Зміни структурних компонентів спинного мозку і спинномозкових нервів при експериментальному цукровому діабеті та їх корекції нікотинамідом

2) ІІ період (у щурів 7 та 8 експериментальних підгруп), якому притаманна реакція перикаріонів еферентних нейронів та прогресування змін (переважно у щурів 8 підгрупи) у периферійних нервах та їх аферентних сегментарних центрах. Визначальною особливістю патоморфологічних змін мієлінових нервових волокон сідничого нерва є переважно однотипний характер ураження - набухання осьових циліндрів. В аксонах мієлінових нервових волокон формуються численні скупчення нейрофіламентів, мікротрубочок, профілів агранулярної ендоплазматичної сітки з явищами деструкції або, навпаки, зниження кількості немембранних компонентів і набряку аксоплазми. В аксолемі визначається локальна деструкція, формується периаксональний набряк. Мієлінова оболонка стоншується, її ламелярна структура порушується, дистрофічні зміни клітин Шванна поглиблюються. Зростає число безмієлінових нервових волокон з набряклою аксоплазмою та порушеннями кількості і орієнтації нейрофіламентів і мікротрубочок.

Застосування нікотинаміду знімає стадію апоптозних змін і сприяє пом?якшенню перебігу діабетичної сенсорномоторної нейропатії. Оцінюючи лікувальну дію нікотинаміду слід зазначити, що (у порівнянні з метаболічними) морфологічні зміни в сідничому нерві та його рухових і чутливих сегментарних центрах є стійкими та довготривалими.

Порівняння морфологічних змін в сідничому нерві та його рухових і чутливих сегментарних центрах у щурів 9,10,11 підгруп свідчить, що повного поновлення структур з часом не відбувається, але має місце гальмування морфогенезу нейропатії.

Таким чином, у щурів ІІІ експериментальної групи відбувається поступове прогресування дистрофічних змін волокон сідничого нерва та перикаріонів аферентних нейронів на тлі порушення ультраструктури і проникливості мікрогемосудин сполучнотканинної строми сідничого нерва та спинномозкових вузлів. У щурів 9-11 експериментальних підгруп в ядерцях чутливих нейронів спостерігається диспропорція відношення гранулярного і фібрилярного компонентів та помірно виражені зміни конфігурації і ультраструктури ядра, дезорганізація гранулярної ендоплазматичної сітки. Поглиблення морфологічних змін свідчить про збереження ендогенного впливу на пошкоджений (або неповністю поновлений в умовах даного патологічного процесу) механізм діяльності простої рефлекторної дуги. При цьому слід зазначити, що клінічно порушень рухової активності піддослідних тварин не спостерігалось.

Результати проведеного дослідження розвитку діабетичної сенсорномоторної нейропатії свідчать про зростання рівня глікозильованого гемоглобіну, який є показником пошкодження білків організму надміром глюкози. У зв'язку з цим буде логічним інтерпретувати виявлені при ультраструктурному дослідженні прояви ураження цитоскелету і плазматичної мембрани нейронів та ендотеліоцитів судин гемомікроциркуляторного русла, а також позаклітинного матриксу (особливо базальної мембрани мікросудин), як наслідок неензематичного глікозування протеїнів. При однаковому механізмі ураження цих структур, ступінь прояву їх пошкодження (зважаючи на те, що уражена нервова тканина) є різною. В нейронах структурних змін зазнають нейротрубочки та нейрофіламенти, що зумовлює викривлення внутрішньоклітинної і, як наслідок, міжклітинної передачі сигналу. В свою чергу, в мієлінізованих нервових волокнах страждає мієлінова оболонка. Враховуючи зазначене, результати здійсненого нами морфологічного і біохімічного дослідження потребують аналізу і узагальнення в контексті сучасних досягнень неврології та діабетології.

Нами встановлено, що структурні зміни нейронів та судин гемомікроциркуляторного русла спинномозкових вузлів при стрептозотоциніндукованому цукровому діабеті є більш виразними, ніж такі в мотонейронах спинного мозку. Останнє можна пов'язати з особливостями їх внутрішньоклітинного метаболізму, функціональними особливостями судиннонейронального бар'єру і встановленою нами структорною специфікою його ушкодження. Це співпадає з даними літератури про те, що саме в нейронах спинномозкових вузлів процеси неензиматичного глікозування переважають над такими в інших нейронах (Vlassara Y., 2002).

У проведеному дослідженні встановлена довготривалість ефекту набряку мітохондрій нейронів та клітин глії при стрептозотоциніндукованому цукровому діабеті, що можна пов'язати із пригніченням їх функції внаслідок гіпоксії.

З'ясовано, що у вивченій діабетичній сенсорномоторній нейропатії як компонент присутня її характерна і добре відома з літературних джерел "первинна аксонопатія". Одержані дані свідчать, що першою структурою яка реагує на дію чинників вивченої патології є мітохондрії. З огляду на дані літератури (Gupta S., 2003), встановлені ультраструктурні зміни мітохондрій можуть призвести: а) до спотворення кальцієвого сигналу в нейронах, порушення вивільнення синаптичних посередників і, щонайменше, до патологічної модуляції збудливості нейронів; б) до загибелі нейронів у спинномозкових вузлах та в рухових сегментарних центрах. В останньому випадку мітохондрії виступають в якості трансдуктора апоптозного сигналу. З урахуванням літературних даних (Graeber M.B., 2002; Vila M., 2003) про те, що апоптоз одного окремого нейрона в ЦНС може тривати довго (зокрема при хворобі Альцгеймера - роками), ураження мітохондрій та апоптозні зміни нейронів при стрептозотоциніндукованому цукровому діабеті є суттєвим фактором хронічного характеру перебігу діабетичної нейропатії. У цьому випадку лікарям-ендокринологам слід врахувати, що діабетична нейропатія буде продовжувати розвиватися "за власними законами" навіть на тлі стабільно нормальних показників глікемії. Таким чином, разом з курсами інтенсивного лікування цукрового діабету необхідна перманентна профілактична терапія діабетичної нейропатії з використанням усіх доступних лікарських препаратів і фізичних методів. Одержані нами дані свідчать, що в якості такого профілактичного і лікувального препарату може бути застосований нікотинамід, спектр дії якого є доволі широким.

Результати проведеного дослідження свідчать про первинне ураження чутливих і рухових нейронів при стрептозотоциніндукованій діабетичній нейропатії у щурів. При цьому, дане ураження в часі випереджує розвиток типових патоморфологічних змін у нервових волокнах сідничого нерва, а також прояв типової клінічної картини діабетичної нейропатії. Таким чином, на перше місце в картині вивчених структурних змін компонентів простої рефлекторної дуги виступає апоптоз нейронів.

В нормі апоптоз є одним із важливих регуляторних механізмів, який бере участь у знійсненні гомеостазу в організмі і має таким чином адаптивне біологічне значення (Левицький В.А., 2000; Hacker G., 2004). Неконтрольований апоптоз набуває патологічного значення і є важливим компонентом нейродегенеративних захворювань (Graeber M.B., 2002; Vila M., 2003).

Результати дослідження свідчать, що нікотинамід є інгібітором апоптозу нейронів при стрептозотоциновому діабеті. Разом з тим питання про те, що є причиною розвитку апоптозу в даній моделі діабету (гіперглікемія чи безпосередньо стрептозотоцин?), на наш погляд є доречним. Актуальність цього питання визначається тим, що воно зовсім не є висвітлене у сучасній літературі. Відомо, що і гіперглікемія (Сергієнко О.О. та ін., 2003) і стрептозотоцин (Ohkuwa Т., 1995) викликають окислювальний стрес, котрий індукує і стимулює апоптоз нейронів (Mattson M.P., 2000; Srinivasan S., 2000). Опосередковано на користь наявності двох механізмів (або навіть двох хвиль) в розвитку апоптозу нейронів (і в розвитку самої діабетичної нейропатії) при стрептозотоциніндукованому діабеті вказують результати дослідження щурів 9, 10 та 11 експериментальних підгруп. Чому введення нікотинаміду щурам цих підгруп впродовж 2 тижнів дає ефективний результат, а введення його протягом 4 та 6 тижнів не є ефективним? Логічним поясненням цього парадоксу може бути те, що після 8 тижнів експерименту включається новий додатковий фактор (хвиля), повязаний, можливо, не з короткочасною дією стрептозотоцину, а з довготривалою дією гіперглікемії.

Даний випадок, що обговорюється, може бути пояснений в рамках концепції ендогенезу патологічних процесів (Крыжановский Г.Н., 2001). Патологічні процеси в клітинах, органах і тканинах починаються, як відомо, з пошкодження цих утворів патогенними впливами. Однак саме ушкодження (в даному випадку викликане введенням стрептозотоцину) не являє собою самостійний патологічний процес в усіх його проявах, воно лише відіграє роль причини і обовязкової умови розвитку нейропатії. Розвиток здійснюється власними, притаманними самій пошкодженій структурі, ендогенними механізмами. При цьому слід памятати, що в даному випадку пошкодженою структурою є ланцюг сполучених синапсами нейронів. В звязку з викладеним виникає питання про значення в розвитку діабетичної нейропатії іншого (постійно діючого) фактора, яким є гіперглікемія. В загальному плані патогенетичне значення продовжуючої дії патогенного агента полягає в тому, що воно посилює патологічні зміни і порушує саногенетичні механізми, що обмежують і пригнічують розвиток патологічного процесу. Особливістю перебігу вивченої діабетичної нейропатії є включення апоптозного каскаду, котрий викликає загибель не просто одного нейрона, а порушення функціонування, як мінімум, одного нейронного ланцюга з його провідниковим апаратом. Логічно зробити заключення про те, що дана досліджена модель діабетичної нейропатії має ендогенну природу і може розвиватись прогредієнтно навіть при дії такого лікувального препарату як нікотинамід.

Таким чином, в процесі розвитку стрептозотоциніндукованої діабетичної нейропатії зявляється патологічна система - патодинамічна організація з первинно змінених (дія стрептозотоцину) і вторинно змінених (дія гіперглікемії) компонентів простої рефлекторної дуги. Ця патологічна система функціонально малоактивна і має дизадаптивну і пряму патогенну дію. Виникаючи ендогенно як результат патологічного процесу, вона стає причиною його подальшого розвитку. Значну роль в індукції чутливих і рухових порушень при діабетичній нейропатії відіграють незмінені гіперактивні чутливі і рухові нейрони, які вийшли з-під інтегративного контролю (розпад функціональної рефлекторної дуги). Саме вони визначають активність інших, повязаних з ними структур, і разом з ними утворюють гіперактивні патологічні системи. Такі гіперактивні нейрони є патологічною детермінантою даної патологічної системи.

З часом описані патологічні системи закріплюються пластичними процесами, що робить стрептозотоциніндуковану діабетичну нейропатію ще більш резистентною до контролюючих впливів різних інтегративних систем (в тому числі і супраспінальних) і до лікувальних впливів. Пригнічені (як у даному випадку - нікотинамідом) і збережені у вигляді структурно-функціональних слідів патологічні системи і їх патологічні детермінанти являють собою фактор ризику. При нових патогенних впливах (підвищення рівня глюкози в крові), активуючих збережені структурно-функціональні зміни, патологічні системи можуть відновитись, що може проявлятись у вигляді рецидиву діабетичної нейропатії.

Головним висновком даного дослідження є визначення того, що при стрептозотоциніндукованій діабетичній нейропатії має місце ендогенез структурних змін складових частин простої рефлекторної дуги, визначним фактором якого є апоптоз нейронів, що піддається корегуючій дії нікотинаміду.

Перспективи подальших розробок в даному напрямку повязані з вивченням безпосередньої апоптозної дії стрептозотоцину і гіперглікемії на нейрони. В цьому випадку стане більш зрозумілим механізм розвитку стрептозотоциніндукованої діабетичної нейропатії. Не виключено, що безпосередньою універсальною причиною нейронального апоптозу є оксидантний стрес. Однак, механізми, що викликають стрес у даній вивченій моделі цукрового діабету, потребують уточнення і розшифрування. З ідентифікацією механізмів, що сприяють або запобігають нейрональному апоптозу, виникають нові підходи в профілактиці та лікуванні діабетичної нейропатії. Перспективним у цьому плані є нікотинамід, антиапоптозні властивості якого потребують подальшого вивчення.

Виявлені нами зміни сенсорних нейронів великих розмірів на 6 тижні розвитку стрептозотоцинового діабету співпадають із даними нейрофізіологічних досліджень (Крыжановский Г.Н., 2001) про зниження провідної здатності моносинаптичної рефлекторної дуги спинного мозку при алоксановому діабеті у щурів. В даному випадку порушення функції сегментарного апарату може бути пояснено перевагою уражень пресинаптичної ланки моносинаптичної передачі, що приводить до появи на пізніх стадіях діабету порушення функцій нервово-м'язового апарату, м'язової слабкості, легкої втоми, фібрилярних м'язових скорочень, гіпертрофії м'язів.

Виявлені нами протекторні і відновлюючі впливи нікотинаміду на ультраструктури нейронів чутливих вузлів спинномозкових нервів, ймовірно, пов'язані з його антиоксидантими властивостями. Вираженість ефекту дії даного препарату може бути також пояснена даними літератури про те, що стрептозотоцин володіє здатністю індукувати утворення гідроксильних радикалів (Ohkuwa Т., 1995). У зв'язку з цим, логічно припустити, що при даній патології нікотинамід виступає як стабілізатор вільнорадикальних процесів у нейронах.

На завершення слід відмітити, що результати роботи вказуюють на мітохондрії нейронів чутливих вузлів спинномозкових нервів, як на найбільш чутливу органелу при розвитку експериментального стрептозотоцинового діабету і дають можливість зробити висновок про доцільність використання нікотинаміду у терапії з метою корекції структурних змін нейронів для попередження ускладнень при цукровому діабеті.

Отримані нами дані свідчать, що описані вище ультраструктурні зміни великих рухових нейронів на ранніх етапах розвитку експериментального цукрового діабету являються опосередкованими і носять переважно функціонально-компенсаторний характер. В той же час ультраструктурні ознаки порушення ліпопротеїдних комплексів в цитоплазмі великих рухових нейронів на пізніх етапах розвитку експериментального цукрового діабету можна пояснити тільки дією метаболічних факторів. Неоднорідність ураження синапсів на рівні одного і того ж сегменту і навіть одного рухового нейрона, ймовірно пов'язана з тим загальновідомим фактом, що на одному альфа-мотонейроні закінчуються різні термінали спінальних і супраспінальних шляхів. В рамках використаних нами методів можна припустити, що виявлена структурно-функціональна активація синапсів в основному пов'язана з посиленням при цукровому діабеті аферентної імпульсації, що було показано цитованими вище нейрофізіологічними дослідженнями.

В останній час в літературі з діабетології обговорюється питання про значення спазму артеріол ендо- та периневрію в патогенезі периферійної сенсорномоторної діабетичної нейропатії (Котов С.В., 2000) у сенсі того, що спазм призводить до припинення капілярного кровотоку і розвитку ішемічної гіпоксії нервів. Нами встановлено - патологія артеріол ендо- та периневрію при стрептозотоциніндукованому діабеті є настільки суттєвою, що спазм артеріоли не призводить до ефективного перекриття її просвіту. Це є, в першу чергу, наслідком деградації підлеглого позаклітинного матриксу (ймовірно, за рахунок неензиматичного глікозування) і суттєвих порушень матрикс-клітинних взаємовідношень в стінці артеріол. Таким чином, більш доречним у даному випадку буде говорити не про "ішемічну гіпоксію" (Котов С.В., 2000; Sima A. A. F. et al., 1997; Sobrevia L., 1997) чи метаболічно обумовлену "гіперглікемічну псевдогіпоксію", або про "гемічну гіпоксію" (Majchrzak A., 1998), або про гіпоксію, яка має достатньо складний патогенез, що налічує багато ланок.

Принципово новим є встановлений нами факт про те, що спазм артеріол відбувається на тлі ультраструктурних змін ендотеліоцитів, міоцитів і деградації їх підлеглого позаклітинного матрикса. В результаті цього в стінці спазмованої артеріоли відбувається перебудова взаємовідношень: 1) "матрикс-матрикс" (тобто взаємовідношень між базальною мембраною ендотеліоцитів, внутрішньою еластичною мембраною та базальною мембраною міоцитів); 2) "клітина-клітина" (тобто взаємовідношень між ендотеліоцитами, між міоцитами, між міоцитами та ендотеліоцитами); 3) "матрикс-клітина" (відшарування ендотеліоцитів і міоцитів від підлеглого матрикса). Результатом такої перебудови в артеріальній стінці є її розшарування, яке приводить до того, що виражений спазм міоцитів не супроводжується адекватним перетисненням просвіту судини. Таким чином, в даному випадку слід говорити не про "спазм артеріол", а про "спазм міоцитів стінки артеріол". В зв'язку з такими структурними та функціональними перебудовами артеріоли сідничого нерва не можуть виконувати роль ефективного регулятора гемомікроциркуляції. Практично мова йде про відшарування ендотеліального шару артеріолярної стінки від м'язового шару, причому локальний характер такого відшарування лише поглиблює порушення гемодинаміки, в тому числі й за рахунок формування описаних нами ендотеліальних кишень та люменальних випинів ендотеліоцитів (котрі затруднюють кровоплин і позбавляють артеріолу можливості його регуляції).

Загалом нами встановлено, що реакція судин гемомікроциркуляторного русла сідничого нерва при розвитку стрептозотоцинового діабету у щурів заключається не тільки (і не стільки) в потовщенні базальної мембрани капілярів (про що говорять більшість дослідників), а складається з: "спазму артеріол" (або "спазму міоцитів стінки артеріол"), стиснення капілярів і патологічного розширення венул; змін ультраструктури еритроцитів і порушення еритроцито-ендотеліальних взаємовідношень; порушень ультраструктури ендотеліоцитів, збільшення кількості піноцитозних пухирців і появи вакуолей; вогнищевої деструкції базальної мембрани капілярів та еластичної мембрани артеріол; некрозу та апоптозу ендотеліоцитів з їх наступною десквамацією.

Відмічені вище зміни у своїй сукупності можуть призвести до розвитку мікроциркуляторної і гемічної гіпоксії, які взаємно доповнюють одна одну. Окремо слід підкреслити, що на суттєвість поглиблення гемічної гіпоксії при досліджуваній нами патології також вказує такий встановлений нами біохімічний показник як збільшення рівня глікозильованого гемоглобіну у щурів 3, 4 та 5 експериментальних підгруп більше ніж у 4 рази.

Отримані дані свідчать про те, що використання нікотинаміду на ранніх стадіях розвитку стрептозотоциніндукованого діабету дозволяє зняти явища спазму артеріол та агрегацію еритроцитів в просвіті судин гемомікроциркуляторного русла сідничого нерва та знизити рівень глікозильованого гемоглобіну крові.

Виявити послідовність проявів мікроциркуляторної і гемічної гіпоксії на статичному по своїй природі морфологічному матеріалі важко. Але, враховуючи отримані результати, слід відмітити, що введення нікотинаміду захищає ліпопротеїдні комплекси мембран органел і цитоплазми ендотеліоцитів судин гемомікроциркуляторного русла сідничого нерва щурів з стрептозотоциніндукованим діабетом від порушень, гальмує агрегацію еритроцитів і запобігає утворенню мікротромбів.

Згідно сучасних уявлень, в патогенезі хронічних діабетичних ускладнень провідну роль відіграє переключення потоку глюкози з метаболічних процесів, які є чутливими до інсуліну, на такі шляхи обміну, інтенсивність яких не залежить від рівня даного гормону в крові (Standarts of Medical Care in Diabetes, 2005). Гіперглікемія як основний чинник патогенезу діабетичних ускладнень зумовлює структурні та функціональні зміни в тканинах, що опосередковуються активацією поліолового шляху обміну глюкози, інтенсифікацією процесів перекисного окислення ліпідів, неферментативного глікозилювання та окисної модифікації білків.

Як свідчать результати проведених нами досліджень, саме активація поліолового шляху обміну глюкози та накопичення сорбітолу в периферійному нерві лежать в основі розвитку діабетичної полінейропатії. Численні морфологічні та електрофізіологічні дослідження нейропатій у людини вказують на зміни в різних структурах нервової тканини, зокрема, аксонів у складі периферійних нервів, клітин Шванна, периневральних клітин та ендонейрональних судинних елементів при цукровому діабеті. Осмотичне набрякання нервових волокон супроводжується зменшенням рівня міоінозитолу та гальмуванням швидкості проведення збудження по нервах (Sima A.A., 1993).

Механізм дії нікотинаміду - попередника в біосинтезі NAD+ - грунтується на значному посиленні синтезу нікотинамідних коферментів в тканинах та направленій зміні окисно-відновного стану вільних NAD(P)-пар. Здатність нікотинаміду знижувати рівень глюкози в крові та тканинах, проникність глюкози в яких не регулюється інсуліном, може бути основною передумовою сповільнення потоку вуглецю в сорбітоловому шляху та зменшення вмісту сорбітолу і фруктози в сідничому нерві.

Отже, результати проведеного нами дослідження "антисорбітолового" препарату нікотинаміду демонструють його здатність понижувати вміст сорбітолу і фруктози в тканині сідничого нерва щурів на експериментальній моделі стрептозотоциніндукованого інсулінзалежного діабету. Однак механізми реалізації такої дії та вплив на внутіршньоклітинний метаболізм потребує подальшого дослідження.

Нами встановлено, що гальмування поліолового шляху в сідничому нерві під дією нікотинаміду підтверджується змінами активності двох ключових ферментів: альдозоредуктази та сорбітолдегідрогенази. Зокрема, активність альдозоредуктази при введенні нікотинаміду щурам зі стрептозотоциновим діабетом зменшується в сідничому нерві на 42.4% [з 78.606.34 нмоль NADPH (хв мг білка)-1 при діабеті до 45.33.79 нмоль NADPH (хв мг білка)-1 при введенні нікотинаміду]. Вміст NAD+ зростає в 3.5 разів, тоді як вміст NADH та NADPH змінюється незначно. Такий перерозподіл концентрації окислених і відновлених форм нікотинамідних коферментів буде викликати значні зміни окисно-відновного стану NAD+ та NADP-пар. Під впливом нікотинаміду в сідничому нерві зменшується вміст окислених метаболітів: лактату в 1.8 рази, малату на 23% та зростає вміст окисленого метаболіту - пірувату на 27%.

З'ясовано, що під дією нікотинаміду в цитозолі клітин сідничого нерва співвідношення вільних NAD+/NADH зростає в 2.3 рази, а співвідношення NADP+/NADPH зростає на 71% в порівнянні з діабетичними тваринами, яким нікотинамід не вводили. Оскільки NADPH є косубстратом в альдозоредуктазній реакції зменшення його відносного вмісту в парі NADP+-NADPH, одночасно зі зниженням вмісту глюкози в тканині, гальмує активність альдозоредуктази. Протилежним чином впливає зростання співвідношення NAD+/NADH на активність сорбітолдегідрогенази.

Таким чином нами встановлено, що своєчасне введення нікотинаміду щурам з вираженою гіперглікемією (як ознакою прогресуючих діабетичних уражень) значно нормалізує вуглеводний обмін, а саме поліоловий шлях обміну глюкози. Зростання співвідношення вільних NAD+/NADH, NADP+/NADPH та активація сорбітолдегідрогенази під впливом нікотинаміду зумовлюють суттєве зменшення вмісту сорбітолу і фруктози в тканині сідничого нерва, що попереджує прогредієнтний характер розвитку периферійної нейропатії.

Вперше одержані нами дані свідчать, що антиапоптозні властивості нікотинаміду проявляються: 1) у його дії як безпосереднього антиапоптозного протектора нейронів та ендотеліоцитів; 2) у його лікувальному ефекті (сповільнення або призупинка розвитку апоптозу), який опосередкований через гальмування механізмів розвитку гіперглікемії, ензиматичного глікозування, оксидантного стресу. Що стосується протекторної антиапоптозної дії нікотинаміду, то вперше висловлено припущення, що вона пов'язана з його здатністю блокувати периферійний бензодіазепіновий рецептор, який за даними P. Carayon et al. (2003) забезпечує захист клітин від руйнування кисневими радикалами. Цей периферійний бензодіазепіновий рецептор є молекулярною складовою у внутрішній мембрані мітохондрій. Відомо, що утворення мітохондріальних пор відбувається під час індукції апоптозу, а інгібування такого утворення пор в мітохондріях запобігає апоптозу (Gulbins E., 2000; Hill M.M., 2003). Якщо висловлене нами припущення є вірним, то нікотинамід слід віднести до окремої нової "групи препаратів загальної антиапоптозної дії" (тобто до тих, що запобігають апоптозу усіх клітин). До цієї "групи препаратів антиапоптозної дії" можуть увійти інші ліганди бензодіазепінових рецепторів (діазепам, кінуренін, пуріни), антиапоптозні властивості яких до теперішнього часу залишаються не вивченими.

Встановленний нами ефект нікотинаміду як протектора апоптозу при діaбетичній сенсорномоторній нейропатії може бути пов?язаний з гальмуванням неензиматичного глікозування, сповільненням (або цілковитим зникненням) проявів ураження цитоскелету нейронів та ендотеліоцитів, втратою ознак дезорганізації позаклітинного матриксу і, як наслідок, з поліпшенням умов для прикріплення клітин до підлеглого матриксу та з поновленням структурної організації міжклітинних контактів. У цьому випадку гальмується явище порушення контактів між клітинами, та між клітинами і позаклітинним матриксом, яке дістало назву "аноікоз", або в іншій транскрипції "аноікс".

Сучасні дослідники підкреслюють важливість розробки нових підходів до лікування цукрового діабету за умов розвитку діабетичної нейропатії (Dyck R.Y. et al., 1999, Сергієнко О.О. та ін., 2003). Загально визнано, що хоч на сьогодні розроблені ефективні методи лікування цукрового діабету, вони не дають цілком задовільних результатів у випадку розвитку діабетичної нейропатії. Це пов'язують, зокрема, з "невизначеністю" комплексу ознак ступеня нейрогенеративних процесів при цукровому діабеті. Одержані нами дані також свічать, що нейродегенеративний процес при периферійній сенсорномоторній діабетичній нейропатії є значно складнішим, ніж вважалося раніше. У світлі того що обговорювалося вище, стає очевидною актуальність і важливість встановлених нами стадій та фаз розвитку діабетичної нейропатії при призначенні відповідного лікування (з урахуванням, в першу чергу, стадії апоптозних змін та феномену ендогенізації нейропатії).

Висновки

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення актуальної наукової проблеми, яка полягає: у розробці концепції морфогенезу діабетичної сенсорномоторної нейропатії; визначенні порушень структурної організації компонентів спинного мозку та спинномозкових нервів, як складових простої рефлекторної дуги, на етапах розвитку стрептозотоциніндукованого цукрового діабету у щурів; обґрунтуванні можливостей корекції цих порушень нікотинамідом.

1. Сенсорномоторна нейропатія при стрептозотоциніндукованому діабеті характеризується прогресуючим перебігом, супроводжується біохімічними зрушеннями, які є проявами активації поліолового шляху обміну глюкози, змінами окисно-відновного стану NAD(P)-пар, інтенсифікації процесів перекисного окислення ліпідів, включення механізмів неензиматичного глікозування протеїнів та послідовними структурними змінами сідничого нерва, його рухових і чутливих сегментарних центрів.

2. Сенсорномоторна нейропатія при стрептозотоциніндукованому цукровому діабеті за структурними ознаками характеризується стадійністю і фазністю розвитку, в якому можна розрізнити:

- першу стадію або стадію доапоптозних змін, яка складається з: а) фази початкових змін або премітохондріальної фази (4 тижні після введення стрептозотоцину); б) фази поглиблення аксональних змін або мітохондріальної фази (6 тижнів експерименту);

- другу стадію або стадію апоптозних змін, яка складається з: а) фази початкових апоптозних змін нейронів спинномозкових вузлів та передніх рогів спинного мозку (8 тижнів експерименту); б) фази апоптозних змін нейронів на тлі виразного ураження судин гемомікроциркуляторного русла (10 тижнів експерименту).

3. На всіх стадіях розвитку сенсорномоторної нейропатії при стрептозотоциніндукованому діабеті має місце гіперглікемія та зростання рівня глікозильованого гемоглобіну. Ультраструктурним проявом пошкодження білків організму надміром глюкози є ураження цитоскелету і плазматичної мембрани нейронів та ендотеліоцитів судин гемомікроциркуляторного русла, мієлінових оболонок, клітин глії, а також позаклітинного матриксу (особливо базальної мембрани мікросудин). При цьому судинна складова морфогенезу діабетичної нейропатії є додатковою, але не менш важливою.

4. Суттєвим фактором судинної складової морфогенезу діабетичної нейропатії є структурні зміни в стінці артеріол пери- та ендоневрію сідничого нерва, які проявляються перебудовою взаємовідношення: "матрикс-матрикс", "клітина-клітина", "матрикс-клітина". В результаті цього артеріоли сідничого нерва не виконують роль ефективного регулятора гемомікроциркуляції, "спазм артеріол" перетворюється на "спазм міоцитів стінки артеріол", з'являється пародоксальний феномен одночасного спазму артеріол і повнокрів'я венул.

5. При стрептозотоциніндукованому цукровому діабеті в стінці кровоносних капілярів і венул пери- та ендоневрію сідничого нерва відбуваються структурні зміни базальної мембрани (її потовщення, розпушення, багатошаровість, локальне руйнування), які виступають одним із чинників відриву ендотеліоцитів від підлеглого матриксу (розвитку аноікозу) та є структурним свідченням пошкодження гематоневрального бар'єру. Ці порушення супроводжуються абсорбцією білків плазми на еритроцитах та люменальній поверхні ендотеліоцитів, "сладж-синдромом", тромбозом венул. Подібні (але менш виразні) зміни відбуваються в гемомікроциркуляторному руслі рухових та чутливих сегментарних центрів сідничого нерва.

6. Одним з факторів, що забезпечує перехід першої стадії діабетичної нейропатії в другу (і, одночасно, виступає як перша найсуттєвіша структурна ознака високої потенційної можливості прогредієнтного перебігу нейропатії) є деструкція мітохондрій нейронів спинномозкових вузлів та передніх рогів спинного мозку. В умовах дослідженої нейропатії пошкодження мітохондріальних мембран нейронів є свідченням актуалізації мітохондріального шляху трансдукції сигналу апоптозу.

7. Введення упродовж 2 та 4 тижнів нікотинаміду щурам з розвиненим цукровим діабетом (через 6 та 8 тижнів після введення стрептозотоцину) призводить до порушень двостадійного морфогенезу діабетичної сенсорномоторної нейропатії, які можна охарактеризувати як прояви терапевтичного патоморфозу нейропатії під впливом нікотинаміду. Нікотинамід знімає стадію апоптозних змін і нормалізує метаболічні зрушення в сідничому нерві.

8. Введення упродовж 2, 4 та 6 тижнів нікотинаміду щурам з цукровим діабетом, що розвивається (4 тижні після введення стрептозотоцину), також призводить до порушень двостадійного морфогенезу діабетичної сенсорномоторної нейропатії, які можна трактувати як прояви загальної антиапоптозної, ангіо- і нейропротекторної дії нікотинаміду. Оцінюючи протекторний ефект нікотинаміду слід зазначити, що (у порівнянні з метаболічними) морфологічні зміни в сідничому нерві, його рухових і чутливих сегментарних центрах є стійкими та довготривалими. Корегуючий вплив нікотинаміду на характер розвитку сенсорномоторної нейропатії проявляється: а) гальмуванням поліолового шляху обміну глюкози в тканині сідничого нерва (що свідчить про антисорбітоловий ефект нікотинаміду); б) зменшенням вмісту окислених метаболітів, пригніченням інтенсивності перекисного окислення ліпідів, підвищенням активності ферментів антиоксидантного захисту (що свідчить про антиоксидантний ефект нікотинаміду); в) загальною виразною антиапоптозною дією. Нормалізація показників метаболізму в сідничому нерві після введення нікотинаміду, однак, не нівелює усі структурні прояви діабетичної нейропатії, що свідчить про наявність у процесі розвитку нейропатії ендогенної складової. Особливістю перебігу сенсорномоторної нейропатії при стрептозотоциніндукованому діабеті є включення апоптозного каскаду, який викликає загибель не просто одного нейрона, а порушення функціонування, як мінімум, одного нейронного ланцюга з його провідниковим апаратом. В процесі розвитку нейропатії з'являється патологічна система - патодинамічна організація з первинно змінених (дія стрептозотоцину) і вторинно змінених (дія гіперглікемії) компонентів простої рефлекторної дуги. Ця патологічна система функціонально малоактивна і має дизадаптивну і пряму патогенну дію. Виникаючи ендогенно як результат патологічного процесу, вона стає причиною його подальшого розвитку.

9. Значну роль в індукції чутливих і рухових порушень при діабетичній нейропатії відіграють чутливі і рухові нейрони зі структурними ознаками гіперактивності, які вийшли з-під інтегративного контролю (розпад функціональної рефлекторної дуги). Ці нейрони визначають активність інших, пов'язаних з ними структур, і разом з ними утворюють гіперактивні патологічні системи.

10. Гіперактивні нейрони є патологічною детермінантою розвитку терапевтичного патоморфозу нейропатії під впливом нікотинаміду. Пригнічені нікотинамідом і збережені у вигляді структурно-функціональних слідів (окремі дистрофічно змінені нейрони та гіперактивні нейрони, структурно змінені аксони та синапси) патологічні системи і їх патологічні детермінанти являють собою фактор ризику рецидиву діабетичної нейропатії.

11. Отримана комплексна системна морфологічна та додаткова біохімічна характеристика діабетичної сенсорномоторної нейропатії на етапах її розвитку та за умов дії нікотинаміду може служити підґрунтям для пошуку і апробації нейро- та ангіопротекторних середників з антиапоптозними властивостями з метою зменшення ризику виникнення та рецидивів ускладнень цукрового діабету, що сприятиме підвищенню ефективності лікування і поліпшенню якості життя хворих на цукровий діабет.

Список наукових робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Діабетичні нейропатії / О.О. Сергієнко, А.С. Єфімов, Д.А. Єфімов, Ю.Я. Кривко. - Львів; К., 2003. - 212 с. (* Здобувач проводив рецензію та оформлення статті до друку).

2. Лікування діабетичної периферійної нейропатії (огляд літератури і власні спостереження) / О.О. Сергієнко, А.М. Урбанович, Ю.Я. Кривко, Ю.О. Маркевич // Ендокринологія. - 1999. - Т. 4, № 1. - С. 86-96. (* Здобувач провів підбір та опрацювання літературних джерел, підготував статтю до друку).

3. Вплив нікотинаміду на агрегаційну та антиоксидантну активність тромбоцитів при інсулінозалежному цукровому діабеті / Махневич Т.Р., Дробот Л.Б., Урбанович A. M, Кривко Ю. Я, Сергієнко О. О., Великий М. М // Ендокринологія. - 2000. - Т.5, № 1. - С. 40-46. (* Здобувач провів постановку експерименту, забір експериментального матеріалу, інтерпретацію отриманих даних, підбір літературних джерел).

4. Кривко Ю.Я. Зміни ультраструктурної організації крові та ендотелію супровідної артерії сідничого нерва білих щурів при експериментальній діабетології / Ю.Я. Кривко // Укр. мед. альманах. - 2000. - Т. 3, № 1, додаток. - С. 33.

5. Сергієнко О.О. Патогенетичне лікування діабетичної нейропатії / О.О. Сергієнко, Ю.Я. Кривко // Ендокринологія. - 2001. - Т. 6, додаток. - С. 270. (Матеріали VІ з'їзду ендокринологів України, Київ, 23-25 травня 2001 р.). (* Здобувач провів, збір матеріалу, інтерпретацію отриманих даних, підбір літературних джерел).

6. Сергієнко О.О. Патогенетичне лікування діабетичної нейропатії / О.О. Сергієнко, А.М. Урбанович, Ю.Я. Кривко // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2001. - № 1. - С. 105-107. (* Здобувач провів постановку експерименту, забір експериментального матеріалу, статистичне опрацювання, висновки).

7. Кривко Ю.Я. Діабетична ретинопатія. Обмін сорбіталу в кришталику ока щурів при стрептозотоциновому діабеті / Ю.Я. Кривко // Практична медицина. - 2001. - № 2. - С. 80-83.

8. Антисорбітолові препарати в корекції периферичної нейропатії при стрептозотоциновому діабеті / М.М. Великий, Ю.Я. Кривко, Т.Л. Вигнан, З.Я. Козицький, Т.М. Кучмеровська, О.О. Сергієнко // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2001. - № 1. - С. 113-114. (* Здобувач провів постановку експерименту, забір експериментального матеріалу, інтерпретацію отриманих даних, підбір літературних джерел).

9. Кривко Ю.Я. Стан ультраструктури сідничого нерва та його супровідної артерії у білих щурів при експериментальному цукровому діабеті / Ю.Я. Кривко // Укр. мед. альманах. - 2001. - Т. 4, № 3. - С. 204-209.

10. Кривко Ю.Я. Ультраструктура сідничного нерва та його супровідної артерії / Ю. Я.Кривко // Вісник морфології. - 2002. - Т. 8, № 2. - С. 196-199.

11. Клітинні механізми розвитку експериментального стрептозотоцинового діабету / Ю.Я. Кривко, М.М. Великий, З.Я. Козицький, Т.М. Кучмеровська // Ендокринологія. - 2002. - Т.6, додаток. - С. 46. (* Здобувач провів літературний пошук, брав участь у проведенні експерименту, інтерпретував отримані результати, підготував матеріал до друку).

12. Кривко Ю.Я. Зміна ультраструктури синапсів і рухових нейронів передніх рогів спинного мозку у щурів із стрептозотоцин-індукованим діабетом / Ю.Я. Кривко // Вісник морфології. - 2002. - Т 8, № 1. - С. 52-54.

13. Кривко Ю.Я. Зміни ультраструктури судин гематоциркуляторного русла сідничого нерва у щурів з стрептозотоциніндукованим діабетом та їх корекція нікотинамідом / Ю.Я. Кривко // Вісник морфології. - 2003, - Т.9, № 1. - С. 34-36.

14. Кривко Ю.Я. Зміни ультраструктури синапсів і рухових нейронів передніх рогів спинного мозку у щурів з стрептозотоциніндукованим діабетом / Ю.Я. Кривко // Практична медицина. - 2003. - Т. 9, №5. - С. 91-96.

15. Кривко Ю.Я. Ультраструктурні зміни ендотеліоцитів і міоцитів в стінці артеріол сідничого нерва щурів із стрептозотоциніндукованою діабетичною нейропатією і їх корекція нікотинамідом / Ю.Я. Кривко // Вісник морфології. - 2003. - Т.9, №2. - С. 255-257.

16. Кривко Ю.Я. Оцінка ультраструктурних і морфологічних характеристик нейронів у чутливих вузлах спинномозкових нервів у щурів із стрептозотоциніндукованим діабетом і їх корекція нікотинамідом / Ю.Я. Кривко // Клінічна ендокринологія та ендокринна хірургія. - 2003. - № 4. - С. 54-57.

17. Кривко Ю.Я. Оцінка ультраструктурних і морфологічних характеристик нейронів у чутливих вузлах спинномозкових нервів у щурів із стрептозотоциніндукованим діабетом / Ю.Я. Кривко // Науковий вісник Львівської національної академії ветеринарної медицини імені С.З. Гжицького. - Львів, - 2004. - Т. 6, №1, ч. 2. - С. 50-55.

18. Кривко Ю.Я. Структурні зміни нейронів і клітин глії у чутливих вузлах спинномозкових нервів щурів з стрептозотоциніндукованим діабетом та їх корекція нікотинамідом / Ю.Я. Кривко // Acta Medica Leopolensia. - 2004. - Vol. 10, № 1. - С. 58-61.

19. Кривко Ю.Я. Ультраструктурні зміни артеріол сідничого нерва щурів із стрептозотоциніндукованою діабетичною нейропатією і їх корекція нікотинамідом / Ю.Я. Кривко // Експериментальна та клінічна та фізіологія та біохімія. - 2004. - № 3. - С. 93-99.

20. Кривко Ю.Я. Ендогенез структурних змін складових частин простої рефлекторної дуги, як головний компонент в розвитку стрептозотоциніндукованої діабетичної нейропатії, і вплив на нього нікотинаміду / Ю.Я. Кривко // Вісник морфології. - 2004. - Т.10, №1. - С. 83-87.

21. Кривко Ю.Я. Структурні зміни складових частин простої рефлекторної дуги у щурів із стрептозотоциніндукованим діабетом та їх корекція нікотинамідом / Ю.Я. Кривко // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Медицина. - 2004. - Вип. 23. - С. 20-24.

22. Кривко Ю.Я. Апоптоз нейронів і клітин глії в чутливих вузлах спинномозкових нервів щурів з стрептозотоциніндукованим діабетом / Ю.Я. Кривко // Вісник Вінницького національного медичного університету, - 2004. - Т. 8, № 1. - С. 249-251

23. Кривко Ю.Я. Вплив нікотинаміду на розвиток апоптозних змін нейронів простої рефлекторної дуги у щурів з стрептозотоциніндукованим діабетом / Ю.Я. Кривко // Галицький лікарський вісник. - 2005. - Т. 12, ч. 4. - С. 57-59.

24. Кривко Ю.Я. Апоптоз клітин у передніх рогах спинного мозку щурів із стрептозотоциніндукованим діабетом та його корекція нікотинамідом / Ю.Я. Кривко // Практична медицина. - 2005. - Т. 11, №2. - С. 83-87.

25. Матківський Р.М. Історичний аспект вивчення діабетичних нейропатій / Р.М. Матківський, Ю.Я. Кривко, Є. В. Пальтов // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2007. - №4. - С. 88-95. (* Здобувач провів інтерпретацію отриманих даних, підбір літературних джерел).

26. Черкасов В.Г. Патогенетичні механізми стрептозотоциніндукованої діабетичної нейропатії та ефект застосування нікотинаміду / В.Г. Черкасов, Ю.Я. Кривко // Науковий вісник Національного медичного університету імені О.О. Богомольця. - 2007. - №2-3. - С. 17-22. (* Здобувач провів оформлення статті до друку).

27. Гістологічна будова та кровопостачання тканин сідничного нерва білих щурів у нормі та динаміка їхніх змін протягом перебігу експериментального цукрового діабету / Р.М. Матківський, Ю.Я. Кривко, Є. В. Пальтов, В.Б. Фік // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія медицина. - 2008. - Вип. 33. - С. 53-58. (* Здобувач провів літературний пошук, інтерпретував отримані результати, підготував матеріал до друку).

28. Ультраструктура ланок гемомікроциркуляторного русла в нормі та за умов експериментального цукрового діабету / Кривко Ю.Я., Матешук-Вацеба Л.Р., Масна З.З., Пальтов Є. В., Кирик Х.А., Султан Р.Я. // Вісник морфології. - 2010. - Т. 16, №2. - С. 397-401. (* Здобувач провів, збір матеріалу, інтерпретацію отриманих даних, підбір літературних джерел, підготував матеріал до друку).

29. Сергієнко О.О. Патогенетичне лікування діабетичної нейропатії / О.О. Сергієнко, А.М. Урбанович, Ю.Я. Кривко // Міжнародні дні діабету. - Дніпропетровськ, 1999. - С. 161. (* Здобувач провів, збір матеріалу, інтерпретацію отриманих даних, підбір літературних джерел, підготував матеріал до друку).

30. Кривко Ю.Я. Морфологічні особливості супровідної артерії сідничного нерва в нормі / Ю.Я. Кривко, В.Б. Фік, С.Г. Борчаковський, Н.Д. Гарцула // Актуальні питання морфології: наук. праці ІІІ Нац. конгресу анатомів, гістологів, ембріологів і топографоанатомів України, Київ, 21-23 жовтня 2002р. - Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. - С. 168-170. (* Здобувач провів, збір матеріалу, інтерпретацію отриманих даних, підбір літературних джерел, підготував матеріал до друку).

31. Кривко Ю .Я. Вплив нікотинаміду на клітинні механізми розвитку діабетичної нейропатії у щурів з стрептозотоциніндукованим діабетом / Ю.Я. Кривко // Саміт нормальних анатомів України та Росії : збірник ст. міжнародн. конф. присвяченої року Росії в Україні. - Тернопіль: Укрмедкнига, 2003. - С. 69-73.

32. Согуйко Ю.Р. Оцінка біохімічних показників в сироватці крові щурів в нормі / Согуйко Ю.Р., Кривко Ю.Я. // Актуальні проблеми сучасної медицини. Вісник укр. мед. стомат. акад. - Полтава, 2009. - Т. 9, вип. 4, ч. 3. - С. 221. (* Здобувач провів, збір матеріалу, інтерпретацію отриманих даних, підбір літературних джерел, підготував матеріал до друку).

Размещено на Allbest.ru