CC BY
12
Актуальт проблеми сучасно! медицини
Summary
MONITORING OF THE MATURE ANIMALS BONE'S CHEMICAL COMPOSITION IN DIFFERENT DEGREES OF HIPOOSMOLAR OVERHYDRATION AND DURING THE REHABILITATION Tkach G.F.
Keywords: skeleton bones, chemical composition, rats, hyperhydration
Performed in a comparative aspect of the study the chemical composition of bones of animals of mature age, who were in hydration, as compared with the control group, there is a noticeable decrease in the level of saturation, and mineral deficiencies. The extent and direction of these changes depends on the degree of hydration effects and rehabilitation period.
УДК 616.379 - 008.64:616.831 - 005 - 4] : 616.831.4 - 092 Ткачук О.В.
УМ1СТ РНК У ТИМОЦИТАХ ЩУР1В З1 СТРЕПТОЗОТОЦИН-1НДУКОВАНИМ ЦУКРОВИМ Д1АБЕТОМ, УСКЛА-ДНЕНИМ 1ШЕМ1ЧНО-РЕПЕРФУЗ1ЙНИМ ПОШКОДЖЕННЯМ ГОЛОВНОГО МОЗКУ
Буковинський державний медичний уыверситет, м. Чершвц
У досл{дах на бших щурах-самцях {з чотирим1сячним цукровим д{абетом вивчено вплив каро-тидног 1шемИ-реперфузИ на вм{ст РНК у р{зних класах тимоцит{в. Встановлено, що в кгрковт зот тимуса чотиримжячний цукровий д{абет та 1шем1чно-реперфузшпе пошкодження головного мозку в контрольних щур{в { тварин гз цукровим д{абетом посилюють синтез РНК в л{мфоб-ластах, великих, середнгх та малих тимоцитах. У тимоцитах мозковог зони цукровий д{абет знижуе вм{ст клтинног РНК. 1шем{я-реперфуз{я головного мозку тдвищуе вм{ст РНК у в&х класах тимоцит1в даног зони контрольних щур{в та тварин гз цукровим д{абетом.
Ключов1 слова: цукровий д1абет, 1шем1я-реперфуз1я головного мозку, тимоцити, РНК.
Публ1кац1я е фрагментом планово!' науково-дослщноТ роботи "Порушення функцюнування центральних та периферичних ланок нейро1муноендокринноТ системи за умов ппоксп та Ыших несприятливих чинниив I розробка шлях1в корекцп патолопчних змш" (№ державно' реестрацп 0109и003914) Буковинського державного медичного университету
Вступ
Цукровий дiабет 1 типу вважають органо-специфiчним iмунним захворюванням, ключовим моментом якого е спрямоване руйнування р-ендокриноци^в, що вщбуваеться на певному ге-нетичному та автамунному фон [1, 3, 5]. Одним iз основних напряммв лкування даного страж-дання е iмунотерапiя, що доведено застосуван-ням певного типу антитт [9, 14, 15]. Однак дос iнтимнi автамуны аспекти дiабету залишаються до кшця не виясненими. Серед багатьох усклад-нень цукрового дiабету одне з провщних мiсць належить гострим порушенням церебрального кровооб^у [8, 12, 14]. Показано, що у хворих на дiабет поширенють iшемiчних iнсультiв у декть-ка разiв перевищуе даний показник у па^енпв без порушення функци пiдшлунковоТ залози [16]. Взаемообтяжуючий ефект поеднання цих патолопчних станiв вiдомий, але природа його мало вивчена. Одним iз ТТ ймовiрних механiзмiв може бути посилення автоiмунних розладiв, адже вн домо, що в пошкодженн нервовоТ тканини при шсультах важлива роль належить автоантиттам до ТТ компонентiв, як виробляються внаслiдок посилення проникностi гематоенцефалiчного бар'еру (ГЕБ) для нейроспецифiчних бтш [6]. Вiдомо, що у хворих iз тривалим перебiгом цукрового дiабету мае мiсце пiдвищена проникнють ГЕБ [5]. Крiм того, у хворих, що страждають на дiабет 1 типу з дiабетичною полшейропатю, виявлено пiдвищений рiвень автоантитiл до основного бтка мiелiну [15], а отже, вони можуть проникати в мозок вщразу пiсля шемп, пришви-
дшуючи та обтяжуючи його пошкодження. Це обфунтовуе актуальнiсть дослщжень, спрямо-ваних на вивчення MexaHi3MiB порушення авто-толерантностi при поеднанн цукрового дiабету та шеми-реперфузи головного мозку.
Одним i3 чутливих маркерiв неспецифiчноТ реакцп тимуса на дш рiзних чинникiв е експресiя тимоцитами РНК [7, 10, 17], що визначило про-ведення нами вщповщного дослщження.
Мета дослiдження
Вивчити вмют РНК у клiтинах лiмфоТдноТ по-пуляцп тимуса контрольних щурiв та тварин i3 цукровим дiабетом за умов шеми-реперфузи головного мозку.
Матерiал та методи дослiдження
Для моделювання цукрового дiабету 1 типу двомюячним бiлим лабораторним щурам однократно внутршньочеревно уводили стрептозо-тоцин (Sigma, США, 60 мг на 1 кг маси тта) [4]. Через чотири мюяц в частини щурiв iз дiабетом та в контрольних тварин такого ж вку виконува-ли двобiчну каротидну шемш шляхом клтсу-вання загальних сонних артерш протягом 20 хв. iз наступною реперфузiею [11]. Тварин виводили з експерименту шляхом декаштацп пщ калтсо-ловим наркозом на 12 добу пюля моделювання шеми-реперфузи мозку. Тимус 18 год фксували в розчин Буена, пiсля стандартно! пстолопчноТ обробки заливали в парафiн, готували сершш зрiзи товщиною 5 мкм. Для виявлення РНК зрiзи депарафшували, регiдрували в нисхiдних концентрацiях етанолу та зафарбовували
галло^анш-хромовими квасцями за Ейнарсо- речовини тимуса визначали загальний умют ном. Аналiз гютолопчних 3pi3iB проводили в сис- РНК, IT концентрашю (в одиницях оптичноТ щть-темi цифрового аналiзу зображення VlDAS-386 ностi, ЕОП на 1 мм ) i дисперсш розподiлу [2]. Pi-(Kontron Electronik, Германия) люмшесцентним вень глюкози в плазмi кровi визначали глюкозо-мiкроскопом AXIOSKOP (Zeiss, Германия). У ви- оксидазним методом, у дослщ брали тварин iз падково вiдiбраних зрiзах мрковоТ та мозковоТ рiвнем гткемп 10 ммоль/л та вище.
Таблиця 1
Умст РНК у лiмфоцитах юрковоГ зони тимуса w,ypie 3i стрептозотоцинчндукованим dia6emoM, ускладненим iшемiчно-
реперфузйним пошкодженням головного мозку (М ± m)
Група спостереження Сумарний умiст РНК Умiст на 1 мкм2 Дисперсiя розподiлу РНК
Лiмфобласти
Контроль 9,23±0,12 9,39±0,02 0,262±0,003 0,278±0,022 0,677±0,004 0,624±0,066
lшемiя-реперфузiя 12,03±0,34*** 12,33±1,75 0,345±0,010*** 0,336±0,048 0,692±0,005* 0,739±0,009
Дiабет 10,23±0,36** 4,45±0,01*** 0,297±0,010** 0,343±0,001** 0,679±0,010 0,740±0,001
Дiабет та iшемiя-реперфузiя 12,83±0,44ллл 12,63±1,07ААА 0,378±0,013ллл 0,409±0,025л 0,706±0,008л 0,675±0,016ЛЛ
Великi лiмфоцити
Контроль 5,76±0,02 5,74±0,08 0,291±0,001 0,286±0,004 0,689±0,002 0,690±0,004
lшемiя-реперфузiя 8,20±0,04*** 8,03±0,17*** 0,425±0,002*** 0,414±0,009*** 0,718±0,002*** 0,722±0,007**
Дiабет 6,57±0,05*** 6,61±0,14*** 0,335±0,003*** 0,331±0,007*** 0,716±0,003*** 0,720±0,007**
Дiабет та iшемiя-реперфузiя 8,39±0,07ллл 8,72±0,26ллл 0,433±0,003ллл 0,442±0,013ллл 0,728±0,002лл 0,726±0,008
Середнi лiмфоцити
Контроль 4,16±0,01 3,96±0,05 0,310±0,001 0,295±0,003 0,707±0,001 0,703±0,004
lшемiя-реперфузiя 6,31±0,02*** 6,08±0,08*** 0,464±0,002*** 0,457±0,007*** 0,750±0,001*** 0,755±0,006***
Дiабет 4,55±0,02*** 4,44±0,06*** 0,346±0,001*** 0,335±0,005*** 0,737±0,002*** 0,723±0,005**
Дiабет та iшемiя-реперфузiя 6,00±0,02ллл 5,94±0,10ллл 0,451±0,002ллл 0,451±0,008ллл 0,762±0,002ллл 0,765±0,007ллл
IV^i лiмфоцити
Контроль 2,81±0,02 2,70±0,05 0,305±0,002 0,308±0,006 0,711±0,003 0,708±0,006
lшемiя-реперфузiя 4,06±0,03*** 4,13±0,11*** 0,442±0,004*** 0,450±0,013*** 0,775±0,003*** 0,753±0,009**
Дiабет 3,17±0,01*** 3,10±0,05*** 0,346±0,002*** 0,347±0,005*** 0,759±0,002*** 0,757±0,006***
Дiабет та iшемiя-реперфузiя 4,12±0,03ллл 3,89±0,08ллл 0,457±0,003ллл 0,435±0,009ллл 0,800±0,003ллл 0,794±0,008лл
npuMimKu: тут та в настyпнiй таблиц розд'лу: у чисельнику - параметри незмнених клтин; у знаменнику - параметри штин з ознаками деструкцП'; вiрогiднiсть змн щодо показниюв у контрольних тварин -* р<0,01, ** р<0,005, р<0,001; вiрогiднiсть змн щодо показниюв у тварин iз дiабетом -А р<0,01, АА р<0,005, ААА р<0,001
Отриман результати опрацьовано матема-
тично за допомогою пакета прикладних програм '^а^юа ("Statsoft", США). Згщно тесту Шатро-Утка групи порiвняння мали нормальний розподт. Статистичну значимють вщмшностей оцшювали за t-критерieм Стьюдента для неза-лежних виборок. Даш представлен у виглядi середнiх арифметичних та стандартного вщхилення. Вiдмiнностi в групах порiвняння вважали достовiрними при PSт<0,05.
Ус експериментальнi дослiдження та евтаназiя тварин проводилися з дотриманням мiжнародних принцитв европейськоТ конвенцп про захист хребетних тварин, як використову-ються для експериментальних та шших наукових цтей (Страсбург, 1985).
Результати дослiдження та 1х обговорення
Аналiз результатiв по вивченню впливу ше-ми-реперфузп головного мозку на вмют РНК у тимоцитах показав, що в контрольних щурiв дане втручання пщвищуе сумарний умют, концент-рацiю та дисперсш розподiлу кттинноТ рНк у лiмфобластах, великих, середнiх та малих лiм-фоцитах мрковоТ зони тимуса (табл. 1). Характерно, що в кттинах з ознаками деструкцп вах класiв, за винятком лiмфобластiв, також в^^ча-еться пiдвищення даних параметрiв.
Подiбний вплив у даному вщд^ тимуса справляв i чотиримюячний цукровий дiабет, од-нак слщ зазначити, що в усiх дослщжених кла-сах клiтин прирiст умюту РНК був суттево ниж-чим порiвняно з тим, що мав мюце пiсля пiсля шеми-реперфузи головного мозку в контроль
Актуальт проблеми сучасно!" медицини
Такi однозначно спрямован змiни вмiсту РНК у тимоцитах, за умов дм якiсно рiзних чинникiв, наводять на думку про неспецифiчнiсть даноТ реакцп.
Двобiчна каротидна iшемiТ-реперфузiя в щу-рiв iз цукровим дiабетом спричинила пщвищення сумарного вмiсту та концентрацп кпп~инноТ РНК практично до тих же рiвнiв, що й в контрольних щурiв за даного втручання. Зросли також показ-
Умст РНК у лiмфоцитах мозковоТ зони тимуса шурiв з!
ники дисперсп розподту РНК. Проте, беручи до уваги, що це зростання мало мюце на ™i вищо-го, нiж у контрольних тварин, умюту РНК у кланах, можна думати про нижчу реактивнють клн тин тимуса до шеми'-реперфузи' за умов цукрового дiабету.
Аналiз змiн дослщжених показникiв у лiмфо-цитах мозково'1 зони тимуса показав дещо шшу картину (табл. 2).
Таблиця 2
ептозотоцин-ндукованим д1абетом, ускладненим шем/чно-реперфуз1йним пошкодженням головного мозку (М ± m)
Група спостереження Сумарний умiст РНК Умiст на 1 мкм2 Дисперсiя розподiлу РНК
Лiмфобласти
Контроль 8,38±0,17 8,50±0,62 0,241±0,004 0,236±0,017 0,737±0,009 0,727±0,023
lшемiя-реперфузiя 10,76±0,36*** 9,68±0,52 0,277±0,009** 0,274±0,015 0,740±0,010 0,760±0,019
Дiабет 8,57±0,01 8,74±0,24 0,231±0,004 0,211±0,006 0,755±0,009 0,764±0,014
Дiабет та iшемiя-реперфузiя 10,55±0,37ллл 11,29±1,09л 0,263±0,009л 0,292±0,028л 0,764±0,009 0,792±0,021
Великi лiмфоцити
Контроль 5,71±0,003 5,85±0,006 0,295±0,002 0,287±0,003 0,733±0,002 0,744±0,003
lшемiя-реперфузiя 7,39±0,05*** 7,26±0,09*** 0,387±0,003*** 0,367±0,005*** 0,753±0,002*** 0,763±0,004**
Дiабет 5,45±0,03*** 5,47±0,06 0,282±0,002** 0,273±0,003** 0,761±0,003*** 0,756±0,006
Дiабет та iшемiя-реперфузiя 7,57±0,05ллл 7,54±0,10ллл 0,399±0,003ллл 0,387±0,005ллл 0,778±0,003ллл 0,771±0,005л
Середнi лiмфоцити
Контроль 4,34±0,02 4,30±0,03 0,320±0,001 0,318±0,003 0,740±0,002 0,739±0,003
lшемiя-реперфузiя 5,92±0,03*** 5,82±0,07*** 0,435±0,002*** 0,430±0,005*** 0,778±0,002*** 0,779±0,004***
Дiабет 4,26±0,02** 4,12±0,04** 0,319±0,001 0,306±0,003* 0,768±0,002*** 0,770±0,004***
Дiабет та iшемiя-реперфузiя 5,91±0,03ллл 5,64±0,06ЛЛЛ 0,432±0,002ллл 0,418±0,005ллл 0,805±0,002ллл 0,792±0,004лл
IV^i лiмфоцити
Контроль 2,75±0,02 2,79±0,05 0,318±0,003 0,312±0,006 0,750±0,003 0,742±0,006
lшемiя-реперфузiя 3,43±0,03*** 3,41±0,06*** 0,389±0,004*** 0,388±0,008*** 0,796±0,004*** 0,785±0,007***
Дiабет 2,65±0,02** 2,78±0,04 0,301±0,002** 0,308±0,005 0,786±0,003*** 0,783±0,005***
Дiабет та iшемiя-реперфузiя 3,27±0,04ллл 3,30±0,07ллл 0,379±0,005ллл 0,381±0,008ллл 0,815±0,004ллл 0,818±0,007лл
Якщо дослщжеш параметри реакцп РНК уах клаав тимоцитiв на шемш-реперфузш головного мозку в контрольних щурiв нагадували такi в мрковш зонi, то цукровий дiабет призвiв до зни-ження сумарного вмюту та концентрацп ^тин-но'|' РНК в усiх класах незмшених тимоцитiв, за винятком лiмфобластiв, де змш умiсту РНК не виявлено. Концентра^я РНК зменшилася також у деструктивних великих та середшх тимоцитах.
Незважаючи на нижчi вихiднi показники у тварин iз дiабетом, iшемiя-реперфузiя головного мозку спричинила зростання вмюту РНК в уах класах незмшених та деструктивних кттин практично до показниш, що мали мюце за подiбного втручання в контрольних щурiв.
Отже, сукупний аналiз результат впливу цу-
крового дiабету та каротидно'1 шеми'-реперфузп на вмiст РНК у тимоцитах свщчить, що змши до-слiджених показникiв у мрковш зонi не залежать вiд характеру втручання, а отже, мають неспе-цифiчний характер. У той же час, у мозковш зонi тимуса ефекти цукрового дiабету та шемп-реперфузи' на вмiст РНК рiзноспрямованi. Вра-ховуючи, що саме тут вщбуваеться формування автотолерантносп, можна думати про неодно-типнiсть автоiмунних реакцш, спричинених дiа-бетом та iшемiе-реперфузiею головного мозку. З iншого боку, причиною тако'|' рiзницi може бути вщмшнють у строках спостереження (чотиримн сячний цукровий дiабет та 12-денний термiн пю-ля каротидно'1 шеми), однак вирiшення цього пи-тання потребуе додаткових дослщжень.
Висновки
1. У мрковш зон тимуса чотиримюячний цук-ровий дiабет та iшемiчно-реперфузiйне пошко-дження головного мозку в контрольних щурiв i тварин iз цукровим дiабетом посилюють синтез РНК в лiмфобластах, великих, середшх та ма-лих тимоцитах.
2. Цукровий дiабет знижуе вмiст кпп~инноТ РНК у тимоцитах мозковоТ зони. Iшемiя-реперфузiя головного мозку пiдвищуe вмют РНК у всiх класах тимоци^в даноТ зони контрольних щурiв та тварин iз цукровим дiабетом.
Перспективи подальших дослiджень Плануеться вивчення маркерiв пролiферацiТ та апоптозу в рiзних класах тимоцитiв.
Лiтература
1. Камышный А. М. Изучение процессов дифференцировки лимфоцитов тимуса и выраженности инсулита у крыс с экспериментальным сахарным диабетом / А.М.Камышный // Bi-сник проблем бюлогп i медицини. - 2006. - № 2. - C. 99-101.
2. Абрамов А.В. Структурно-функциональная организация ли-мфоидной популяции тимуса: опыт применения математического классификационного анализа /А.В. Абрамов, Ю.М. Колесник, В.А. Любомирская, А.М. Камышный // Клш. та експерим. патол.- 2002 - Т.1, №1.- С.5-9.
3. Atkinson M.A. Thirty years of investigating the autoimmune basis for type 1 diabetes / М.А.Atkinson // Diabetes. - 2005.- V. 54, №5. - P. 1253-1263.
4. Bassirat M. Short- and long-term modulation of microvascular responses in streptozotocin-induced diabetic rats by glycosylated products / M.Bassirat, Z.Khalil // J.Diabetes Complications. - 2008. - V.22, №6. - Р.371-376.
5. Csorba T.R. Autoimmunity and the pathogenesis of type 1 diabetes / T.R.Csorba, A.W.Lyon, M.D.Hollenberg // Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. - 2010. - V.47, №2. - Р. 51-71.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Deb P. Pathophysiologic mechanisms of acute ischemic stroke: An overview with emphasis on therapeutic significance beyond thrombolysis / P.Deb, S.Sharma, K.M.Hassan // Pathophysiology. - 2010. - V.17, №3. - P.197-218.
Chen J.-H. Early-life nutrition influences thymic growth in male mice that may be related to the regulation of longevity / J.H.Chen, J.L.Tarry-Adkins, C.A.A.Heppolette // Clinical Science. - 2010. - V. 118, № 2. - P. 429-438.
Garg R. Hyperglycemia, Insulin, and Acute Ischemic Stroke. A Mechanistic Justification for a Trial of Insulin Infusion Therapy / R.Garg, A.Chaudhuri, F.Munschauer, P.Dandona // Stroke. -2006. - V.37, №2. - P.267-272.
Lieberman S.M. Identification of the beta cell antigen targeted by a prevalent population of pathogenic CD8+ T cells in autoimmune diabetes / S.M.Lieberman, A.M.Evans, B.Han [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -2003. - V.100. - P. 8384-8388. Kelly M.A. Molecular aspects of type 1 diabetes / M.A. Kelly, M.L.Rayner, C.H.Mijovic, A.H.Barnett // J. Clin. Pathol. Mol. Pathol. - 2003. - V. 53. - P. 1-10.
Lopez-Ernandez M.E. Cerebral ischemia: Some secondary alterations and animal models / M.E.Lopez-Ernandez, H.Solis // Arch.Neurosci. - 2005. - V.10, №3. - P.160-167. Baird T.A. Persistent Poststroke HyperUglycemia Is Independently Associated With Infarct Expansion and Worse Clinical Outcome / T.A.Baird, M.W.Parsons, T.Phanh [et al.] // Stroke. -2003. - V.34, №12. - P. 2208-2213.
Wagner A.M. Posttranslation protein modification in type 1 diabetes: A role for the repair enzyme protein-L-isoaspartate(D-aspartate) O-methyltransferase? / A.M.Wagner, P.Cloos, R.Bergholdt, P.Boissy [et al.] // Diabetologia. - 2007. - V. 50, №3. - P. 676-681.
Randolph D.A. CD4+CD25+ regulatory T cells and their therapeutic potential / D.A.Randolph, C.G.Fathman // Annu. Rev. Med.- 2006.- V. 57.- P. 381-402.
Staeva-Vieira T. Translational mini-review series on type 1 diabetes: Immune-based therapeutic approaches for type 1 diabetes / T.Staeva-Vieira, M.Pekman, M.von Herrath // Clin.Exp. Immunol. - 2007. - V. 148,№1. - P. 17-31.
Kagansky N. The role of hyperglycemia in acute stroke / N.Kagansky, S.Levy, H.Knobler [et al.] // Arch. Neurobiol. -2001. - V. 58. - P. 1209-1212.
Elmas C. Ultrastructure of the thymus in diabetes mellitus and starvation / C.Elmas, D.Erdogan, G. Take [et al.] // Adv. Ther. -2008.- V.25, №1.- P. 67-76.
Реферат
СОДЕРЖАНИЕ РНК В ТИМОЦИТАХ КРЫС СО СТРЕПТОЗОТОЦИН-ИНДУЦИРОВАННЫМ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ, ОСЛОЖНЕННЫМ ИШЕМИЧЕСКИ-РЕПЕРФУЗИОННЫМ ПОВРЕЖДЕНИЕМ ГОЛОВНОГО МОЗГА Ткачук А.В.
Ключевые слова: сахарный диабет, ишемия-реперфузия головного мозга, тимоциты, РНК.
В экспериментах на белах самцах крыс с четырехмесячным сахарным диабетом изучено влияние каротидной ишемии-реперфузии на содержание РНК в разных классах тимоцитов. Показано, что в корковой зоне тимуса четырехмесячный сахарный диабет и ишемически-реперфузионное повреждение головного мозга у контрольных крыс и животных с сахарным диабетом усиливают синтез РНК в лим-фобластах, больших, средних и малых тимоцитах. В тимоцитах мозговой зоны сахарный диабет снижает содержание клеточной РНК. Ишемия-реперфузия головного мозга повышает содержание РНК во всех классах тимоцитов данной зоны контрольных крыс и животных с сахарным диабетом.
Summery
RNA CONTENT IN THYMOCYTES OF RATS WITH STREPTOZOTOCIN-INDUCED DIABETES MELLITUS COMPLICATED BY ISCHEMIC-REPERFUSION INJURY OF BRAIN Tkachuk A.V.
Key words: diabetes mellitus, ischemia-reperfusion of the brain, thymocytes, RNA.
The effect of carotid ischemia-reperfusion on the RNA content in different classes of thymocytes has been studied in the experiments on the white male rats with a four-month diabetes mellitus. It has been shown that in the cortical zone four-month diabetes mellitus and ischemic-reperfusion injury of the brain in the control rats and animals with diabetes increase the synthesis of RNA in lymphoblasts, and in large, medium and small thymocytes. In the thymocytes of the medullar zone diabetes mellitus reduces the amount of cellular RNA. Ischemia-reperfusion of the brain increases the content of RNA in all the classes of thymocytes of this zone in the control rats and animals with diabetes mellitus.
6
7
8
9
