CC BY
16
Abstract. The article gives an overview of modern literature on the prevalence of arterial hypertension, global approaches and materials of its own research on the algorithm for the management of blood pressure through telemonitoring.
According to WHO, high blood pressure has more than 1.3 billion people worldwide, of which about 12 million are in the population of Ukraine. Currently, arterial hypertension remains the most common risk factor for cardiovascular events and chronic kidney disease, despite the advancement in diagnosis and the current capacity for drug correction. On a global scale, the number of patients with elevated blood pressure significantly increased over the past 25 years, as well as associated mortality and disability rates. The prevalence of arterial hypertension has increased from 17,307 per 100,000 population in 1990 to 20,255 in 2015, which in turn has a direct correlation with the incidence of cardiovascular events. One of the global goals set by the World Health Assembly is to reduce the prevalence of hypertension by 25% by 2025 compared with 2010. Expenditures of health care systems for the treatment of hypertension and its complications are enormous. Improvement in the management of patients with hypertension syndrome for decades remains an important issue for health care systems in Ukraine and around the world. Modern trends in the modernization of medical care, in particular hypertension management and improved control of blood pressure, and the unceasing development of modern engineering and information technologies, must be developed in parallel. It has been established that telemonitoring provides personalized medical assistance, can help achieve optimal control of blood pressure at home and increase patient self-control. New digital tools and mobile applications used to manage health have many aspects and require careful research and further analysis, in particular regarding their effectiveness compared to traditional methods, assessment of possible health and social and financial and economic benefits. Taking into account that cardiovascular diseases in general and hypertension in particular, occupy leading positions in the structure of morbidity and mortality of the population of Ukraine, improvement of management of these diseases will be of great importance for the health care system. The development of the original questionnaire will allow us to assess the convenience and satisfaction of the use of telemedicine technologies by patients, which is necessary for further improvement of hypertension management.
Technology needs further study on the perception of its patients, the impact on general medical expenses and quality of life of patients.
Key words: arterial hypertension, telemedicine, control of blood pressure.
Рецензент - проф. Катеренчук I. П.
Стаття надшшла 04.03.2019 року
DOI 10.29254/2077-4214-2019-1-2-149-24-29 УДК 611.12-076:611.013:616-092.9:669.018.674
Гальперн О. I., Руденко К. О., Придиус I. О., Каплуненко А. М., Фролова Г. М.
ЗНАЧЕННЯ М1КРОЕЛЕМЕНТ1В ЦЕР1Ю ТА ГЕРМАН1Ю ДЛЯ П1ДТРИМКИ МОРФО-ФУНКЦЮНАЛЬНОГО СТАТУСУ ОРГАН1ЗМУ ДЗ «Дншропетровська медична академт МОЗ УкраТни» (м. Дншро)
Зв'язок публшацп з плановими науково-дослщ- зовшшнього середовища токсичними речовинами, ними роботами. Робота виконана вщповщно до теми тому сучасш дослщники-медики все бшьше уваги кафедральноТ науковоТ роботи кафедри клЫчноТ ана- придшяють мтроелементам i мтроелементозам. томи, анатоми та оперативноТ хiрургiТ «Морфофунк- Майже в ydx краТнах проводяться штенсивш до-цюнальний стан оргашв i тканин експериментальних слщження з нанонауки, а отримаш результати впро-тварин та людини в онтогенезi в нормi та шд впливом ваджуються у практичну дiяльнiсть. Безперечно, зовшшшх i внутршшх чинниюв», № державноТ рее- найбшьшим досягненням нанотехнологи е створен-страци 0117U003181. ня наноматерiалiв, як широко використовуються в
Вступ. В останш роки штерес до вивчення впливу медицин та народному господарств^ вщкриваючи якост середовища проживання на зростання так зва- перед людством новi можливост Об'екти нанороз-них хвороб цившзаци або нешфекцшноТ патологи зна- мiрiв надзвичайно реакцшно активы, оскшьки мають чно зрк у всьому свт, перш за все в державах з бурх- велику питому поверхневу енерпю, тому наночастки ливо розвинутою економтою. Зростання урбашзаци легко можуть агрегувати одна з одною та з мембра-неминуче призводить до ускладнення еколопчноТ об- нами клп"ин, взаемодiяти з бшками, впливати на бю-становки на площах, зайнятих промисловими шдпри- хiмiчнi реакци оргашзму. З розвитком нанотехнологи емствами, транспортними мапстралями, а також на стало можливим створення мтроелеменлв у нових прилеглих до них територiях. Досить перспективними формах, як мають ширший спектр ди та новi власе бютехнолопчш препарати, до складу яких включа- тивосп, що не притаманш солям мтроелемен^в. 3i ють мтроелементи, котрi за результатами сучасних стрiмким розвитком науки нанотехнологи стало мож-дослщжень учених, виконують низку життево важ- ливим використання мшеральних речовини в формi ливих функцш в оргашзмк Серед розроблюваних в нанокарбоксила^в [1,2]. В УкраТш нанокарбоксилати сучаснш морфологи проблем фундаментального i були отримаш не так давно, дослщження Тх бюлопч-прикладного характеру пильну увагу дослщнитв при- ного впливу на оргашзм тварин (як дослщних так i вертае вивчення закономiрностей проттання базових сшьськогосподарських) проводяться досить активно i процеав морфогенезу та органогенезу шд впливом тривають до цього часу [3,4].
мтроелеменлв. Дiяльнiсть людини призвела до пере- Проте, актуальним напрямом дослщження за-розподшу мтроелеменлв, шдвищення забрудненосп лишаеться пошук та розробка нових препаралв, якi
будуть еколопчно безпечними та не справлятимуть негативного впливу на здоров'я на морфо-функцю-нальний статус та продуктившсть тварин. Досить пер-спективними е бiотехнологiчнi препарати, до складу яких включають мтроелементи, котрi за результатами дослiджень багатьох учених, виконують низку жит-тево важливих функцiй в органiзмi. Вони е найважли-вiшими активаторами ферменлв, обмiну речовин, а також в^грають значну роль в адаптаци оргашзму та беруть участь у гормональнш регуляцп та пiдтримцi гомеостазу.
Аналiтичний огляд лггератури. Дослiдження з впливу сполук церш та германiю на дослщних тварин та мiкроелементний баланс оргашзму в останнш час з'являеться в науковш лiтературi все бiльше. Значна частина дослiдникiв виявляють дози, що будуть ле-тальними та бiохiмiчнi зсуви в органiзмi, до яких при-зводять сполуки церiю та гермашю.
Експериментальнi дослiдження на тваринах показали [5], що внутршньовенне введення щурам золю наночастинок церш розмiром 6-7 нм в дозi 175-250 мг/кг супроводжуеться смертю 60% тварин, тодi як доза 100 мг/кг е абсолютно нетоксичною: не викликае змш показнишв окислювального стресу в порiвняннi з контрольними штактними тваринами. Дослiдження токсичностi нанодисперсного церш розмiром 7 нм показало вщсутшсть токсично'1 дм частинок. Навпаки, внутршньовенне введення наночасток (0,1 мл 0,15 мМ CeO2) трансгенним мишам MCP1 з iшемiчною кардiомiопатiею двiчi в тиждень впродовж двох тиж-шв знижувало окислювальний та ендоплазматичний ретикулярний стрес i активнiсть запальних процеав в мiокaрдi, пригнiчуючи процеси розвитку серцевоТ не-достaтностi [5].
Ушкальною влaстивiстю наночастинок дiоксиду церiю е здатшсть регенерувати своТ вiдновнi власти-востi в бiологiчному середовищi [6,7]. Особливий ш-терес представляе використання дiоксиду церiю як профiлaктичного засобу при радютерапп ракових за-хворювань. Одноразова попередня обробка (за 24 го-дини до опромшення) церiем нормальних клiтин тов-стоТ кишки людини (CRL +1541) забезпечувала захист вщ променевого ушкодження, знижувала продукщю вiльних форм кисню i збтьшувала експресiю суперок-сидисмутази в зразку.
В експериментах [8] нормальш i пухлиннi клiтини людини (рак молочноТ залози, лiнiя MCF7) обробляли дюксином церiю (2-5 нм), витримували 24 години, пiсля чого опромiнювaли звичайним способом i ви-значали кшьмсть клiтин, що вижили. Обробка нормальних кжтин забезпечувала захист вщ рaдiaцiйноТ зaгибелi майже на 99%, але практично не впливала на загибель клп"ин пухлини. Додаткове дослщження показало, що здоровi клiтини накопичують бшьше наночастинок дiоксиду церiю, шж клiтини пухлини. Дослiдники стверджують, що сьогодш однозначно використання наночасток дюксиду церiю доцiльно для пiдвищення ефективност i полегшення нaслiдкiв хiмiо- або радютерапп злояшсних новоутворень.
Використання нанодисперсного церш при культи-вувaннi клп"ин in vitro також дуже перспективно. За-патентований спосiб стимулювання пролiферaцiТ стов-бурових клiтин за допомогою нанодисперсного церш розмiром 3-20 нм. В експериментальнш роботi карди альш i мезенхiмaльнi стовбуровi клiтини мишей (CSCs
i MSCs) вирощували на шдкладщ з пол^, L-молочноТ i глшолево'Т кислоти (PLGA). Матерiал шдкладки на-повнювали наночастинками оксидiв металiв, в тому числi наночастинками дюксиду церш i титану. Показано, що процеси пролiферацN i зростання стовбуро-вих клiтин на шдкладщ, що мiстить наночастки CeO2, вщбувалися значно краще, нiж на ненаповненш або на пiдкладцi, що м^ить будь-який iнший оксидний наповнювач [9].
Дюксид церiю ефективний всюди, де утворюють-ся активнi форми кисню, присутнш окислювальний стрес, i являе собою принципово новий iнструмент для впливу на переб^ окислювальних процесiв в клiтинi. Його специфiчнi фiзико-хiмiчнi властивост1 дозволяють оптимiзувати характер переб^у внутрш ньоклiтинних реакцiй, забезпечуючи таким чином цтий спектр захисних ефеклв. Актуальнiсть виршен-ня завдання захисту живого вiд окисного стресу не пщлягае сумнiву i в ряду речовин, що забезпечують високий антиоксидантний захист, автори визначають нанокристалiчний дюксид церш [10,11]. Перспек-тиви i особливосп його застосування визначаються двома основними факторами: низькою токсичшстю i високою кисневою нестехiометрiею. Перший фактор забезпечуе порiвняльну безпеку застосування наночасток дюксиду церш in vivo. Другий обумовлюе ак-тивнiсть нанокрист^чного CeO2 в бiохiмiчних окис-но-вщновних процесах в живiй клiтинi, особливо при шактивацп активних форм кисню. До специфiчних властивостей церiю слщ також вiднести здатнiсть до регенерацп, яка виражаеться в тому, що наночастки дюксиду церш пiсля учасп в окисно-вiдновному про-цесi за порiвняно невеликий промiжок часу здатш по-вертатися до вихiдного стану [11].
Надзвичайно цтавими е результати експерименлв вiтчизняних дослiдникiв з впливу дюксиду церш на стан репродуктивноТ системи старiючих самок та са-миць щурiв. Отриманi результати свщчать, що введення старiючим самцям церш в дозi 1 мг/кг протягом 10 дшв значно шдвищуе рiвень тестостерону, кiлькiсть сперматозо'^в i ктьюсть дитинчат в приплодi. При цьому в дослщнш групi фiзичний i статевий розви-ток Тх нащадкiв не вiдрiзнялися вiд контролю [11,12]. Групою авторiв дослiджено мейотичне дозрiвання ооцитiв i життездатнiсть клп"ин фолiкулярних грану-льоз у молодих i старих експериментальних мишей в присутност наночастинок церiю. Лiкування старих са-миць мишей наночастинками церш три днi один раз на добу (в дозi 45 мг/кг) призводить до позитивного впливу на репродуктивну систему. Збшьшуеться кшь-шсть ооцитiв у фолiкулах, i цей ефект супроводжуеться збшьшенням кiлькостi ооцилв у метафазi I i метафазi II мейозу. Збiльшуеться кiлькiсть живих клп"ин грану-льози, а вщсоток некротичних i апоптотичних зменшу-еться вщносно контрольно! групи. Данi, отримаш на мишах, надали додатковi докази позитивного ефекту наночастинок церiю, у старих мишей наночастинки церiю захищають клiтини яечникiв вiд окислювального пошкодження, працюючи як антивiковий агент. Також збшьшуеться розмiр послiду у старих мишей, як отримували церш [13].
Введення одшеТ дози 1,3 мг/кг хлориду церш самкам щурiв призводило через 24 години до статистич-но значимого двократного збшьшення синтезу бшка (p < 0,001) i транскрипци (p < 0,01) в серцевому м'язi
у порiвняннi до контрольних значень [14]. Це вщпо-вГдало висновками Tieï ж групи дослщнишв, якi повГ-домили, що ¡нкубацГя серцевих фГбробласпв in vitro з 100 нМ церГем призводить до збшьшення синтезу РНК приблизно на 64%, але швидшсть синтезу ДНК не змшювалася. Однак дoслiдники зазначають, що бiльш висoкi концентрацп церш в сеpедoвищi мали ¡нпбу-ючу дiю. Аналiз експериментальних pезультатiв дoвiв, що цеpiй на низьких piвнях може дiяти на piвнi транскрипци, щоб стимулювати синтез колагену i бшка, це, в свою чергу, може сприяти накопиченню колагену при ендoкаpдiальних фiбpoзах. Протягом наступних дoслiджень, пoвiдoмили, що в експеримент збтьшу-еться доза окислення лт^в на 30% серцевоУ тканини щуpiв i збiльшуeться пpoлiфеpацiя серцевих фГбро-бластiв на 23% [15]. Лтування цеpieм також статис-тично значуще зменшуе дегpадацiю колагену на 7% i збшьшуе швидкiсть осадження синтезованого колагену на 27% в серцевш тканиш через 48 годин тсля введення цеpiю [15]. Таким чином, дат експериментГв на щурах показують, що цеpiй збшьшуе накопичення колагену в серцевому м'язi шляхом збiльшення синтезу i зниження деградацп невiдoмими механiзмами.
Германш виявляеться в багатьох органах людсько-го opганiзму (селезiнка, печiнка, шлунок, шдшлун-кова залоза, головний мозок i ¡н.), зокрема, вмiст у м'язовш тканинi складае 0,14-10"4% вмГст в кpoвi - 0,44 мг/л. Щоденне надходження геpманiю з Ужею в нopмi рекомендуеться вiд 0,4 до 1,5 мг [16]. У бтьшосл ви-падкiв в рослинах (i живих opганiзмах) атоми гермашю пов'язаш з opганiчними молекулами i ¡снують у виглядi германшоргашчних з'еднань або кoмплексiв, що володшть низькою тoксичнiстю i високою бюло-гiчнoю активнiстю [16]. Геpманiй добре абсорбуеться оргашзмом (близько 95%) i вГдносно piвнoмipнo роз-пoдiлений мiж органами i тканинами як у внутршньо-клiтинних, так i позаклГтинних просторах.
Пеpшi данi, що стосуються можливого позитивного впливу гермашю на оргашзм людини, зокрема стимулювання процесу кровотворення, були отрима-ш ще в пеpшiй тpетинi двадцятого столггтя завдяки роботам нiмецькoгo вченого Вернера Кейла. У 1950-х pp. можливГсть застосування геpманiю в медичних цшях зацiкавила японського вченого Казухто АсаУ (Dr. Kazuhiko Asai), який вважаеться основоположником германшоргашчноУ медицини i згодом очолив Токш-ський науково-дослГдний iнститут геpманiю. Завдяки його зусиллям в 1970-80-х pp. були показан piзнi бю-лoгiчнi активност геpманiйopганiчних з'еднань [17]. Геpманiй в кpoвi веде себе аналoгiчнo гемоглобшу: переносить кисень в тканинах оргашзму. Також цей елемент стимулюе iмунiтет - геpманiй у виглядi орга-нiчних сполук сприяе продукцп гаммачнтерферошв, якi пpигнiчують процеси розмноження мтробних кли тин, i активуе специфiчнi клiтини iмунiтету (Т-клiтини) та мае виражений бюцидний ефект.
Згiднo з дослщженнями А.1. Войнар (1960) вжи-вання натрГевоУ сoлi геpманiю збшьшуе кoнцентpацiю червоних кров'яних тiлець, що дозволяе вГднести спо-луки гермашю до бюлопчних стимулятopiв [18]. ПГз-нiше ВООЗ була визнана життева неoбхiднiсть ультра-мiкpoдoз геpманiю для нормального функцюнування ¡мунноУ системи [19]. З сучасних лГтературних джерел вГдомо, що найменш токсичним е цитрат гермашю, отриманий методом нанотехнологп [20]. Як мтроеле-
мент, геpманiй вoлoдie iмунoстимулюючoю, антиок-сидантною, антигiпеpтензивнoю, протизапальною та знеболюючою властивостями. Застосування з водою самицям щуpiв та Ух приплоду цитрату гермашю у дозах 10, 20, 200, 2000 мкг/кг, зумовлюе змши показ-нишв iмунoфiзioлoгiчнoгo стану opганiзму та ¡мунноУ системи, що характеризуються вищим вмiстoм ¡му-нoглoбулiнiв, сiалoвих кислот, але нижчим - числа тромбоцилв i молекул середньоУ маси у кpoвi щуpiв дoслiдних. Встановлено нижчий вмiст церулоплазми ну у самиць щуpiв дослГдних груп i вищий - самцГв з Ух приплоду, що вказуе на статевo-вiкoвi oсoбливoстi дм цитрату гермашю на вмГст цього глтопротешу в кров'яному руслГ, а також на стан антиоксидантного захисту оргашзму. Авторами вщзначено стимулю-ючий вплив цитрату гермашю на гуморальну ланку ¡мунноУ системи та ¡муносупресивний - на ïï клГтинну ланку у дозах 20, 200 i 2000 мкг/кг, що бшьше вира-жено в оргашзмГ самиць щурГв [20,21]. 1муностиму-лююча дГя геpманiю характеризуеться ¡ндукцГею ¡н-терферону, що бере участь в ¡мунокорекцп Т-клГтин i макрофапв, тодГ як iмунoдепpесивна дГя виявляеться пpигнiченням синтезу антитГл. Завдяки таким влас-тивостям органГчнГ сполуки гермашю застосовуються в медицинГ у якост ¡муномодуляторГв та антиокси-дантГв для покращення загального стану оргашзму, а також для посилення кровопостачання оргашв i тканин та забезпечення Ух киснем [20]. Доведено, що в оргашзмГ органГчнГ сполуки гермашю беруть участь у транспортуванш кисню до тканин, попереджуючи розвиток ппоксп на тканинному рГвнГ, зокрема, результати дослщжень вказують на стимулюючий вплив цитрату германГю, отриманого методом нанотехнологп, на ¡мунобюлопчну реактившсть органГзму самиць щурГв i його репродуктивну i детоксикацшну функцю
Вплив сполук германГю на загальний хГд ембрГ-огенезу активно дослщжуеться галузГ птахГвництва. СпецифГка ембрГогенезу птахГв полягае в тому, що розвиток ембрюну вГдбуваеться поза материнським оргашзмом в зовшшньому середовищГ, яке впливае на ембрюн бГотичними та абютичними факторами. ДослГджено вплив обробки яець наноаквахелатами селену, германГю та Ух комплекав на ембрГональний розвиток перепелГв. Для оцГнки результатГв ¡нкуба-цшних дослГджень на 38-й годинГ, 9-й i 15-й день вивчали ембрюни. Встановлено позитивний вплив на ембрГональний розвиток перепелГв selenium nanoaquahelatae в дозГ 0,05 мкг/кг. Обробка пере-пелиних яець наноаквахелатами збтьшила тльшсть диференцГйованих пар сомГтГв на 26,0%, зростання i розвиток ембрГонГв перепелГв зросли на 23,6% пГсля впливу наноаквахелату селену, а тд впливом германГю в дозГ 5,0 мкг/кг - на 28,0%. Комплекс наноаква-хелатГв сприяв збГльшенню маси ембрюшв на 30,7% порГвняно з контролем. Таким чином, отримаш результати свГдчать про стимулюючу дш селенового та германГевого наноаквахелатГв на метаболГчш процеси в ембрГонах перепелГв та Ух антиоксидантний захист [22].
ВГтчизняш дослГдники 1нституту бюлогп тварин НААН (м. ЛьвГв) проводили експериментальне дослГ-дження з метою встановлення змш втовоУ динамГки маси тГла i приплоду самок щурГв та вивчення осо-бливостей Ух репродуктивноУ функцп за дм рГзних доз
гермашю цитрату. Дослiдження виконаш на молодих самках лабораторних щурiв лшп В^ар, сформованих у вщ 2,5 мiсяцi у 4 групи: I - контрольна, стандартний комбторм (СК); II - дослiдна, СК + з питною водою германш цитрат (ГЦ) в кiлькостi 1 частка Ge/кг маси тварини (м.т.); III - СК + ГЦ в ктькосп 2 частини Ge/ кг м.т.; IV - СК + ГЦ в ктькосп 20 частин Ge/кг м.т. Ви-поювання цитратом гермашю розпочинали у вщ 2,5 мкящ, що включало перюди до заплiднення, впро-довж ваптносп та лактацп. Динамiку маси тша тварин контролювали кожнi 10 дiб. Визначали заплiдненiсть, тривалiсть вагiтностi, кшьмсть i якiсть щуренят, штен-сившсть |'х росту та розвитку, збережешсть, середню масу тiла до вщлучення. Встановлено, що маса тiла самок щурiв II та IV груп на 20, 30 i 40 доби випоюван-ня германiю цитрату була нижчою на 3-10 % i станови-ла 178,2 ± 0,98 i 170,0 ± 0,58 г на 40 добу проти 183,0 ± 0,52 г у тварин контрольно'! групи. У самок III групи вщзначено вищу штенсившсть росту за вказаними пе-рюдами на 3-6 % i досягнення 194,2 ± 0,79 г маси тша на 40 добу, що свщчить про фiзiологiчно виражений стимулюючий вплив ща дози ГЦ на розвиток оргашзму молодих самок до заплщнення та в перюд спаро-вування. Оцiнка репродуктивно! функцп самок вказуе на 100 %-ну 'х заплiдненiсть в усiх чотирьох групах з коливаннями дати народження щуренят в окремих самок у 8-12 дiб. Характерно, що цитрат гермашю ви ропдно вплинув на кшьмсть приплоду в самок дослщ-них груп, яка становила в I груш 41; II - 42 (102,4 %); III - 53 (129,3 %) i IV - 60 (146,3 %) щуренят на першу добу життя. Однак збережешсть приплоду у самок контрольно'' (I) i дослщних груп на 40-ову добу була рiзною. Найвищою вона була у самок II групи (88,6 %), але зменшувалася в III - 83 % i IV - 77 %, проти 85,3 % у першш груш. Незважаючи на висок показники за-гибелi щуренят, 'хня кшьшсть у II, III i IV дослщних групах залишалися вищою (31, 44 i 46 або 6,2; 7,3 i 7,7 на одну самку) на 40 добу, шж у контрольнш (35 або 5,8 на самку) груш. Отже, випоювання гермашю цитрату самкам щурiв 30 дiб перед заплщненням i впродовж вагiтностi та лактацп зумовлюе виражений вплив на рiст i розвиток органiзму як самок, так i 'хнього приплоду, що характеризуеться такими вщмшностями порiвняно до цих показнишв у тварин контрольно' групи: - вищою штенсившстю росту самок III групи, а щуренят II i III груп; - шдвищенням показникiв бага-топлiдностi, життездатносп та кiлькостi збережених щуренят у самок дослщних груп на 60 добу порiвняно до контролю; - вираженим дозозалежним впливом гермашю цитрату на рiст i розвиток оргашзму самок щурiв та 'х репродуктивну здатшсть, кiлькiсть приплоду та його збережешсть [23,24].
Результатами довготривалого експерименту ви тчизняних дослщнишв у альськогосподарськш галуз1 на коровах встановлено, що у дослщ^ де тваринам уводили комплекс нанокарбоксилапв Ge, Se, Си, Мп, Сг у дозi 0,015 мл/кг на 1-3-й та 10-12-й день статевого циклу, визначався низький рiвень заплiдненостi. Тодi, як у групах, де комплекси та фiзiологiчний розчин уводили в дозi 0,02 мл/кг та 0,025 мл/кг, заплщнешсть була однаковою i становила: у контрольнш груш - 60 %, у першш - 70 %, у другш - 80 %. Виходячи з того, що у двох дослщах заплщнешсть була однаковою оптимальною дозою можна вважати 0,02 мл/кг, яка справ-ляе позитивний вплив на тварин [25].
Встановлено, що введення комплекав нанокар-боксилапв на 1-3 день статевого циклу справляе не-значний вплив на формування жовтого тша i на за-плщнешсть корiв. Результати експерименту показали, що у першш груш, в якш тваринам уводили комплекс Se, Си, Мп, Сг, заплщнешсть зросла на 6,7 %; у другш, де вводили Ge, Se, Си, Мп, Сг, на 13,3 %; у третш груш, де корови отримували комплекс Ge, Си, Мп, Сг, шдви-щення заплiдненостi було бтьше на 6,7 % порiвняно з показниками контрольно! групи. Уведення цих комплекав на 10-12-й день статевого циклу сприяло при-живленню ембрюшв, що в свою чергу шдвищувало рiвень заплщненосп корiв. Так, у першш груш рiвень дослщжуваного показника зрiс лише на 6,6 %; у другш дослщнш груш - на 20 %, у третш - на 13,3 % порiвня-но з контрольною групою [25,26].
Дослщження гематолопчно''' картини дослщних тварин свщчить, що пiсля введення препарапв вмiст формених елементiв кровi дещо змiнився, але зали-шався в межах фiзiологiчноí норми. Так, у кровi корiв друго''' групи концентращя моноцитiв була на 5,53 % (р<0,01) вище, нiж у контрольних тварин, та на 2,3% - порiвняно з показниками у першш та третш групах. При цьому вм^ лiмфоцитiв у кровi тварин друго' групи знизився на 26,3% (р<0,05), 22 % та 16 %, вщпо-вщно до показнитв до контрольно''', першо''' та третьо'' групи. Слiд вiдзначити, що вм^ гемоглобiну в кров1 тварин дослщних груп знизився: у I груш - на 7,9%; в И-3,9%; III - на 7,3% порiвняно з контрольною групою. ^м того в цих групах спостер^алася тенден^я до зниження вмiсту еозинофшв - на 1,8%, 1,5%, 2,05%, вщповщно. Водночас умiст сегментоядерних нейтро-фiлiв, навпаки, пiдвищився: в першш груш - на 18,2%; у другш i третiй - на 16,9%, порiвняно з контролем [25,26].
Результати бiохiмiчних дослiджень свiдчать, що введення тваринам комплекав нанокарбоксилапв на 1-3-й день статевого циклу спричиняють шдвищення у тварин першо''' дослщно'' групи рiвню глюкози у кров1 на 11,2% (р<0,05), а у корiв друго' та третьо''' дослщних груп, вiдповiдно на 17,7% та 3%. Дослщники вiдзнача-ють, що введення препарапв сприяло зростанню вмк-ту холестерину та загального бшка у корiв. Бiохiмiчнi змiни, ят вiдбуваються на 13-й день шсля введення препарату, свiдчать про вiрогiдне пiдвищення у кров1 корiв друго''' дослщно'' групи рiвня глюкози, сечовини, холестеролу порiвняно з контрольною групою [26,27].
Висновки. Таким чином, сполуки церш та гермашю е важливими для оргашзму мтроелементами I дослщження з впливу цих металiв на морфофункiо-нальний статус оргашзму проводяться досить активно i е беззаперечно перспективним напрямком дослi-джень з бюлогп та медицини. Проте ми не зустрши в науковш свiтовiй лiтературi iнформацiю щодо впливу сполук церш та германiю на ембрюгенез та кардiоге-нез та 'х взаемодiю в органiзмi зi сполуками важких металiв.
Перспективи подальших дослiджень. Перспективним подальшим дослiдженням е експерименти з впливу сполук цер^ на загальний хiд ембрюгенезу та 'х взаемодiю з важкими металами.
Лггература
1. Borysevych VB, Kaplunenko VH, Kosinov MV. Nanomaterialy v biolohiyi. Osnovy nanoveterynariyi. K.: VD "Avitsena"; 2010. 416 s. [in Ukrainian].
2. Kaplunenko VH, Avdos"yeva IK, Pashchenko AH. Real'ni perspektyvy vykorystannya zdobutkiv nanotekhnolohiy u veterynarniy praktytsi. Naukovo-tekhnichnyy byuleten' Instytutu biolohiyi tvaryn i Derzhavnoho naukovo-doslidnoho kontrol'noho instytutu vetpreparativ ta kormovykh dobavok. 2014;4:252-60. [in Ukrainian].
3. Shatorna VF, Harets' VI, Nef'odova OO, Kaplunenko VH, Chekman IS. Rol' nanochastok tsytrativ metaliv u poshuku novykh bioantohonistiv yembriotoksychnosti atsetatu svyntsyu [monohrafiya]. Dnipropetrovs'k: Serednyak T.K.; 2016. 118 s. [in Ukrainian].
4. Shatorna VF, Harets' VI, Nef'odova OO. Eksperymental'ne vyznachennya kombinovanoho vplyvu atsetatu svyntsyu ta tsytratu sribla na kardiohenez shchuriv. Ukrayins'kyy zhurnal medytsyny, biolohiyi ta sportu. 2016;2:293-7. [in Ukrainian].
5. Hardas SS, Butterfield DA, Sultana R. Brain distribution and toxicological evaluation of a systemically delivered engineered nanoscale ceria. Toxicol. Sci. 2010. 65 p.
6. Karakoti AS, Monteiro Riviere NA, Aggarwal R. Nanoceria as antioxidant: synthesis and biomedical applications. JOM J. Miner. Met. Mater. Soc. 2008;60(3):33-7.
7. Sugaya K, Seal S, inventor. Methods and materials for stimulating proliferation of stem cell. United States patent 2008/0166412 A1 A61K9/16; A61K35/12; A61K33/24; C12N5/02. 07.10.2008.
8. Tarnuzzer RW, Colon J, Patil S, Seal S. Vacancy engineered ceria nanostructures for protection from radiation induced cellular damage. Nano Lett. 2005;5(12):2573-7.
9. Mandoli C, Pagliari F, Pagliari S. Stem cell aligned growth induced by CeO2 nanoparticles in PLGA Scaffolds with improved bioactivity for regenerative medicine. Adv. Funct. Mater. 2010;20:1617-24.
10. Ivanov VK, Shcherbakov AB, Usatenko AV. Strukturnochuvstvitel'nyye svoystva i biomeditsinskiye primeneniya nanodispersnogo dioksida tseriya. Uspekhi khimii. 2009;78(9):924-41. [in Russian].
11. Spivak NYa, Nosenko ND, Zholobak NM, Shcherbakov AB, Reznikov AG, Ivanova OS, i dr. Nanokristallicheskiy dioksid tseriya povyshayet funktsional'nuyu aktivnost' reproduktivnoy sistemy stareyushchikh samtsov krys. Nanosistemy: fizika, khimiya, matematika. 2013;4(1):72-7. [in Russian].
12. Shcherbakov AB, Zholobak NM, Ivanov VK, Tret'yakov YuD, Spivak NYa. Nanomaterialy na osnove dioksida tseriya: svoystva i perspektivy ispol'zovaniya v biologii i meditsine. Biotekhnologiya. 2011;4(1):9-24. [in Russian].
13. Spivak NYa, Shepel EA. Ceria nanoparticles boost activity of aged murine oocytes. Nano Biomed Eng. 2012;4:183-8.
14. Kumar, Prakash, D'Souza, Sunita Shivakumar, Rathinam. Cerium stimulates protein biosynthesis in rat heart in vivo. Biological trace element research. 1996;50:237-42.
15. Prakash Kumar, Shivakumar Km. Alterations in collagen metabolism and increased fibroproliferation in the heart in cerium-treated rats: Implications for the pathogenesis of endomyocardial fibrosis. Biological trace element research. 1998;63:73-9.
16. Ambrosov IV, Aleshin SV, Alimbarova LM, Matelo SK, Shokhin IYe. Ispol'zovaniye organicheskikh soyedineniy germaniya v meditsine. Razrabotka i registratsiya lekarstvennykh sredstv. 2015;2(1):144-50. [in Russian].
17. Asai K. Miracle Cure: Organic Germanium. 1980; New York: Japan Publications. 139 p.
18. Voynar AI. Biologicheskaya rol' mikroelementov v organizme zhivotnykh i cheloveka. M.: Vyssh. shk.; 1960. 498 s. [in Russian].
19. Gromova OA, Rebrov VG. Vitaminy, makro- i mikroelementy. M.: Gêotar-media; 2008. 954 s. [in Russian].
20. Kaplunenko VH, Avdos"yeva IK, Pashchenko AH. Real'ni perspektyvy vykorystannya zdobutkiv nanotekhnolohiy u veterynarniy praktytsi. Naukovo-tekhnichnyy byuleten' Instytutu biolohiyi tvaryn i Derzhavnoho naukovo-doslidnoho kontrol'noho instytutu vetpreparativ ta kormovykh dobavok. 2014;15(4):252-60. [in Ukrainian].
21. Fedoruk RS, Khrabko MÎ. Dinamika masi tila i reproduktivna funktsiya samok shchuriv ta zhittêzdatnist' priplodu za vipoyuvannya riznikh kil'kostey tsitratu germaniyu. Biologiya tvarin. 2015;17(3):214-6. [in Ukrainian].
22. Nischemenko NP, Trokoz VO, Poroshynska OA, Stovbecka LS, Emelynenko AV, Emelynenko AA. The influence of nanoaquachelates of selenium, germanium and their complex on the embryonic development of quails. Fiziol. Zh. 2018;64(3):30-6.
23. Fedoruk RS, Khrabko MÎ. Dinamika masi tila i reproduktivna funktsiya samok shchuriv ta zhittêzdatnist' priplodu za vipoyuvannya riznikh kil'kostey tsitratu germaniyu. Biologiya tvarin. 2015;17(3):214-6. [in Ukrainian].
24. Fedoruk RS, Khrabko MÎ, Dolaychuk OP. Vpliv tsitratu germaniyu na imunofiziologichnu aktivnist' organizmu shchuriv. Fiziol. zhurn. 2017;63(2):65-9. [in Ukrainian].
25. Seba MV, Sheremeta VÎ, Khomenko MO. Biokhimichni pokazniki krovi koriv pri zastosuvanni preparatu «Kvatronan-Se» ta karboksilativ kharchovikh kislot. Naukoviy visnik Natsional'nogo universitetu bioresursiv i prirodo-koristuvannya Ukraini. Seriya «Tekhnologiya virobnitstva i pererobki produktsii tvarinnitstva». 2016;236:268-76. [in Ukrainian].
26. Seba MV, Deyneka MO (Khomenko MO), Kaplunenko VG. Vpliv preparatu «Kvatronan-Se» ta deyakikh mikroyelementiv u formi karboksilativ na zaplidnenist' ta molochnu produktivnist' koriv simental's'koi porodi. Naukovo-tekhnichniy byuleten' naukovo-doslidnogo tsentru biobezpeki ta yekologichnogo kontrolyu APK. 2016;4(1):234-40. [in Ukrainian].
27. Seba MV, Khomenko MO. Gormonal'ni zmini v organizmi telits' pislya zastosuvannya novogo preparatu ta kompleksiv nanokarboksilativ. Tvarinnitstvo Ukraini. 2017;3-4:17-20. [in Ukrainian].
ЗНАЧЕННЯ М1КРОЕЛЕМЕНТ1В ЦЕР1Ю ТА ГЕРМАН1Ю ДЛЯ П1ДТРИМКИ МОРФО-ФУНКЦЮНАЛЬНОГО СТАТУСУ ОРГАН1ЗМУ
Гальперш О. I., Руденко К. О., Придиус I. О., Каплуненко А. М., Фролова Г. М.
Резюме. Серед розроблюваних в сучаснш морфологи проблем фундаментального i прикладного характеру пильну увагу дослщнишв привертае вивчення закономГрностей протГкання базових процеав морфогенезу та органогенезу шд впливом мГкроелементГв. Сучасш дослщження з впливу церГю та германГю на оргашзм проводяться досить активно. СпецифГчш фГзико-хГмГчш властивосл сполук церГю дозволяють оптимГзувати характер перебГгу внутрГшньоклГтинних реакцш, забезпечуючи таким чином цтий спектр захисних ефемчв. Введення цитрату германГю самкам щурГв 30 дГб перед заплщненням i впродовж ваптносп та лактацп призво-дить до багатоплщносл та зумовлюе тдвищення життездатносл та ктькосл збережених щуренят порГвняно до контролю.
АналГз наукових опублГкованих даних довГв, що не висвГтленими в науковш свГтовш лГтературГ залишаеться ¡нформацГя щодо впливу сполук церГю i германГю на ембрюгенез та кардюгенез та Ух взаемодГю в оргашзмГ зГ сполуками важких металГв.
Ключовi слова: церш, дюксид церГю, германш, мГкроелементи, ембрюгенез.
ЗНАЧЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ЦЕРИЯ И ГЕРМАНИЯ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОГО СТАТУСА ОРГАНИЗМА
Гальперин А. И., Руденко Е. А., Придиус И. А., Каплуненко А. М., Фролова А. М.
Резюме. Среди разрабатываемых в современной морфологии проблем фундаментального и прикладного характера пристальное внимание исследователей привлекает изучение закономерностей протекания базовых процессов морфогенеза и органогенеза под влиянием микроэлементов. Современные исследования по влиянию церия и германия на организм проводятся достаточно активно. Специфические физико-химические свойства соединений церия позволяют оптимизировать характер течения внутриклеточных реакций, обеспечивая, таким образом, целый спектр защитных эффектов. Введение цитрата германия самкам крыс 30 дней до оплодотворения и в период беременности и лактации приводит к многоплодию, обеспечивая повышение жизнеспособности и количества сохраненных крысят в сравнении с контролем.
Анализ научных опубликованных данных показал, что не освещенной в научной мировой литературе остается информация о влиянии соединений церия и германия на эмбриогенез и кардиогенез и их взаимодействие в организме с соединениями тяжелых металлов.
Ключевые слова: церий, диоксид церия, германий, микроэлементы, эмбриогенез.
SIGNIFICANCE OF MICROELEMENTS CERIUM AND GERMANIUM FOR SUPPORT OF THE MORPHO-FUNCTIONAL STATUS OF THE ORGANISM
Halperin O. I., Rudenko K. A., Pridyus I. O., Kaplunenko A. M., Frolova G. M.
Abstract. Biotechnological preparations, which include microelements, which according to the results of researches of many scientists carry out a number of vital functions in the body, are quite promising. Among the problems developed in modern morphology of the fundamental and applied nature, the attention of researchers is attracted by the study of the laws of the course of basic processes of morphogenesis and organogenesis under the influence of trace elements.
Cerium and its compounds are an important trace element for the body and modern studies on the influence of this metal and its nanofocus on the body are conducted quite actively. It has been experimentally determined that the unique property of cerium dioxide nanoparticles is the ability to regenerate their restorative properties in a biological environment. Of particular interest is the use of cerium dioxide as a prophylactic in the treatment of radiotherapy for cancer, which protects against radiation damage, reduces the production of free forms of oxygen and increases the expression of superoxide dismutase.
Studies have shown that the proliferation and growth of stem cells on the substrate containing the CeO2 nanoparticles was much better than to the non-filled or to the substrate containing any other oxide filler. Its specific physical and chemical properties allow to optimize the nature of the flow of intracellular reactions, thus providing a range of protective effects.
The data obtained in mice provided additional evidence of the positive effect of cerium nanoparticles, in nanoparticles of cerium in old mice, protecting ovarian cells from oxidative damage, which results in an increase in the quantitative rates of litter in old calf mice. Administration of calcium in old males at a dose of 1 mg/kg over a period of 10 days greatly increases the level of testosterone, the quantity of sperm and the number of calves in the inflorescence.
In vitro cardiac fibroblasts incubation with 100 nM cerium leads to an increase in the synthesis of RNA, but the rate of DNA synthesis does not change. However, researchers note that higher concentrations of cerium in the environment had an inhibitory effect. An analysis of experimental results has shown that cerium at low levels can act at the transcription level to stimulate the synthesis of collagen and protein, which, in turn, can contribute to the accumulation of collagen in endocardial fibrosis.
Introduction of germanium citrate to female rats 30 days before fertilization and during pregnancy and lactation induces leads to multiple fertility, increased viability and the amount of survived rodents compared to control. It is proved that germanium possesses immunostimulant, antioxidant, antihypertensive, anti-inflammatory and analgesic properties.
Analysis of scientific published data showed that cerium and germanium are important for the organism as trace elements, and the study of the influence of these metals on the body is carried out quite actively and, undoubtedly, is a promising area of research in biology and medicine. However, the information on the influence of cerium and germanium compounds on embryogenesis and cardiogenesis and their interaction in an organism with compounds of heavy metals remains unclear in the scientific world literature.
Key words: cerium, cerium dioxide, germanium mikroelements, embryogenesis.
Рецензент - проф. Блаш С. М.
Стаття наджшла 25.02.2019 року
