CC BY
26
BtCHHK Украгнсъког медичног стожатологЬчног академш
янного тока в течение 30 минут через 1 час после моделирования инсульта оказывает протекторное действие на нервные клетки и сопровождается снижением неврологического дефицита в острейшем периоде инсульта (сутки), (p<0,05 по сравнению с группой животных с геморрагическим инсультом). Совместное использование микрополяризации и трофинотропина «цереб-рал» оказывает более выраженное протекторное действие, чем использование только одной микрополяризации (p<0,05 по сравнению с группой животных с геморрагическим инсультом). Таким образом, разработан способ терапии геморрагического инсульта, включающий применение микрополяризации неокортекса и введениетрофинотропина «церебрал».
Summary
PROTECTIVE ACTION OF MICROPOLARIZATION ON NEOCORTEX WITH WEAK ANODE OF DIRECT CURRENT AND "CEREBRAL" TROPHINOTROPINE UNDER EXPERIMENTAL HEMORRHAGIC STROKE (structural and functional analysis). Kulchikov A.E., Kositzyn N.S., Makarenko A.N.
Key words: hemorrhagic stroke, micropolarization, "Cerebral" trophinotropine
The research was devoted to the structural and functional aspects of micropolarization with weak anode of direct current on neocortex and "Cerebral" trophinotropine in rats with hemorrhagic stroke. It has been demonstrated the micropolarization of the neocortex with weak anode of direct current for 30 min. after the stroke modeled provides protective effect on nerve cells and is accompanied with decrease in neurological deficiency at the most acute period of the stroke (1st day). Combined applying of micropolarization and "Cerebral" trophinotropine provides more pronounced protective effect than the only micropolarization. Thus, we elaborated a new method of hemorrhagic stroke therapy including neocortex micropolarization and administering of "Cerebral" trophinotropine.
УДК: 616-092.9+616.379-008.64
СП0С1Б М0ДЕЛЮВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ЦУКР0В0Г0 Д1АБЕТУ
Левицький В.А., Micbxie В.А.
1вано-Франшський нацюнальний медичний уыверситет, м. 1вано-Франшськ,
Запропоновано метод експерименталъного цукрового dia6emy, який в{дтворюе пат,оморфолог{чт змти у eHympirniix органах eidmeidw до cmadrn^cmi перебку пamологiчного процесу з враху-ванням нeйpофiзiологiчниx, бiологiчниx, eмоцiйно-cmpecовиx основ формування, cmaновлeння ma пpоявiв цукрового дiaбemy. Bcmaновлeно, що введення cmpeпmозоmоцинy пpоявляemъcя некрозом значног чacmини ^-кл^ин оcmpiвцi тдшлунковог залози ma пpогpecyвaнням цукрового дiaбemy, який pозвивaemъcя в декшъка emaпiв: период первинног гтерглтемп, перюд гiпоглiкeмiг, пepiод cmaбiлъног гiпepглiкeмiг з формуванням полiypiг, полiдипciг ma гтерфагп. Ключов1 слова: пщшлункова залоза, експериментальний цукровий д1абет, стрептозотоцин, морфофункцюнальы змши.
суттевоТ спадковоТ схильносп [3], тому в морфо-
Вступ
Цукровий д1абет(ЦД) - одна з основних меди-ко-соц1альних проблем сучасного сусптьства, що зумовлено високою захворюванютю та по-ширенютю ЦД \ частим розвитком хрошчних мк-ро- та макросудинних ускладнень, котр1 призво-дять до попршення психо-емоцшного стану та порушень сощальноТ адаптаци хворого. За оцш-ками експерт1в ВООЗ, кшьмсть оаб у свт, як1 страждають вщ ЦД, у 2000 роц1 становила 151 млн., до 2010 року це число сягне 239,3 млн., а до 2025 року зросте до 330 млн., що дае пщста-ви говорити про «глобальну епщемш». В Укра1'н1 нал1чуеться близько 1 млн. хворих на ЦД, з них 130 тисяч - особи, як1 потребують щоденних ¡н'е-кц1й ¡нсул1ну [1,2]. Незважаючи на великий про-грес у проведены дослщжень на генетично-модиф1кованих лш1ях тварин у план1 розум1ння послщовностей зм1н, як1 виникають при д1абет1, IX важлив1сть та роль важко переоц1нити. Адже на сьогодн1 без належноТ уваги залишаються питания набутоТ схильност1 до д1абету, що вщ1гра-ють не менш важливу роль у виникненн1 захво-рювання. В1домо, що цукровий д1абет е генетич-но-детерм1нованим лише в 6-7% випадш, а в ¡нших випадках захворювання розвиваеться без
лопчних дослщженнях широко використовуеться метод моделювання експериментального стреп-тозотоцин1ндукованого цукрового д1абету, недо-л1ками якого е висока смертнють тварин на ран-н1х етапах експерименту внасл1док г1погл1кем1ч-ного стану.
Експериментальний стрептозотоциновий цукровий д1абет у тварин е аналог1чним до д1абету I типу у людей [5,7]. Для нього характерним е висока г1пергл1кем1я, п1двищений вмют в1льних жи-рних кислот та кетонових т1л у кров1. Наближе-н1сть стрептозотоциновоТ модел1 ЦД до д1абету I типу людини зумовлена спор1дненим ет1олог1ч-ним механ1змом дм даноТ речовини, як фактора, що викликае пошкодження р-кл1тин панкреатич-них остр1вщв ¡, як насл1док, активац1ю авто1мун-Н01 реакцИ'. Руйнування р-кл1тин призводить до експозиц1| аутоантиген1в з формуванням аутон мунноТ в1дпов1д1 за характеристиками аутоалер-г1чно1 реакцЛ IV типу (пперчутливють спов1льне-ного типу)[8]. Послщовнють зм1н, як1 характери-зують ¡мунну в1дпов1дь, що виникае при стрепто-зотоциновому ЦД в експеримент1 е аналог1чною до зм1н при ЦД у людини. Натом1сть ¡нш1 модел1 ЦД под1бн1 до д1абету людини лише за сво'Гми
* Науково-досл!дна робота виконана в!дпов!дно до плану 1вано-Франтвського национального медичного ун/верситету /' е частиною науково-дослЮноТ роботи кафедри анатомп людини "Морфофункщональна характеристика деяких орган1в та функц/ональних систем при цукровому д1абет1 в постнатальному пер1од1 онтогенезу" (номер держреестрацп 0109и001106).
Актуальн проблеми сучасно! медицини
етюлопчними чинниками або окремими ланками патогенезу.
Алкалощ стрептозотоцин (2-дезокси-2-[метилн1трозоамшо-карбонт-амшо]-р (або у) D-глюкотраноза) отримують з культури грибш Streptomyces achromogenes. BiH проникае в р-кл1тини пщшлунковоТ' залози (ПЗ) через ix GLUT2 - рецептори i спричиняе алктювання ДНК [4,12]. Пошкодження ДНК активуе процес пoлi-ADP-pибoкcилювaння, який е важливим елементом д1абетогенно!' дм стрептозотоцину [6,11], та призводить до виснаження внутр1шньо-кл1тинного пулу NAD+ та АТР (аденозинтрифо-сфату). Пюля введения стрептозотоцину поси-люеться дефосфорилювання аденозинтрифос-фату, збтьшуеться ктькють субстрату для ксан-тиноксидази, а як наслщок цих процеав утво-рюються супероксид Hi та гщроксильш рад икали, пероксид водню. Одыею з властивостей стрептозотоцину е утворення значних ктькостей NO, що спричиняе пошкодження ДНК, в результат! р-кл1тини руйнуються шляхом некрозу [9,10].
Перевагами стрептозотоцину можна назвати швидку екскрец1ю препарату з сечею, та вщсут-н1сть специф1чних продукте його метабол1зму. Так, уже через 15 хвилин пюля введения препарату ознаки його наявносл в кровоносному русл1 BiflcyTHi [7]. BiH, у пор1вняны з ¡ншими речовина-ми ¡з д1абетогенними властивостями, волод1е в1дносно низьким цитотоксичним ефектом на панкреатоцити, тому не впливае на екзокринну функцш пщшлунковоТ' залози.
Мета дослщження. Метою нашоТ роботи було створення модел1 експериментального цукрово-го д1абету, яка вщтворювала б патолопчш змши у внутршых органах та порушення Т'х функци в1дпов1дно до стадшносп ключного nepe6iry ЦД-I типу, а також зменшення летальност1 вщ введения стрептозотоцину.
Матер1ал та методи дослвдження.
Використали метод моделювання ЦД за допо-могою антибютика стрептозотоцину, який широко застосовуеться в онколопчнш практицк no6i-чною д1ею даного препарату е розвиток через деякий час (10-15 д1б) ппергл1кем1чного стану. Такий поб1чний ефект якраз взятий за основу методу моделювання ЦД. Стрептозотоцин (ф1р-ми "SIGMA Chemical " США) вводився одноразово внутр1шньоочеревинно у вщповщно розрахо-ваних дозах - 7 мг на 100 г маси тта тварини (розчин готували на 0,1 М цитратному буфер! з рН 4,5).
Дослщження проводилися на 30 щурах - сам-цях масою 120-150 г., яких роздтили на 2 групи: контрольну та експериментальну, у якш видти-ли ще 2 пщгрупи : А) тварини без корекцп ЦД; Б) тварини ¡з корекц1ею ЦД.
3 метою зниження активное^ травних ферме-нт1в протягом доби до початку експерименту тваринам ycix груп не давали Тети. Розвиток flia-бету контролювали за р1внем глюкози, яку ви-
значали глюкозооксидазним методом, базую-чись на тому, що глюкоза в присутносп глюкозо-ксидази окислюеться киснем пов1тря до глюко-роновоТ кислоти та перекису водню, який у при-сутносл пероксидази реагуе з фенолом та 4-амшофеназоном з утворенням хшоымша черво-но-фюлетового забарвлення, який визначаеться фотометрично. Заб1р матер1алу здшеню-
вали на 1 та 14 добу експерименту. Для морфо-лопчних дослщжень шматочки ПЗ фксували та обробляли згщно з вимогами електронноТ м1кро-скопп. Нап1втонк1 зр1зи ПЗ забарвлювали мети-леновим сишм \ використовували для визначен-ня локал1зацп остр1вц1в. Ультратоню зр1зи конт-растували урантацетатом \ сум1шшю Рейнольд-са та вивчали в електронному м1кроскопи ПМ 125 К при напруз1 50 кВ. Для бюх1м1чних доелн джень забирала 3 мл. кров1 ¡з хвостовоТ вени.
Результати досл1дження та 1х обговорення.
Протягом 4 годин пюля введения стрептозотоцину в тварин 2А та 2Б пщгрупи спостер1гаеться зниження загальноТ активносп та ознаки ппер-сал1вацп. При цьому щур1 вживають багато рщи-ни, а в кров1 спостер1гаеться пщвищення база-льного р1вня глюкози, з поступовим наростанням и показниш. Тварини 2Б пщгрупи протягом перших 12 години пили звичайну воду, а в наступш 10 годин активно вживали 10 вщеотковий розчин глюкози та отримували солодку Тжу, тод1 як тварини 2А пщгрупи перебували на звичайному ха-рчовому рацюнк
Через 72 години пюля введения препарату смертнють в 2А грут складала 30%, в 2б грут -10%.
Наприкшц1 першого тижня тварини ведуть себе активно, але спостер1гаються первинш ознаки порушення вуглеводневого обмшу, як1 характе-ризуються формуванням ознак пол1урп, пперфа-гп, полщипси, слизова оболонка ясен е пом1рно зволоженою за рахунок пперсал1вацп. Наприкш-ц1 другого тижня експерименту поведшка тварин 2А та 2Б груп змшюеться в пор1внянш з попере-дым перюдом. Вони ведуть себе менш активно, апетит не порушений. На фош вираженоТ ппер-гл1кемЛ у експериментальних тварин спостер1га-еться спрага та збтьшення добового д1урезу, маса тварин прогресивно зменшуеться.
При анал1з1 даних електронноТ м1кроскопи наша увага була зосереджена на базофтьних кт-тинах, осктьки вони е превалюючим типом ¡нсу-лоцит1в, котр1 формують панкреатичн1 остр1вц1 та в1д1грають одну з найважлив1ших ролей в регу-ляцЛ вуглеводного обм1ну. р-кл1тини складають 65-70% вщ загальноТ к1лькост1 ендокриноцит1в в остр1вц1, розташовуються по Тх центру та в пере-важн1й 61льшост1 випадш мають пол1гональну або неправильну форму. В цитоплазм! ¡нсулоци-т1в ч1тко контуруеться округле ядро, хроматин якого утворюе глибки поблизу внутр1шньо1 мем-брани ядерноТ оболонки, а також в його центрк Окр1м того, цитоплазма р-кл1тин насичуеться ве-
В1СНИК Украгнсъког медичног стожатологЬчног академш
ликою ктькютю секреторних гранул, як1 мають округлу форму та середню електронну щть-нють, а IX вщмежовуюча мембрана мае звивисп контури. Гранулярна ендоплазматична атка утворюеться невеликими канальцями та невеликими цистернами. Ц1 елементи тюно контактують з м1тохондр1ями та секреторними гранулами. Наявна також значна кшькють втьних рибосом, як1 розташовуються поодинщ або невеликими трупами. М1тохондри видовжеш \ мютять косо ор1ентоваш кристи, зосереджуються переважно поблизу комплексу Гольдж^ який е добре розви-нутим \ займае бтьшу частину площ1 кл1тин.
Через 1 добу, пюля введения стрептозотоцину спостер1гаеться розповсюджений некроз р-кл1тин. В деяких кл1тинах виявляються ознаки карюрексису, розширення цистерн гранулярноТ ендоплазматичноТ атки, наявы ¡нтрам1тохондрн альш агрегати.
Через 14 д1б вщ початку розвитку стрептозо-тоциншдукованого цукрового д1абету вщмшнос-тей в будов1 тканини пщшлунковоТ залози тварин 2А та 2б пщгруп не виявляеться. Значно змен-
Р1вень глюкози в кров1 експериментальних тварин
20 15 10 5 0
шуються розм1ри остр1вц1в та питома кшькють р-кл1тин, а вмют сполучноТ тканини збтьшуеться. Остр1вц1 Лангерганса складаються переважно з а-кл1тин, в яких вщбуваеться ппертроф1я гранулярноТ ендоплазматичноТ атки. В функцюнуючих р-ендокриноцитах наявш дегенеративш змши, що характеризуются збтьшенням оптичноТ щшьносп цитоплазми, зменшенням ктькосп секреторних гранул, збтьшенням вмюту гетеро-хроматину в ядрк Органели гомогешзуються, наявш вакуолепод1бш розширення елемент1в гранулярноТ ендоплазматичноТ атки.
Пюля внутр1шньоочеревинного введения стрептозотоцину прослщковуються трьохфазш змши з1 сторони р1вня цукру кровк Через 2 годи-ни з моменту введения препарату спостер1га-еться рання ппергл1кем1я, що наростае протягом ще 10 годин. В наступш 10 годин спостер1гаеться критичне падшня р1вня глюкози. Згодом протягом 14 д1б концентрац1я глюкози коливаеться в межах пом1рноТ пперглшемп, що свщчить про початковий етап розвитку ЦД.
(мм оль/л)
за 1 добу до через 4 год через 14
есперименту пюля годин шсля
введения введения
препарату препарату
1 доба
3 доба
14 доба
□ контрольна група □ експериментальы тварини 2А групи
□ експериментальы тварини 2Б групи
Таким чином, можна стверджувати, що пода-льший переб1г експериментального цукрового д1абету у тварин 2А та 2Б груп е ¡дентичним, а додавання 10% розчину глюкози в харчовий ра-цюн протягом перших годин не викликае прин-ципових змш в переб1гу патолопчного процесу, а лише запоб1гае розвитку ппогл1кем1чноТ коми на початкових етапах експериментального ЦД.
Висновок
1. Пщ впливом стрептозотоцину вщбуваеться руйнування переважноТ бтьшосп р-кл1тин острн вц1в Лангерганса.
2. Формування пперглкеми при експеримента-льному стрептозотоциншдукованому ЦД вщбуваеться в дектька етатв: перюд первинноТ п-перглкеми, перюд ппоглкеми, перюд стабтьноТ пперглкеми з формуванням пол1урп, полщипсп,
пперфагп.
Для доповнення вже ¡снуючих моделей експериментального цукрового д1абету та з метою врахування активное^ ендогенних та екзогенних чинниш, як1 будуть визначати формування та встановлення еташв ЦД, ми пропонуемо дотри-муватись певних умов, що на под1бних моделях не бралося до уваги.
1. За добу до введения препарату експе-риментальнш твариш не дають Тжу для знижен-ня активное^ травних фермент1в.
2. Вводять внутр1шньоочеревинно стрепто-зотоцин (США) в доз1 7 мг. на 100г. маси тта тварини в 0,01 молярному цитратному буферк
3. Через 12 години пюля введения препарату (досягнуто стану ппоглкемп внаслщок ви-б1ркового пошкодження цитоплазми р-кл1тин ос-тр1вц1в пщшлунковоТ залози та вивтьнення ве-
Актуальт проблеми сучасно*! медицини
лико1 кшькосп гранул ¡нсулшу) для запоб1гання розвитку ппогл1кем1чноТ' коми та зменшення ле-тальност1 внаслщок останньоТ' рекомендуемо протягом 10 годин давати тваринам 10% розчин глюкози та годувати солодкою Т'жею.
Л1тература
1. Гвоздик М. Цукровий д1абет. Обговорюемо проблему / М. Гвоздик //Здоров'я УкраТни.- 2005.- №22.- С.12-13.
2. Тронько М.Д. Епщемюлопя цукрового дебету в УкраТж / М.Д. Тронько, А.Д. Чернобров //Здоров'я УкраТни 2005-№18 С.15.
3. Caillat-Zucman S. Genetic Predisposition to IDDM / S. Cail-lat-Zucman, J.F. Bach // Clin. Rev. Allerg. Immunol.- 2000.-19,№3.-P.227-246.
4. Elsner M. Relative importance of transpot and alkylation for pancreatic beta-cell toxicity of streptocin / M. Elsner, B. Guldbkke, M. Tiedge, R. Munday, S. Lener // Dibetologia.-2000.-Vol.43, №12.-P. 1528-1533.
Proc.Natl.Acad.Sci.USA. - 1999. - Vol.43, №6. - P.3059-3064.
7. Rosiini A.A.. Studies of streptozotocin-induced insulitis and diabetes / Rosiini Aldo A., Arthur A. Liket, William L. Chick, Michael C. Appel, George F. Cahhil, Jr.//Proc. Natl. Acad. Sci. USA.-1977.-Vol. 74, №6, P.2485-2489.
8. Rabinovitch A. Immunoregulatory and cytokine imbalances in the pathogenesis of IDDM. Therapeutic intervention by immunostimulation / A. Rabinovitch // Diabetes- 1994.-Vol.43,№5.- P.613-621.
9. Szkudelski T. The mechanisms of alloxan and streptozotocin action in ß-cell of the rat pancreas / T. Szkudelski // Physiol. Res.-2001.-Vol.50, №6.-P.536-546.
10. Turk J. Biochemical evidence for nitric oxide formation for streptozotocin in isolated pancreatic islet / J. Turk, J.A. Cor-bett, S. Ramanadham, A. Bohrer, M.L. McDaniel // Biochem. Biophys. Res. Commun.-2001.-Vol.197, №3.-P.1458-1464.
11. Wanda R. Nitric oxide generation and poly (ADP - ribose) polimerase activation precede beta-cell death in rats with a single high-doze injection of streptozotocin / R. Wanda, S. Yagihashi // Virchows Archiv.-2004.-Vol.444, №4.-P. 375382
Wang Z. GLUT2 in pancratic ilets: crucial target molecule in diabt induced wth multiple low doses of steptozocin in mice / Z. Wang, H. Gleichmann // Diabetes.- 1998.-Vol.47,№.1.-P.50-56
12.
5. Like A.A. Streptozotocin induced pancreas insulitis: new model of diabetes mellitus / A.A. Like, A.A. Rossini // Science.- 1976.- V. 193.- P.416-417.
6. Pieper A.A. (ADP - ribose) polimerase-deficient mice are protected from streptozotocin-induced diabetes / A.A. Pieper, D.J. Brat, D.K. Krug, C.C. Wakins [et al.] //
Реферат
СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО САХАРНОГО ДИАБЕТА Левицкий В.А., Миськив В.А.
Ключевые слова: поджелудочная железа, экспериментальный сахарний диабет, стрептозотоцин, морфофункциональные изменения.
Предлагаем метод экспериментального сахарного диабета, который отображает патоморфологические изменения во внутренних органах соответственно етапам развития патологического процесса с учетом нейрофизиологических, биологических, эмо-ционально-стресовых основ формирования, развития и проявления сахарного диабета. Установлено, что введение стрептозо-тоцина проявляется некрозом большей части р-кпеток островков поджелудочной железы и развитием сахарного диабета, который развивается в несколько этапов: период первичной гипергликемии, период гипогликемии, период стабильной гипергликемии с формированием полиурии, полидипсии и гиперфагии.
Summary
MODELING TECHNIQUE OF EXPERIMENTAL DIABETES MELLITUS Levytskyi V. A., Myskiv V.A.
Keywords: pancreas, experimental diabetes mellitus, streptosodocini, morpho-functional changes.
We offer the modeling technique of experimental diabetes mellitus, which represents pathomorphological changes in internal organs according to the stages of pathological process development taking into account neurophysiological, biological, emotional-stressful grounds in the formation, development and manifestation of diabetes mellitus. It has been found out the administering of streptosodocini was manifested by necrosis of the larger part of p-cells pancreatic islands and the development of diabetes mellitus which is growing in a few stages: period of primary hyperglycemia, period of hypoglycemia, period of stable hyperglycemia with forming of polyuria, polydip-sia and hyperphagia.
