Молекулярні основи змін структурно-функціонального стану клітин крові за умов цукрового діабету 1-го типу
Роль внутрішньоклітинних сигнальних білків (фосфатидилінозит-3-кінази, с-Src протеїнкінази, високоафінних GTPаз Rac, Rho і Cdc42) в активації тромбоцитів при цукровому діабеті 1-го типу. Інтенсивність еритропоезу у щурів з стрептозотоциновим діабетом.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 10.08.2014 |
| Размер файла | 92,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Провідна роль у запуску цього процесу належить іонам кальцію, внутрішньоклітинна концентрація яких зростає при стимуляції [Dash D., 1995, Harwing J.H.,1995]. Оскільки концентрація Са2+ у тромбоцитах людей хворих на цукровий діабет є вищою, порівняно із здоровими [Mazzanti L., Mutus B.1997, Winocour P.D.1992], то це може призводити до спонтанної полімеризації актину, інтенсифікації процесів фосфорилювання /дефосфорилювання білків [Mazzanti L., Mutus B.1997], активації рецепторів агоністів, спряжених із G-білками, що можуть ініціювати зростання протеїнкіназної активності c-Src. Не виключена також можливість модифікації самої кінази та її субстратів як глюкозою, так і вільними радикалами кисню.
Вплив цукрового діабету на динамічний стан системи еритрону. Метаболічні порушення, які розвиваються внаслідок абсолютної або відносної інсулінової недостатності при цукровому діабеті, значно ускладнюють функціонування систем підтримання гомеостазу, важливою ланкою якого є еритроцити периферичної крові. Нами були проведені дослідження цитологічних та фізико-хімічних показників периферичної крові тварин з експериментальним цукровим діабетом. Вміст ретикулоцитів у периферичній крові за умов ЦД 1-го типу є у 1,4 рази більший в порівнянні до норми.
Добова продукція еритроцитів при досліджуваній патології збільшувалася у 1,3 рази, а швидкість дозрівання ретикулоцитів зростала у півтора рази. Посилення еритропоезу, яке супроводжується збільшенням кількості ретикулоцитів, слід розглядати як компенсаторну реакцію, спрямовану на збільшення кисневої ємності крові у відповідь на генералізовану тканинну гіпоксію. Дослідження вмісту фетального гемоглобіну в еритроцитах контрольних та діабетичних щурів показали, що розвиток стрептозотоцинового діабету веде до підвищення вмісту лужностійкого гемоглобіну F. Таке зростання виправдане в умовах гіпоксичного стану, який розвивається за умов ЦД, з огляду на більшу спорідненість фетального гемоглобіну до кисню.
Для підтвердження виявлених динамічних змін системи еритрону на клітинному рівні проводилися цитологічні дослідження кісткового мозку щурів у нормі та при експериментальному цукровому діабеті. Аналізуючи показники таблиці 4, потрібно відмітити зниження процентного вмісту поліхроматофільних та оксифільних нормоцитів при стрептозотоциновому діабеті. Виявлені зміни в складі нормоцитів можна пояснити сповільненим дозріванням цих еритрокаріоцитів та швидкими темпами елімінації ретикулоцитів у русло крові. Отримані дані узгоджуються з підвищенням вмісту ретикулоцитів у периферичній крові щурів при експериментальному ЦД 1-го типу.
Таблиця 4
Морфологічний склад препаратів кісткового мозку щурів у нормі та при експериментальному ЦД 1-го типу, ( Мm, n=17)
|
Групи Еритрокаріоцити |
Контроль, % |
Стрептозотоциновий діабет, % |
|
|
Еритробласти |
4,10,01 |
8,00,2 |
|
|
Пронормобласти |
10,30,1 |
11,80,1 |
|
|
Нормоцити 1) базофільні |
18,60,3 |
30,50,2 |
|
|
2) поліхроматофільні |
51,60,5 |
38,60,2 |
|
|
3) оксифільні |
16,10,04 |
9,3 0,4 |
- різниця вірогідна порівняно з контролем, р<0.05
Вплив системи L-аргінін: NO на динаміку вмісту лігандних форм та спектральні характеристики гемоглобіну за умов ЦД 1-го типу. Система L-аргінін:NO може приймати участь у формуванні киснево-транспортної функції крові, тобто впливати на основну функцію клітин еритрону. NO у реакціях з гемоглобіном (Hb) утворює метгемоглобін (Met-Hb), нітрозилгемоглобін (NO-Hb - нітрозування по Fe2+ у гемовій групі ) та S-нітрозогемоглобін (SNO-Hb - нітрозилювання по в-93-цистеїну). Біологічна функція NO-похідних Hb досить широка (транспорт NO, його депонування, елімінація і т. ін.). Вони також приймають участь у генезі багатьох патологічних станів. Присутність різних сполук Hb з NO може по-різному впливати на спорідненість гемоглобіну до кисню крові [Gross S.S., 1999]. Існує О2 - залежна рівновага між SNO-Hb та NO-Hb. Припускають, що SNO-Hb діє як „алостерично контрольований буфер NO” [Зінчук В.В., 2003], який обмінює свою NO-групу з тіолами середовища, у тому числі з глутатіоном, і тим самим змінює кровоплин ( як вазодилататор), виконуючи роль критичного фактора постачання О2.
Аналіз лігандних форм гемоглобіну показав достовірне зростання вмісту Met-Hb за умов ЦД та при введенні L-аргініну (рис. 5). Разом з тим за умов ЦД 1-го типу в еритроцитах значно зростає активність NOS, причому її індуцибельної ізоформи (табл. 5) [Сибірна Н.О., Бурда В.А., 2004]. Натомість, при введенні L-аргініну на фоні діабету спостерігається падіння активності NO-синтази найімовірніше за рахунок інгібування кінцевим продуктом, шляхом приєднання NO до гемової групи фермента [Kroncke K.D., 1996]. Введення in vivo інгібіторів NO-синтази як у нормі так і за умов ЦД викликало зниження цього показника.
Метаболічний цикл NO може активуватися при різноманітних гіпоксичних станах, так як за умов дефіциту О2 відновлені і гемумісні білки переносять електрони на іони NO2?, відновлюючи їх до NO. Виявлений ефект може бути пояснений і тим фактом, що при ЦД додатковим донорами електронів можуть бути глікозильовані амінокислотні залишки в складі Hb і кінцеві продукти глікозилювання.
Вивчення взаємодії гемоглобіну з NO є цікавим ще і тому, що оксид азоту має набагато більшу спорідненість (у 8000 раз) до гемової групи дезоксигемоглобіну ніж О2, що дозволяє припустити його конкуренцію з киснем за відповідні ділянки на молекулі відновленого, а навіть, і частково оксигенованого гемоглобіну [Gladwin M.T., 2000].
Таблиця 5
Активність NOS і вміст нітритів та нітратів і при введенні in vivo L -arg, L-NAME та аміногуанідину щурам у нормі і при стрептозотоциновому діабеті ( Мm, n=14)
|
Показники Групи |
NO3- + NO2- у еритроцитах, мкM |
Активність NOS у еритроцитах пмольNADPH(H+)/хв. на 1мг білка |
|
|
Контроль |
15,73 2,17 |
0,831 ± 0,028 |
|
|
К + L-арг |
22,32 2,07* |
1,080 ± 0,098* |
|
|
К + L-NAME |
6,45 0,024* |
0,590 0,041* |
|
|
К + AG |
14,65 1,35 |
0,673 ± 0,051* |
|
|
Діабет |
33,62 1,79* |
1,288 ± 0,101* |
|
|
Д + L-арг |
26,92 1,85** |
0,843 ± 0,070** |
|
|
Д +L-NAME |
7,16 0,70** |
0,360 ± 0,033** |
|
|
Д + AG |
11,19 1,21** |
0,450 ± 0,039** |
* - різниця вірогідна порівняно з контролем, р<0.05
** - різниця вірогідна порівняно із діабетом, р<0.05
Нами були проведені експерименти з нітрозування Hb у системі in vitro. Як виявилось, цей процес мав особливості для кожної зокрема серед усіх досліджуваних груп (табл.6.).
Час переходу дезокси-Hb у NO-Hb за умов індукованого стрептозотоцинового діабету зростав приблизно на 70%. Зростання кількості Met-Hb у поєднанні із зниженням активності NOS може вказувати на те, що при введенні L-аргініну за ЦД 1-го типу відбувається переключення NO-синтазної ланки циклу оксиду азоту на нітритредуктазну, а зменшення швидкості нітрозування опосередковано свідчить про інтенсифікацію нітрозилювання по в-93-цистеїну і утворення S-нітрозогемоглобіну.
Таблиця 6
Швидкість нітрозування гемоглобіну в системі in vitro (M m, n=8-10)
|
Групи Досліджувана речовина |
Контроль, хв |
ЦД 1-го типу,хв. |
|
|
Без введення |
120 ± 11,3 |
200 ± 18,4* |
|
|
L-arg |
60 ± 8,4* |
40 ± 5,9** |
|
|
L-NAME |
100 ± 9,7* |
80 ± 10,1** |
|
|
AG |
75 ± 6,5* |
60 ± 5,9** |
* - різниця вірогідна порівняно з контролем, р<0,05
** - різниця вірогідна порівняно з діабетом, р<0,05
Морфофункціональна характеристика імунокомпетентних клітин крові при ЦД 1-го типу. Для оцінки стану різних ланок імунної системи хворих на ЦД 1-го типу було проведено аналіз змін у лейкоцитарній формулі периферичної крові. Достовірних відмінностей в абсолютній кількості лейкоцитів у контрольній і дослідній групах не виявлено, але привертає увагу зменшення вмісту сегментоядерних нейтрофілів (на 12% по відношенню до контрольних показників) і достовірне підвищення кількості лімфоцитів (на 21%). При патології суттєво і достовірно зростає лімфоцитарно-гранулоцитарний індекс (на 35%), який дозволяє диференціювати аутоінтоксикацію та інфекційну інтоксикацію. Така зміна зумовлена відносним лімфоцитозом. Отже можна стверджувати, що у випадку ЦД 1-го типу показники лейкоцитарної формули свідчать про розвиток аутоінтоксикаційних процесів.
За умов інсулінозалежного цукрового діабету вміст катіонних білків зменшується до 75,75 2,81% проти 86,41 1,40% в контролі (зниження на 12%). Отримані дані узгоджуються з нашими дослідженнями, в яких показане достовірне зниження фагоцитарної активності поліморфноядерних лейкоцитів на 20% за умов даної патології. Показане у наших дослідженнях зниження актианості мієлопероксидази нейтрофілів внаслідок дегрануляції теж свідчить про незадовільний стан бактерицидної системи клітин, що може бути пов'язано із хронічними запальними процесами в організмі, які супроводжують ЦД 1-го типу, особливо це стосується процесів запалення ендотелію судин, що призводить до функціонального виснаження мікрофагальної ланки імунного захисту організму.
Таблиця 7
Активність NOS (пмоль/хв на 1 мг білка) у поліморфноядерних та мононуклеарних лейкоцитах крові здорових донорів та хворих на ЦД 1-го типу (М±м, n=12-14)
|
Групи Лейкоцити |
Здорові донори |
ЦД 1-го типу |
|
|
Поліморфноядерні |
0,43±0,08 |
1,09±0,13* |
|
|
Мононуклеарні |
0,98±0,33 |
5,47±1,04* |
Вірогідність відмінностей у порівнянні з показниками в контролі: * - p < 0.01.
Як видно з даних таблиці 7, за умов ЦД 1-го типу у поліморфноядерних лейкоцитах хворих людей активність NO-синтази зростає приблизно у 2 рази, а у мононуклеарних клітинах таке зростання є п'ятикратним.
Показники клітинного і гуморального імунітету у хворих на ЦД 1-го типу. Механізми порушень функції імунокомпетентних клітин крові за умов даної патології пов'язують з несприятливим впливом різних метаболітів: глюкози, речовин ліпідної природи, гормонів, прокоагулянтів, вміст яких може значно підвищуватись у зв'язку з загальними розладами метаболізму [Мустафина Ж.Г.,1999]. Сучасні методи визначення субпопуляцій імунокомпетентних клітин мають велике значення для ідентифікації порушеної ланки імунітету, прогнозування важкості патологічного процесу та оцінки ефективності лікування. При дослідженні окремих показників клітинного і гуморального імунітету виявлено зміни субпопуляційного складу лімфоцитів периферичної крові. Як видно із отриманих даних у хворих з ЦД 1-го типу спостерігається активна імунна відповідь організму в основному за В-клітинним типом, про що свідчить збільшення кількості лімфоцитів, які експресують антигени СD19 та СD23 відповідно на 31% і 55% у порівнянні до контролю.
Відомо, що СD19 виконує функцію ініціюючого рецептора при антигенній стимуляції В лімфоцитів, а СD23 є рецептором до ІgЕ. Є дані про позитивний корелятивний зв'язок між експресією антигену СD23 на В-лімфоцитах і рівнем розчиненого СD23 у периферичній крові та високим ризиком розвитку ЦД 1-го типу [Kretowski A.,1999].
Кількість лімфоцитів, що експресують Рan-Т-антиген СD3 достовірно знижується (на 34%). Це може бути пов'язано з дефектом експресїї білка р56lck у відпочиваючих лімфоцитах, який зумовлює гіпофосфорилювання ланцюга СD3 з наступним порушенням проліферації Т-лімфоцитів при даній патології [Nervi S., 2000]. Зменшення загальної кількості Т-лімфоцитів відбувається, передусім, за рахунок значного зменшення популяції Т-хелперів (СD4+) та Т-супресорів (СD8+) на 21% і 28% відповідно. За експресією СD16 антигенів виявлено підвищенний вміст NК-клітин (на 33%) при ЦД 1-го типу. Особливо суттєві відмінності встановлено при дослідженні експресії СD95 антигену, кількість якого була у 4 рази вищою від норми при даній патології.
Лектиніндукована агрегація нейтрофільних гранулоцитів у хворих на цукровий діабет 1-го типу. Змінена структура вуглеводного компоненту експресованих рецепторів може бути сигналом або пристосуванням для швидкої елімінації макрофагами клітин із порушеною функціональною активністю, або ушкоджених клітин. Про рівень експресії на поверхні клітин відповідних глікокон'югатів можна робити висновки за ступенем агрегації, використовуючи лектини, які зв'язують різні вуглеводні детермінанти [Тимошенко А.В.,1991, Хомерики С.Г.,1993]. Показники лектиніндукованої агрегації НГ здорових донорів представлені у таблиці 8. Високі значення ступеня і швидкості агрегації НГ отримані при використанні в якості індукторів агрегації RCA і WGA. Слід зазначити, що час досягнення максимального ступеня і швидкості агрегації для цих двох лектинів був практично однаковим. Менш виражені показники ступеня і швидкості агрегації НГ спостерігались при використанні SBA, а найнижчі - для LCL (табл. 8). Наведені дані вказують на те, що на мембрані НГ здорових донорів знаходяться глікопротеїнові рецептори, які містять незначну кількість вуглеводних ланцюгів такої просторової структури. N-ацетил-б,D-галактозамінспецифічний SBA викликає порівняно невисокий ступінь і дуже низьку швидкість агрегації НГ, тобто N-ацетил-б,D-галактозамін, як вуглеводний компонент глікопротеїнових рецепторів НГ, відіграє незначну роль в опосередкуванні їхньої агрегації.
Сильна і швидка агрегація НГ при використанні в якості індуктора агрегації RCA і WGA є наслідком того, що у структурі глікопротеїнових рецепторів мембрани НГ здорових донорів наявні у значній кількості в,D-галактозні, N-ацетил-в,D-глюкозамінові і N-ацетилнейрамінові детермінанти, які впливають як на динамічні, так і на кінетичні показники процесу агрегації НГ.
У хворих на ЦД 1-го типу агрегаційна здатність НГ при дії різних лектинів мала різноспрямовані зміни. Рівень агрегації нейтрофілів за даної патології при використанні WGA зростав, що може свідчити про підвищення рівня експресії на поверхні клітин комплементарних цьому лектину глікокон'югатів. Є літературні дані про те, що ці вуглеводні детермінанти (N-ацетил-в,D-глюкозамін та N-ацетилнейрамінова кислота) можуть маскувати різноманітні специфічні рецептори на поверхні клітин. У окремих роботах вказується, що WGA може викликати хемілюмінесценцію при взаємодії з нейтрофілами, а також інгібувати їхній хемотаксис у відповідь на дію fMLP (форміл-мет-лей-фен) [Хомерики С.Г.,1993]. Це свідчить про значну роль цих рецепторів у забезпеченні певного рівня функціонального стану сегментоядерних нейтрофілів, тобто про їхню значну активованість.
Таблиця 8
Показники лектиніндукованої агрегації нейтрофільних гранулоцитів у здорових донорів та у хворих на ЦД 1-го типу (М ± m; n = 14)
|
Показники Групи |
Ступінь агрегації, % |
Час досягнення максимального ступеня агрегації, с |
Швидкість агрегації, %/хв |
Час досягнення максимальної швидкості агрегації, с |
||
|
RCA- лектин рицини |
К |
95,8±1,1 |
606,7±35,9 |
45,2±1,9 |
57,1±2,9 |
|
|
ЦД |
82,7±3,2** |
651,5±14,0 |
41,8±4,0 |
81,9±7,9* |
||
|
WGA- лектин зародків пшениці |
К |
66,4±3,5 |
608,5±25,9 |
34,9±3,2 |
57,3±5,2 |
|
|
ЦД |
85,8±6,7* |
720,0±10,0** |
49,2±2,0** |
65,4±3,2 |
||
|
SBA -лектин сої |
К |
47,5±4,5 |
773,0±18,9 |
5,1±0,5 |
242,0±18,7 |
|
|
ЦД |
28,1±1,3* |
711,3±15,2* |
2,9±0,2** |
219,7±12,5 |
||
|
LCL -лектин сочевиці |
К |
17,9±0,9 |
682,3±17,5 |
4,9±0,4 |
76,9±6,9 |
|
|
ЦД |
9,4±0,8** |
657,5±15,6 |
1,8±0,3** |
135,0±15,6* |
Вірогідність відмінностей у порівнянні з показниками в контролі: - р 0,05; ** - р 0,01
У той же час, за умов ЦД 1-го типу виявляється спадання показників агрегаційної здатності НГ при взаємодії з RCA: незначне зменшення ступеня і швидкості агрегації та зростання часу досягнення показників агрегації (табл.8.). Як відомо, в,D-галактозовмісні рецептори характерні для клітин низького рівня диференціації у гранулоцитарному ростку. Отже, отримані дані можуть опосередковано свідчити про пришвидшення диференціації і старіння нейтрофільних лейкоцитів за умов ЦД 1-го типу. в,D-галактокон'югати задіяні в молекулярних механізмах міжклітинної адгезії [Луцик А.Д.,1989], а зменшення їхньої експресії на поверхні НГ свідчить про порушення цієї функції у хворих на ЦД 1-го типу. Довготривала гіперглікемія та підвищення рівня інфекційних захворювань за умов досліджуваної патології викликають багаточисельні зміни в функціональній активності НГ [Александровский Я.А.2002, Сибірна Н.О., 2003 ], а знижений рівень в,D-галактозовмісних глікопротеїнових рецепторів на поверхні НГ може вказувати на недостатню елімінацію нейтрофілів із порушеною реактивністю.
Отримані нами результати про зниження рівня агрегації нейтрофілів у відповідь на дію SBA у хворих можуть вказувати на зменшення рівня експресії на поверхні клітин N-ацетил-б,D-галактозаміновмісних глікокон'югатів.
За умов дії LCL також виявляється знижена агрегаційна здатність НГ у хворих на ЦД 1-го типу. Такі дані вказують на те, що за умов досліджуваної патології в структурі глікопротеїнових рецепторів відбулося зменшення вмісту або інтерналізація б,D-манозо- і б,D-глюкозоспецифічних вуглеводних детермінант.
Дослідження апоптозу імунокомпетентних клітин при ЦД 1-го типу. Апоптоз - клітинний суїцид, виступає активним процесом клiтинного метаморфозу, і своїм морфологiчним втiленням має дегенеративні зміни у ядрі та цитоплазмі клітин, до яких можна віднести: фрагментацію та пікноз ядра, вакуолізацію і токсичну зернистість цитоплазми, клазмоцитоз цитоплазми, зменшення розміру самої клітини та ін. Строго кількісним параметром активації апоптозу лейкоцитів є визначення на їхній поверхні Fas-молекули, яка виявляється за допомогою моноклональних антитіл до CD95. Нами були виявлені суттєве збільшення як числа CD95+ - нейтрофільних гранулоцитів, так і CD95+-мононуклеарних клітин крові за умов ЦД 1-го типу. Слід відзначити, що зміни досліджуваних показників по своїй інтенсивності були більше вираженими для нейтрофільних гранулоцитів, ніж для мононуклеарів. Саме тому для виявлення ендогенної інтоксикації організму доцільно аналізувати активацію апоптозу нейтрофілів. Імовірно, підвищення чутливості НГ до активуючих апоптоз факторів пов'язане з коротким життєвим циклом цих клітин і закладеною в них функцією не лише фагоцитувати чужорідні клітини, але і знищувати їх у вогнищі запалення за рахунок викиду у момент своєї загибелі великої кількості ферментів та інших біологічно активних речовин.
Дослідження активності фруктозо-1,6-дифосфатази у імунокомпетентних клітинах периферичної крові здорових донорів і хворих на ЦД 1-го типу. Фруктозо-1,6-дифосфатаза ( Ф-1,6-ДФ, КФ 3.1.3.11) описана, як один із ключових ферментів, що лімітує глюконеогенез у печінці та нирках [Gomori G., 1943 ], а також у м'язах [Ryan C., 1995; Gleeson T., 1996]. Зміна активності Ф-1,6-ДФ описана для ряду патологічних станів [Dzugaj A.,1993; Kikawa Y., 1994]. Ф-1,6-ДФ відіграє важливу роль у обміні глюкози у організмі людини, тому актуальність дослідження активності та локалізації цього ферменту у імунокомпетентних клітинах крові за умов ЦД 1-го типу не викликає сумнівів.
У поліморфноядерних і мононуклеарних клітинах людей, хворих на ЦД 1-го типу, активність Ф-1,6-ДФ була вищою ніж у нормі на 30% і 127% відповідно (табл.9.). Результати прямого вимірювання активності повністю підтверджені імуноцитохімічними дослідженнями із застосуванням стрептавідинбіотинової системи з використанням світлової мікроскопії. Для дослідження локалізації фруктозо-1,6-дифосфатази проведено імуноцитохімічну детекцію на ультратонких зрізах за допомогою електронної мікроскопії (рис.6.). Як видно з електронограм, позитивна реакція присутня як у ядрі, так і у цитоплазмі лейкоцитів.
Таблиця 9
Активність фруктозо-1,6-дифосфатази у лейкоцитах здорових донорів та хворих на ЦД 1-го типу, (M±m, n = 8-10)
|
Показники Групи |
Активність ферменту, mU на 1 млн. клітин |
||
|
Сегментоядерні гранулоцити |
Мононуклеарні лейкоцити |
||
|
Здорові донори |
1,09 ± 0.039 |
0,976 ± 0.126 |
|
|
ЦД 1-го типу |
1,42 ± 0.142* |
2,22 ± 0.689* |
Вірогідність відмінностей у порівнянні з показниками в контролі: * - p < 0.05
Така субклітинна локалізація Ф-1,6-ДФ ставить питання про фізіологічну роль цього фермента у клітинах білої крові. У роботi [Gizak A., 2003] висловлюється гіпотеза про те, що Ф-1,6-ДФ може індукувати експресію своїх власних генів, для посилення процесів глюконеогенезу. Очевидно, присутність фермента у ядрі імунокомпетентних клітин може бути експериментальним підтвердженням такої гіпотези.
Чорні крапки на фотографіях (В, D) утворені частинками золота (10 nm), кон'югованими з другим антитілом, які вказують на локалізацію фермента в клітині. У контрольній реакції (A,C) у якості першого антитіла була використана неімунна сироватка.
Висновки
Отримані результати обгрунтовують молекулярні механізми функціонування NO-залежних сигнальних шляхів, процесів фосфорилювання, глюконеогенезу, нітрозування і нітрозилювання та ферментативної антиоксидантної системи, що задіяні у регуляції морфологічного і функціонального стану клітин крові за умов ЦД 1-го типу, та можливості корекції метаболічних порушень при даній патології. Посилення фосфорилювання сигнальних білків по тирозину, неферментативне глікозилювання, посттрансляційне нітрозилювання білків за участю пероксинітриту та активація нейтрофільних гранулоцитів є провідними молекулярними механізмами порушення морфофункціонального стану клітин крові, яке виступає у ролі однієї з основних етіологічних причин розвитку діабетичних мікро- та макроангіопатій.
1. За умов ЦД 1-го типу у клітинах крові відбувається зміна співвідношення активності ендотеліальної та індуцибельної ізоформ NOS. Зниження активності eNOS і посилення експресії та зростання активності iNOS на фоні інтенсифікації вільнорадикальних процесів лежать у основі розвитку оксидативного стресу та метаболічної інтоксикації і ведуть до гальмування фізіологічної регуляторної функції NO та прояву його цитотоксичної дії.
2. У тромбоцитах людей при ЦД 1-го типу за рахунок активації тирозинових протеїнкіназ посилюється процес фосфорилювання по залишках тирозину ряду специфічних білків, які приймають участь у передачі внутрішньоклітинного сигналу.
3. Стимуляція тромбоцитів тромбіном супроводжується активацією і транслокацією протеїнкінази с-Src із цитозольної у цитоскелетну фракцію. За умов ЦД 1-го типу у тромбоцитах людей включення с-Src кінази у детергент-нерозчинну фракцію відбувається інтенсивніше, а динаміка процесу має чітко виражений фазний характер. Показано, що основна роль у інтеграції протеїнкінази с-Src у цитоскелет належить SH3-домену молекули ферменту, що специфічно зв'язується з білками з молекулярною масою 70 та 125 кДа.
4. Зміни у зв'язуванні специфічних ефекторних білків ( p60, p75, р90, p116, p135, p155, p170) з низькомолекулярними G-білками підродини Rho у тромбоцитах людей, хворих на ЦД 1-го типу, можуть бути покладені в основу молекулярної діагностики генетичних передумов маніфестації і прогресування захворювання.
5. У тромбоцитах за умов ЦД 1-го типу показано зростання експресії та порушення процесу транслокації у детергент-нерозчинну фракцію регуляторної субодиниці р85б ферменту РІ-3-кінази. Це може бути ланкою реципрокної регуляції активностей РІ-3-кінази та NOS.
6. Досліджено ультратонку структуру тромбоцитів у нормі та за умов ЦД 1-го типу після впливу L-Arg, L-NAME, L-NMMA, AG та вортманіну in vitro та in vivo. Показано, що AG має найбільший протекторний вплив на структуру тромбоцитів за умов ЦД. Для L- Arg характерна посилююча патологію дія на структуру цих клітин. Вортманін володіє сильно вираженим впливом на стан білків цитоскелету тромбоцитів у нормі, але не виявляє такої дії за умов ЦД 1-го типу.
7. Зміни в системі еритрону при цукровому діабеті виявляються в посиленні еритропоезу (зростає кількість ретикулоцитів периферичної крові і швидкість дозрівання та виходу пізніх попередників еритроцитів та ретикулоцитів з кісткового мозку в русло крові) і з'ясовують механізм розвитку анемії при ЦД 1-го типу на клітинному рівні. Підвищення вмісту фетального гемоглобіну є компенсаторною реакцією організму на розвиток тканинної гіпоксії за даної патології.
8. ЦД 1-го типу супроводжується вираженим перерозподілом вуглеводних детермінант глікопротеїнових рецепторів нейтрофільних гранулоцитів. На поверхні цих клітин збільшується вміст N-ацетил-в,D-глюкозаміно- та N-ацетилнейраміновмісних та зменшується вміст б,D-манозо-, б,D-глюкозо-, N-ацетил-б,D-галактозаміно- і в,D-галактозовмісних глікокон'югатів. Комплексне цитохімічне вивчення функціонального стану нейтрофілів з використанням у якості індукторів агрегації лектинів є перспективним напрямком з'ясування патогенезу ЦД 1-го типу та розробки діагностичних і прогностичних підходів у терапії даної патології.
9. При патології виявлено суттєве зростання частоти морфологічних ознак апоптозу та збільшення числа CD95 - позитивних нейтрофільних гранулоцитів та CD95 - позитивних мононуклеарних лейкоцитів людей, що є ознакою ендогенної інтоксикації організму за умов ЦД 1-го типу.
10. Стрес-лімітуюча дія NO має різні форми вияву у нормі та за умов ЦД 1-го типу. Введення селективного інгібітора іNOS - AG, може бути фактором напрямленого модулювання процесу утворення і розпаду депо NO, яке контролюється швидкістю та інтенсивністю нітрозування і нітрозилювання і є перспективним напрямком для подальших досліджень з метою виявлення етіології багатьох патологічних станів та методів їх корекції.
11. Для послаблення токсичної дії NO і корекції патологічного стану, пов'язаного з його гіперпродукцією у організмі за умов ЦД 1-го типу, доцільним є використання аміногуанідину як селективного інгібітора iNOS, інгібітора неферментативного глікозилювання, антиоксиданта, а також чинника, здатного попереджати посттрансляційні модифікації білків за участю пероксинітриту. Інгібітори NOS можуть бути використані у перспективному створенні препаратів, які запобігатимуть розвиткові цукрового діабету або коригуватимуть діабетичні ускладнення.
Список наукових праць, опублікованих за темою дисертації
1. Токарєва Л.В., Сибірна Н.О., Великий М.М. Вплив L-аргініну на агрегаційну функцію тромбоцитів при інсулінзалежному цукровому діабеті // Науковий вісник ЛДАВМ ім. С.З.Гжицького, Львів, 2000. Т.2, №2, (ч.2.) С. 244-248.
2. Токарєва Л.В., Сибірна Н.О., Великий М.М., Романишин Я.М. Дослідження системи еритрону при гіпоксіях різної етіології // Лабораторна діагностика. 2000. № 4. С. 36-39
3. Токарєва Л.В., Сибірна Н.О., Кулачковський О.Р., Великий М.М Вплив NО на агрегаційну функцію тромбоцитів при інсулінзалежному цукровому діабеті. Морфофункціональні зміни кров'яних пластинок // Вісник Львівського університету. Сер. біол. 2000. Вип. 26. С. 15-20.
4. Бурда В.А., Біронт Н.В., ВеликийМ.М., Сибірна Н.О., Клевета Г.Я., Федорович А.М. Характеристика динамічного стану еритрону за умов експериментального стрептозотоцинового діабету // Наукова спадщина академіка І.М.Буланкіна та її розвиток у сучасній біології. Харків, 2001. С. 24-25.
5. Токарєва Л.В., Сибірна Н.О., Великий М.М. Участь різних ізоформ NO-синтази в регуляції метаболізму оксиду азоту при стрептозотоциновому цукровому діабеті // Лабораторна діагностика. 2001. №4. С. 22-25.
6. Токарєва Л.В., Сибірна Н.О. Зміна активності NO-синтази тромбоцитів людей, хворих на інсулінзалежний цукровий діабет // Вісник Львівського університету. Сер. біол. 2002. Вип. 28. С. 47-50.
7. Токарєва Л.В., Сибірна Н.О. Дослідження функціонального стану цитоскелета тромбоцитів у разі інсулінзалежного цукрового діабету // Вісник Львівського університету. Сер. біол. 2002. Вип. 28. С. 41-46.
8. Бурда В.А., Біронт Н.В., Сибірна Н.О., Клевета Г.Я. Дослідження функціонального стану еритрону при експериментальному стрептозотоциновому діабеті // Вісник Львівського університету. Сер. біол. 2002. Вип. 28.С. 21-27.
9. Зарицька М.В., Сибірна Н.О., Великий М.М., Кулачковський О.Р., Плешанів Є.В. Дослідження ультраструктури тромбоцитів при інсулінзалежному цукровому діабеті // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. 2002. №2. С. 83-86.
10. Сибірна Н.О., Барська М.Л. Функціональний стан нейтрофілів при цукровому діабеті 1 типу // Лабораторна діагностика. 2003. № 2. С. 33-37.
11. Сибірна Н.О., Вовк О.І., Дробот Л.Б. Роль фосфатидилінозит-3-кінази та індуцибельної NO-синтази у регуляції морфофункціонального стану тромбоцитів при інсулінзалежному цукровому діабеті // Вісник Львівського університету. Сер. біол. 2003. Вип. 34. С. 52-56.
12. Сибірна Н.О., Барська М.Л., Грищук І.В. Морфофункціональна характеристика імунокомпетентних клітин крові за умов цукрового діабету 1 типу // Вісник Львівського університету. Сер. біол. 2004. Вип. 35. С. 77-83.
13. Сибірна Н.О., Барська М.Л., Лаповець Л.Є. Деякі показники клітинного та гуморального імунітету у хворих цукровим діабетом 1 типу // Лабораторна діагностика. 2003. №4. С. 47-50.
14. Сибірна Н.О. Молекулярні механізми регуляції морфофункціонального стану тромбоцитів при цукровому діабеті 1 типу // Лабораторна діагностика. 2004. № 1. С. 9-16.
15. Сибірна Н.О., Вовк О.І., Дробот Л.Б. Зміни функціонального стану низькомолекулярних G-білків тромбоцитів за умов цукрового діабету 1 типу // Український біохімічний журнал. 2004. № 2. С. 117-120.
16. Сибірна Н.О., Кулачковський О.Р. Вплив L-аргініну та інгібіторів NO-синтази на морфофункціональний стан тромбоцитів при інсулінзалежному цукровому діабеті // Досягнення біології та медицини. 2004. № 1. С. 67-72.
17. Сибірна Н.О., Бурда В., Люта М. Активність різних ізоформ NO-синтази еритроцитів за умов цукрового діабету 1 типу // Клінічна та експериментальна патологія. 2004. Т.3, №2. С. 210-212.
18. Сибірна Н.О., Барська М.Л., Бродяк І.В. Дослідження рецепторного апарату сегментоядерних нейтрофілів за допомогою лектинів // Клінічна та експериментальна патологія. 2004. Т.3, №2. С. 204-206.
19. Сибірна Н., Вовк О., Кулачковський О., Горбачевська І. Вплив вортманіну на ультратонку структуру тромбоцитів у нормі та за умов цукрового діабету 1 типу // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. 2004. №2. С. 121-124.
20. Сибірна Н.О., Вовк О.І., Великий М.М. Роль фосфатидилінозит-3-кінази у регуляції агрегаційної здатності тромбоцитів за умов цукрового діабету 1 типу // Український біохімічний журнал. 2004. №5. С. 96-101.
21. Makhnevych T., Sybirna N., Veliky M., Drobot L Changes in c-Src-dependent signaling can contribute to the increased platelet aggregation in the IDDM patient // Annales universitatis Mariae Curie-Sklodovska.2004. Vоl. XVI., N2. P. 43-47.
22. Махневич Т.Р., Сибірна Н.О., Великий М.М., Дробот Л.Б. Дослідження фосфорилювання сигнальних білків, залучених до процесів активації тромбоцитів за умов цукрового діабету 1 типу // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. 2004. № 3. С. 99-105.
23. Сибірна Н., Вовк О., Бурда В., Федорович А. Вплив L-аргініну та інгібіторів NO-синтази на стан антиоксидантної системи тромбоцитів за умов цукрового діабету 1 типу // Вісник Львівського університету. Сер. біол. 2004. Вип. 38. С. 51-57.
24. Сибірна Н.О., Бродяк І.В., Барська М.Л., Лектиніндукована агрегація нейтрофільних гранулоцитів у хворих на цукровий діабет 1 типу // Лабораторна діагностика. 2004. № 3. С. 57-61.
25. Сибірна Н.О., Вовк О.І., Бурда В.А., Люта М.Я. Вплив L-аргініну та інгібіторів NO-синтази на стан антиоксидантної системи за умов цукрового діабету 1 типу // Лабораторна діагностика. 2004. № 4. С. 47-51.
26. Сибірна Н., Люта М., Бурда В., Біронт Н., Федорович А., Дудок К. Вплив системи „L-аргінін :NO” на динаміку вмісту лігандних форм та спектральні характеристики гемоглобіну за умов цукрового діабету 1-го типу // Медична хімія. 2004. Т.6, № 3. С. 26-29.
27. Бурда В.А., Великий М.М., Сибірна Н.О., Федик М.Я., Обросова І.Г. Структурно-функціональний стан еритрону при цукровому діабеті // Матеріали УІ Українського біохім. з'їзду. Київ, 1992. C. 114.
28. Бурда В.А., Махневич Т.Р., Сибірна Н.О., Біронт Н.В. Перекисне окислення ліпідів і фізико-хімічний стан плазматичних мембран еритроцитів при цукровому діабеті // Матеріали УІІ Українського біохімічного з'їзду. Київ, 1997. C. 56-57.
29. Біронт Н.В., Бурда В.А., Сибірна Н.О. Система антиоксидантного захисту в еритроцитах та кістковому мозку щурів при стрептозотоциновому діабеті // Матеріали УІІ Українського біохімічного з'їзду. Київ, 1997. C. 9-10.
30. Бурда В. А., Великий Н.Н., Биронт Н.В., Барская М.Л., Сибирная Н.А. Никотинамид в регуляции антиоксидантной системы организма // Материалы У международной конференции “Биоантиоксидант”. Москва, 18-20 ноября 1998 года. Москва, 1998. C. 142-143.
31. Токарєва Л.В., Сибірна Н.О., Кулачковський О.Р., Великий М.М. Корегуючий вплив NO на агрегаційну функцію тромбоцитів при інсулінзалежному цукровому діабеті// Матеріали VIII Кнгресу світової федерації українських лікарських товариств. ЛьвівТрускавець, 2000. С. 272.
32. Токарєва Л.В., Сибірна Н.О., Великий М.М. Зміна активності NO-синтази в регуляції функціонального стану тромбоцитів при стрептозотоциновому цукровому діабеті // Матеріали УІ з'їзду ендокринологів України. Київ, 23-25 травня 2001 року. Ендокринологія.-Т.6(додаток).2001. С. 300.
33. Sybirna N., Burda V., Biront N., Kulachkovs'ky A. Studies on the State of Antioxidant System in Rats with Streptozotocin-Induced Diabetes // Abstract, 4-th Parnas Conference, September 15-17, 2002, Wroclaw, Poland. 2002. P. 91.
34. Сибірна Н.О., Зарицька М.В., Кулачковський О.Р., Барська М.Л. Участь різних ізоформ NO-синтази в регуляції морфофункціонального стану тромбоцитів за інсулінзалежного цукрового діабету // Матеріали VІІІ Українського біохімічного з'їзду, 1-3 жовтня 2002 року, Чернівці. Укр. біохім. журнал. Т.74, № 4а. Спец. вип. 2002. С. 78.
35. Кулачковський О.Р., Сибірна Н.О., Зарицька М.В. Вивчення ультраструктури тромбоцитів при інсулінзалежному цукровому діабеті // Тези доп. ІІІ з'їзду Укр. біофіз. товариства, Львів, Україна, 8-11 жовтня 2002 року. 2002. С. 216.
36. Биронт Н.В., Бурда В.А., Федорович А.Н., Коробов В.Н., Чайка Я.П., Сибирная Н.А. Состояние антиоксидантной системы клеток костного мозга крыс при экспериментальном стрептозотоциновом диабете // Материалы VІ Международной конф. „Биоантиоксидант” 16-19 апреля 2002 года, Москва, Россия. 2002. С. 671-672.
37. Сибірна Н., Дробот Л., Кулачковський О., Зарицька М., Вовк О. Дослідження механізмів регуляції агрегаційної здатності тромбоцитів за умов цукрового діабету 1-го типу // Матеріали науково-практичної конференції „Актуальні проблеми тромбозу і порушень гемостазу в клінічній медицині”, Київ, 20 березня 2003 року. Київ. 2003. С. 85-86.
38. Сибірна Н.О., Барська М.Л., Грищук І.В., Старикович М.О. Вплив продуктів неферментативного глікозилювання білків на деякі показники функціональної активності сегментоядерних нейтрофілів за умов інсулінзалежного цукрового діабету у разі гіперглікемії in vitro // Матеріали науково-практичної конференції „Актуальні проблеми тромбозу і порушень гемостазу в клінічній медицині”, Київ, 20 березня 2003 року. Київ. 2003. С. 86-87.
39. Сибірна Н.О., Бурда В.А., Зарицька М.В., Федорович А.М., Кулачковський О.Р. Функціональна активність тромбоцитів при цукровому діабеті 1 типу // Тези доповідей міжнародної наукової конференції „Гомеостаз: фізіологія, патофізіологія, фармакологія і клініка”, Одеса, 18-19 вересня 2003 року. Одеса. 2003. С. 31-32.
40. Сибірна Н.О., Бурда В.А., Кулачковський О.Р., Вовк О.І., Зарицька М.В. Вплив аміногуанідину на структурно-функціональні властивості тромбоцитів при стрептозотоциновому діабеті у щурів // Тези доповідей Науково-практичної конференції „Діабет-проблема загальнолюдська” у рамках Х Міжнародних Днів Діабету, Дніпропетровськ, 24-25жовтня 2003 р. Дніпропетровськ. С. 116-117.
41. Сибірна Н.О., Бурда В.А., Вовк О.І., Біронт Н.В., Федорович А.М. Вплив аміногуанідину на систему антиоксидантного захисту та активність індуцибельної NO-синтази при цукровому діабеті 1 типу // Тези доповідей Науково-практичної конференції „Діабет-проблема загальнолюдська” у рамках Х Міжнародних Днів Діабету, Дніпропетровськ, 24-25жовтня 2003 р. Дніпропетровськ. С. 117-118.
42. Sybirna N., Vovk O., Kulachkovsky O. Role of phosphoinositide 3-kinase in platelet aggregation under the type 1 diabetes mellitus // Abstracts of the 29th Meeting of the FEBS, Warsaw, Poland, 26 June - 1 July 2004. The FEBS Journal. 2004. Vol. 271, №1. P. 130.
43. Sybirna N., Barska M., Dzewulska-Szwajkowska D., Dzugaj A. Mononucleares and polymorphonucleares show increased fructose-1,6bisphosphatase activity in patients with type 1 diabetes mellitus // Матеріали Установчого з'їзду Українського товариства клітинної біології, Львів, 25-28 квітня 2004р. Львів. 2004. C. 295.
44. Вовк О., Бурда В., Федорович А., Зарицька М., Сибірна Н. Вплив інгібіторів NO-синтази на антиоксидантний статус щурів за умов стрептозотоцинового діабету // Матеріали Установчого з'їзду Українського товариства клітинної біології, Львів, 25-28 квітня 2004р. Львів. 2004. C. 214.
45. Федорович А., Сибірна Н., Бурда В. Вплив аміногуанідину на процеси інгібування автоокислення адреналіну супероксиддисмутазою гемолізатів еритроцитів крові щурів із експериментальним цукровим діабетом // Матеріали VII міжнародної науково-практичної конференції „Наука і освіта `2004 ”, 10-25 лютого 2004 р. Т.56. Біологічні науки. С. 8-9.
46. Зарицька М., Сибірна Н., Дробот Л. Роль вортманіну - селективного інгібітора фосфоінозитид-3-кінази в активації тромбоцитів при інсулінозалежному цукровому діабеті // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції „Сучасний стан і проблеми експериментальної та клінічної медицини”, 11-12 листопада 2004 р., Тернопіль. Медична хімія. Т.6, № 3. 2004. С. 181.
Анотація
Сибірна Н.О. Молекулярні основи змін структурно-функціонального стану клітин крові за умов цукрового діабету 1-го типу. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біохімія. - Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, Київ, 2005.
Дисертація присвячена дослідженню молекулярних механізмів, які опосередковують зміни морфологічного та функціонального стану клітин крові (тромбоцитів, еритроцитів, мононуклеарних та поліморфноядерних лейкоцитів) і способам корекції метаболічних процесів, які призводять до виникнення та розвитку ускладнень за умов цукрового діабету 1-го типу.
Показано, що в основі біохімічних порушень, які зумовлюють зміни структурно-функціонального стану клітин крові при ЦД 1-го типу, лежить значне зростання продукції оксиду азоту (NO), викликане зміною співвідношення активності ізоформ NO-синтази за рахунок пригнічення активності ендотеліальної конститутивної і посилення експресії та зростання активності індуцибельної NO-синтази (iNOS). Розвиток оксидативного стресу при ЦД 1-го типу викликає активацію вільно-радикальних процесів та акумуляцію значних кількостей активних форм кисню, які ініціюють трансформацію ефектів NO із захисних у цитотоксичні. Посилення фосфорилювання сигнальних білків по тирозину, порушення у процесах транслокації із цитозольної у цитоскелетну фракцію і зміни у експресії та активності c-Src кінази і регуляторної субодиниці р85 фосфатидилінозит-3-кінази, зміна функціонального стану низькомолекулярних G-білків родини Rho, неферментативне глікозилювання та посттрансляційне нітрозилювання білків за участю пероксинітриту є провідними молекулярними механізмами порушення функціонального стану клітин крові, які ведуть до розвитку мікро- та макроангіопатій.
Ключові слова: цукровий діабет 1-го типу, тромбоцити, еритроцити, мононуклеарні та поліморфноядерні лейкоцити, NO-синтаза, фосфорилювання, нітрозилювання.
Аннотация
Сибирная Н.А. Молекулярные основы изменений структурно-функционального состояния клеток крови при сахарном диабете 1-го типа. - Рукопись.
Диссертация на соискание учёной степени доктора биологических наук по специальности 03.00.04 - биохимия. - Институт биохимии им. А.В. Палладина НАН Украины, Киев, 2005.
Диссертация посвящена исследованию молекулярных механизмов, опосредующих изменения морфологического и функционального состояния клеток крови ( тромбоцитов, эритроцитов, мононуклеарных и полиморфноядерных лейкоцитов) и способам коррекции метаболических процессов, вызывающих возникновение и развитие осложнений при сахарном диабете 1-го типа.
Показано, что в основе биохимических нарушений, предопределяющих изменения структурно-функционального состояния клеток крови при сахарном диабете 1-го типа, лежит значительное возрастание продукции оксида азота (NO), вызванное изменением соотношения активности изоформ NO-синтазы за счёт угненения активности эндотелиальной конститутивной и усиления экспрессии и возрастания активности индуцибельной NO-синтазы.
Pазвитие оксидативного стресса при СД 1-го типа вызывает активацию свободно-радикальных процессов и аккумуляцию значительных количеств активных форм кислорода, которые инициируют трансформацию эффектов NO из защитных в цитотоксические. Усиление фосфорилирования сигнальных белков по тирозину, нарушения в процессах транслокации из цитозольной в цитоскелетную фракцию и изменения в экспрессии и активности c-Src киназы, а также регуляротной субъединицы р85 фосфатидилинозит-3-киназы, изменения функционального состояния низкомолекулярных G-белков семейства Rho, неферментативное гликозилирование и посттрансляционное нитрозилирование белков при участии пероксинитрита являются ведущими молекулярними механизмами нарушения функционального состояния клеток крови, вызывающих развитие микро- и макроангиопатий.
Ключевые слова: сахарный диабет 1-го типа, тромбоциты, эритроциты, мононуклеарные и полиморфноядерные лейкоциты, NO-синтаза, фосфорилирование, нитрозилирование.
Annotation
Sybirna N.O. Molecular basis of structural and functional changes in the blood state under type 1 diabetes mellitus.- Manuscript.
Thesis on the approaching the scientific degree of doctor of biological sciences, field 03.00.04 - biochemistry.- O.V.Palladin Institute of Biochemistry of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2005.
The goal of the thesis is to study the molecular mechanisms controlling changes in morphology and functional state of blood cells (platelets, erythrocytes, mononuclear and polymorphonuclear leucocytes) and the approaches to correct metabolic processes responsible for evolving and development of type I diabetes mellitus (DM) complications.
It was found out that the basis of the biochemical impairment which cause the structural and functional state of blood cells under type 1 DM, is the significant increase in nitrogen oxide (NO) production resulting in changes in ratio between NO synthase isozymes due to inhibition of endothelial constitutive form and increase in activity of inducible NO synthase (iNOS). Development of oxidative stress under type 1 DM induces activation of free radical processes and accumulation of the significant amounts of active oxygen forms, which initiates transformation of defence effects of NO into cytotoxic ones. Activation of signal protein phosphorylation at tyrosine residues, impairment in translocation from cytosolic to cytoskeleton fraction and changes in expression and activity of c-Src kinase and that of regulatory subunit р85 of phosphatidyl inositol-3-kinase, changes in functional state of Rho family low molecular weight G proteins, non-enzymatic glycosylation and posttranslational protein nitrozylation are the leading molecular mechanisms of impairment of functional state of blood cells leading to micro- and macroangiopathies.
Using transmission electron microscopy, the platelet ultrastructure in normal state and under DM type I after effect of main NOS substrate (L-arg), inhibitors of this enzyme (L-NAME, L-NMMA, aminoguanidine) and wortmannin was studied in vivo and in vitro. It was found out that aminoguanidine has the highest protective effect on the platelet morphology under DM. At the same time, L-arg potentiate pathology changes. Wortmannin showed strong effect on cytoskeleton proteins in normal state and did not show such changes under type 1 DM.
The mechanism of the anemia development under type 1 DM at cellular level was studied. It was found that stress limiting NO actionis different in normal state and under type 1 DM. Addition of aminoguanidine, the iNOS selective inhibitor, can be the factor modulating production and degradation of NO depot, controlling by velocity and intensity of nitrylation and nitrizylation. To study changes of structural and functional state of peripheral blood leucocytes under type 1 DM, phagocytic activity, the state of bacteriocide system. Cellular and humoral immunity, carbohydrate determinants of glycoprotein receptors of neutrophylic granulocytes, apoptosis of immunocompetent cells as well as activity and localization of key enzyme of gluconeogenesis, fructose-1,6-bisphosphatase, were studied.
Aminoguanidine is proposed to use for pharmacological correction of NO biosynthesis. Aminoguanidine, being the selective iNOS inhibitor, antioxidant and the factor eliminating posttranslational protein nitrozylation, weaken the toxic effects of NO and positively modulates the pathological state caused by NO hyperproduction.
Key words: type 1 diabetes mellitus, platelets, erythrocytes, mononuclear and polymorphonuclear leucocytes, NO synthase, phosphorylation, nitrozylation.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Структура класичних кадгеринів. Роль Т-кадгерину в регуляції росту кровоносних судин. Молекулярні компоненти, які задіяні в клітинних контактах типу десомосоми. Білки проміжних філаментів. Взаємодія кадгеринів, катенінів і актинових мікрофіламентів.
курсовая работа [45,3 K], добавлен 19.05.2013Визначення терміну життя білків в організмі. Будова протеасоми як спеціального білкового утворення. Роль убіквіну в процесі утилізації білків. Методи виявлення злоякісних утворень або ослаблення імунної системи клітин. Функціональне призначення лізосоми.
презентация [111,1 K], добавлен 24.09.2014Накопичення продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і білків. Ефективність функціонування ферментів першої лінії антиоксидантного захисту. Вільнорадикальні процеси в мозку при експериментальному гіпотиреозі в щурів при фізичному навантаженні.
автореферат [84,7 K], добавлен 20.02.2009Вплив попереднього періодичного помірного загального охолодження щурів-самців у віці 3 та 6 місяців на формування та наслідки емоційно-больового стресу при визначенні функціонального стану церебральних механізмів регуляції загальної активності.
автореферат [58,6 K], добавлен 12.02.2014Уявлення про клітину. Загальний план її будови. Основний білок мікрофіламентів. Швидкість росту мікрофіламентів при різних концентраціях вільного актину. Рух клітин і адгезійна взаємодія. Схема будови центріолі. Прогрес в розумінні механізму руху клітин.
реферат [3,4 M], добавлен 19.12.2014Компоненти якірних контактів еритроцитів. Представники інтегринової родини. Адгезивні компоненти системи білка Rac-1. Рецепторно-опосередкована взаємодія типу "ліганд-рецептор". Патологія міжклітинних контактів при гострому еритромієлозі. Білок смуги 3.1.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 31.01.2015Основна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів. Основні типи клітин. Будова, розмноження клітин та утворення білка. Колоніальні та багатоклітинні організми. Заміщення відмерлих та пошкоджених тканин організму. Способи поділу клітин.
презентация [5,6 M], добавлен 18.12.2011Типи клітинної організації. Структурно-функціональна організація еукаріотичної клітини. Вплив антропогенних чинників на довкілля. Будова типових клітин багатоклітинного організму. Ракція клітин на зовнішні впливи. Подразливість та збудливість клітин.
курсовая работа [4,0 M], добавлен 02.12.2012Будова, фізичні та хімічні властивості білків. Для виявлення білків у різних матеріалах застосовують кольорові реакції, найважливішими з яких є ксантопротеїнова і біуретова. Елементарний склад, молекулярна маса білків. Застосування білків у промисловості.
реферат [296,8 K], добавлен 09.11.2010Цитопатичні зміни інфікованих вірусом клітин. Неспецифічні ушкождення, причини цитопатичного ефекту і подальшої загибелі клітин. Характеристика та особливості цитолітичного ефекту. Виявлення біохімічних і цитохімічних змін при вірусних інфекціях.
презентация [694,3 K], добавлен 27.05.2019Загальна характеристика типу археоціатів, який включає виключно вимерлі кембрійські одиночні і колоніальні організми. Спосіб життя і умови існування, морфологія і екологія. Систематика типу, заснована на числі стінок, будові інтерваллюма, поділ на класи.
доклад [22,9 K], добавлен 19.12.2013Загальна характеристика екологічних чинників у формуванні життєвих форм. Систематичний огляд небезпечних видів типу Членистоногих, надання першої медичної допомоги людині після укусу, напрямки охорони. Систематична репрезентативність типу Arthropoda.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 04.12.2013Фізіологічні та біологічні характеристики крові. Кількість крові у тварин. Значення депонованої крові, механізми перерозподілу крові між депонованої і циркулюючої. Еритроцити як дихальні пігменти, які здійснюють перенесення кисню і діоксиду вуглецю.
реферат [15,5 K], добавлен 12.11.2010Загальна характеристика типу членистоногих - найбагатшого видами типу тваринного світу. Особливості способу життя, будова і система органів класів ракоподібних, павукоподібних, комах. Їх розмноження і розвиток. Комахи з неповним та повним перетворенням.
курсовая работа [48,1 K], добавлен 25.12.2010Земноводні: загальна характеристика типу. Виникнення, морфологічна та анатомічна будови, різноманітність видів, процеси життєдіяльності; функціонування травної, дихальної, скелетної, м’язової та інших систем. Значення земноводних у природі і для людини.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 23.11.2010Внутрішнє середовище та його особливості. Функції, кількість і склад крові, її ферментні елементи. Групи крові, резус-фактор, резус-конфлікт і групова несумісність. Переливання крові та використання крові з лікувальної метою, розвиток донорства.
реферат [33,5 K], добавлен 29.11.2009Основні процеси, за допомогою якого окремі клітини прокаріотів і еукаріотів штучно вирощуються в контрольованих умовах. Здатність перещеплених клітин до нескінченного розмноженню. Культивування клітин поза організмом. Основні види культур клітин.
презентация [1,3 M], добавлен 16.10.2015Предмет, історія розвитку і завдання мікробіології. Основні типи та склад бактеріальних клітин. Класифікація, морфологія, будова та розмноження клітин грибів та дріжджів. Відмінні ознаки і морфологія вірусів та інфекцій. Поняття та сутність імунітету.
курс лекций [975,8 K], добавлен 22.02.2010Аналіз сутності, складу, будови, особливостей структури білків - складних високомолекулярних природних органічних речовин, що складаються з амінокислот, сполучених пептидними зв'язками. Порівняльні розміри білків та пептидів. Функції білків в організмі.
презентация [357,5 K], добавлен 10.11.2010Характеристика будови, опис та систематика основних класів, царств, підцарств та рядів тварин. Особливості будови та функціонування підцарств одноклітинних, багатоклітинних, класу ракоподібних, павукоподібних, комах, типу хордових тварин та ссавців.
конспект урока [4,8 M], добавлен 19.07.2011
