Механізми ремоделювання міокарда за умов алоксанового діабету у щурів з різною сенситивністю АТ1 рецепторів

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. М. Горького

УДК 599.323.4+591.147.7]-028.77:547.854.6+549.412

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Механізми ремоделювання міокарда за умов алоксанового діабету у щурів з різною сенситивністю АТ1 рецепторів

14.03.04 - патологічна фізіологія

Канана Наталя Миколаївна

Донецьк - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Донецькому національному медичному університеті ім. М. Горького МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Барінов Едуард Федорович, Донецький національний медичний університет ім. М. Горького МОЗ України, завідувач кафедри гістології, цитології та ембріології.

Офіційні опоненти:

член-кор. АМН України, доктор медичних наук, професор Єльський Віктор Миколайович, Донецький національний медичний університет ім. М. Горького МОЗ України, завідувач кафедри патологічної фізіології;

доктор медичних наук, професор Абрамов Андрій Володимирович, Запорізький державний медичний університет МОЗ України, професор кафедри патологічної фізіології.

Захист відбудеться “11” грудня 2009 р. о 10⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 11.600.02 при Донецькому національному медичному університеті ім. М. Горького МОЗ України (83003, м. Донецьк, проспект Ілліча, 16).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького національного медичного університету ім. М. Горького (83003, м. Донецьк, проспект Ілліча, 16).

Автореферат розісланий “06” листопада 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 11.600.02 доктор медичних наук, доцент М.В. Єрмолаєва.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Частим ускладненням цукрового діабету (ЦД) є кардіоміопатія, в основі розвитку якої лежить включення програми ремоделювання серця (Ishikava W. et al., 2006; Liu D.G., 2007). Цей процес описаний на різних ієрархічних рівнях і проявляється зміною геометрії та фізіології серця (Reiss N. et al., 2008; Teunissen B. et al., 2004). Відомо, що одним із патогенетичних факторів розвитку діабетичної кардіоміопатії є гіперекспресія рецепторів 1 типу (АТ1) до ангіотензину ІІ (АнгІІ) (Чистяков Д.А. и соавт., 2000; Jaroudi W.A. et al., 2005). Стимуляція даних рецепторів веде до вазоконстрикції й порушення мікроциркуляції (Backlund T. et al., 2007), посилення агрегації тромбоцитів і продукції прозапальних цитокінів й медіаторів (Chen Y., 2003; Lim H.S. et al., 2004), розвитку гіпертрофії й апоптозу кардіоміоцитів (Li Z.Z. et al., 2007; Stilli D. et al., 2007; Wang H. et al., 2008), активації фібротичних змін (Dorencamp M. Et al., 2005; Fujisaki H. Et al., 1995). Але на сьогодні немає інформації відносно просторово-хронологічної динаміки розвитку різних морфологічних процесів в серці та їх зв'язку зі станом ренін-ангіотензинової системи (РАС) за умов ЦД. Це частково пов'язане з тим, що сенситивність АТ1 рецепторів є динамічним параметром і визначається не тільки генетично детермінованою експресією різних елементів РАС (Присяжна О.Д. і співав., 2007; Machackova J. et al., 2004), але й станом сигнальних систем, які приймають участь у контролі внутрішньоклітинного Са2+ (Баринов Э.Ф. и соавт., 2007; Malhotra A., 2008). До них відносяться сигнальний шлях eNOS-протеїнкіназа G, тирозинкінази, а також протеїнкінази (Пк) А і С (Idris I., 2006; Shah D.I. et al., 2006). Як відомо, зміна кожної із зазначених ланок системи сигналізації може бути причиною порушення реактивності судинної стінки (Баринов Э.Ф. и соавт., 2006; Haworth S.G., 2007). У даному контексті особливого значення набуває вибір репрезентативних критеріїв оцінки стану систем внутрішньоклітинної сигналізації. Серед них велике значення має система ендогенної цитопротекції, ключовим елементом якої є оксид азоту (Кургалюк Н.Н., 2002; Jetik-Anacak G et al., 2006). Існує думка, що зниження активності eNOS і дефіцит NO є не тільки фактором розвитку ендотеліальної дисфункції, але й важливим патогенетичним чинником ушкодження кардіоміоцитів і розвитку фіброзу (Манухина Е.Б. и соавт., 2000; Soliman H. et al., 2008). Швидкість і виразність патологічних змін в серці за умов ЦД мають індивідуальний характер і залежать від параметрів реактивності організму (Reiss N. et al., 2008). На жаль, дані щодо динаміки метаболізму NO за умов ЦД нечисленні та суперечливі, немає інформації щодо зв'язку сенситивності АТ1 рецепторів, стану месенджерно-трансдукторних систем клітин-мішеней й зміною структури і функції серця. На сьогоднішній день немає чіткої концепції щодо сутності й механізмів ремоделювання міокарда при ЦД. Не визначені критерії індивідуальної реактивності організму, інформативність яких може бути оцінена тільки при зіставленні морфо-функціонального стану серця з дослідженням in vitro сенситивності рецепторів і функціонування сигнальних систем в клітинах. Вивчення стану внутрішньоклітинних сигнальних систем і ролі сенситивності АТ1 рецепторів у ремоделюванні міокарда за умов ЦД має як теоретичне, так і практичне значення й дозволяє вважати роботу перспективним дослідженням сучасної патофізіології.

Зв'язок з науковими програмами, планами, темами. Робота є фрагментом НДР Донецького національного медичного університету МОЗ України “Вивчити роль внутрішньоклітинних сигнальних систем під час реалізації запально-репаративних процесів у органах, що забезпечують гомеостаз організму” (№ 0106U010840, шифр МК 07.01. 02). Здобувачем виконано фрагменти “Динаміка активності протеїнкіназ А і С в експериментальних тварин за умов алоксанового діабету”, “Залежність ремоделювання міокарда від стану сенситивності АТ1 рецепторів та активності eNOS”, “Стан електричної стабільності серця у щурів з різною сенситивністю АТ1 рецепторів”.

Мета і задачі дослідження: вивчити механізми ремоделювання міокарда у щурів з різною сенситивністю АТ1 рецепторів за умов алоксанового діабету.

Досягнення даної мети базувалося на рішенні наступних задач:

1.Оцінити in vitro динаміку сенситивності АТ1 рецепторів тромбоцитів щурів в різні терміни після моделювання цукрового діабету.

2.З'ясувати взаємозв'язок між зміною сенситивності АТ1 рецепторів і станом внутрішньоклітинних систем для верифікації індивідуальної реактивності організму.

3.Вивчити in vitro активність iNOS моноцитів у динаміці алоксанового діабету у тварин з різною сенситивністю АТ1 рецепторів.

4.Визначити закономірності структурного ремоделювання (розвитку компенсаторно-пристосувальних і патологічних змін) міокарда залежно від сенситивності АТ1 рецепторів та метаболізму оксиду азоту.

5.Проаналізувати параметри електричної стабільності серця у динаміці алоксанового діабету залежно від індивідуальної реактивності організму.

Об'єкт дослідження: діабетична кардіоміопатія, ремоделювання серця за умов цукрового діабету, реактивність організму.

Предмет дослідження: цукровий діабет, АТ1 рецептори, внутрішньоклітинні сигнальні системи, оксид азоту, геометрія серця, міокард, електрична активність серця.

Методи дослідження: для досягнення поставленої в роботі мети і реалізації її задач використовували фізіологічні, морфологічні, біохімічні методи, що дозволило з'ясувати структурні та молекулярні детермінанти зміни геометрії та електричної стабільності серця залежно від сенситивності АТ1 рецепторів й метаболізму оксиду азоту. Вірогідність отриманих результатів підтверджували статистичними методами.

Наукова новизна отриманих результатів. У даній роботі вперше встановлено, що реакція сенситивності АТ1 рецепторів й активності внутрішньоклітинних сигнальних систем на дію патогенетичних факторів цукрового діабету відбиває особливості реактивності організму і детермінує програму ремоделювання діабетичного серця. Вперше виявлено тривале пригнічення сенситивності АТ1 рецепторів в ранні терміни після моделювання ЦД, яке відбувається на фоні активації системи eNOS-ПкG та ПкА, й супроводжується розвитком в міокарді компенсаторно-пристосувальних процесів. Визначено залежність між сенситивністю АТ1 рецепторів з одного боку й виразністю ендотеліальної дисфункції, прозапальної активації моноцитів-макрофагів й швидкістю ремоделювання міокарда - з іншого. Вперше доведено, що розвиток ранньої гіперсенситивності АТ1 рецепторів за умов ЦД відбувається на фоні пригнічення активності eNOS та ПкА і асоційований зі стимуляцією ПкС, ФДЕ та iNOS моноцитів. Вперше виконаний комплексний аналіз молекулярних, структурних та електрофізіологічних досліджень шодо стану серця дозволив встановити пряму залежність розвитку дилятації, підвищення ектопічної електричної активності серця та заниження ПФ шлуночків від виразності ендотеліальної дисфункції, виразності запалення, ступеня гіпотрофії кардіоміоцитів та фіброзу.

Практичне значення отриманих результатів. Сенситивність АТ1 рецепторів, активність трансдукторів та метаболізм оксиду азоту, їхній взаємозв'язок з патоморфологічними змінами у серці є теоретичною основою для діагностики і прогнозування розвитку серцево-судинних ускладнень ЦД, ймовірності розвитку і швидкості прогресування діабетичної кардіоміопатії, а також розробки методів індивідуалізованої кардіопротекції. Дані, що стосуються оцінки сенситивності АТ1 рецепторів й ролі внутрішньоклітинних сигнальних систем в ремоделюванні міокарда, впроваджені у практику Інституту невідкладної і відновної хірургії ім В.К.Гусака АМН України, НДІ травматології і ортопедії ДонНМУ МОЗ України. Матеріали роботи, що відображають роль оксиду азоту в розвитку компенсаторно-пристосувальних та патологічних змін в серці за умов ЦД, значення моноцитів-макрофагів в розвитку ангіопатії та фіброзу діабетичного серця, впроваджені у навчальний процес на кафедрах патологічної фізіології Одеського, Кримського, Харківського, Луганського й Івано-Франківського медичних університетів, та Полтавської стоматологічної академії й сприятимуть розширенню уявлень студентів про патогенез діабетичної кардіоміопатії.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проаналізована наукова література, виконані експерименти, проведені функціональні, біохімічні і морфологічні дослідження, а також статистична обробка даних, аналіз і узагальнення результатів дослідження. Разом з науковим керівником проведені аналіз і обговорення плану і результатів дослідження, підготовлені публікації за темою дослідження.

Апробація результатів дисертації. Дисертаційна робота апробована на спільному засіданні кафедр гістології, цитології та ембріології, анатомії, патологічної фізіології, топографічної й оперативної хірургії, а також ЦНДЛ ДонНМУ (квітень, 2009). Матеріали дисертаційної роботи представлені, обговорені й одержали позитивну оцінку на: V національному конгресі патофізіологів України “Сучасні проблеми патофізіології: від молекулярно-генетичних до інтегративних аспектів” (Запоріжжя, 2008); III конгресі Суспільства спеціалістів з серцевої недостатності “Сердечная недостаточность - 2008” (Москва, 2008), та наукових конференціях: “VIІ читання ім. В.В. Підвисоцького” (Одеса, 2008); “Сучасні проблеми патологічної анатомії”” (Полтава, 2008); “Прикладні аспекти морфології експериментальних досліджень (Тернопіль, 2008); “Актуальні проблеми сучасної морфології” (Луганськ, 2008); “Актуальні проблеми біомінералогії” (Луганськ, 2008); “Морфогенез органів і тканин під впливом екзогенних факторів (Сімферополь-Алушта, 2008); “Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция” (Москва, 2008); “Новые технологии в неотложной и восстановительной медицине” (Ялта, 2008).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 17 друкованих праць: 10 статей у фахових журналах (2 моноавторські) та 1 - у збірнику (моноавторська), рекомендованих ВАК України, 6 тез.

Обсяг і структура дисертації. Робота викладена на 179 сторінках машинописного тексту і складається з вступу, огляду літератури, розділу “Матеріал і методи дослідження”, трьох розділів власних досліджень, аналізу й узагальнення результатів дослідження, висновків і списку використаних літературних джерел. Робота проілюстрована 18 мікрофотографіями, 35 графіками й 6 таблицями. Список літератури (24 сторінки) включає 215 джерел (69 кирилицею й 146 латиницею).

Основний зміст роботи

Матеріал і методи дослідження. Дослідження виконане на щурах самцях з масою тіла 220±15 г. Підготовка тварин до експериментів та інвазивні втручання здійснювалися з дотриманням вимог Європейської Конвенції до захисту хребетних тварин, які використовуються в дослідницьких та інших наукових цілях. Цукровий діабет (ЦД) моделювали у 120 тварин шляхом ін'єкції у хвостову вену алоксану з розрахунку 160 мг/кг маси тіла (Bagby S. P., 2007). Інсулярну недостатність верифікували за умов підвищення концентрації глюкози в крові на 14-у добу експерименту. Контрольну групу склали 20 щурів.

Аналіз сенситивності АТ1 рецепторів та внутрішньоклітинної сигналізації проводили в тесті з індукованою агрегацією тромбоцитів in vitro через 14 діб, 1 , 2 і 3 місяці ЦД. Оцінювали амплітуду дозозалежної зміни агрегації тромбоцитів при додаванні зростаючих концентрацій АнгII (від 0,25 до 2 мкМ). Визначали ефективну концентрацію агоністу, що викликала 50% агрегацію тромбоцитів (EC50). Для оцінки стану ланок внутрішньоклітинної сигнальної системи eNOS-ПК, ПкА і ПкС використовували інгібіторний аналіз. Визначали амплітуду модулюючого впливу трифтазину, L-аргініну, L-NAME, ОDQ (1H-[1,2,4]оксадіазоло[4,3-а]квіноксаліну-1, теофіліну, Н89 і стауроспорину на АнгІІ-індуковану агрегацію тромбоцитів, що дозволило інтерпретувати активність Са2+-кальмодуліну, eNOS, гуанілатциклази (ГЦ), фосфодіестераз (ФДЕ), ПкА і ПкС відповідно. Агрегацію і дезагрегацію тромбоцитів реєстрували на спектрофотометрі СФ-56 (Барінов Е.Ф. та співавт., 2001). В моноцитах, виділених з периферійної крові методом градієнтного центрифугування, оцінювали продукцію нітритів та активність iNOS за допомогою інгібіторного аналізу з використанням стимулятора або інгібітора iNOS - відповідно L-аргінін - 200 мкМ і Аміногуанідін -150 мкМ. Після інкубації в атмосфері 5% СО2 впродовж 24 годин при температурі 37°С оцінювали накопичення в культуральному середовищі нітрит-іонів NO2- шляхом виміру оптичної щільності при довжині хвилі 540-570 нм на СФ-56.

При аналізі ремоделювання серця оцінювали абсолютну (mh) й відносну масу (mb/mh) серця. Вимірювали обсяг правого й лівого шлуночків (VRV й VLV) серця (Gordon E.A. et al., 1999), масу і товщину стінки кожного з шлуночків (mv), товщину стінки кожного з шлуночків (Tv). Розраховували відношення T/V. Серце фіксували у 10% розчині формаліну на 0,1% фосфатному буфері (рН 7,4), зневоднювали в спиртах зростаючої концентрації, обробляли в ксилолі, ущільнювали й заливали в парафін. З парафінових блоків готували серійні зрізи товщиною 5±1 мкм. Після депарафінізації зрізи забарвлювали гематоксиліном й еозином, за методом Фельгену та Браше, толуїдиновим синім, за методом Малорі, ван Гізону, за допомогою ШЙК-реакції (Саркисов Д.С., 1996). При аналізі структурного стану серця оцінювали питомий обсяг (ПО) структурних елементів міокарда лівого шлуночка (ЛШ) серця: ендомізію та його компонентів, а також серцевої м'язової тканини. Визначали питому щільність (ПЩ) ендотеліоцитів, фібробластів та КМц. Оцінювали ПО лейкоцитів, аналізували клітинний склад інфільтратів. На основі аналізу гістохімічних змін, оцінки об'ємних та лінійних показників КМц ранжували на нормальні, гіпертрофовані, дистрофічно змінені, гіпоплазовані, альтеровані (Frey N., 2004). Реєстрацію ЕКГ проводили в умовах поверхневого ефірного наркозу. Під шкірою розташовували голчаті електроди. Перший електрод вводили на рівні відростка грудини, інші приєднували до кінцівок. Електроди з'єднували з електрокардіографом ЕК6Т-01, запис вели в П відведенні (Земсков В.М. и соавт., 1994;). Артеріальний тиск (АрТ) вимірювали у хвостовій артерії (Литвицкий П.Ф., 1990) з використанням реоплетізмографу РГ-2-01 та електроманометру “ЕМ-2-02”. В 48 гострих експериментах під нембуталовим наркозом (50 мг/кг) визначали параметри електричної стабільності серця (Меерсон Ф.З., 1990). Для цього досліджували реакцію серця на подразнення периферійного кінця n. vagus (прямокутні імпульси тривалістю 2 мс, затримка 3 мс, частота 20 Гц) за допомогою електростимулятора ЕЛС-2. Після визначення порогу стимуляції, оцінювали зміну ЧСС. На фоні інгібування вагусом синусового пейсмеккеру оцінювали виразність ознак порушення електричної стабільності серця, підраховуючи кількість екстрасистол за 30 сек. На основі цього розраховували відсоток екстрасистол (% Екс) у ЧСС на тлі вагусної стимуляції (Ляуцявичус А.Л., 1989).

Статистичну обробку отриманих результатів здійснювали на комп'ютері Pentium-III у середовищі Windows-ХР з використанням пакетів статистичних програм Statistica та MedStat (Лях Ю.Е., 2003) за допомогою варіаційного, кореляційного, регресійного, одно- і багатофакторного дисперсійного аналізу. Оцінювали характер розподілу ознаки, середнє арифметичне, стандартну помилку, середньоквадратичне відхилення, коефіцієнти кореляції, критерії регресії, дисперсії, Стьюдента, Вілкоксона-Рао, Xi-квадрат і ступінь вірогідності статистичних показників (Гланс С., 1999). Вірогідність розходжень показників між експериментальними групами і контролем оцінювали за t-критерієм Стьюдента.

Результати дослідження та їх обговорення. Через 14 діб після ін'єкції алоксану рівень глікемії досягав 12,5±2,3 ммоль/л. Моделювання ЦД вже через 14 діб після початку експерименту супроводжувалося вірогідним підвищенням ЕС50 АнгІІ, що відображало зниження сенситивності АТ1 рецепторів. Однак цей показник мав індивідуальні особливості, що дозволило розподілити тварин на дві групи. До 1-ї групи (n=72) віднесли щурів із зниженням сенситивності АТ1 рецепторів на 67,06% відносно контролю (p<0,01). Це було асоційоване зі зміною активності eNOS на 42,2% порівняно з контролем (p<0,01), яка корелювала з ЕС50 АнгІІ (r=0,718, p=0,0012) і супроводжувалася стимуляцією ГЦ та підвищенням активності ПкА (на 17,07%; p<0,05). На відміну від цього у тварин 2-ї групи (n=48) зростання ЕС50 склало 21,18% (p<0,05), що на 27,46% відрізнялося від показника в 1-й групи (p<0,01). Гіпосенситивність АТ1 рецепторів супроводжувалася активацією eNOS. Проте, ефект L-NAME на АнгІІ-індуковану АТ лише на 22,54% перевищував такий в інтактних тварин, і виявися на 13,82% меншим, ніж у щурів 1-ї групи (p<0,05). Це було асоційоване з обмеженням активації ПкА: модулююча дія Н89 змінювалася на 14,63% (p<0,05). За цих умов приріст активності ФДЕ та ПкC у щурів 2-ї групи виявився більш значним, склавши відповідно - 7,14% і 10,26% від рівня в контролі (p<0,05).

Через 1 місяць після введення алоксану в 1-й групі визначено підтримання низької чутливості клітин-мішеней до АнгІІ, обумовлене збереженням високої активності eNOS. Підтримання продукції NO в тромбоцитах було пов'язане зі стимуляцією Са2+-кальмодуліну (на 22,65±3,7% p<0,05) та зростанням активності ПкА (на 8,33% порівняно з попереднім терміном дослідження, і на 26,83%; p<0,05 порівняно з інтактними щурами). Це супроводжувалося зростанням ефекту інгібітору ГЦ на АнгІІ-індуковану агрегацію тромбоцитів (р<0,01) на фоні слабкої активації ФДЕ (на 10,32%; p<0,05) та підвищенням активності ПкС (на 11,65%; p<0,05). На відміну від цього, в 2-й групі відбувалося зростання сенситивності АТ1 рецепторів і наближення показника ЕС50 АнгІІ до контрольного рівня. Відновлення сенситивності АТ1 рецепторів супроводжувалося зривом адаптації системи eNOS-Протеїнкіназа G. Визначено зменшення активності eNOS. Співставлення ефектів ТФЗ і Н89 дозволило визначити зменшення ролі ПкА та домінування ефекту Са2+-кальмодулінового комплексу в регуляції активності eNOS. Активність ПкА була на 20,19% нижчою, ніж в 1-й групі (p<0,05). Частково це було пов'язане зі стимуляцією ФДЕ, активність якої, на 12,23% і 23,81% (p<0,05) перевищила відповідно значення в 1-й групі та контролі. Характерно, що у тварин 2-ї групи визначалася рання стимуляція ПкС, а ефект стауроспорину перевищив показники в інтактних щурів та тварин 1-ї групи відповідно на 32,05% и 18,39% (p<0,05).

Через 2 місяці ЦД у щурів 1-ї групи ЕС50 лише на 7,06% відрізнялася від такого в інтактних щурів, що свідчило про відновлення сенситивності АТ1 рецепторів (p>0,05). Цей феномен був сполучений зі зниженням реальної і резервної потужності eNOS. В результаті цих змін ефекти L-NAME та L-аргініну стали на 11,56% (p<0,05) і 53,89% (p<0,01) нижчими за контроль. Вивчення механізмів регуляції активності eNOS продемонструвало зменшення ефективності Са2+-залежного механізму (ефект ТФЗ був на 19,01% нижчим за контроль; p<0,05) та обмеження активності ПкА. Ефект Н89 виявився на 17,31% нижчим, чим в попередній місяць дослідження (p<0,05), і повертався до показника в інтактних щурів. Зменшення активності ГЦ на 25,17% (p<0,01) відбувалося на фоні активації ФДЕ. Такі зміни можна вважати ознакою підвищення внутрішньоклітинного рівня Са2+, що супроводжувалося стимуляцією ПкС (на 22,99% порівняно з попереднім терміном дослідження, і на 37,18% відносно контролю; p<0,01). У щурів 2-ї групи через 2 місяці зареєстровано падіння ЕС50 АнгІІ на 20,0% порівняно з попереднім терміном дослідження (p<0,05). За рахунок цього підвищення сенситивності АТ1 рецепторів відносно показника в інтактних щурів досягало 15,29%, і на 20,88% перевищувало значення в 1-й групі (p<0,05). Ці зміни розвивалися на тлі декомпенсації системи внутрішньоклітинної сигналізації. Мало місце подальше зниження активності та резервної потужності eNOS, які були на 30,06% та 68,86% (p<0,01) нижчими за контроль, поверненням активносіт ГЦ до контрольного значення з паралельним зростанням активності ФДЕ, рівень якої перевищив показник в попередній термін дослідження на 18,59%, в інтактних щурів - на 46,83% і в 1-й групі - на 21,71% (p<0,05). Додавання стауроспорину до суспензії тромбоцитів дозволило визначити 1,5 кратне зростання активності ПкС порівняно з попереднім терміном дослідження.

До кінця 3-го місяця в обох групах зареєстроване підвищення сенситивності АТ1 рецепторів. В 1-й групі зменшення ЕС50 АнгІІ складало 15,38% відносно попереднього терміну дослідження; у порівнянні з контролем підвищення сенситивності АТ1 рецепторів сягало 9,41% (p<0,05). Це було обумовлено пригніченням активності та експресії eNOS відповідно на 28,32% і 56,29%, на тлі помірного інгібування ПкА і ГЦ та зростання активності ФДЕ, активність якої перевищувала показник в інтактних щурів на 42,06% (p<0,01). Більш значні зміни були зафіксовані у щурів 2-ї групи. ЕС50 АнгІІ дорівнювала 0,51±0,12 мкМ, тобто на 40% (p<0,01) відрізнялася від показника в контролі. Дефіцит реальної активності та резервної потужності eNOS складав відповідно 45,66% і 70,06% (p<0,01), відбиваючи глибину пригнічення продукції оксиду азоту. Рівень активності ГЦ знизився на 22,22% порівняно з попереднім терміном дослідження (p<0,05), в результаті чого вона стала на 26,86% нижче за показник в контролі (p<0,01). На відміну від цього, активність ФДЕ зросла разом з прогресивним приростом активності ПкС, яка перевищувала показник в контролі на 128,29%, в 1-й групі - на 45,9% (p<0,05).

Описані зміни в системі рецепції та сигналізації в динаміці ЦД супроводжувалися ремоделюванням серця. В 1-й групі зареєстровано поступовий розвиток гіпертрофії, який досягав максимуму через 2 місяця після введення алоксану, і був більш виражений в ЛШ серця. До кінця 3-го місяця маса ЛШ зросла на 38,33% (p<0,01) порівняно з контролем. Динаміка росту маси ПШ була менш вираженою і згладженою. Паралельно масі серця, змінювалася й товщина стінки шлуночків. Товщина ЛШ (TLV) у щурів 1-ї групи через 3 міс ЦД відрізнялася від контролю на 33,33% (p<0,01).Гіпертрофія супроводжувалася зростанням об'єму ЛШ, який наприкінці 2 міс на 10,57% (p<0,05) перевищував показник в контролі. До кінця 3-го місяця зареєстровано зростання VLV ще на 6,62%, і в сумі VLV був на 17,89% (p<0,01) вищим за контроль. Оцінка співвідношення TLV/V дозволила виключити розвиток дилатації шлуночків у щурів 1-ї групи протягом 3 міс ЦД. Співвідношення TLV/V найбільш значно зростало проягом 2 міс. До кінця 3-го місяця це відношення дещо зменшилося, але залишалося на 13,1% вищим за контроль (p<0,05).

Вивчення геометрії серця у щурів 2-ї групи виявило наявність виражених відмінностей. Протягом 1-го місяця маса серця зросла на 37,9% (p<0,01) порівняно з контролем і перевищила показник у 1-й групі на 22,4% (p<0,05). Це було пов'язане з гіпертрофією ЛШ, маса якого збільшилася на 36,7% і 24,2% відносно тварин контрольної та 1-ї групи відповідно (p<0,05). Аналогічним чином змінилася TLV за 1-й міс - виросла на 30,6% щодо контролю (p<0,05), й на 17,5% (p<0,05) порівняно з 1-ю групою. Приріст TRV виявився менш значимим - 13,8% (p<0,05) і не відрізнявся статистично значуще від показника в 1-й групі. Розвиток гіпертрофії ЛШ у щурів 2-ї групи підтверджувався динамікою TLV/VLV, яка наприкінці 1-го місяця на 20,7% й 13,1% перевищувала показник в контролі та 1-й групі відповідно. Впродовж 2 міс динаміка проявлялася зниженням маси ЛШ (на 7,3%; p<0,05), та збільшенням маси ПШ на 11,1% (p<0,05). Порівняно з контролем маса ЛШ і ПШ були на 26,7% й 30,4% відповідно більшими (p<0,01). Товщина ЛШ протягом 2-го місяця дещо зменшилася, хоча й перевищувала показник в інтактних щурів на 20,8% (p<0,05).На відміну від цього TRV за 2-й місяць зросла і перевищувала показник у щурів контрольної та 1-й групи відповідно на 24,1% і 9,1% (p<0,05). Тобто в 2-й групі на фоні ознак декомпенсації ЛШ наприкінці 2 місяця розвивалася гіпертрофія ПШ. Однак, ці зміни супроводжувалися збільшенням обсягу камер серця. Розвиток дилатації набував максимальної виразності протягом 3 місяця, коли у ЛШ відношення T/V зменшилося на 34,4% (p<0,01), а у ПШ - на 18,0% (p<0,05) порівняно з контролем. Отже, гіперсенситивність АТ1 рецепторів у щурів 2-ї групи супроводжувалася ранньою гіпертрофією ЛШ (через 1 міс), яка через 2-3 місяці змінювалася розвитком дилатації.

Проведення гістологічного аналізу дозволило визначити структурні детермінанти ремоделювання діабетичного серця. Через 14 діб у щурів обох груп зміни переважно реєструвалися в ендомізії, та відбивали реакцію мікроциркуляторного русла. Через 1 місяць після моделювання ЦД у щурів 1-ї групи на фоні зростання ПО судин (на 12,58%; p<0,01) зареєстровано активацію неоангіогенезу. Зростання ПЩ ендотеліоцитів неа 30% позитивно корелювало з активністю eNOS тромбоцитів (r=0,516, p<0,01). Зміни в КМц варіювали від ознак гіпертрофії до вакуолярної дистрофії.

В 2-й групі зміни в міокарді ЛШ через 1 місяць після моделювання ЦД носили більш виразний характер. В ендокарді спостерігався набряк ендотелію, сполучної тканини субендотелію та зовнішнього волокнистого шарів. В деяких ділянкам спостерігалася локальна інфільтрація, більш виражена у передсердях та в зоні гирла магістральних судин. В міокарді в даний термін спостереження визначали вазодилятацію та набряк периваскулярної сполучної тканини, вакуолізацією ендотеліоцитів інтими артерій та гладких міоцитів середньої оболонки, адвентиція артерій і вен часто була інфільтрована., що відбивало явища ангіопатії. Вазодилятація перемежалася з ділянками ангіогенезу. ПЩ ендотеліоцитів позитивно корелювала з ефектами L-NAME in vitro (r=0,614, p<0,01), активністю ГЦ (r=0,745, p<0,01) та ПкС (r=0,446, p<0,05). Характерно, що новоутворені судини в цей термін супроводжувалися ланцюжками макрофагів та лімфоцитів. За рахунок цього ПО лейкоцитів в міокарді значно зріс, корелюючи з активністю iNOS (r=0,718, p<0,001) моноцитів, активністю ПкС й ФДЕ (r1=0,661, r2=0,392, p<0,05) та eNOS (r=-0,511, p<0,05). Морфологічні зміни в КМц характеризувалися поєднанням гіпертрофії, набряку та вакуолізацією цитоплазми. В частині м'язових волокон (18,9±6,5%) спостерігалися зерниста та жирова дистрофія. Зростання середньої товщини м'язових волокон що корелювало з ЕС50 АнгІІ (r=-0,621, p<0,01). В гіпертрофії КМц важливу роль відігравали зміни активності ПкС (r=-0,418, p<0,05), ПкА (r=-0,5270, p<0,05) та ФДЕ (r=0,382, p<0,05).

Через 2 міс в 1-й групі в багатьох ділянках міокарда визначалися ділянки вазодилятації та картини ангіогенезу. За цих умов значно зросла ПЩ ендотеліоцитів (на 44,5% порівняно з попереднім терміном; p<0,05). Характерно, що цей показник позитивно корелював з eNOS (r=0,406, p<0,05) та ПкС тромбоцитів (r=0,611, p<0,01), iNOS моноцитів (r=0,393, p<0,05), що відбиває роль цих ферментів в неоангіогенезі. Більшість КМц мали ознаки гіпертрофії, збільшення товщини м'язових волокон (на 17,92% порівняно з контролем; p<0,05) на фоні зменшення ядерно-цитоплазматичного співвідношення (на 32,4% порівняно з контролем; p<0,01). Але навколо дилятованих судин з явищами стазу спостерігалися групи м'язових волокон з ознаками зернистої та гідропічної дистрофії.

В 2-й групі через 2 місяці після ін'єкції алоксану визначені значні зміни у всіх оболонках серця. Ендотелій ендокарда мав ознаки набряку, гідропічних змін, в окремих ділянках визначалася десквамація клітин і формування на оголеній поверхні фібриноїду. Значні мононуклеарні інфільтрати визначалися на межі ендокарда з міокардом. З огляду на це, закономірними були дистрофічні та некробіотичні зміни в провідних КМц. Крім локальної інфільтрації лейкоцитами, навколо кровоносних судин відзначено дифузну інфільтрацію міокарда переважно мононуклеарами. В цілому, морфологічна картина відповідала розвитку ішемічного ушкодження стінки серця. Артеріоли міокарда були звужені, венулярний відділ, навпаки - дилятований. Більшість ендотеліоцитів, що вистеляли стінку капілярів, були з ознаками альтерації - набряку, вакуолізації, деструкції, хоча в деяких ділянках, як і в попередній термін, визначалися картини ангіогенезу. На фоні цих змін судин визначено набряк, фрагментацію та лізис колагенових й еластичних волокон, що призводило до зменшення їх ПО в 2,3 рази. Цікаво, що цей показник негативно корелював з об'ємом камер серця (r=-0,625, p<0,01), що свідчить про роль ремоделювання ендомізію в зменшенні резистентності стінки серця до механічного розтягування за умов зростання ОЦК і АрТ та розвитку дилятації камер. Одною з причин деструкції волокон ендомізію був розвиток інфільтрації, що подекуди розповсюджувалася на м'язові волокна. Альтерація КМц проявлялася зонами дистрофії, набряком і лізисом ядра, дизкомпактизацією міофібрил, явищами апоптозу.

Через 3 міс після моделювання ЦД в 1-й групі у міокарді відзначено нерівномірне кровонаповнення судин, що супроводжувалося ушкодженням ендотелію, підсиленням набряку й інфільтрації ендомізію лейкоцитами, індукцією проліферації фібробластів. Середня товщина серцевих м'язових волокон дещо знизилася, хоча, як і раніше, перевищувала показник в контролі (на 16,96%; p<0,05). В серці щурів 2-ї групи через 3 місяці експерименту визначені ознаки виразної кардіопатії. Ендокард характеризувався виразним набряком, дистрофією і деструкцією ендотелію, місцями - формуванням вузликів проліферації, інфільтрацією субендотеліальної зони лімфоцитами та макрофагами, дезорганізацією м'язово-еластичного шару. Визначали дистрофію та гибель провідних КМц. У внутрішньосерцевих гангліях серця в нейроцитах мали місце перинуклеарний набряк, хроматолізу, подекуди - гибель нейронів та проліферація глії. В судинах міокарда визначалися явища гіалінозу. Адвентиція багатьох судин, особливо в середньому та внутрішньому шарах, містила великі скупчення лімфоцитів, макрофагів та фібробластів. Явища ішемії, запалення та фіброзу були асоційовані з ознаками біосинтетичної недостатності та гибелі КМц.

Електрофізіологічне дослідження стану серця у тварин з алоксановим діабетом через 14 діб визначити незначні зміни. В обох групах в базальних умовах ЧСС і АрТ достовірно не відрізнялися від контролю. Але за цих умов сумарна кількість екстрасистол на фоні вагусної брадикардії дещо зросла. В 1-й групі цей показник в 1-й групі варіював в діапазоні 2-5 за 30 сек електростимуляції n. vagus. В 2-й групі цей показник зріс дещо більше і досягав 4,67±0,78 за 30 сек. Через 1 місяць ЦД в 1-й групі відзначено підтримання стабільного АТ, ЧСС та резистентності синусного вузла до ефектів n. vagus. За умов стимуляції парасимпатичного відділу автономної нервової системи, зареєстровано зростання кількості екстрасистол. Протягом 30 сек стимуляції кількість спонтанних скорочень шлуночків у щурів 1-ї групи зростала до 3-8. Поріг фібриляції шлуночків був в межах показників інтактних щурів. У щурів 2-ї групи через 1 місяць експерименту визначено зростання ЧСС на 11,21% (p<0,05), САТ - на 7,68% (p<0,05), ДАТ -на 11,84% (p<0,05) порівняно з контролем. За умов вагусної брадикардії визначено зростання кількості екстрасистол майже в 2 рази - до 10,83±3,2 за 30 сек (p<0,05). Закономірним може вважатися відзначене в цей термін зниження ПФ до 5,6±0,21 мА. Кореляційний аналіз в 2-й групі дозволив визначити зв'язок між ПФ з одного боку та ПО судин (r=-0,384), ПО матриксу ендомізію (r=-0,627), ПО лейкоцитів (r=-0,398), діаметром КМц (r=0,412) - з іншого. алоксановий діабет серце

Через 2 місяці ЦД стан серця щурів 1-ї та 2-ї груп суттєво відрізнявся. В 1-й групі на фоні тенденції до зростання АрТ і ЧСС зберігалися механізми підтримання резистентності синусного вузла до ефектів вагусу. Але за умов вагусної брадикардії відбувалося підвищення ектопічної електричної активності - кількість шлуночкових екстрасистол значно зросла, хоча й не перевищувала 5% від кількості серцевих скорочень. Зафіксовано також зниження ПФ шлуночків на 16,63% (p<0,05) порівняно з попереднім терміном дослідження. В результаті цього, ПФ став на 18,1% нижчим за такий в інтактних тварин. На відміну від цього, в 2-й групі відбувалося зростання САТ і ДАТ, їх відмінність від контролю склала відповідно 15,23% і 19,74% (p<0,05), що корелювало з підвищенням сенситивності АТ1 рецепторів (тобто зі зниженням ЕС50 для АнгІІ - rСАТ=-0,578, rДАТ=-0,871). На відміну від 1-ї групи, стимуляція n. vagus викликала більш значний ефект і супроводжувалася зростанням ектопічної активності міокарда шлуночків (кількість екстрасистол сягала до 10% серцевих скорочень) та падінням показника ПФ - на 36,4% порівняно з контролем (p<0,01).

До кінця 3-го місяця експериментального ЦД зростання сенситивності АТ1 рецепторів в обох групах супроводжувалося розладом функціональної активності серця. САТ збільшився на 10,43%, а ДАТ - на 7,79% порівняно з контролем (p<0,05). На фоні зростання хронотропного ефекту вагусу зареєстровано суттєве зростання кількості екстрасистол - до 9,46% (p<0,05). ПФ зменшився на 8,89% (p<0,05) порівняно з попереднім терміном й на 24,04% відрізнявся від контролю (p<0,05). В 2-й групі прогресування тахікардії супроводжувалося підйомом артеріального тиску. Ефект вагусної брадикардії був на 19,56% вищим, чим в інтактних щурів (p<0,05). Кількість екстрасистол зостала до 20% від ЧСС. Зменшення ПФ за останній місяць призвело до розбіжностей від контролю та 1-ї групи відповідно на 43,15% і 25,15% (p<0,01).

Таким чином, виявлений у роботі феномен індивідуальної реактивності серця до патогенетичних факторів ЦД свідчить про роль сенситивності АТ1 рецепторів в детермінації структурного функціонального ремоделювання діабетичного серця. Раннє підвищення сенситивності АТ1 рецепторів в 2-й групі супроводжувалося обмеженням адаптаційної реакції, розвитком гіпертензії вже через 2 місяці експерименту, патологічними змінами провідної системи серця та прогресивним зростанням гетеротопічної електричної активності міокарда шлуночків.

Висновки

У дисертаційній роботі проведене теоретичне узагальнення й нове рішення актуальної та мало вивченої наукової задачі, що полягає в з'ясуванні механізмів структурно-функціонального ремоделювання серця за умов ЦД залежно від сенситивності АТ1 рецепторів та метаболізму оксиду азоту.

1. Сенситивність АТ1 рецепторів за умов експериментального ЦД є динамічним параметром реактивності організму, що відбиває терміни та виразність ендотеліальної дисфункції, зміну функціональної активності лейкоцитів та характер морфогенетичних змін в серцево-судинній системі. Індукція ЦД супроводжується розвитком гіпосенситивності АТ1 рецепторів: через 14 діб в 1-й групі зростання ЕС50 для АнгІІ складало 67,06% (p<0,01); в 2-й групі - 22,4% (p<0,05).

2. У щурів 1-ї групи зниження чутливості АТ1 рецепторів протягом 1-го місяця ЦД було пов'язане з підвищенням активності eNOS, ГЦ та ПкА. Через 2 місяці ЕС50 АнгІІ поверталася до контрольного значення, що супроводжувалося обмеженням продукції та ефективності сигналізації NO. Через 3 міс зростання сенситивності АТ1 рецепторів було сполучено з пригніченням eNOS і ПкА на фоні активації ПкС, ФДЕ та iNOS моноцитів.

3. Програма ремоделювання серця в 1-й групі включала розвиток гіпертрофії ЛШ, максимально вираженої через 2 міс. З кінця 2 міс в міокарді шлуночків визначалися мікроциркуляторні розлади, дифузна інфільтрація лімфоцитами та макрофагами, альтерація кардіоміоцитів. Прогресування цих змін протягом 3 міс призвело до зменшення TLV/V, зростання кількості екстрасистол (до 9,46% від ЧСС за умов вагусної стимуляції; p<0,05) та зниження порогу фібриляції (на 24,04% відносно контролю; p<0,05).

4. У щурів 2-ї групи короткочасний підйом активності eNOS нівелювався вже через 1 міс ЦД, що супроводжувалося зростанням сенситивності АТ1 рецепторів. Гіперсенситивність АТ1 рецепторів розвивалася на фоні пригнічення eNOS, ПкА та ГЦ за умов паралельної стимуляції ФДЕ та ПкС, і супроводжувалася стимуляцією іNOS моноцитів з 1 міс ЦД.

5. Гіперсенситивність АТ1 рецепторів визначала зміни геометрії діабетичного серця-рання гіпертрофія ЛШ з 2 міс супроводжувалася гіпертрофією ПШ з наступною дилатацією шлуночків (через 3 міс в ЛШ відношення T/V зменшилося на 34,4%, в ПШ- на 18,0%; p<0,05). Гістологічними детермінантами ремоделювання серця за умов ЦД у щурів 2-ї групи були гіпертрофія КМц на фоні неоваскуляризації міокарда (через 1 міс), розвиток ангіопатії, набряк та інфільтрація субендокардіального та периваскулярного регіонів серця (протягом 2-го міс), дистрофія та гибель провідних і скоротливих кардіоміоцитів з активацією фіброгенезу в міокарді (через 3 міс ЦД).

6. Патохімічні та структурі зміни в серці у щурів 2-ї групи супроводжувалися підйомом артеріального тиску та порушенням електричної стабільності серця. Гіперсенситивність АТ1 рецепторів зумовлювала зменшення резистентності синусного вузла до вагусної стимуляції, що призводило до зростання кількості екстрасистол (до 10-12% через 2 міс і до 20% від ЧСС через 3 місяці; p<0,05) та зменшення порогу фібриляції серця (через 2 міс - на 36,4%, а через 3 міс - на 43,15% порівняно з контролем; p<0,01).

Список опублікованих праць здобувача за темою дисертації

1.Баринов Э. Ф. Межтканевые отношения в динамике развития кардиомиопатии при сахарном диабете / Э. Ф. Баринов, Н. Н. Канана // Укр. морф. альманах. - 2008.- Т. 6, № 1.- С. 48-49 (дисертант особисто виконала експериментальні дослідження, прийняла участь в морфологічному дослідженні шлуночків серця, провела статистичну обробку та аналіз отриманих результатів).

2.Канана Н. Н. Роль внутриклеточной сигнальной системы eNOS-Протеинкиназа G в модуляции сенситивности АТ1-рецепторов при сахарном диабете / Н. Н.Канана // Світ медицини та біології. - 2008. - № 2. - С. 62-65.

3.Баринов Э. Ф. Структурные изменения в эндомизии желудочков сердца при сахарном диабете / Э. Ф. Баринов, О. И. Николенко, Н. Н Канана // Вестн. неотл. и восстановит. мед. - 2008. - Т. 9, № 3. - С. 375-377 (дисертант виконала експериментальні дослідження, проаналізувала стан ендомізію за умов цукрового діабету, провела статистичну обробку та аналіз результатів).

4.Баринов Э. Ф. Модулирующие эффекты протеинкиназ А и С на активность различных звеньев сигнального пути eNOS-Протеинкиназа G при сахарном диабете / Э. Ф. Баринов, Х. Григорян, Н. Н. Канана, М. Э. Баринова // Проблеми ендокрин. патол. - 2008. - № 3. - С. 43-48 (дисертант виконала експериментальні дослідження, провела аналіз стану сигнальних систем та статистичну обробку даних).

5.Барінова М. Е Активність iNOS моноцитів периферійної крові в динаміці експериментального цукрового діабету у щурів з різною сенситивністю АТ1 рецепторів / М. Е. Барінова, Н. М. Канана, О. М.Сулаєва // Здобутки клін. і експерим. мед. - 2008. - Т. 9, № 2. - С. 27-29 (дисертант виконала експериментальні дослідження, проаналізувала стан сигнальних систем, провела статистичну обробку даних).

6.Барінов Е. Ф. Взаємозв'язок між активністю iNOS моноцитів та еNOS тромбоцитів в динаміці експериментального цукрового діабету / Е. Ф. Барінов, Н. М. Канана, М. Е. Барінова // Архів клін. і експерим. мед. - 2008. - Т. 17, № 2 - С. 127-129 (дисертант виконала експериментальні дослідження, провела статистичну обробку результатів).

7.Баринов Э. Ф. Роль системы eNOS-Протеинкиназа G в детерминации структурных нарушений миокарда при сахарном диабете / Э. Ф.Баринов, Н. Н.Канана // Таврич. мед-биол. вест. - 2008, Т. 11, № 3. - С. 14-16 (дисертант виконала експериментальні дослідження, провела дослідження in vitro та статистичну обробку даних).

8.Барінов Е. Ф. Структурні детермінанти розвитку дилятаційної кардіоміопатії при експериментальному цукровому діабеті / Е. Ф. Барінов, О. Н. Сулаєва, Н. М. Канана // Клініч. анатомія та оператив. хірургія. - 2009. - Т. 8, № 1. - С. 26-32 (дисертант виконала експериментальні дослідження, провела морфометричну оцінку міокарда серця, статистичну обробку та аналіз результатів).

9.Канана Н. М. Геометрія серця щурів за умов цукрового діабету - роль факторів індивідуальної реактивності / Н. М.Канана // Морфологія. - 2009. - Т. 3, № 1. - С. 44-49.

10.Барінов Е. Ф. Стан електричної стабільності серця у щурів з різною сенситивністю АТ1 рецепторів за умов алоксанового діабету / Е. Ф. Барінов, Н. М. Канана // Вестн. неотл. и восстановит. мед. - 2009. - Т. 10, № 1. - С. 98-101 (дисертант провела електрофізіологічні дослідження серця за умов цукрового діабету, статистичну обробку та аналіз результатів).

11.Канана Н. Н. Активность протеинкиназы С в динамике сахарного диабета: взаимосвязь с сенситивностью АТ1 рецепторов / Н. Н.Канана // Питання експерим. та клін. мед. - 2008, - Т. 1, Випуск 12. - С. 116-119.

12.Барінов Е. Ф. Морфогенез міокарда за умов розвитку діабетичної кардіопатії у щурів з різною сенситивністю АТ1 рецепторів / Е. Ф.Барінов, Н. М.Канана // Прикладні аспекти морфології експерим. і клін дослідж. - Тернопіль, 2008. - С. 11-12 (дисертант виконала експериментальні дослідження, провела морфометричну оцінку кардіоміоцитів та ендомізію діабетичного серця, статистичну обробку та аналіз результатів).

13. Баринов Э. Ф. Роль моноцитов-макрофагов в нарушении структурно-функционального состояния сердца при аллоксановом диабете / Э. Ф. Баринов, О. Н.Сулаева, Н. Н. Канана // III конгрес Общества специалистов по сердечной недостаточности “Сердечная недостаточность”: тезисы. - Москва, 2008. - С. 95 (дисертант виконала експериментальні й біохімічні дослідження, статистичну обробку та аналіз результатів).

14. Баринов Э. Ф. Роль протеинкиназы С в развитии кардиоренальных осложнений сахарного диабета / Э. Ф. Баринов, Х. Григорян, Н. Н. Канана // Патологія. - 2008. - Т. 5, № 3. - С. 151 (дисертант виконала експериментальні дослідження, провела морфометричну оцінку діабетичного серця, статистичну обробку та аналіз результатів).

15. Баринов Э. Ф. Сенситивность АТ1 рецепторов в динамике аллоксанового дабета у крыс / Э. Ф. Баринов, Н. Н. Канана // Бюл. V читань ім. В.В. Підвисоцького. - Одеса, 2008. - С. 59 (дисертант виконала експериментальні дослідження, провела біохімічний аналіз сенситивності АТ1 рецепторів, статистичну обробку та аналіз результатів).

16. Баринов Э. Ф. Анализ механизмов внутриклеточной регуляции Са2+-гомеостаза при сахарном диабете / Э. Ф. Баринов, Н. Н. Канана // Укр. мед. Альманах. - 2008. - Т. 6, № 2. - С.176 (дисертант виконала експериментальні й біохімічні дослідження, статистичну обробку та аналіз результатів).

17. Баринов Э. Ф. Роль внутриклеточной сигнальной системы eNOS -протеинкиназа G в развитии диабетической кардиомиопатии / Э. Ф. Баринов, Н. Н. Канана // Патогенез. - 2008.- Т. 6, № 3 - С. 45 (дисертант виконала експериментальні дослідження, провела оцінку електричної стабільності серця за умов алоксанового діабету, статистичну обробку та аналіз результатів).

Анотація

Канана Н.М. Механізми ремоделювання міокарда за умов алоксанового діабету у щурів з різною сенситивністю АТ1 рецепторів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за фахом 14.03.04 - патологічна фізіологія. - Донецький національний медичний університет ім. М. Горького МОЗ України, Донецьк, 2009.

Дисертаційна робота присвячена визначенню механізмів розвитку компенсаторно-пристосувальних та патологічних процесів діабетичного серця залежно від сенситивності АТ1 рецепторів. Показано, що розвиток ЦД супроводжується раннім зниженням сенситивності АТ1 рецепторів різної виразності. У щурів 1-ї групи гіпосенситивність АТ1 рецепторів тривала протягом 2-х місяців і призводила до активації внутрішньоклітинної сигнальної системи eNOS-протеїнкіназа G та ПкА. Програма ремоделювання серця в цій групі включала розвиток гіпертрофії серця (переважно ЛШ.). З кінця 2 міс в міокарді лівого шлуночка, окрім гіпертрофії м'язових волокон та неоангіогенезу, визначалися мікроциркуляторні розлади, дифузна інфільтрація міокарда лімфоцитами та макрофагами, альтерація кардіоміоцитів. Прогресування цих змін протягом 3 міс призвело до зміни TLV/V, зростання кількості екстрасистол за умов вагусної стимуляції (до 9,46% від ЧСС), та зниження порогу фібриляції (на 24,04% відносно контролю; p<0,05). У тварин 2-ї групи після початкового зниження сенситивності АТ1 рецепторів зареєстроване відновлення ЕС50 АнгІІ через 1 міс, та зростання чутливості АТ рецепторів через 2 міс ЦД. Ремоделювання діабетичного серця включало гіпертрофію ЛШ через 1 міс і ПШ - через 2 міс, з подальшим розвитком дилятаційної кардіоміопатії. З 2-го місяця в серці визначалися ознаки ендотеліальної дисфункції, ангіопатії, інтерстиційного запалення, еластолізу, альтерації провідних та скоротливих кардіоміоцитів. Структурні зміни були асоційовані зі зниження порогу фібриляції серця та зростання кількості екстрасистол на тлі вагусної стимуляції.

Ключові слова: цукровий діабет, ремоделювання серця, АТ1 рецептори, внутрішньоклітинні сигнальні системи.

Аннотация

Канана Н.Н. Механизмы ремоделирования миокарда при аллоксановом диабете у крыс с разной сенситивностью АТ1 рецепторов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.04. - патологическая физиология. - Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького МЗ Украины, Донецк, 2009.

Диссертационная работа посвящена решению актуальной и мало изученной задачи современной патофизиологии - ремоделированию миокарда при сахарном диабете в зависимости от сенситивности рецепторов 1 типа (АТ1) к ангиотензину ІІ (АнгІІ) и метаболизма оксида азота (NO). Моделирование сахарного диабета (СД) проводили путем инъекции аллоксана в хвостовую вену крыс. С помощью ингибиторного анализа на суспензии тромбоцитов исследовали сенситивность АТ1 рецепторов, состояние сигнальной системы eNOS-Протеинкиназа G, активность гуанилатциклазы (ГЦ), фосфодиэстераз (ФДЭ), протеинкиназ А и С (ПкА и ПкС); в моноцитах, выделенных из периферической крови, изучали продукцию оксида азота и активность индуцибельной синтазы оксида азота (iNOS). Геометрию желудочков сердца, морфологию и электрическую стабильность сердца анализировали через 14 суток, 1, 2 и 3 месяца после начала эксперимента.

Через 14 суток после введения аллоксана у крыс зарегистрировано снижение сенситивности АТ1 рецепторов. Однако выраженность данного феномена была различной, что позволило распределить животных на две группы. В 1-ю группу вошли крысы, для которых было характерно повышение ЕС50 АнгІІ на 67,06±3,7% (p<0,01), во 2-й группе ЕС50 АнгІІ возрастала на 22,4±2,3% (p<0,05). У крыс 1-й группы снижение чувствительности АТ1 рецепторов в течение 1-го месяца СД было связано с повышением активности eNOS, ГЦ и ПкА. Восстановление через 2 мес ЕС50 АнгІІ сопровождалось ограничением продукции NO и эффективности внутриклеточной сигнализации данного метаболита. Через 3 мес повышение сенситивности АТ1 рецепторов было ассоциировано с угнетением eNOS и ПкА на фоне активации ПкС, ФДЭ и iNOS моноцитов. Программа ремоделирования сердца в 1-й группе включала ангиогенез и развитие гипертрофии преимущественно левого желудочка (ЛЖ), максимально выраженной через 2 мес. С конца 2 мес в миокарде ЛЖ, определялись микроциркуляторные нарушения, диффузная инфильтрация миокарда лимфоцитами и макрофагами, альтерация кардиомиоцитов (КМц). Прогрессирование изменений в течение 3 мес привело к повышению количества экстрасистол (до 9,46% ЧСС) и снижению порога фибрилляции на 24,04% в сравнении с контролем (p<0,05).

У крыс 2-й группы кратковременный подъем активности eNOS нивелировался через 1 мес СД, сопровождаясь повышением сенситивности АТ1 рецепторов (в течение 2-3 мес). Гиперсенситивность АТ1 рецепторов развивалась на фоне угнетения ПкА и ГЦ, при параллельной стимуляции ФДЭ и ПкС. К концу 1 мес СД, ингибирование eNOS сопровождалось стимуляцией іNOS, что морфологически было связано с повреждением эндотелия сосудов и эндокарда, развитием ангиопатии, отека и инфильтрации эндомизия миокарда, явлениями эластолиза. Гипертрофия ЛЖ через 1 мес, со 2 мес сопровождалась гипертрофией правого желудочка (ПЖ) с последующей дилатацией камер сердца (через 3 мес T/V уменьшилось в ЛЖ на 34,4% и в ПЖ- на 18,0%; p<0,05). Структурными детерминантами ремоделирования сердца при СД у крыс 2-й группы были выраженная гипертрофия КМц на фоне неоваскуляризации миокарда (через 1 мес), развитие ангиопатии, отек и инфильтрация субэндокардиальной и периваскулярной зон (в течение 2 мес), дистрофия, лизис, апоптоз проводящих и сократительных КМц, активация фиброза миокарда (через 3 мес СД). Патохимические и структурные изменения в сердце крыс 2-й группы сопровождались повышением систолического и диастолического АД (соответственно на 23,46% и 26,92%; p<0,01) и нарушением электрической стабильности сердца. Гиперсенситивность АТ1 рецепторов обусловливала уменьшение резистентности синусного узла к вагусной стимуляции, увеличение количества экстрасистол (до 20% от ЧСС через 3 мес), а также снижение порога фибрилляции (через 3 мес - на 43,15% по сравнению с контролем; p<0,01). Следовательно, индивидуальные особенности реактивности АТ1 рецепторов и метаболизма оксида азота определяют параметры ремоделирования сердца при СД. Снижение сенситивности АТ1 рецепторов ассоциировано с повышением активности eNOS, ГЦ и ПкА, пролонгированием компенсаторно-приспособительных реакций сердца. Гиперсенситивность АТ1 рецепторов связана с угнетением eNOS, и сопровождается развитием эндотелиальной дисфункции, ангиопатии, воспаления дистрофией и гибелью КМц, дилатацией желудочков, нарушением электрической стабильности сердца.