Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время в структуре заболеваемости сахарный диабет (СД) занимает одно из ведущих мест. Учитывая, что данная патология сопровождается большим числом осложнений, а именно развитием органоспецифических поражений многих органов и систем, проблемы профилактики и лечения СД приобретают особое значение [Баранов В.Г., 1983; Демидова И.Ю. и др., 2000; Уильямз Г., Пикам Дж.К., 2003; Маколина и др., 2008; Zimmet Р., 1999; Wild S. et al., 2004; Taylor R., 2008].Смертность больных СД от неспецифических заболеваний легких в России составляет до 5,8%, а в некоторых странах и выше. В то же время состояние респираторной системы при данной патологии изучено недостаточно. Считают, что основную роль при СД играет гипергликемия, которая оказывает отрицательное действие на морфофункциональное состояние В-клеток поджелудочной железы. Окислительный стресс ведет к развитию ангиопатий, как результат, наиболее активного индуцирования свободно-радикального окисления в сосудистом русле, что связано с высоким уровнем кислорода крови. Патогистологические исследования больных СД подтверждают мнение, что легкое является органом мишенью для развития диабетических ангиопатий [Кодолова И.М. и др., 1982; Мазовецкий А.Г., Беликов В.К., 1987; Лысенко Л.В., 1990].
Сегодня достигнуты значительные успехи в области лечения диабета, но ведение больных путем жесткого контроля уровня глюкозы крови не приводит к достижению желаемого результата. Возникает необходимость дополнительного воздействия на разные звенья патологического процесса путем снижения тканевой гипоксии и уровня реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ).
Особое значение имеют препараты флавоноидной природы растительного происхождения, в частности дигидрокверцетин. Он проявляет антиокислительную активность, устойчив к автоокислению и малотоксичен, а также снижает сосудистую проницаемость и положительно влияет на систему гемостаза [Теселкин и др., 1996; Лукьянова Л.Д. и др., 2007; Жанатаев А.К. и др., 2008; Blostein-Fujii A. et al., 1999]. Синтетический антиоксидант, производное малоновой кислоты (препарат ПК-8), также обладает широким спектром фарма-
кологической активности [Доровских В.А. и др.. 1992; Целуйко С.С. и др., 2000; Битюцкая Л.Г., 2005].
Цель исследования
Изучить морфофункциональное состояние островков поджелудочной железы и легкого при экспериментальной гипергликемии и оценить эффективность применяемых антиоксидантных препаратов.
Задачи исследования
Создать экспериментальную модель нарушения углеводного обмена по типу стойкой длительной гипергликемии.
Изучить структурную организацию островков поджелудочной железы и легкого у экспериментальных животных при гипергликемии различной длительности.
Исследовать взаимосвязь между характером воздействия гипергликемии, ее длительностью и морфофункциональным состоянием эндокринной части поджелудочной железы и легкого.
Оценить действие антиоксидантных средств (дигидрокверце-тина и препарата ПК-8) на основании морфологических изменений эндокринной части поджелудочной железы и легкого при экспериментальной гипергликемии в различные сроки.
На основе сопоставления данных морфологического, морфо-метрического и биохимического исследований обосновать целесообразность применения антиоксидантов при гипергликемии в различные сроки.
Научная новизна работы Для проведения данного исследования была создана модель экспериментальной длительной гипергликемии путем сочетанного введения раствора глюкозы в организм крыс - перорально и парентерально (зарегистрировано рационализаторское предложение БЛ№ 1758 от 12.05.2009 «Способ создания стойкой гипергликемии без повреждения клеток островков поджелудочной железы»). Основное отличие модели состоит в том, что была достигнута необходимая степень тяжести гипергликемии, удалось избежать прямого токсического действия на инсулоциты островков поджелудочной железы, а пе-роральное введение обеспечило активное стимулирующее воздействие на В-клетки. Комплексное исследование позволило выявить этапность развития структурных изменений в В-клетках, сосудах микроциркуляторного русла островков поджелудочной железы при
гипергликемии в различные сроки. Проведено детальное электронно-микроскопическое описание морфологических изменений в В-клетках при гипергликемии. Показано, что по мере удлинения срока эксперимента нарастают дистрофические изменения в В-инсулоцитах, возрастают структурные изменения в сосудах микроциркуляторного русла и в соединительнотканных прослойках островков поджелудочной железы. Показана динамика морфологических изменений в легком по мере удлинения срока эксперимента, которая проявилась к 16 неделе появлением симптомокомплекса типичного для СД 2 типа, а именно: пери-капиллярного и интерстициального отека, эмфиземы, скопления альвеолярных макрофагов, периваскулярных образований по типу «гранулем», утолщением базальных мембран капилляров.
Полученные данные позволили в дальнейшем объективно оценить эффективность применяемых антиоксидантных препаратов и прийти к следующему заключению: дигидрокверцетин и препарат ПК-8 проявляют выраженные антиоксидантные свойства, понижают уровень реакции ПОЛ, активируют антиоксидантную защиту, снижают скорость нарастания структурных изменений в островках поджелудочной железы и в легком, возникающих в результате гипергликемии.
Теоретическая и практическая ценность работы
На основании проведенного морфологического и морфометриче-ского исследований расширены представления о структурной организации островков поджелудочной железы у интактных крыс и у животных с экспериментальной гипергликемией. Выявлены изменения инсу-лоцитов и сосудов микроциркуляторного русла в эндокринной части поджелудочной железы, а также в легком при длительной гипергликемии. Показано, что применение антиоксидантов, препарата ПК-8 и особенно дигидрокверцетина, позволяет улучшить оксигенацию тканей, снизить активность ПОЛ, повысить регенерационную способность ин-сулоцитов и таким образом уменьшить уровень развития осложнений при стойкой гипергликемии. Это дает возможность рекомендовать данные препараты в комплексном лечении СД, а также при других видах патологии, сопровождающихся развитием тканевой гипоксией.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Разработана оригинальная модель экспериментальной гиперг-ликемии у крыс, позволяющая в течение длительного времени (16 недель) проводить изучение нарушений углеводного обмена.
Выявлены морфологические особенности изменений в структуре В-инсулоцитов, соединительной ткани и кровеносных сосудов островков поджелудочной железы при гипергликемии в различные сроки.
Дана характеристика развития морфологических изменений в воздухоносных и респираторных отделах легкого в зависимости от длительности гипергликемического состояния у крыс.
Результаты морфологического, морфометрического и биохимического исследования островков поджелудочной железы, легкого и сыворотки крови позволили доказать целесообразность применения на фоне гипергликемии препаратов антиоксидантного действия, в частности дигидрокверцетина.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ (из них 1 - в изданиях рекомендуемых Высшей Аттестационной Комиссией), 1 рационализаторское предложение.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы представлены на XVI национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Санкт-Петербург, 2006), IX региональной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2008), научной конференции «Проблемы и перспективы современной науки» (Томск, 2008), V русско-китайском форуме «Биомедицина и фармакология» (Харбин Китай, 2008), VI международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2008), VI русско-китайском фармацевтическом форуме «Современные проблемы фармакологии, фармакогнозии и фармации» (Благовещенск, 2009), X и XI региональные научно-практические конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2009, 2010).
Внедрение результатов
Результаты исследования внедрены в учебный процесс: в лекционный курс и практические занятия на кафедрах гистологии и фармакологии Амурской государственной медицинской академии. Рационализаторское предложение внедрено в научные исследования ЦНИЛа Амурской государственной медицинской академии.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 182 листах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, обоснования экспериментальной модели, результатов исследования, выводов, списка используемой литературы, включающего в себя 213 источников, из них 128 отечественных и 85 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 41 таблицей и 121 рисунком.
