Ефект хронічного прикладання німодипіну на кальцієвий гомеостаз у нейронах дорсального рогу спинного мозку щурів за умов розвитку діабетичної нейропатії - Автореферат

Цілком логічним є припущення, що розвиток периферичних діабетичних нейропатій може бути повязаним із порушенням передачі ноцицептивних стимулів сенсорними нейронами та змінами в синаптичній передачі, що можуть бути наслідком розвитку порушень кальцієвого гомеостазу в даних нейронах. Показано, що хронічне введення блокаторів цього типу каналів, таких як ніфедипін, німодипін та ін., справляє нормалізуючий вплив на больові поведінкові реакції щурів при діабеті, на нефропатичні ускладнення діабету, сприяє значному уповільненню розвитку діабетичної мікроангіопатії та ретинопатії (Biesseles et al. З огляду на той факт, що нормалізуючий ефект дигідропіридинів, а особливо німодипіну, мав місце навіть на ранніх етапах розвитку діабетичної нейропатії, вивчення механізмів такого впливу набуває особливої важливості для виявлення тих нейрональных структур, ушкодження яких має першорядне значення для подальшого розвитку нейропатичних ускладнень діабету. Мета даної роботи полягала в оцінці впливу хронічного введення німодипіну на розвиток сенсорних полінейропатій у щурів зі стрептозотоцин - індукованим діабетом і виявити можливий вплив такої терапії на зміни кальцієвої сигналізації у вторинних сенсорних нейронах дорсального рогу спинного мозку, викликані діабетом. Дослідити вплив хронічного введення німодипіну на зміни в больовій чутливості і поведінкових реакціях у щурів зі стрептозотоцин - індукованим (СТЗ) діабетом, використовуючи метод "формаліновий тест".тварини з СТЗ-індукованим діабетом, що одержували з їжею протягом трьох тижнів блокатор дигідропіридинчутливих кальцієвих каналів, що вільно проникає через гематоенцефалічний барєр - німодипін (група 5); В експериментах брали участь 21 контрольна тварина, 5 контрольних тварин, що одержували німодипин; 6 контрольних тварин, що одержували еналаприл, 26 тварин зі СТЗ-індукованим діабетом; 12 СТЗ-діабетичних тварин, що одержували німодипин і 8 СТЗ-діабетичних тварин, що одержували еналаприл. За умов розвитку СТЗ-індукованого діабету інтенсивність реакції в першій фазі достовірно зростала у порівнянні з контрольними тваринами (від 19±6 с (n=13) в контролі до 72±8 с (n=12) в діабеті, р<0.05), а у другій фазі достовірно зменшувалась (з 444±27 с в контролі до 369±25 с при діабеті, p<0.05). За умов розвитку СТЗ-індукованого діабету інтенсивність реакції в першій фазі також достовірно зростала у порівнянні з контрольними тваринами (від 18±3 с (n=13) в контролі до 62±13 с (n=12) в діабеті, р*<0.05), а у другій фазі достовірно зменшувалась (з 384±25 с в контролі до 253±25 с при діабеті, p*<0.05). Істотної різниці значень пікових амплітуд кальцієвих транзиєнтів, викликаних деполяризацією, у тварин з інших груп виявлено не було (636±36 (n=28), 593±43 (n=30), 610±44 (n=22) для тварин з груп І, ІІ і ІІІ та 564±51 (n=38) 607±39 (n=20) для тварин з груп IV та VI) (Рис.Здійснено аналіз змін больових поведінкових реакцій і кальцієвої сигналізації в нейронах дорсального рогу спинного мозку щурів, що були викликані хронічним прикладанням німодипіну в умовах розвитку стрептозотоцин-індукованого діабету. Інтенсивність реакцій у першій фазі формалінового тесту, фізіологічно відповідальної за гострий біль, у діабетичних тварин, що одержували німодипін, була достовірно нижче, ніж у діабетичних, але достовірно вище, ніж у контрольних. В експериментах, проведених з використанням методу "гаряча поверхня", не виявлено достовірних відмінностей больового порогу у відповідь на термічний стимул у щурів зі стрептозотоцин - індукованим діабетом, що одержували німодипін, від контрольних і діабетичних тварин. Швидкість больової реакції при температурі 48 С у діабетичних щурів, що одержували німодипін, була достовірно менше, ніж у контрольних, що свідчить про наявність у них термічної гіпоалгезії; однак даний параметр у цих тварин достовірно вище, ніж у діабетичних, що говорить про часткове відновлення термальної чутливості. Амплітуда [Ca2 ]і транзієнтів, викликаних гіперкалієвою деполяризацією, у нейронах щурів із групи тварин зі СТЗ-індукованим діабетом, що одержували німодипін, була достовірно менше, ніж у нейронах тварин з усіх інших досліджених груп.

Основний зміст роботи

1. Здійснено аналіз змін больових поведінкових реакцій і кальцієвої сигналізації в нейронах дорсального рогу спинного мозку щурів, що були викликані хронічним прикладанням німодипіну в умовах розвитку стрептозотоцин-індукованого діабету.

2. В експериментах, проведених з використанням формалінового тесту, показано, що хронічне прикладання німодипіну призводить до достовірних змін у больовій чутливості щурів зі стрептозотоцин - індукованим діабетом. Інтенсивність реакцій у першій фазі формалінового тесту, фізіологічно відповідальної за гострий біль, у діабетичних тварин, що одержували німодипін, була достовірно нижче, ніж у діабетичних, але достовірно вище, ніж у контрольних. Інтенсивність реакції в другій "тонічній" фазі у таких тварин не відрізнялась достовірно від діабетичних, залишаючись достовірно вищою, ніж у контрольних.

3. В експериментах, проведених з використанням методу "гаряча поверхня", не виявлено достовірних відмінностей больового порогу у відповідь на термічний стимул у щурів зі стрептозотоцин - індукованим діабетом, що одержували німодипін, від контрольних і діабетичних тварин. Швидкість больової реакції при температурі 48 С у діабетичних щурів, що одержували німодипін, була достовірно менше, ніж у контрольних, що свідчить про наявність у них термічної гіпоалгезії; однак даний параметр у цих тварин достовірно вище, ніж у діабетичних, що говорить про часткове відновлення термальної чутливості.

4. Показано, що базальний рівень [Ca2 ]і не відрізняється достовірно в нейронах тварин усіх досліджених груп. Хронічне введення німодипіну не впливало на рівень залишкового Ca2 після деполяризації. Амплітуда [Ca2 ]і транзієнтів, викликаних гіперкалієвою деполяризацією, у нейронах щурів із групи тварин зі СТЗ-індукованим діабетом, що одержували німодипін, була достовірно менше, ніж у нейронах тварин з усіх інших досліджених груп.

5. Показано достовірне збільшення амплітуди кальцієвого транзиєнту, викликаного аплікацією кофеїну у нейронах діабетичних щурів, що одержували німодипін. Разом з тим, амплітуда такого транзиєнту була достовірно менше, ніж у нейронах контрольних тварин.

6. Показано, що в нейронах контрольних і діабетичних щурів пряма аплікація німодипіну на нейрони дорсального рогу спинного мозку не впливає на вивільення кальцію з ріанодин - чутливого депо ЕР.

7. Показано достовірне збільшення амплітуди кальцієвого транзиєнту, викликаного аплікацією іономіцину в безкальцієвому розчині в нейронах діабетичних щурів, що одержували німодипін. Разом з тим, амплітуда такого транзиєнту достовірно менша, ніж у нейронах контрольних тварин.

8. Здійснено аналіз змін больових поведінкових реакцій і кальцієвої сигналізації в нейронах дорсального рогу спинного мозку щурів, що були викликані хронічним введенням вазодилатору еналаприлу в умовах розвитку стрептозотоцин-індукованого діабету. Показано, що хронічне введення еналаприлу діабетичним тваринам сприяло частковому відновленню термальної чутливості. Водночас, еналаприл не впливав на больові поведінкові реакції під час формалінового тесту. Показано, що хронічне введення еналаприлу СТЗ-діабетичним щурам здатне частково компенсувати порушення нейрональної кальцієвої сигналізації, але вираженість компенсаторних змін була меншою, ніж при використанні німодипіну.

9. Блокатор дигідропіридинчутливих кальцієвих каналів німодипін можна розглядати як один з можливих фармакологічних агентів, здатних полегшувати симптоми діабетичної нейропатії шляхом корекції порушень нейронального кальцієвого гомеостазу, яка може бути опосередкованою впливом на підвищену активність L-типу Ca2 каналів та на функціонування L-канал-ріанодин-рецепторного комплексу. Разом з тим, позитивна дія німодипіну може бути опосередкована процесами, повґязаними як з прямим впливом на нейрони так і з його вазодилаторним ефектом.

Перелік опублікованих праць здобувача за темою дисертації

Kruglikov I., Gryshchenko O., Shutov L., Kostyuk E., Voitenko N. Diabetes-induced abnormalities in ER calcium mobilization in primary and secondary nociceptive neurons // Pfluger Archive. 2004. Vol. 448, №4. P. 395-401.

Shutov L., Kruglikov I.,.Shishkin V,.Borisovskaya M,.Kostyuk E, Voitenko N. Calcium release from the internal stores as a possible target for antinociceptive treatment in rats with experimentally-induced diabetes // Neurophysiology. 2002. Vol.34, №2/3. P. 242-244.

Kruglikov I., Shutov L., Potapenko E., Voitenko N., Kostyuk P. Metabotropic purinoreceptors in rat dorsal horn neurones: predominant dendritic location // Neuroreport. 2001. Vol.12, №16. P. 3503-3507.

Kruglikov I., Shutov L., Voitenko N. Involvement of the intracellular Ca2 stores in Ca2 signalling of rat laterodorsal thalamic neurones // Neurophysiology. 2001. Vol. 33, №2. P. 106-110.

Kruhlykov I., Shutov L., Shyshkin V., Kostiuk O., Potapenko Ie., Voitenko N. Changes in intracellular mechanisms in sensory neurons in experimental diabetes mellitus // Fiziol Zh. 2001. Vol.47, №5. P. 18-25.

Тези доповідей: 1. Shutov L., Gryshchenko O., Kruglikov I., Kostyuk P., Voitenko N. Effect of nimodipine treatment on thermal hypoalgesia and calcium signalling in nociceptive neurones in streptozotocin-diabetic rats. IASN 2004. Yalta (Ukraine). 2004.

2. Shutov L., Kruglikov I., Voitenko N. Functioning of intracellular calcium stores is impared in dorsal horn neurones under experimental diabetes, 3 rd Ukrainean Biophysical Society Congress. Lviv (Ukraine). 2002.

3. Shutov L., Kruglikov I., Potapenko E., Voitenko N., Kostyuk P. Predominant dendritic location of metabotropic purinoreceptors in rat dorsal horn neurones. 3-rd Forum of European Neuroscience Societies. -Paris (France). 2002.