Порівняльний аналіз окремих патобіохімічних та патоморфологічних еквівалентів ішемічно-реперфузійного пошкодження головного мозку в дорослих та старих щурів - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВЯ УКРАЇНИ ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ОКРЕМИХ ПАТОБІОХІМІЧНИХ ТА ПАТОМОРФОЛОГІЧНИХ ЕКВІВАЛЕНТІВ ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙНОГО ПОШКОДЖЕННЯ ГОЛОВНОГО МОЗКУ В ДОРОСЛИХ ТА СТАРИХ ЩУРІВРобота виконана в Буковинському державному медичному університеті МОЗ України. Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Ткачук Світлана Сергіївна, Буковинський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри фізіології. Захист відбудеться «29» червня 2011 р. о 1300 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 76.600.02 у Буковинському державному медичному університеті МОЗ України (58002, м.Чернівці, Театральна пл., 2). З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Буковинського державного медичного університету МОЗ України (58002, м.Автором досліджено окремі гісто-, патохімічні та патоморфологічні зміни в структурах нової кори й гіпокампа дорослих і старих щурів і проведено їх порівняльний аналіз. Зясувати особливості деяких ланок патогенезу ішемічно-реперфузійного пошкодження структур нової кори та гіпокампа в старих самців-щурів за окремими гістохімічними, патобіохімічними і патоморфологічними параметрами на підставі їх порівняльного аналізу з відповідними показниками в дорослих тварин. Порівняти реакцію катехоламінергічних систем структур нової кори та гіпокампа дорослих і старих щурів на двобічну каротидну ішемію та ішемію-реперфузію. Зіставити вираженість оксидативного стресу (інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів, окиснювальної модифікації білків) та зміни активності антиоксидантних ферментів у структурах нової кори та гіпокампа дорослих і старих щурів за умов каротидної ішемії-реперфузії. Проаналізувати стан протеолітичної активності в структурах нової кори та гіпокампа дорослих і старих щурів при двобічній каротидній ішемії-реперфузії.Усіх тварин поділили на 4 експериментальні групи: І група - контрольні дорослі щури; ІІ група - контрольні старі щури; ІІІ група - дорослі щури, яким здійснювали двобічну каротидну ішемію-реперфузію; IV група - старі щури, яким здійснювали двобічну каротидну ішемію-реперфузію. Старіння модифікує нейрохімічний статус головного мозку, зокрема, вміст КА (О.Г.Резніков та ін., 2001; И.А.Волчегорский и др., 2003), які беруть активну участь у формуванні відповіді як на ішемію, так і на реперфузію. У старих щурів у відповідь на аналогічне втручання в усіх структурах, за винятком поля гіпокампа САЗ, зріс уміст ДК, а в корі лобової частки - уміст МА. Незважаючи на низьку конститутивну активність СОД у старих щурів, ішемія-реперфузія спричинила ще більше її пригнічення в усіх структурах, крім кори потиличної частки та поля САЗ. Крім того, за даних умов активність КТ знизилася в корі потиличної частки й зросла в полях гіпокампа СА1 і САЗ, активність ГПО зросла в корі лобової та потиличної часток і знизилася - в полі СА1.У дорослих та старих тварин відповідно зниження склало: в корі лобової частки - 6,3 раза та 5 разів, потиличної - 6,5 раза та 17 разів, полі гіпокампа СА1 - 5,2 та 1,6 раза, СА2 - 4,0 та 2,1 раза, САЗ - 2,8 та 2,7 раза. У дорослих щурів ішемія-реперфузія мозку призводить до достовірного зростання вмісту як первинних (дієнових конюгатів), так вторинних (малонового альдегіду) продуктів пероксидного окиснення ліпідів у корі лобової і потиличної часток (на 20 і 40 % та 9 і 40 % відповідно), вмісту малонового альдегіду в полях гіпокампа СА1, СА2, САЗ (на 10, 18, 27 % відповідно), а в старих щурів - до зростання вмісту переважно первинних продуктів (дієнових конюгатів у корі лобової, потиличної часток, полях гіпокампа СА1, СА2 на 24, 39, 58, 35 % відповідно). У відповідь на ішемію-реперфузію в корі лобової, потиличної часток, полях гіпокампа СА1, СА2, САЗ дорослих тварин достовірно знижується активність супероксиддисмутази (в 1,5, 1,5, 2,4, 2,2, 2,1 раза відповідно) на тлі зростання активності каталази в усіх структурах, за винятком поля СА1, та активності глутатіонпероксидази в обох відділах кори; у старих щурів, незважаючи на достовірно меншу конститутивну активність супероксиддисмутази, ішемія-реперфузія знижує її в корі лобової частки, полях гіпокампа СА1 та СА2 в 3,5, 1,6, 1,7 раза при більш обмеженому, ніж у дорослих, зростанні активності каталази та глутатіонпероксидази або її зниженні в окремих структурах. Двобічна каротидна ішемія-реперфузія підвищує вміст продуктів окиснювальної модифікації білків нейтрального й основного характеру в корі лобової та потиличної часток дорослих щурів в 1,2 й 1,3 раза та 1,2 й 1,4 раза відповідно, знижує вміст продуктів окиснювальної модифікації білків нейтрального характеру в 1,2 раза в полі САЗ; у старих щурів різнонаправлені зміни постішемічного вмісту обох або одного з продуктів окиснювальної модифікації білків виявлено в усіх досліджених структурах, за винятком поля САЗ, що свідчить про відмінності локальних церебральних механізмів старіння.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове експериментальне вирішення наукової задачі зі зясування особливостей патогенезу ішемічно-реперфузійного пошкодження структур нової кори та гіпокампа старих щурів за окремими гістохімічними, патобіохімічними та морфологічними параметрами.

1. 20-хвилинна каротидна ішемія достовірно знижує інтенсивність флуоресценції катехоламінів у всіх досліджених структурах мозку щурів обох вікових груп з кількісними відмінностями. У дорослих та старих тварин відповідно зниження склало: в корі лобової частки - 6,3 раза та 5 разів, потиличної - 6,5 раза та 17 разів, полі гіпокампа СА1 - 5,2 та 1,6 раза, СА2 - 4,0 та 2,1 раза, САЗ - 2,8 та 2,7 раза. Протягом одногодинної реперфузії в усіх досліджених структурах мозку дорослих та старих щурів, за винятком поля СА1 останніх, інтенсивність флуоресценції катехоламінів достовірно зростає стосовно постішемічних показників, не сягаючи контрольних значень. Ступінь відновлення вмісту катехоламінів вищий у структурах мозку дорослих щурів.

2. У дорослих щурів ішемія-реперфузія мозку призводить до достовірного зростання вмісту як первинних (дієнових конюгатів), так вторинних (малонового альдегіду) продуктів пероксидного окиснення ліпідів у корі лобової і потиличної часток (на 20 і 40 % та 9 і 40 % відповідно), вмісту малонового альдегіду в полях гіпокампа СА1, СА2, САЗ (на 10, 18, 27 % відповідно), а в старих щурів - до зростання вмісту переважно первинних продуктів (дієнових конюгатів у корі лобової, потиличної часток, полях гіпокампа СА1, СА2 на 24, 39, 58, 35 % відповідно).

3. У відповідь на ішемію-реперфузію в корі лобової, потиличної часток, полях гіпокампа СА1, СА2, САЗ дорослих тварин достовірно знижується активність супероксиддисмутази (в 1,5, 1,5, 2,4, 2,2, 2,1 раза відповідно) на тлі зростання активності каталази в усіх структурах, за винятком поля СА1, та активності глутатіонпероксидази в обох відділах кори; у старих щурів, незважаючи на достовірно меншу конститутивну активність супероксиддисмутази, ішемія-реперфузія знижує її в корі лобової частки, полях гіпокампа СА1 та СА2 в 3,5, 1,6, 1,7 раза при більш обмеженому, ніж у дорослих, зростанні активності каталази та глутатіонпероксидази або її зниженні в окремих структурах.

4. Двобічна каротидна ішемія-реперфузія підвищує вміст продуктів окиснювальної модифікації білків нейтрального й основного характеру в корі лобової та потиличної часток дорослих щурів в 1,2 й 1,3 раза та 1,2 й 1,4 раза відповідно, знижує вміст продуктів окиснювальної модифікації білків нейтрального характеру в 1,2 раза в полі САЗ; у старих щурів різнонаправлені зміни постішемічного вмісту обох або одного з продуктів окиснювальної модифікації білків виявлено в усіх досліджених структурах, за винятком поля САЗ, що свідчить про відмінності локальних церебральних механізмів старіння.

5. У дорослих щурів двобічна каротидна ішемія-реперфузія достовірно посилює лізис високомолекулярних білків та колагену в усіх досліджених структурах мозку, за винятком поля гіпокампа СА1, та всіх або окремих параметрів фібринолітичної активності. У переважній більшості структур мозку старих тварин дане втручання знижує всі чи деякі параметри протеолітичної та фібринолітичної активності за незначним винятком. Характерним для порушення фібринолізу в мозку тварин даної групи є зниження активності найбільш ефективної ферментативної складової.

6. Сукупний аналіз індукованих ішемією змін гісто- і біохімічних параметрів демонструє менш істотну в старих щурів реакцію катехоламінів на ішемію та ступінь їх відновлення протягом реперфузійного періоду, нижчу активність ферментативнозалежних реакцій (тканинного протеолізу та фібринолізу, антиоксидантного захисту), переважне зростання в старих щурів інтенсивності ліпопероксидації за високореакційноздатними первинними продуктами, що в цілому характеризує зниження рівня функціонування адаптаційних механізмів мозку.

7. Патоморфологічні порушення після двобічної каротидної ішемії-реперфузії головного мозку у тварин обох вікових груп полягають у появі значної кількості гіпохромних та гіперхромних нейроцитів зі зміненою формою та розмірами, зменшеною кількістю органел та порушенням їх структури, набряком тіл і відростків протоплазматичних астроцитів у всіх досліджених відділах мозку з більшим ступенем порушень у полях гіпокампа, особливо, у полі САЗ. Виявлені морфологічні зміни суттєвіші в старих тварин, що проявляється наявністю різко гіпо- і гіперхромних та пікнотичних клітин, а в гіпокампі - загибеллю частини нейроцитів.

1. Ткачук С.С. Нейроімунні взаємовідносини в нормі та при патології головного мозку (огляд літератури) / С.С.Ткачук, М.М.Сащук, Т.І.Бойчук, В.О.Куровська // Клінічна та експериментальна патологія. 2008.Т. VII, № 1. С. 132-136. (Здобувач особисто провела пошук, аналіз літературних джерел, підготувала статтю до друку).

2. Бойчук Т.І. Ранні зміни активності маркерних ферментів клітинних мембран після неповної глобальної ішемії мозку в щурів різного віку // Т.І.Бойчук, С.С.Ткачук // Клінічна та експериментальна патологія. 2008. Т. VII, № 3. С. 27-29. (Дисертант самостійно здійснила дослідження, статистичне опрацювання результатів, підготовку матеріалів до друку).

3. Ткачук С.С. Динаміка вмісту катехоламінів в окремих структурах мозку щурів різного віку при двобічній каротидній ішемії-реперфузії / С.С.Ткачук, Т.І.Бойчук, В.Ф.Мислицький // Клінічна та експериментальна патологія. 2010. Т. ІХ, № 1. С. 81-84. (Дисертант самостійно здійснила дослідження, статистичне опрацювання результатів, підготовку матеріалів до друку).

4. Ткачук С.С. Стан пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в окремих структурах головного мозку старих щурів при неповній глобальній ішемії / С.С.Ткачук, Т.І.Бойчук // Клінічна та експериментальна патологія. 2010. Т. ІХ, № 3. С. 109-112. (Дисертант самостійно здійснила дослідження, статистичне опрацювання результатів, підготовку матеріалів до друку).

5. Ткачук С.С. Порівняльний аналіз впливу двобічної каротидної ішемії-реперфузії на стан окиснювальної модифікації білків у структурах мозку дорослих та старих щурів / С.С.Ткачук, Т.І.Бойчук // Клінічна та експериментальна патологія. 2010. Т. ІХ, № 4. С. 110-112. (Дисертант самостійно здійснила дослідження, статистичну обробку, підготовку матеріалів до друку).

6. Бойчук Т.І. Морфологічні еквіваленти ішемічно-реперфузійного пошкодження нової кори та гіпокампа щурів / Т.І.Бойчук, С.С.Ткачук, К.С. Волков // Клінічна анатомія та оперативна хірургія. 2011. Т. 10, № 1. С. 61-68. (Дисертантом самостійно проведено експериментальне втручання, гістологічну проводку, статистичне опрацювання результатів, підготовку матеріалів до друку).

7. Бойчук Т.І. Особливості реакції окремих структур головного мозку старих щурів на двобічну каротидну ішемію-реперфузію за параметрами протео- та фібринолітичної активності / Т.І.Бойчук // Медична хімія. 2011. Т.13, № 1. С. 53-57.

8. Бойчук Т.І. Особливості системної та церебральної відстроченої реакції організму щурів на неповну глобальну ішемію мозку / Т.І.Бойчук // ІІІ Міжнародна медико-фармацевтична конференція студентів та молодих учених, присвячена 20-річчю Чорнобильської аварії: зб. матеріалів конф. Чернівці: Хист. 2006. Вип. 8. С. 39.

9. Ткачук С.С. Патобіохімічні аспекти нейроімунної дисрегуляції при неповній глобальній ішемії мозку / С.С.Ткачук, М.М.Сащук, І.Р.Тимофійчук, Т.І.Бойчук, В.О.Куровська // «VII читання ім. В.В. Підвисоцького»: матеріали наукової конференції, м. Одеса, 22-23 травня 2008 р.: - Одеса: Одеський медичний університет, 2008. С. 92-93. (Дисертант самостійно виконала дослідження, статистичне опрацювання результатів, формулювання основних положень).

10. Ткачук С.С. Вікова залежність нейрогормональних показників стрес-реактивності при неповній глобальній ішемії мозку щурів / С.С.Ткачук, В.П.Пішак, І.Р.Тимофійчук, Т.І.Бойчук // «Високогірна гіпоксія і геном»: тези доповідей наукової конференції з міжнародною участю, Терскол, Кабардино-Балкарія, Росія, 14-17 серпня 2008 р.: Фізіологічний журнал. 2008. Т. 54, № 4. С. 93. (Дисертант самостійно виконала дослідження, статистичне опрацювання результатів, формулювання основних положень).

11. Тимофійчук І.Р. Вікові особливості стрес-реактивності при неповній глобальній ішемії мозку / І.Р.Тимофійчук, В.О.Куровська, Т.І.Бойчук // V Міжнародна медико-фармацевтична конференція студентів та молодих учених: зб. матеріалів конф. Чернівці: Хист. 2008. Вип. 10. С. 239. (Дисертант самостійно виконала дослідження, статистичне опрацювання результатів, формулювання основних положень).

12. Бойчук Т.І. Церебральна реакція активності маркерних ферментів клітинних мембран на двобічну каротидну ішемію в щурів різного віку / Т.І.Бойчук, В.О.Куровська // VI Міжнародна медико-фармацевтична конференція студентів та молодих учених, присвячена 65-річчю БДМУ: зб. матеріалів конф. Чернівці: Хист. 2009. Вип. 11. С. 150. (Дисертант самостійно виконала дослідження, статистичне опрацювання результатів, підготовку матеріалів до друку).

13. Леньков А.М. Морфофункциональные изменения ткани гиппокампа при экспериментальном сахарном диабете, осложненном ишемически-реперфузионным повреждением головного мозга у самцов крыс / А.М.Леньков, С.С.Ткачук, Т.И.Бойчук // «Нейроэндокринология - 2010»: VIII Всероссийская конференция нейроэндокринологов, Санкт-Петербург, 20-22 апреля 2010 г. сборник материалов конференции. Санкт-Петербург, 2010 - С. 89-90. (Дисертант самостійно провела експериментальне втручання, гістологічну проводку, сформулювала основні положення).

14. Бойчук Т.І. Вікові особливості церебральної реакції прооксидантно-антиоксидантної системи на каротидну ішемію-реперфузію / Т.І.Бойчук, С.С.Ткачук // «Довкілля і здоровя»: Всеукраїнська науково-практична конференція, м. Тернопіль, 23-24 квітня 2010 р. збірник матеріалів конференції. Тернопіль: «Укрмедкнига», 2010. С. 12. (Дисертант самостійно виконала дослідження, статистичне опрацювання результатів, формулювання основних положень).

15. Ткачук С.С. Реакція катехоламінергічних систем окремих структур мозку старих щурів на ішемічно-реперфузійне пошкодження / С.С.Ткачук, Т.І.Бойчук, В.Ф.Мислицький // Матеріали XVIII зїзду Українського фізіологічного товариства з міжнародною участю, Одеса, 20-22 травня 2010 р.: Фізіологічний журнал. 2010. Т. 56, №2. С. 52-53. (Дисертант самостійно виконала дослідження, статистичне опрацювання результатів, формулювання основних положень).