по данным агрегации тромбоцитов и электрокоагулографии. Провели контрольные исследования, статическую обработку данных методом вариационной статистики, оценку корреляции по стандартным таблицам Каминского Л.С. с использованием программы Microsoft Excel.
Анализ результатов показал, что на фоне стойкой гипергликемии происходит увеличение концентрации МДА в эритроцитах и почечной ткани у крыс с аллоксановым диабетом средней степени тяжести. Причем интенсивность ПОЛ нарастает с увеличением уровня гликемии и развивается оксидативный стресс. Интенсификация ПОЛ при экспериментальном сахарном диабете может быть вызвана не только увеличением количества инициаторов ПОЛ, но и снижением активности ферментов
* г. Владикавказ, ул. Пушкиснкая, 40, СОГМА, каф. биохимии, каф. патофизиологии
антиокислительной защиты, которые разрушают или предупреждают образование активных форм кислорода. Антиокислительная система включает не- и ферментные ингибиторы ПОЛ. Первая линия защиты - это ферменты супероксиддисмутаза (СОД), глутатионпероксидаза и каталаза. СОД превращает супероксиданион в Н2О2, которая является субстратом каталазы и глутатион-зависимых пероксидаз, катализирующих её превращение в молекулу эндогенной Н2О.
Наши данные выявили повышение активности каталазы в сыворотке крови во всех группах животных с экспериментальным сахарным диабетом. Активность же СОД снижалась на фоне высокого уровня сахара крови. Сравнивая характер окислительной модификации активными формами кислорода СОД и каталазы, мы предположили, что специфика процесса определяется особенностью уникальной структурной организации биомолекул данных ферментов. Активные формы кислорода подавляют ферментативную активность СОД, а каталаза, содержащая 4 группы гема, оказывается более устойчивой к их действию и включается в детоксикацию избыточно образующихся в почках перекиси водорода и радикала гидроксила. Следовательно, повышение активности каталазы является проявлением клеточной компенсаторной реакции. Влияние процессов ПОЛ на липидные компоненты мембран клетки - эритроцитов и эпителия канальцев почек, привело к угнетению активности N"4 К+-АТФ-азы в эритроцитах и гомогенатах коркового и мозгового вещества. В выделенных из гомогенатов методом ультрацентрифугирования митохондриях и микросомах определялась активность фермента. Анализ данных показал снижение активности Ка-транспортирующего энзима в этих фракциях клеток почечной ткани. Выявлена прямая корреляционная связь между концентрацией МДА и снижением активности Ка+-, К+-АТФ-азы в гомогенатах, митохондриальной и микросомальной фракциях слоев почечной ткани.
В предшествующих исследованиях на крысах с сахарным диабетом [3] изучили нарушения макро- и микроциркуляции, сопровождающиеся изменением перфузии в тканях. При анализе результатов допплерографии установлено во всех точках локации снижение средней скорости кровотока на 15 %, при повышении диастолической скорости кровотока на 10 %. Географические показатели характеризуются повышением индекса Гослинга, отражающего повышение упрогоэластических свойств (плотности) сосудистой стенки и снижением градиента давления в сосудах микроциркуляторного русла. Индекс Пурселло (реографический индекс), отражающий общее периферическое сосудистое сопротивление, повышается. Одновременно в магистральном артериальном сосуде (брюшная аорта) в отличие от сосудов микроциркуляторного русла наблюдается повышение средней, систолической и диастолической скоростей кровотока, что согласуется с теорией генерализованной гиперперфузии, рассматриваемой в качестве основных механизмов патогенеза ангиопатий при сахарном диабете. При этом в брюшной аорте отмечено компенсаторное снижение индекса Гослинга и периферического сопротивления сосудов, градиент давления незначительно повышен. Аналогичные изменения для показателей системной гемодинамики происходят в почечных артериях, что характерно для ранних сроков диабета.
В венозном сосуде (нижняя полая вена) отмечается повышение всех показателей гемодинамики, в большинстве случаев достоверно. Снижение средней и систолической скорости кровотока в сосудах микроциркуляторного русла отражает спад скорости тканевого обмена (перфузии), что объясняется утолщением базальных мембран сосудов, пролиферацией и набуханием эндотелиальных клеток и развивается уже в первый месяц течения сахарного диабета.
Установлены прямые сильные корреляционные связи между степенью микроциркуляторных нарушений в перфузии тканей и почек с концентрацией вторичных молекулярных продуктов ПОЛ, оказывающих повреждающее действие на клеточные мембраны в сосудах нефрона и общей гемодинамики.
Анализ агрегационной способности тромбоцитов крыс с ЭСД в 42,4% случаев показал спонтанную агрегацию (без внесения индуктора после включения магнитной мешалки). Повышение степени и скорости агрегации тромбоцитов при аллоксаноом сахарном диабете особенно выражено при индукции аденозиндифосфорной кислоты (АДФ). Ускорено время начала первичной агрегации на введение АДФ (1 мкг/мл) и коллагена -
фаза набухания (на 72,5%, 98,5% и 84%, соответственно). Время максимума вторичной агрегации при использовании АДФ в дозе 10 мкг/мл удлинено на 22,5% (р<0,01), тогда как при более низкой концентрации АДФ - 1 мкг/мл и коллагена, наоборот, достоверно ускорено (р<0,001 и р<0,05, соответственно). Эти данные говорят о повышении чувствительности рецепторов кровяных пластинок к индукторам. У здоровых особей спонтанная агрегация отсутствовала. В хронической стадии аллоксанового диабета активация СРО и образование МДА в мембранах тромбоцитов ведет к росту проницаемости кровяных пластинок и образования простагландина, тромбоксана.
В этих условиях происходит повышение коагулирующих свойств системы гемостаза, что проявляется ускорением времени начала, длительности и окончания процесса свёртывания. Несмотря на повышение свёртывания, скорость свертывания повышается только в первую минуту, на 2 и 3 минуте при сахарном диабете она снижается. Снижение максимальной амплитуды, отражающей гематокрит, говорит о росте вязкости крови за счёт ухудшения её реологических свойств. Развивающаяся гиперкоагуляция и повреждение системы фибринолиза в сочетании с гиперактивацией тромбоцитов являются одним из основных факторов повреждения стенки сосудов при сахарном диабете. Отмечается достоверная обратная корреляционная связь между временем свертывания и систолической скоростью кровотока, отрицательная корреляция между тонусом сосудов и степенью агрегации тромбоцитов.
В развитии структурно-функциональных изменений,
лежащих в основе диабетических ангио- и нефропатий, участвует множество взаимосвязанных процессов, ведущим из которых является дисбаланс окислительно-восстановительных процессов, усиление неконтролируемых свободно-радикальных реакций. Процессы ПОЛ вызывают дезинтеграцию липопротеиновых комплексов, нарушения митоходнриальной биоэнергетики, активности мембранных ферментов канальцев почек. Эндотелиальная дисфункция, вызванная продуктами ПОЛ, дает нарушение регуляции сосудистого тонуса, плотности сосудистых стенок и изменения характера микро- и макрогемодинамики с нарушением коагуляционного и тромбоцитарного гемостаза.
Литература
1. Аметов А.С. //Тер. архив.- 2005.- №10.- С. 5-9.
2. Балаболкин М.И. // Пробл. эндокрин.- 2005.- №3.- С. 22.
3. Датиева Ф.С., Дзугкоев С.Г. // Мат-лы конф. молодых ученых СОГМА, 2007.- С. 45-48.
4. Дедов И.И. // Сахарный диабет.- 1998.- №1.- С. 7-17.
5. Турова Е.А. и др. // Мат-лы III Всерос. симп. «Применение лазерной доплеровской флоуметрии в медицинской практике».-. М.: ЛАЗМА, 2000.
6. Шор Н.А., Зеленый И.И. Состояние микроциркуляции в нижних конечностях у больных сахарным диабетом: Методология флоуметрии, 1999.- С.41-46.
УДК 591.46 3.1; 612.43
ЭПИФИЗАРНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ЭНДОКРИННОЙ ТКАНИ СЕМЕННИКОВ
Н.Н. ГАЛНЫКИНА*
Работами нашей кафедры показано наличие циркадианного ритма процесса образования мужских половых клеток и участие пептидов эпифиза в его регуляции [1, 2]. Секреция гормонов, регулирующих сперматогенез, - фолликулостимулирующего
гормона (ФСГ), лютеинизирующего (ЛГ) и тестостерона - также характеризуются циркадианной ритмичностью [3]. Это позволяет предположить существование циркадианного ритма активности эндокринной ткани семенника. Регуляция этого ритма, вероятно, также осуществляется эпифизом. Популяция клеток Лейдига не однородна как в функциональном отношении, так и относительно положения в органе. Исследователи выделяют несколько типов эндокриноцитов в зависимости от уровня их функциональной
активности [4, 5]. Наиболее простое деление клеток Лейдига - на активные и неактивные. В зависимости от положения различают перитубулярные и периваскулярные эндокриноциты. Неясно, есть ли зависимость между активностью перитубулярных эндокриноцитов и этапом процесса сперматогенеза.
Цель работы - анализ роли эпифиза в регуляции суточной динамики функциональной активности эндокринной ткани семенника и взаимосвязи между активностью перитубулярных эндокриноцитов и регуляцией этапов сперматогенеза.
Материал и методы. Опыты проведены на самцах белых крыс весом 160-200 г. Животные содержались при 12-часовом режиме освещения (светлое время - с 6 ч до 18 ч). По истечении адаптационного периода в течение 2-х недель животные были разделены на 3 экспериментальные групы: интактные
контрольные, эпифизэктомированные и эпифизэктомированные с последующим введением эпиталамина. В опыте находилось 270 белых крыс (по 6 животных в каждой временной точке в каждой группе). Наркоз давали путем внутрибрюшинного введения тиопентала натрия в дозе 50 мг/кг. Забой животных проводился на 40-й день после эпифизэктомии через каждые 3 часа в течение двух суток, что обеспечивало проведение исследования циркадианного ритма сперматогенеза в рамках двух периодов. За 14 дней перед забоем одной группе эпифизэктомированных животных вводили в 18 ч водный раствор эпиталамина (уксуснокислый экстракт пептидов эпифиза) в дозе 2,5 мг/кг. Контролем служили интактные и эпифизэктомированные животные. Для оценки суточной динамики и связи активности эндокринной ткани со стадией сперматогенного цикла подсчитывалось количество активных эндокриноцитов, приходящихся на 1000 клеток в перитубулярной зоне семенных канальцев, находящихся на I, IV, VIII, IX и XIV стадиях сперматогенного цикла. Указанные стадии дает обобщенное представление о ходе сперматогенеза в целом. Выявление циркадианного ритма суточной динамики числа активных эндокриноцитов велось методом спектрального анализа [6], анализа сглаженной кривой, полученной методом наименьших квадратов и сравнением средних значений показателей для темного и светлого времени суток.
Результаты исследования. Эпифиз не оказывает влияния на средний уровень активности эндокринной ткани семенников. Среднесуточные значения количества активных клеток Лейдига в перитубулярной зоне семенных канальцев не имели различий у интактных, эпифизэктомированных животных и животных, после введения эпиталамина. Нет взаимосвязи среднесуточной активности со стадией сперматогенного цикла (табл.)
Таблица
Среднее количество активных клеток Лейдига в зависимости от стадии сперматогенного цикла
Стадия цикла Интактные животные Эпифизэкт. животные Животные после введения эпиталамина
I стадия 768,2 ± 8,5 773,5 ± 8,5 758,5 ± 8,4
IV стадия 772,6 ± 8,5 766,5 ± 7,0 746,3 ± 8,0
VIII стадия 774 ± 6,1 769,8 ± 7,7 751,3 ± 8,5
IX стадия 772,6 ± 7,3 774,1 ± 8,2 747,6 ± 9,04
XIV стадия 770,9 ± 7,8 776 ± 7,5 761,6 ± 9,6
Среднее 771,7 ± 7,6 771,9 ± 7,8 753 ±8,7
Суточная динамика изменения активности эндокринной ткани семенников у интактных животных характеризовалась циркадианным ритмом. Об этом говорит наличие циркадианных ритмов динамики активных перитубулярных эндокриноцитов как в целом по семеннику (рис.1), так и вокруг канальцев, находящихся на перечисленных стадиях сперматогенного цикла. Рост числа активных клеток Лейдига происходило в темное время 1-х (21-3 ч) и 2-х (18-6 ч) суток эксперимента. Метод спектрального анализа, подтвержденный различиями количества активных эндокриноцитов в ночное и дневное время, позволил установить существование у интактных животных биологических ритмов изменения активности эндокриноцитов с периодом около 24 ч. Динамика изменения активности эндокриноцитов вокруг канальцев на отдельных стадиях имела сходную картину. Любая из стадий сперматогенного цикла складывается из определенных клеточных сочетаний, отражающих ход созревания сперматогенных клеток.
* 432017, г. Ульяновск, ул.К.Либкнехта 1, ИМЭиФК, медфаку льтет
