Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Течение сахарного диабета на фоне ишемии мозга у животных, реадаптированных к низкогорью

ДИССЕРТАЦИЯ
Течение сахарного диабета на фоне ишемии мозга у животных, реадаптированных к низкогорью - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Течение сахарного диабета на фоне ишемии мозга у животных, реадаптированных к низкогорью - тема автореферата по медицине
Корнеева, Анна Валерьевна Бишкек 2013 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.03.03
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Течение сахарного диабета на фоне ишемии мозга у животных, реадаптированных к низкогорью

На правах рукописи

КОРНЕЕВА АННА ВАЛЕРЬЕВНА

ТЕЧЕНИЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА НА ФОНЕ ИШЕМИИ МОЗГА У ЖИВОТНЫХ, РЕАДАПТИРОВАННЫХ К НИЗКОГОРЬЮ

14.03.03 - патологическая физиология

005537038

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

7 НОЯ 2013

Бишкек-2013

005537038

Работа выполнена в лаборатории экспериментального моделирования патологических процессов при кафедре Нормальной и патологической физиологии Кыргызско-Российского Славянского университета и на высокогорной базе Института горной физиологии Национальной академии наук Кыргызской Республики

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

Захаров Геннадий Алексеевич

доктор медицинских наук, профессор

Какеев Бакир Аскарович

доктор медицинских наук, профессор

Аралбаев Туралы Аралбаевич

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Екатеринбург.

Защита состоится « £ 7 » 2013 г. в часов

на заседании Диссертационного совета (Д 730.001.08) при Кыргызско-Российском Славянском университете им. Б.Н. Ельцина (720021, Кыргызская Республика, г. Бишкек, ул. Киевская, 44).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кыргызско-Российского Славянского университета им. Б.Н. Ельцина.

Автореферат разослан « £5 » Окш2013

г.

Ученый секретарь *

диссертационного совета '

кандидат медицинских наук, профессорЛу^^^арифьян А.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

В последние годы во всем мире отмечается рост больных сахарным диабетом (СД) и число их продолжает неуклонно увеличиваться. По данным Всемирной организации здравоохранения в 2010 г. насчитывалось 285 млн. пациентов с СД, а к 2030 г. это число достигнет 438 млн. (IDF Diabetes Atlas, 2010; Дедов И.И. с соавт., 2011). В России в этот период зарегистрировано 3 млн. 121 тыс. больных сахарным диабетом, из которых 90% болеют СД 2 типа (Аметов A.C., 2011). Реальное же число этих пациентов превышает зарегистрированное в 2-3 раза. По данным Республиканского медико-информационного центра Министерства здравоохранения Кыргызской Республики за 2010 год по всей республике зарегистрировано 32981 больных сахарным диабетом, а в 2011 году это число возросло до 37058 человек. С цереброваскулярными заболеваниями за 2011 год в лечебные учреждения обратилось за оказанием медицинской помощи 32024 человека.

В настоящее время основные цели исследований направлены на предотвращение, отсрочку, замедление или прекращение развития поздних осложнений СД, в структуре которых основное место занимают инфаркт миокарда (55%) и инсульт (29%), что в 70 раз превышает частоту смертности от микрососудистых осложнений и диабетической комы (1-4%) (Скворцова В.И., 2006). Патофизиологические механизмы, лежащие в основе сахарного диабета, продолжают быть предметом дискуссии. В основе этой проблемы лежит вопрос о роли гипергликемии в развитии и прогрессировании атеросклероза. В большинстве (90-95%) случаев инсульт вызван атеросклерозом церебральных и прецеребральных артерий вследствие артериальной гипертензии и сахарного диабета. В России ежегодно регистрируется более 400 000 инсультов, летальность при которых достигает 35%. Среди инсультов церебральные инфаркты (ишемические инсульты) встречаются чаще (70-85%), чем геморрагические (Суслина З.А. с соавт., 2007; Румянцева С.А. с соавт., 2007). В патогенезе данной нозологии большое внимание уделяют и ионному равновесию. Наибольшее значение придается гипокалиемии, которая, наряду с магниевым дефицитом, приводит к повышенной агрегации тромбоцитов и увеличению риска тромбоэмболических осложнений. К.Т. Knaw с соавт. (1987) установил, что при увеличении суточного потребления калия на 10 ммоль риск развития инсульта с летальным исходом снижается на 40%.

Сахарный диабет и нарушения мозгового кровообращения повышают частоту и тяжесть осложнений, свойственных каждому из

них. Они представляют собой наиболее тяжелые в медицинском и социальном плане заболевания, которые способны привести к утрате трудоспособности и явиться серьезной угрозой для жизни пациентов (Суслина З.А. с соавт., 2006; Мкртумян A.M. с соавт., 2011; Feigin V. et al., 2009; Furie K.L. et al., 2011).

Особенности распространения и течения сахарного диабета в разных климатогеографических зонах изучены недостаточно. Исследования показали, что в горах уровень сахара в крови ниже, чем в низкогорье. Организм включает ряд приспособительных реакций, в том числе повышение секреции инсулина (Джумалиев А.Д., 1997). М.С. Молдобаевой (1993) доказано, что в высокогорье клинико-функциональные проявления сахарного диабета у коренных жителей встречаются сравнительно редко и протекают легче. Это свидетельствует о возникновении приспособительных механизмов при адаптации больных к таким условиям. Вместе с тем, актуальной является проблема изучения течения сахарного диабета при реадаптации к условиям низкогорья после пребывания в высокогорье, так как в последнее время наблюдается усиленная миграция населения с высокогорья на равнинную местность.

Вышеизложенное предопределило цель и задачи исследования.

Цель и задачи исследования

Целью настоящего исследования явилось изучение патогенетических механизмов течения сахарного диабета на фоне ишемии мозга у реадаптированных к низкогорью животных после пребывания в высокогорье.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить течение ишемии мозга, сахарного диабета и диабета на фоне ишемии мозга у крыс в условиях низкогорья (760 м над ур.м.).

2. Изучить влияние реадаптации на течение ишемии мозга, аллоксанового диабета и сахарного диабета на фоне ишемии мозга у животных после пребывания в течение 60 дней в высокогорье (3200 м над ур.м.).

3. Провести сравнительную характеристику у реадаптированных и низкогорных животных с ишемией мозга, с сахарным диабетом и с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга по показателям углеводного и электролитного обмена, поведенческой активности, работоспособности, электрокардиографии, данным коагулограммы и морфологии.

Научная новизна

1. Разработана и применена экспериментальная патофизиологическая модель сахарного диабета на фоне ишемии мозга.

2. Изучено течение ишемии мозга, сахарного диабета и сахарного диабета на фоне ишемии мозга в условиях низкогорья.

3. Впервые показано, что реадаптация животных, после пребывания в течение 60 дней в высокогорье, в опытных группах привела к выраженному ухудшению показателей углеводного и электролитного обмена, поведенческой активности, данных электрокардиографии и коагулограммы, к серьезным морфологическим сдвигам в исследуемых органах по сравнению с низкогорными крысами.

4. Впервые установлено, что у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга, реадаптированных к низкогорью, выявленные изменения указывали на более тяжелое течение заболевания, чем в группах с ишемией мозга и сахарным диабетом.

Практическая значимость

Результаты проведенных исследований значительно расширяют и углубляют существующие в литературе представления о влиянии реадаптации на течение сахарного диабета на фоне ишемии головного мозга. Полученные данные должны учитываться в этиопатогенетическом подходе при лечении и профилактике осложнений у данной категории больных.

Результаты внедрены в учебный процесс на кафедре Нормальной и патологической физиологии медицинского факультета Кыргызско-Российского Славянского университета при чтении лекций и проведении практических занятий по разделам «Патофизиология эндокринной системы» и «Гипоксия и высокогорье» (акт внедрения от 14.12.2012 г.)

Основные положения, выносимые на защиту

1. Процесс реадаптации к низкогорью после длительного пребывания в высокогорье вызывает значительные изменения со стороны углеводного обмена, что проявляется длительным стойким повышением уровня гликемии и повышением инсулинорезистентности.

2. Реадаптация в опытных группах вызывает прогрессирующее угнетение поведенческой активности, повышение уровня тревожности и, как результат, значительное снижение работоспособности по сравнению с низкогорными животными.

3. Реадаптация к нюкогорью крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга вызывает существенные нарушения в ионной асимметрии, что приводит к изменениям со стороны сердечнососудистой системы в виде синусовой тахикардии, к нарушению атриовентрикулярной проводимости и выраженным гиперкоагуляционным сдвигам.

4. В период реадаптации к низкогорью у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга в органах обнаружены выраженные морфологические изменения, такие как дистрофия клеток паренхимы, очаги некроза, кровоизлияния с нарушением микроциркуляции в большей степени в головном мозге, поджелудочной железе, печени и в меньшей степени в сердце и почках.

Апробация диссертации

Основные результаты исследования доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях медицинского факультета КРСУ «Физиология, морфология и патология человека и животных в условиях Кыргызстана» (Бишкек, 2010, 2011, 2012); на кафедре Нормальной и патологической физиологии КРСУ (Бишкек, 2012); на 75-й научно-практической конференции (Красноярск, 2011); на 67-й Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием (Екатеринбург, 2012); на конференции, посвященной 20-летию Кыргызско-Российского Славянского университета (Бишкек, 2013); на межкафедральном заседании медфакультета КРСУ (Бишкек, 2013).

Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 15 работ, из них 3 статьи в журнале «Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета», рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 153 страницах, состоит из введения, глав «Обзор литературы», «Материалы и методы исследования», 2-х глав собственных результатов, состоящих из 7 разделов каждая, главы «Обсуждение полученных результатов», выводов и практических рекомендаций. Диссертация иллюстрирована 2 схемами, 14 рисунками и 14 таблицами. Список литературы включает 248 источников, в том числе 132 русскоязычных и 116 работ иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Исследования выполнялись в лаборатории экспериментального моделирования патологических процессов (ЭМПП) при кафедре Нормальной и патологической физиологии Кыргызско-Российского Славянского университета (в условиях низкогорья, г. Бишкек, 760 м. над ур. м.), а также на высокогорной базе Института горной физиологии HAH KP, которая находится в горах Тянь-Шаня, перевал Туя-Ашу, 3200 м над ур. м. (где проводилась адаптация животных в течение 2-х месяцев).

В качестве экспериментальных животных было использовано 80 белых беспородных крыс. Во время эксперимента животные получали сбалансированный по белкам и углеводам витаминизированный кормовой рацион. Доступ к пшце был свободным.

Исследования выполнены на 2 сериях животных. Первую серию составили низкогорные, а вторую - реадаптированные к низкогорью крысы после предварительной 60 дневной адаптации к высокогорью (3200 м над ур. моря). Каждая серия была разделена на 4 группы: 1-я -здоровые (контроль); 2-я - с перевязкой левой сонной артерии; 3-я - с аллоксановым сахарным диабетом, моделируемым однократным внутрибрюшинным введением аллоксана (170 мг/кг массы тела); 4-я -с аллоксановым диабетом, моделируемым на четвертый день после перевязки сонной артерии.

Были использованы следующие методы исследования: 1. Метод моделирования церебральной ишемии Церебральная ишемия воспроизводилась перевязкой левой сонной артерии. Под общим наркозом (калипсол — 75 мг/кг, внутримышечно). Проводилась подготовка операционного поля, разрезалась кожа, мягкие ткани раздвигали тупым методом, выделяли левую сонную артерию, отделяя ее от п. vagus и яремной вены, накладывали лигатуру на сосуд и затем рану ушивали.

2. Метод моделирования сахарного диабета Сахарный диабет моделировали путем однократного введения аллоксана внутрибрюшинно в дозе 170 мг/кг массы тела. 3. Метод определения глюкозы и гликолизированного гемоглобина Уровень глюкозы измеряли тест-пластинками (ммоль/л) глюкометром фирмы Clever СНЕК на 3-й, 7-й, 15-й и 30-й дни эксперимента. Гликолизированный гемоглобин определяли на 30-й день опыта тест набором HUMAN в ммоль/л.

4. Метод регистрации электрокардиограммы у крыс ЭКГ регистрировалась на электрокардиографе ЭК1Т-03М (на 15 и 30 сутки эксперимента) в трех стандартных отведениях с помощью игольчатых электродов, вводимых под кожу конечностей, под эфирным наркозом у животных, фиксированных на животе. Скорость протяжки ленты была 50 мм/сек, величина стандартного м/вольта составляла 10 мм.

5. Определение ориентировочно-приспособительной активности и физической работоспособности

О функциональном состоянии животных судили по показателям поведения крыс в тесте «открытое поле» (ОП) (Захаров Г.А. с соавт., 2011); на 3-й, 7-е, 15-е и 30-е сутки опыта (Вишневский А.А., 2007).

Пробу на физическую работоспособность крыс (поднятие груза) проводили по методике Сперанского C.B. (Вишневский А.А., 2007) на 3-й, 7-е, 15-е и 30-е сутки опыта. Для получения точных результатов пробу повторяли три раза и вычисляли среднее значение.

6. Метод изучения свертывающей системы крови Состояние свертывающей системы крови у животных изучалось по коагулограмме, записанной на коагулографе Н-334 непосредственно перед выведением животных из эксперимента. Определяли начало, продолжительность, окончание времени свертывания, вязкость крови и плотность кровяного сгустка.

7. Метод определения электролитов в тканях Определение содержания электролитов (Na+, К+) проводилось на пламенном фотометре ПФМ-УХЛ 4.2. по методу А.Г. Руммель и А.Ф. Баженовой (1967) в тканях головного мозга, поджелудочной железы, печени, сердца и почках.

8. Метод морфологического исследования органов и тканей Для гистологического исследования органы (головной мозг, поджелудочная железа, печень, сердце, почки) фиксировались в нейтральном свежеприготовленном растворе формалина и обрабатывались по общепринятой методике О.В. Волковой и Ю.К. Елецкого (1982). Препараты окрашивались гематоксилином и эозином (Меркулов Г.А., 1969). Исследование, описание и фотографирование гистологических препаратов производилось на светооптическом бинокулярном микроскопе фирмы ОМАХ G 010046273 при помощи фотоаппарата MINOLTA Е 323 и Digitat camera DCE 2 к.м.н., доцентом кафедры Нормальной и патологической анатомиии КРСУ Турганбаевым Жума Турганбаевичем, за что выражаем ему искреннюю благодарность.

Статистическую обработку материала проводили с помощью программы «Microsoft»-Excel. Вычисляли среднее значение (М), стандартное отклонение (5), ошибку средней величины (т). Разницу средних величин оценивали по критерию Стьюдента и вероятности Р, которую признавали статистически значимой при Р <0,05.

Соответствие полученных данных Гауссовому распределению оценивали с использованием визуальной проверки с помощью гистограммы с наложением кривой нормального распределения и критерия Колмогорова-Смирнова, результаты которого показали, что отклонение от нормального распределения не существенно - Р во всех случаях значительно больше 0,05, то есть вероятность ошибки является не значимой; поэтому значения переменных полученных в результате исследования достаточно хорошо подчиняются нормальному распределению. Графические иллюстрации построены при помощи компьютерных программных пакетов «Excel».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование содержания глюкозы у здоровых животных контрольной группы показало, что ее уровень составил 4,9±0,2 ммоль/л.

Рассматривая уровень глюкозы в группах с окклюзией сонной артерии в низкогорной и реадаптированной сериях (табл.1), нами отмечено повышение ее уровня на 3 сутки опыта. В I низкогорной серии крыс содержание глюкозы было увеличено в 1,7 раз (8,3±1,4 ммоль/л), а во II серии у реадаптированных животных - составило 5,2±0,2 ммоль/л. К концу опыта на 30-е сутки этот показатель у низкогорных животных снизился на 16,8%, но превышал значения контрольной группы. У реадаптированных животных содержание глюкозы по сравнению с исходными данными не изменилось и осталось на том же уровне. Таким образом, можно отметить, что окклюзия сонной артерии в низкогорной серии вызывала увеличение глюкозы в крови с постепенной тенденцией к ее снижению к концу опыта, а у реадаптированных крыс этот показатель не изменялся.

В группах с экспериментальным диабетом содержание глюкозы (табл.1) на 3 сутки было значительно выше по сравнению с контролем. В I серии ее уровень возрос в 6,3 раза, а во II серии - в 2 раза. К 30 суткам у низкогорных животных глюкоза снизилась на 61%, а у реадаптированных крыс этот показатель снизился в меньшей степени (на 33,3%).

Таблица 1

Изменение концентрации глюкозы (ммоль/л) в крови у животных __опытных групп__

группы 3 сутки 7 сутки 15 сутки 30 сутки

I серия 1 группа 4,9±0,2

2 группа 8,3±1,4* 7,8±1,4* 6,4±0,2** 6,9±,02**

3 группа 31,3±3** 15,2±3,2** 12,4±2,3** 12,2±3,2*

4 группа 21±1,б** 14,4±3,4* 21,8±3,9** 17,1±3,5**

II серия 1 группа 5,0±0,2 5,4±0,2* 5,1±0,2 5,4±0,2*

2 группа 5,2±0,2 4,2±0,3 5,7±0,2* 5,2±0,2*

3 группа 10,2±1,0*А 8,3±0,4*А 6,7±0,4*А 6,8±0,4*А

4 группа 29,7±4,0*а 26,2±2,6*А 12,1±0,7*А 20,3±2,0*ж

Примечание: Здесь и в табл. 2, 3, 4: * - изменения достоверны по сравнению со здоровыми низкогорными животными, А — изменения достоверны по сравнению со здоровыми реадаптированными животными, где * - Р <0,05, ** - Р <0,01, А - Р <0,05, АА - Р <0,01

Таким образом, моделирование аллоксанового диабета вызывает значительное раннее повышение уровня глюкозы в крови, которое остается на значительно высоком уровне до конца наблюдения.

У реадаптированных крыс к концу опыта ее уровень снижается в меньшей степени по сравнению с аналогичной группой низкогорных животных.

В группах с экспериментальным диабетом на фоне ишемии мозга на 3 сутки нами отмечалось значительное повышение содержания глюкозы. В I серии этот показатель по сравнению с контролем был повышен в 4,2 раза, а во II серии - в 6 раз. К 30-м суткам у низкогорных животных имелась тенденция к снижению ее концентрации, но она в 3,5 раза превышала контрольный уровень. В реадаптированной серии к концу опыта содержание глюкозы в крови по сравнению со здоровыми низкогорными животными было выше в 4,1 раза и ее концентрация составляла 20,3±2,0 ммоль/л. Таким образом, у реадаптированных животных с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга изменения носят более выраженный характер.

Изменения в углеводном обмене нашли подтверждение при исследовании уровня гликолизированного гемоглобина (рис.1). Так, у низкогорных животных в 3 и 4 опытных группах по сравнению с контрольной группой его концентрация была повышена. В группе с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга этой серии она максимально превышала контрольный уровень на 3,4 ммоль/л (32,3%).

12 .............................................................—----------------——------------¡¡3"..........—

10

*

__ ...................................................................

1 --*А Щ

' ¡ашдэшл

контроль окклюзия CA СД окклюзия

СА+СД

и июкогориая серия ■ реадаишрованные животные

Рис. 1 Изменение гликолизированного гемоглобина (ммоль/л) у животных опытных групп

Примечание: Здесь и на рис. 2, 3, 4: * - изменения достоверны по сравнению со здоровыми низкогорными животными, - изменения достоверны по сравнению со здоровыми реадаптированными животными, где * - Р <0,05, А - Р <0,05** - Р <0,01, ЖА - Р <0,01

В серии реадаптированных крыс практически во всех группах его концентрация была ниже, чем у низкогорных крыс и не превышала контрольный показатель. Но по сравнению со здоровыми реадаптированными крысами у животных с СД и с СД на фоне ишемии мозга он был повышен.

В группе с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга гликолизированный гемоглобин по сравнению с контрольной группой реадаптированных крыс был выше на 2,9 ммоль/л (39,7%). Это может свидетельствовать о серьезном нарушении процессов адаптации. Тем более, что гликированный гемоглобин отражает среднюю концентрацию глюкозы крови за предшествующие 2-3 месяца (Аметов A.C., 2011).

Нами было установлено, что по данным электрокардиографии между группами низкогорной и реадаптированной серий животных имелись существенные различия. Так, по сравнению с контрольной низкогорной группой крыс в I серии во всех опытных группах отмечалось развитие брадикардии (рис. 2). В группе с окклюзией сонной артерии зарегистрировано удлинение электрической систолы,

- ж ♦А ■

1 1 1 1

подъем интервала Б-Т выше изолинии, изменение вольтажа зубцов Р и Т, появление глубокого зубца Б, что, очевидно, свидетельствует об ишемии сердечной мышцы, рефлекторно возникшей в результате перевязки сонной артерии. В группе с сахарным диабетом во все сроки наблюдения на фоне брадикардии наблюдалась тенденция к укорочению предсердно-желудочковой проводимости, изменению вольтажа зубцов Р и Т во втором и третьем отведениях, появлению глубокого зубца Б. Это свидетельствуют об ишемии миокарда, которая может быть результатом угнетения его сократительной способности вследствие энергетического дефицита, вызванного нарушением утилизации глюкозы клетками миокарда и сдвигами в ионном равновесии.

В группе животных с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга отмечались более выраженные изменения на ЭКГ (оставался сниженным вольтаж Я во II отведении, наблюдался высокий вольтаж зубца Т и глубокий зубец 8 в III отведении). Это можно объяснить развитием ишемии сердечной мышцы вследствие действия гипоксии (перевязка сонной артерии) и угнетением сократительной способности миокарда.

Во II серии животных, реадаптированных к низкогорью, во всех опытных группах по сравнению с низкогорной серией наблюдалась тахикардия. В группе с окклюзией сонной артерии отмечалась синусовая тахикардия, уменьшение предсердно-желудочковой проводимости и уменьшение электрической систолы, изменение вольтажа зубцов Р и Т (отрицательный Р в I отведении, зубец Т во втором и Я — в третьем), появление глубокого зубца Б в третьем отведении.

окклкгщя СА-СД |

□ 15 сутки "30 сутки

Рис. 2 Изменение частоты сердечных сокращений (уд/мин) у животных опытных групп

В группе с сахарным диабетом наблюдалась более выраженная синусовая тахикардия, укорочение предсердно-желудочковой проводимости, уменьшение длительности интервала <3-Т.

При сахарном диабете на фоне предварительной ишемии мозга у реадаптированных животных изменения сердечнососудистой системы были самыми выраженными. Это наглядно характеризовалось выраженными изменениями со стороны ЭКГ: постоянной синусовой тахикардией, нарушением атрио-вентрикулярной и

внутрижелудочковой проводимости, уменьшением вольтажа всех зубцов, отсутствием зубцов Р, Я и Т в некоторых отведениях.

Исследование поведенческих реакций (табл. 2) показало изменение показателей во всех опытных группах обеих серий.

В группе с окклюзией сонной артерии в низкогорной серии на 3 сутки по сравнению с контрольной группой отмечено первоначальное повышение поведенческой активности вследствие активации процессов возбуждения. К 30-м суткам эти показатели снизились и приблизились к значениям контрольной группы. Это говорит о том, что возникшая гипоксия мозга, вероятно, впоследствии снижает двигательную активность. Во второй серии реадаптированных животных после окклюзии сонной артерии по сравнению с низкогорной группой на 3-й сутки происходит обратная картина. Мы наблюдали значительное угнетение и снижение всех исследуемых показателей (пробежек по наружным квадратам в 2 раза, стоек в 2,5 раза, норок в 4 раза, груминга в 2,2 раза). С 7-х суток наблюдалась активация поведенческих реакций и незначительное увеличение всех показателей к 15 и 30 суткам. Однако по значениям они не достигли данных обеих контрольных групп.

В группах с экспериментальным сахарным диабетом изменения поведенческих реакций носили более выраженный характер. В I серии (табл.2) на 3 сутки происходило значительное повышение поведенческих реакций. Так, пробежек по наружным квадратам было больше в 1,5 раза, стоек - в 2,2 раза. Остальные показатели также превышали норму.

К 7 суткам происходит нормализация поведенческих показателей с последующим их снижением к концу опыта. Об этом говорит достоверное снижение пробежек по наружным квадратам с 30±3 до 18±4 (Р <0,05), исследования норок с 7±1 до 2±0,6 (Р <0,01), груминга с 5±0,8 до 3±0,4 (Р <0,05), а также других показателей. Во II серии крыс, реадаптированных к низкогорью (табл.3), изменения в поведенческой активности по сравнению с аналогичной группой I серии носили противоположный характер. Начиная с 3 суток, отмечено угнетение поведенческих реакций, что проявлялось снижением пробежек по наружным квадратам в 3 раза, стоек в 3 раза, норок в 5,3 раз, груминга в 2,7 раз. Имелась тенденция к более

длительному угнетению поведенческих реакций по временным интервалам. Отмечено, что практически все показатели снижались до 15 суток, а затем к 30-му дню эксперимента зарегистрирована тенденция к восстановлению. Так, пробежки по наружным квадратам повысились до 4,8±0,5, исследования норок до 1,1±0,3, груминга до 1,7±0,3. Их параметры колебались в пределах показателей здоровых реадаптированных животных, но оставались на достаточно низком уровне по сравнению с контрольной группой низкогорных животных.

Таблица 2

Изменение поведенческих реакций у низкогорных крыс

в опытных группах (в каждой группе п=10)

Группы Наружные квадраты Внутренние квадраты Стойки Норки Груминг Моче-испуск.

1 группа 30±3 2±0,4 5±0,4 7±1 5±0,8 0,2±0,1

2 группа 3 сут 30±3 2±0,4 5±0,4 7±1 5±0,8 0,2±0,1

7 сут 50±3** 9±0,7** 7,5±0,5** 11±1* 4±0,3 0,1±0

15 сут 18±5* 4±1 2±0,5** 5±0,6 4±1 0,1±0,1

30 сут 23±4 5±2 4±1 4±1,5 1,5±0,5* 0,2±0,01

3 группа 3 сут 25±3 3±1 4±1 3,4±1* 3±1 0,1±0*

7 сут 46±6* 4±0,6* 9±2* 4±0,8* 5±1 0,1±0,06

15 сут 30±5 2±0,8 4±1 2±0,4** 5±1 0,5±0,06*

30 сут 18±3* 1,5±0,5 2±0,6* 2,5±0,6** 5±1 0,2±0,1

4 группа 3 сут 20±4* 1±0,5 3±0,7 3±0,6** 3±0,4* 0,2±0,1

7 сут 44±4* 6±1** 11±2** 10±2 6,6±1 0,1±0*

15 сут 43±5* 2±0,5 6±2 5±1 4±1 0,3±0,09

30 сут 17±1** 5±2** 3,3±1 3±1** 2±0,8* 0,1±0,05

В группах с экспериментальным диабетом на фоне ишемии мозга у животных 1-ой серии (табл.2) активация процессов возбуждения по сравнению со 2 и 3 группами низкогорных животных была выражена в наибольшей степени. Это подтверждалось увеличением пробежек по наружным квадратам в 1,5 раза, стоек — в 2,7 раза, норок - в 1,4 раза, а также других показателей.

Таблица 3

Изменение поведенческих реакций у реадаптированных к низкогорью крыс в опытных группах (в каждой группе п=10)

Группы Наружные квадраты Внутренние квадраты Стойки Норки Груминг Мочеисп.

1 группа 'низко- гор.) 30±3 2,0±0,4 4,0±0,4 7,0±1,0 5±0,8 1,8±0,8

сз С с 3 сут 15±1,3** 2,2±0,2 2,1±0,3* 2,5±0,3** 2,5±0,3* 0,4±0,1

7 сут 4,6±1,1** 0,15±0,15* * 0,1±0,07** 0,15±0,05** 0,8±0,2** 0,4±0,2

е 15 сут 2,0±0,6** 0,1±0,1** 0,2±0,1** 0,15±0,1** 1,6±0,3* 0,3±0,2

30 сут 1,7±0,2** 0,2±0,1** 0,4±0,2** 0,1±0,1** 0,4±0,1** 0,6±0,3

2 группа 3 сут 16±1,2** 2,6±0,3 1,6±0,2** 1,7±0,2** 2,2±0,2* 0,1±0,07А

7 сут 1,3±0,4**А 0,25±0,25* 0,4±0,05** 0,15±0,1** 1,5±0,3* 0,15±0,05

15 сут 2,2±1,0** 0,13±0,1** 0,6±0,2** 0,2±0** 0,5±0,17*А 0,6±0,05

30 сут 2,8±1,0** 0,3±0,14* 0,8±0,2** о^ол**1 1,0±0,1* 0,7±0,2

3 группа 3 сут 9,9±0,8**А 2,0±0,5 1,3±0,1**А 1,3±0,3** 1.8±0,2* 0,5±0,2

7 сут 5,4±1,0** 0,6±0,2* 0,6±0,2**А 1,1±0,4**А 3,1±0,2**А 0,б±0,3

15 сут 4,1±0,6**А 0,1±0,06** 0,4±0,1** 0,б±0,2** 0,8±0,2** 0,2±0,1

30 сут 4,8±0,5**А 1,0±0,2*А 0,7±0,1** 1,1±0,3**А 1,7±0,3**А 0,6±0,2

га с с 3 сут 5,1±0,3**А 0,7±0,5 0,8±0,2**А 0,8±0,5**А 2,8±0,9 0,4±0,2

7 сут 2,4±0,9** 0,1±0,07** 0,5±0,05** 0,2±0,2** 0,3±0,2** 0,7±0,3

Е ■ч- 15 сут 1,5±0,6**А 0,2±0,2* 0,4±0,3** 0,15±0,1** 0,5±0,2** 0,4±0,2

30 сут 1,4±0,1** 0,5±0,3* 0,2±0,07** 0,1±0,1** 0,5±0,1** 0,4±0,2

Начиная с 7 суток и до конца опыта, отмечено постепенное угнетение поведенческой активности и достоверное снижение практически всех показателей ниже нормы контрольной группы. В группе реадаптированных животных (табл.3) с первых дней опыта мы наблюдали самое выраженное угнетение поведенческой активности. По сравнению с контрольной группой низкогорных животных это проявлялось более значимым снижением пробежек по наружным квадратам в 6 раз, стоек - в 8 раз, норок - в 8,7 раз. Отмечено, что практически все показатели с первых дней и до конца опыта неуклонно снижались и по сравнению со 2 и 3 группами реадаптированных животных активации поведенческих реакций не происходило. По сравнению с 4 группой низкогорной серии к концу опыта все показатели были снижены в большей степени. Так, количество пробежек по внутренним квадратам составило 1,4±0,1 против 16±4, стоек - 0,2±0,07 против 2,4±0,4, норок-0,1±0,1 против 1±0,6.

Таким образом, подводя итог можно отметить, что изменения поведенческих реакций были более выражены при сахарном диабете на фоне ишемии мозга в обеих сериях. В группе реадаптированных животных наблюдались более значительные сдвиги. Это наглядно видно как по тенденции к угнетению поведенческой активности, так и по повышению уровня тревожности. А как известно, под влиянием стрессовых воздействий наступает состояние декомпенсации сахарного диабета с выраженным повышением активности контринсулярных гормонов (Савинова Н.В., 2004).

Исследование физической работоспособности в группах с окклюзией сонной артерии показало (табл. 4), что в обеих сериях на 3 сутки происходит ее снижение. Так, в группе низкогорных животных она снижается на 24%, а у реадаптированных - на 13,8%. На 7 сутки, по сравнению с 3 сутками, в I серии работоспособность остается стабильной, а во II серии вес поднимаемых грузиков уменьшился на 107 грамм. Начиная с 15 суток и до конца опыта, отмечается повышение работоспособности в обеих сериях. Таким образом, можно отметить, что на 30 сутки подъем веса в двух группах вырос и был практически одинаковым, но данные не достигали контрольного уровня низкогорных животных. В группе низкогорных крыс повышение работоспособности зарегистрировано на 7 сутки, в то время как у реадаптированных животных она продолжала снижаться. Тенденция к восстановлению отмечена только с 15-х суток.

В группах с экспериментальным сахарным диабетом (табл.4) картина была схожа с динамикой в группах с окклюзией сонной артерии. Разница состояла в том, что у животных с сахарным диабетом, реадаптированных к низкогорью, показатели были немного ниже, чем у низкогорных крыс аналогичной группы. Так, по сравнению с контролем (470±45 грамм) на 30 сутки опыта низкогорные крысы поднимали 442±65 грамм, а реадаптированные — 340±37 грамм.

Таблица 4

Изменение работоспособности у животных опытных групп _(в граммах) __

ГРУППЫ ^^^^ 3 сутки 7 сутки 15 сутки 30 сутки

I серия 1 группа 470±45

2 группа 347±47* 351±48* 356±80 358±88

3 группа 345±53* 354±55* 366±68* 442±65

4 группа 337±35* 331±41* 319±49* 309±43*

II серия 1 группа 424±28 351±29* 360±31* 426±30

2 группа 408±12 296±11 * 344±30 355±36

3 группа 398±31 264±12*А 328±19* 340±37

4 группа 252±23*А 235±33 234±27 *А 218±27

В группах с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга картина исследования отличалась по сравнению с вышеописанными группами. На 3 сутки зарегистрированы самые низкие показатели. Так, если вес поднимаемых грузиков у низкогорных крыс составил 337±35 грамм, то у реадаптированных животных он был намного ниже - 252±23 грамма. Отмечено постепенное снижение работоспособности на протяжении всего опыта. На 30 сутки реадаптированные крысы поднимали вес на 91 грамм меньше, чем низкогорные животные этой группы. В связи с этим, можно сделать заключение, что у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга, реадаптированных к низкогорью, работоспособность была снижена в большей степени по сравнению со всеми опытными группами.

Сравнивая показатели коагулограммы на 30-й день эксперимента в группах с окклюзией сонной артерии низкогорной и реадаптированной серий (рис. 3), мы получили следующие результаты. В I низкогорной серии в группе с окклюзией СА по сравнению с контрольной низкогорной группой наблюдалось достоверное удлинение времени начала (в 2,1 раза, Р <0,05) и окончания (в 1,3 раза, Р <0,05) свертывания, повышение вязкости крови в 2,6 раза (Р <0,01) и плотности кровяного сгустка. Это свидетельствует о гипергипокоагуляционных изменениях и угнетении

фибринолитической активности в этой группе. Во II серии у реадаптированных крыс по сравнению с аналогичной группой I серии при одинаковых показателях продолжительности свертывания (140±9 сек.), наступило раньше начало (на 29) и окончание свертывания крови (на 42 секунды). Вязкость крови и плотность кровяного сгустка также достоверно были повышены. Полученные данные указывают на более выраженные гиперкоагуляционные сдвиги у реадаптированных крыс.

При сравнении групп с экспериментальным сахарным диабетом отчетливо видно, что в обеих группах I и II серии данные реологии

(рис.3) незначительно отличались от контрольных показателей низкогорной группы животных и были схожи с ними. С небольшой разницей в том, что при одинаковой продолжительности свертывания крови, ее начало и окончание у реадаптированных крыс наступало немного раньше - на 13 и 17 секунд соответственно, чем у низкогорных животных. Обобщая эти результаты, отчетливо видно, что по сравнению с контрольной группой II серии у реадаптированных крыс с окклюзией сонной артерии (2 группа) и с сахарным диабетом (3 группа) наблюдались однонаправленные гиперкоагуляционные сдвиги, схожие по показателям коагулограммы.

300 ■ 250 200 | 150 -100 50 0 *

* А *

р. 1 А ■ А - А

П Р! : : * .....г-1 * | .....г~> - п п

1 серия ; 11 серия контроль | I серия | И серия | окклюзия СА 1 серия < | II серия -Д I серия | II серия оккяюия СА+СД

О начало В окончание ■ продолжительность

Рис. 3 Изменение параметров свертывания крови по данным коагулограммы у животных опытных групп

При моделировании сахарного диабета на фоне ишемии мозга в обеих сериях показатели коагулограммы (рис.3) изменялись в сторону более выраженной гиперкоагуляции по сравнению с вышеописанными группами. В группе низкогорной серии по сравнению с контролем отмечалось укорочение начала свертывания крови на 16,6%, окончания свертывания - на 15,9%, продолжительность свертывания составила 112±9 секунды, наблюдалось повышение вязкости крови и плотности кровяного сгустка. У реадаптированных крыс по сравнению с низкогорными животными 4 группы продолжительность свертывания составила 102±9 секунды, что на 9% было меньше аналогичного показателя низкогорных крыс. Отмечено более выраженное повышение вязкости крови и плотности кровяного сгустка. Все показатели были значительно ниже данных контрольных групп низкогорной и реадаптированной серии животных.

Подводя итог, можно отметить, что в группе с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга при реадаптации к условиям низкогорья, по сравнению с другими опытными группами, наблюдались более выраженные сдвиги гиперкоагуляционного характера, что говорит о тяжести процесса и о возможных значительных патологических изменениях в системе микроциркуляторного русла.

Мы рассматривали изменения электролитного равновесия в тканях головного мозга, поджелудочной железы, печени, сердца и почек.

Исследования в группах с перевязкой сонной артерии I и II серии показали, что у низкогорных животных содержание ионов К повысилось в тканях поджелудочной железы - на 38,7% (Р <0,05), незначительно в сердце - на 5%. За счет снижения ионов Иа+ в головном мозге, печени и почках, К+/Ыа+ коэффициент достоверно возрос практически во всех органах (рис. 4): в головном мозге - на 30% (Р <0,05), в поджелудочной железе - на 50% (Р <0,05), в печени - на 60% (Р <0,05), в сердце - на 15% (Р <0,05) и незначительно в почках -на 7,7%. В группе реадаптированных крыс изменения К+/Ыа коэффициента, по сравнению с низкогорной серией, носили однонаправленный характер, что характеризовалось его повышением: в головном мозге - на 36% (Р <0,05), в поджелудочной железе - на 48% (Р <0,05), в печени - на 62% (Р <0,05), в сердце - на 23% (Р <0,05). В этой группе по сравнению с контролем низкогорья достоверное повышение К+/Ыа+ коэффициента в тканях происходило также за счет снижения концентрации ионов Ыа+. Только в поджелудочной железе наблюдалось увеличение ионов К+ на 40% (Р <0,05). По сравнению с аналогичной группой низкогорных животных этот коэффициент был несколько выше. Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что в изменения в электролитном дисбалансе носили однонаправленный характер, были более выражены в тканях головного мозга, поджелудочной железы и менее выражены в сердце и почках.

В группах с диабетом в I и II серии наблюдались сдвиги в электролитном балансе (рис. 4), которые практически полностью соответствовали показателям, обнаруженным в группах с перевязкой сонной артерии у низкогорных и реадаптированных животных. Изменения носили однонаправленный характер, но были более выражены у реадаптированных крыс. В этой группе К /Ыа (рис. 4) коэффициент был несколько выше, чем в I серии: в головном мозге — на 5% и в поджелудочной железе — на 27%.

4 3.5

контроль

II серия | I серия | II серия I 1 серия ; И серия ! I серия | П серия

окклюзия СЛ 'СД

окклюзия СА

СД

□ мозг ЕЗ поджелудочная железа ■ печень

Рис. 4 Изменение Ша коэффициента в тканях животных опытных групп (усл.ед.)

У животных с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга при сравнении низкогорных и реадаптированных крыс изучение содержания электролитов показало, что в обеих группах происходили выраженные изменения электролитного дисбаланса

однонаправленного характера. В тканях головного мозга и печени наблюдалось незначительное снижение ионов К+ на фоне значительного снижения концентрации ионов Ыа+. В поджелудочной железе концентрация ионов К+ повышалась, а — снижалась. При этом концентрация Ыа" у реадаптированных крыс, по сравнению с низкогорными животными, находилась на более низкой границе. Так, в головном мозге она была меньше на 4,1 ммоль/100 гр. сухой ткани, а в поджелудочной железе - на 0,8 ммоль/100 гр. сухой ткани. Это сказалось на К7На" коэффициенте (рис. 4), который у реадаптированных крыс был ниже: в головном мозге — на 14,2%, в поджелудочной железе - на 10% и в печени - на 9%. Кроме того, следует отметить, что эти показатели были ниже контроля реадаптированных крыс.

Полученные результаты указывают на то, что моделирование сахарного диабета на фоне ишемии мозга при реадаптации к условиям низкогорья по сравнению со всеми опытными группами привело к более выраженным сдвигам в электролитном балансе в головном мозге, поджелудочной железе и печени. Из-за значительной потери ионов Кта" идет нарушение в работе К7№+-АТФазы. Повышение в поджелудочной железе ионов К+, судя по всему, приводит к нарушению секреции инсулина и нарушению углеводного обмена. Данный факт свидетельствует о тяжести процесса и выраженном нарушении ионного равновесия, которое обусловлено отрицательным воздействием гипоксической и тканевой гипоксии, к которой приводит

сочетание сформированных нами факторов: сахарный диабет и ишемия мозга у реадаптированных крыс.

При гистологическом исследовании органов у опытных животных, находившихся в условиях низкогорья, обнаружены изменения разной степени выраженности. Наблюдались изменения в виде микроциркуляторных нарушений. Так, в головном мозге виден выраженный отек глии, сосуды были полнокровны, встречались небольшие очаги кровоизлияний (рис. 5а).

Рис. 5 Морфологическая картина изменений в органах у крыс в условиях низкогорья. (Окраска гематоксилином и эозином)

а - 4 группа с сахарным диабетом на фоне ишемии. Головной мозг. Отек глии и кровоизлияния (X 240).

6-4 группа с сахарным диабетом на фоне ишемии. Поджелудочная железа. Отек стромы, дистрофия эпителия желез (X 240).

В поджелудочной железе отмечался липоматоз, склероз стромы, по ходу выводных протоков встречались лимфоидные инфильтраты, а в паренхиме - дистрофия отдельных клеток (рис. 56). В печени сосуды были полнокровны, по ходу триад регистрировались лимфоидные инфильтраты, дискомплексация и дистрофия гепатоцитов. В миокарде виден отек стенки сосудов, дистрофия отдельных клеток, в почках отек стромы, полнокровие и выраженная дистрофия эпителия канальцев.

На основании вышеизложенного, можно прийти к заключению, что при исследовании органов у низкогорной серии животных отмечались микроциркуляторные изменения сосудистого русла, отек стромы, разрастание соединительной ткани и дистрофия отдельных клеток паренхимы органов. Наиболее выраженные изменения были отмечены у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга.

При исследовании органов у реадаптированных животных в группе с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга отмечались более

Л' V

выраженные изменения в морфологической картине. Так, в головном мозге (рис. 6а) в нейронах отмечалась дистрофия, глыбчатый распад клеток и некроз. В части нейронов был перицеллюлярный отек.

Общая картина представлена микроциркуляторными нарушениями с разрушением нейронов и отеком вещества головного мозга.

Рис. 6 Морфологическая картина изменений в органах у крыс реадаптированных к низкогорью. (Окраска гематоксилином и эозином) а - 4 группа с сахарным диабетом на фоне ишемии. Головной мозг. Клетки «тени», фокус некроза (X 320).

6 — 4 группа с сахарным диабетом на фоне ишемии. Поджелудочная железа. Гипертрофия островков Лангерганса (X 320).

В поджелудочной железе (рис. 66) отмечалось резкое полнокровие, кровоизлияния, видны поля некроза и гипертрофия островков Лангерганса. В печени видны дистрофия гепатоцитов, участки некроза, кровоизлияния, венозное полнокровие. В сердечной мышце на фоне микроциркуляторных нарушений обнаружена дистрофия кардиомиоцитов, некрозы, кровоизлияния, лимфоидная инфильтрация. В почках отмечалась картина склерозирования и обтурации клубочков, по ходу сосудов видны лимфоидная инфильтрация, очаги некроза.

Следует отметить, что все изменения в группе с СД на фоне ишемии мозга носили более выраженный характер по сравнению со всеми опытными группами низкогорной и реадаптированной серий животных, что подтвердило тяжесть патологического процесса в этой группе.

ВЫВОДЫ

1. У низкогорных животных с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга отрицательные сдвиги в углеводном и электролитном обмене, в поведенческой активности и работоспособности были более выражены по сравнению с крысами с ишемией мозга и с СД.

2. У животных с ишемией мозга, реадаптированных к низкогорью, отмечалось незначительное снижение показателей углеводного и электролитного обмена, что вызвало кратковременное снижение поведенческой активности и работоспособности; повлияло на сердечно-сосудистую систему в виде синусовой тахикардии, укорочения желудочковой проводимости; вызвало усиление гиперкоагуляционных свойств крови; изменение со стороны внутренних органов в виде микроциркуляторных нарушений.

3. У животных с сахарным диабетом в процессе реадаптации компенсация углеводного обмена наступала в более поздние сроки, что привело к более длительному снижению поведенческой активности и работоспособности, нарушениям в ионном равновесии, к гиперкоагуляционным сдвигам, изменениям в тканях в виде микроциркуляторных нарушений и кровоизлияний.

4. У реадаптированных животных с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга в условиях низкогорья наблюдалось значительное повышение уровня гликемии на протяжении всего опыта, более выраженное угнетение поведенческих реакций, сдвигов электролитного баланса и показателей коагулограммы, возникновение синусовой тахикардии и нарушений атриовентрикулярной проводимости. Морфологические изменения проявлялись в виде дистрофии клеток паренхимы, очагов некроза, кровоизлияний с нарушением микроциркуляции в большей степени в головном мозге, поджелудочной железе, печени и в меньшей - в сердце и почках.

5. Изменения исследуемых показателей у животных с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга, реадаптированных к низкогорью, носили более тяжелый характер по сравнению с данными как у низкогорных животных, так и у реадаптированных животных в других опытных группах.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученные данные о более тяжелом течении сахарного диабета на фоне нарушений мозгового кровообращения и каждой патологии в отдельности у реадаптированных животных, необходимо учитывать при наблюдении за этими заболеваниями у лиц, мигрировавших из высокогорных районов в низкогорье, а также у лиц, работающих вахтовым методом в высокогорье.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Корнеева A.B. Изменение концентрации глюкозы в крови и работоспособности у крыс с аллоксановым диабетом на фоне ишемии мозга / М.С. Шувалова, М.С. Мийманбаева, A.B. Корнеева // Сб. материалов 75-й итоговой научно-практической конференции. — Красноярск, 2011. — С. 554-556.

2. Корнеева A.B. Изменение содержания глюкозы и гликолизированного гемоглобина при сахарном диабете на фоне ишемии мозга /A.B. Корнеева, С.Т. Батыков, A.A. Назаркулова // 70-я Всероссийская научная студенческая конференция им. Н.И. Пирогова. - Томск, 2011. - С. 281-283.

3. Корнеева A.B. Изменение поведенческих реакций у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии / A.B. Корнеева, Г.И. Горохова, A.A. Фудашкин // Медицина Кыргызстана. - 2011. - № З.-С. 14-16.

4. Корнеева A.B. Нетрадиционные методы лечения сахарного диабета 2 типа / A.A. Фудашкин, Г.А. Захаров, A.B. Корнеева // Физиол., морфол. и патол. человека и животных в условиях Кыргызстана: Сб. статей сотрудников мед. фак-та КРСУ. -Бишкек, 2011.-В. 11.-С. 160-163.

5. Корнеева A.B. Методы лечения вертебрально-базилярной недостаточности / А.А Фудашкин, A.B. Корнеева // Актуальные проблемы патофизиологии: Сб. статей. — Бишкек, 2011. — С. 235238.

6. Корнеева A.B. Изменение глюкозы и гликолизированного гемоглобина в крови у крыс с диабетом, отягощенным ишемией мозга в условиях низкогорья и при реадаптации /A.B. Корнеева II Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. — 2012.-Т. 12.-№9.-С. 83-85

7. Корнеева A.B. Изменение ЭКГ и поведенческих реакций у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга / A.B. Корнеева, A.A. Фудашкин, В.А. Лемешенко // Физиол., морфол. и патол. человека и животных в условиях Кыргызстана: Сб. статей мед. фак-та КРСУ. - Бишкек, 2012.-В. 12.-С. 71-77.

8. Корнеева A.B. Изменение физической работоспособности у крыс с сахарным диабетом на фоне окклюзии сонной артерии при реадаптации к низкогорью / Г.А. Захаров, A.B. Корнеева, A.A.

Фудашкин // Центральные и периферические механизмы эмоционального стресса: мат.конф. - Душанбе, 2012. -С.48-50.

9. Корнеева A.B. Изменение уровня глюкозы у реадаптированных к низкогорью животных после их пребывания в высокогорье с осложненным сахарным диабетом/ A.B. Корнеева, М.С. Сувханова, A.C. Эшенкулова // Достижения, инновационные направления, перспективы развития и проблемы современной медицинской науки: Мат. II Междун. конф. - Екатеринбург, 2012. -С. 154-155.

10. Корнеева A.B. Изменение электролитного баланса у животных низкогорья при сахарном диабете на фоне церебральной ишемии / A.B. Корнеева, М.С. Шувалова, В.М. Петров //Актуальные вопросы современной медицинской науки и здравоохранения: Мат. 67-й всеросс. конф. молодых ученых и студентов. -Екатеринбург. - 2012. - С. 342-344.

11. Корнеева A.B. Изменение углеводного обмена и работоспособности у реадаптирующихся к низкогорью крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга / A.B. Корнеева, A.A. Фудашкин, Г. А. Захаров // Клиническая патофизиология. - СПб. -2013.-№1.-С. 34-36.

12. Корнеева A.B. Изменение ЭКГ у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга при реадаптации / A.B. Корнеева, В.А. Лемешенко, Г.И. Горохова // Физиол., морфол. и патол. человека и животных в условиях Кыргызстана: Сб. статей мед. фак-та КРСУ. - Бишкек, 2013.-В. 13.-С. 71-77.

13. Корнеева A.B. Изменение поведенческой активности у крыс с ишемией мозга, осложненной сахарным диабетом в условиях реадаптации/ A.B. Корнеева, Г.А. Захаров // Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. - 2013. - Т. 13. - № 6. -С. 148-150.

14. Корнеева A.B. Морфологические изменения в тканях у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга при реадаптации / A.B. Корнеева // Медицина Кыргызстана. - 2013. - № 3. - С. 64-66.

15. Корнеева A.B. Морфологические изменения в тканях у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга в условиях низкогорья / A.A. Фудашкин, A.B. Корнеева, Ж.Т. Турганбаев // Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета. - 2013. - Т. 13.-№ 11.-С. 182-185.

Объем 1,62 п.л. Тираж 100 экз. Заказ_

Типография ОсОО «Алтын принт» 720000, г. Бишкек, ул. Орозбекова, 44 Тел.: (+996312) 62-13-10 e-mail: romass(a)n amba. ks

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Корнеева, Анна Валерьевна

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КЫРГЫЗСКО-РОССИЙСКИЙ СЛАВЯНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕЧЕНИЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА НА ФОНЕ ИШЕМИИ МОЗГА У ЖИВОТНЫХ, РЕАДАПТИРОВАННЫХ К НИЗКОГОРЬЮ

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

На правах рукописи

04201452551

КОРНЕЕВА АННА ВАЛЕРЬЕВНА

14.03.03 - патологическая физиология

научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Захаров Геннадий Алексеевич

БИШКЕК-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................6

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................11

Патогенез острой и хронической церебральной ишемии...........................11

1.1. Патогенез сахарного диабета 2-го типа........................................19

1.2. Влияние гипоксии на головной мозг и органы эндокринной системы...................................................................................28

Глава II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.........................40

2.1. Общий план и объем выполненных работ.....................................40

2.2. Метод моделирования церебральной ишемии...............................41

2.3. Метод моделирования сахарного диабета.....................................42

2.4. Метод определения глюкозы и гликолизированного гемоглобина...............................................................................42

2.5. Метод регистрации электрокардиограммы у крыс.........................42

2.6. Определение ориентировочно-исследовательской активности и физической работоспособности.......................................................42

2.7. Метод изучения свертывающей системы крови.............................44

2.8. Метод определения электролитов в тканях...................................44

2.9. Метод морфологического исследования органов и тканей...............45

2.10. Статистическая обработка полученных данных..............................45

Глава III. ТЕЧЕНИЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА НА ФОНЕ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ИШЕМИИ В УСЛОВИЯХ НИЗКОГОРЬЯ...........................................46

3.1. Изменение углеводного обмена.................................................46

3.2. Изменение электрокардиограммы..............................................50

3.3. Изменение поведенческой активности.........................................54

3.4. Изменение физической работоспособности..................................58

3.5. Изменение гемокоагуляции.......................................................60

3.6. Изменение ионного равновесия.................................................62

3.7. Морфофункциональные изменения органов..................................65

Глава IV. ТЕЧЕНИЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА НА ФОНЕ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ИШЕМИИ У РЕАДАПТИРОВАННЫХ К НИЗКОГОРЬЮ ЖИВОТНЫХ.. ..72

4.1. Изменение углеводного обмена.................................................72

4.2. Изменение электрокардиограммы.............................................76

4.3. Изменение поведенческой активности..........................................81

4.4. Изменение физической работоспособности..................................89

4.5. Изменение гемокоагуляции.......................................................91

4.6. Изменение ионного равновесия.................................................94

4.7. Морфофункциональные изменения органов..................................98

Глава V. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ..................107

ВЫВОДЫ....................................................................................126

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ..............................................................127

ЛИТЕРАТУРА.............................................................................128

Список сокращений

АГ - артериальная гипертензия

АМФ - аденозинмонофосфат

ВДА - вертикальная двигательная активность

ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения

ГДА - горизонтальная двигательная активность

ГИП - глюкозозависимый инсулинотропный пептид

ГПП-1 - глюкагоноподобный пептид-1

ИР - инсулинорезистентность

КПГ - конечные продукты гликирования белков

ЛПНП - липопротеины низкой плотности

НМК - нарушения мозгового кровообращения

ОНМК - острые нарушения мозгового кровообращения

ОП - открытое поле

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ППГ - постпрандиальная гликемия

РАМН - Российская академия медицинских наук

СА - сонная артерия

СД - сахарный диабет

ССЗ - сердечно-сосудистые заболевания

СТГ - соматотропный гормон

ТИА - транзиторная ишемическая атака

ХИМ - хроническая ишемия мозга

ЭКГ - электрокардиограмма

ЭЭГ - электроэнцефалограмма

IRS-1, IRS-2 - гены рецептора инсулина-1,2

NMDA-рецепторы - ионотропный рецептор глутамата, селективно связывающий 1Ч-метил-0-аспартат

РаС02 - парциальное давление углекислого газа

TNF-a - фактор некроза опухоли a

UKPDS - United Kingdom Prospective Diabetes Study

VADT - Veteran Affairs Diabetes Trial

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы

В последние годы во всем мире отмечается неуклонный рост числа больных сахарным диабетом (СД). По данным Всемирной организации здравоохранения на 2010 г. насчитывалось 285 млн. пациентов с СД, а к 2030 г. ожидается 438 млн. (IDF Diabetes Atlas, 2010; Дедов И.И. с соавт., 2011). Государственный регистр России в этот период зарегистрировал 3 млн. 121 тыс. больных сахарным диабетом, из которых 90% болеют СД 2 типа (Аметов A.C., 2011). Исследования показали, что реальное число пациентов с СД превышает зарегистрированное в 2-3 раза. По данным Республиканского медико-информационного центра Министерства здравоохранения Кыргызкой Республики за 2010 год по всей республике зарегистрировано 32981 больных сахарным диабетом, а в 2011 году это число возросло до 37058 человек. По данным В.Г. Князевой (2013) заболеваемость сахарным диабетом в KP за последние 10 лет увеличилась в 2 раза. С цереброваскулярными заболеваниями за 2011 год в лечебные учреждения обратилось за оказанием медицинской помощи 32024 человека.

В настоящее время основные цели исследований направлены на предотвращение, отсрочку, замедление или прекращение развития поздних осложнений, в структуре которых основное место занимают инфаркт миокарда (55%) и инсульт (29%), что в 70 раз превышает частоту смертности от микрососудистых осложнений и диабетической комы (1-4%) (Скворцова В.И., 2006). Патофизиологические механизмы, лежащие в основе сахарного диабета, продолжают быть предметом дискуссии. В основе этой клинической проблемы лежит патогенетический вопрос о роли гипергликемии в развитии и прогрессировании атеросклероза. В большинстве (90-95%) случаев инсульт вызван атеросклерозом церебральных и прецеребральных артерий вследствие артериальной гипертензии и сахарного диабета. В России ежегодно регистрируется более 400 000 инсультов, летальность при которых достигает 35%. Среди инсультов церебральные инфаркты (ишемические инсульты)

встречаются чаще (70-85%), чем геморрагические (Суслина З.А. с соавт., 2007; Румянцева С.А. с соавт., 2007). Наряду с этим, в патогенезе данной нозологии большое внимание уделяют оценке ионного равновесия. Актуально изучение дисбаланса электролитов (избытка натрия и дефицита калия). Наибольшее значение придается гипокалиемии, которая, наряду с магниевым дефицитом, приводит к повышенной агрегации тромбоцитов и увеличению риска тромбоэмболических осложнений. К.Т. Knaw с соавт. (1987) установил зависимость между суточной дозой потребляемого калия и снижением риска смерти при инсульте: при увеличении суточного потребления калия на 10 ммоль риск развития инсульта с летальным исходом снижается на 40%.

Сахарный диабет и нарушения мозгового кровообращения повышают частоту и тяжесть осложнений, свойственных каждому из них. Они представляет собой наиболее тяжелые в медицинском и социальном плане заболевания, которые способны привести к утрате трудоспособности и явиться серьезной угрозой для жизни пациентов (Варакин Ю.Я., 2005; Суслина З.А. с соавт., 2006, 2007; Мкртумян A.M. с соавт., 2011; Feigin V. et al., 2009; Furie K.L. et al., 2011).

Особенности распространения и течения сахарного диабета в разных климато-географических зонах изучены недостаточно. Исследования показали, что в горах уровень сахара в крови ниже, чем в низкогорье. Организм включает ряд приспособительных реакций, например стимуляцию инсулярного аппарата поджелудочной железы, что сопровождается повышением секреции инсулина (Джумалиев А.Д., 1997). М.С. Молдобаевой (1993) доказано, что в высокогорье течение и клинико-функциональные проявления сахарного диабета у коренных жителей встречаются сравнительно редко и протекают легче. Это еще свидетельствует о возникновении приспособительных механизмов при адаптации больных в этих условиях. Несмотря на успехи, актуальной является проблема изучения течения сахарного диабета при реадаптации к условиям низкогорья после

пребывания в высокогорье. Так как наблюдается усиленная миграция населения с высокогорья на равнинную местность.

Вышеизложенное предопределило цель и задачи исследования.

Цель и задачи исследования

Целью настоящего исследования явилось изучение патогенетических механизмов течения сахарного диабета на фоне ишемии мозга у реадаптированных к низкогорью животных после пребывания в высокогорье.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить течение ишемии мозга, сахарного диабета и диабета на фоне ишемии мозга у крыс в условиях низкогорья (760 м над ур.м.).

2. Изучить влияние реадаптации на течение ишемии мозга, аллоксанового диабета и сахарного диабета на фоне ишемии мозга у животных после пребывания в течение 60 дней в высокогорье (3200 м над ур.м.).

3. Провести сравнительную характеристику у реадаптированных и низкогорных животных с ишемией мозга, с сахарным диабетом и с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга по показателям углеводного и электролитного обмена, поведенческой активности, работоспособности, электрокардиографии, данным коагулограммы и морфологии.

Научная новизна

1. Разработана и применена экспериментальная патофизиологическая модель сахарного диабета на фоне ишемии мозга.

2. Изучено течение ишемии мозга, сахарного диабета и сахарного диабета на фоне ишемии мозга в условиях низкогорья.

3. Впервые показано, что реадаптация животных, после пребывания в течение 60 дней в высокогорье, в опытных группах привела к выраженному ухудшению показателей углеводного и электролитного обмена, поведенческой активности, данных электрокардиографии и коагулограммы, к серьезным морфологическим сдвигам в исследуемых органах по сравнению с низкогорными крысами.

4. Впервые установлено, что у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга, реадаптированных к низкогорью, выявленные изменения указывали на более тяжелое течение заболевания, чем в группах с ишемией мозга и сахарным диабетом.

Практическая значимость Результаты проведенных исследований значительно расширяют и углубляют существующие в литературе представления о влиянии реадаптации на течение сахарного диабета на фоне ишемии головного мозга. Полученные данные должны учитываться в этиопатогенетическом подходе при лечении и профилактике осложнений у данной категории больных.

Результаты внедрены в учебный процесс на кафедре Нормальной и патологической физиологии медицинского факультета Кыргызско-Российского Славянского университета при чтении лекций и проведении практических занятий по разделам «Патофизиология эндокринной системы» и «Гипоксия и высокогорье» (акт внедрения от 14.12.2012 г.)

Основные положения, выносимые на защиту

1. Процесс реадаптации к низкогорью после длительного пребывания в высокогорье вызывает значительные изменения со стороны углеводного обмена, что проявляется длительным стойким повышением уровня гликемии и дисфункцией бета-клеток.

2. Реадаптация в опытных группах вызывает прогрессирующее угнетение поведенческой активности, повышение уровня тревожности и, как результат, значительное снижение работоспособности по сравнению с низкогорными животными.

3. Реадаптация к низкогорью крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга вызывает существенные нарушения в ионной асимметрии, что приводит к изменениям со стороны сердечнососудистой системы в виде синусовой тахикардии, к нарушению атриовентрикулярной проводимости и выраженным гиперкоагуляционным сдвигам.

4. В период реадаптации к иизкогорью у крыс с сахарным диабетом на фоне ишемии мозга в органах обнаружены выраженные морфологические изменения, такие как дистрофия клеток паренхимы, очаги некроза, кровоизлияния с нарушением микроциркуляции в большей степени в головном мозге, поджелудочной железе, печени и в меньшей степени в сердце и почках.

Апробация диссертации

Основные результаты исследования доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях медицинского факультета КРСУ «Физиология, морфология и патология человека и животных в условиях Кыргызстана» (Бишкек, 2010, 2011, 2012); на кафедре Нормальной и патологической физиологии КРСУ (Бишкек, 2012); на 75-й научно-практической конференции (Красноярск, 2011); на 67-й Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием (Екатеринбург, 2012); на конференции, посвященной 20-летию Кыргызско-Российского Славянского университета (Бишкек, 2013); на межкафедральном заседании медфакультета КРСУ (Бишкек, 2013).

Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 15 работ, из них 3 статьи в журнале «Вестник Кыргызско-Российского Славянского университета», рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем

Диссертация изложена на 153 страницах, состоит из введения, глав «Обзор литературы», «Материалы и методы исследования», 2-х глав собственных результатов, состоящих из 7 разделов каждая, главы «Обсуждение полученных результатов», выводов и практических рекомендаций. Диссертация иллюстрирована 2 схемами, 14 рисунками и 14 таблицами. Список литературы включает 248 источников, в том числе 132 русскоязычных и 116 работ иностранных авторов.

ГЛАВАI ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Патогенез острой и хронической церебральной ишемии

Сосудистые заболевания головного мозга в настоящее время являются серьезной медико-социальной проблемой. К основным причинам заболеваемости и смертности относятся острые нарушения мозгового кровообращения (ОНМК). Данные ВОЗ говорят о том, что ежегодно не менее 5,6-6,6 млн. людей подвергаются такому заболеванию, как инсульт. По исследованиям Л.А. Цукуровой с соавт. (2012), более 30% этих пациентов умирают в трудоспособном возрасте. Факторы риска нарушений мозгового кровообращения можно разделить на немодифицируемые (возраст старше 50 лет, пол, наследственная предрасположенность) и модифицируемые (артериальная гипертензия (АГ), дислипидемия, избыточный вес, мерцательная аритмия, отсутствие физической активности, сахарный диабет и стрессовые факторы) (Варакин Ю.Я., 2005; Цукурова Л.А. с соавт., 2012).

Острые нарушения мозгового кровообращения составляют группу клинических синдромов, которые развиваются вследствие острого расстройства кровообращения головного мозга при поражении крупных экстракраниальных или интракраниальных сосудов атеросклеротическим процессом, при этом необходимо принимать во внимание, что также поражаются и мелкие мозговые сосуды (Волошин П.В., 2005). Большая часть нарушений кровообращения происходит в бассейне сонных артерий, и менее значительная - в вертебробазилярном бассейне. По данным авторов, нарушения кровоснабжения, вызывающие стойкие неврологические нарушения, определяются как инсульт, а в случае угасания симптоматики в течение суток их классифицируют как транзиторную ишемическую атаку (ТИА) (Дамулин И.В., 1997; Дадашева М.Н. с соавт., 2011). В клинике различают ишемический инсульт (инфаркт мозга) и геморрагический инсульт (внутричерепное кровоизлияние). По мнению М.Н. Дадашева с соавт. (2011), ишемический инсульт и транзиторные атаки возникают в

результате критического снижения или прекращения кровоснабжения участка мозга. Если инсульт достоверно образовался, то происходит последующее развитие очага некроза мозговой ткани - мозговой инфаркт. Геморрагические же инсульты возникают в результате разрыва патологически измененных сосудов мозга с образованием кровоизлияния в ткань мозга. Н.В. Верещагин с соавт. (2002) говорит о том, нет принципиальных различий в патогенетические механизмах, а также факторах риска развития транзиторных атак и ишемического инсульта. В большинстве (90-95%) случаев их развитие связано с артериальным тромбозом или артерио-артериальной эмболией (Furie K.L. et al., 2011), кардиальной эмболией церебральных артерий (Garcia Soriano F. et al., 2001), a также с возрастными изменениями, артериальной гипертензией или с сахарным диабетом (Яхно H.H. с соавт., 2005; Тул Ф.Д., 2007). В патогенезе транзиторных атак ключевым моментом является обратимая локальная ишемия мозга, которая развивается при снижении церебральной перфузии, что является функциональным порогом ишемии (Колоколов О.В. с соавт., 2013). К появлению обратимой очаговой симптоматики приводит преходящее падение кровотока в зоне окклюзии артерии, за счет развития ишемии в соответствующих пораженным артериям очагах мозговой ткани (Дамулин И.В. с соавт., 2000, 2006). Е. Амосова (2010) в своих исследованиях говорит о том, что может наблюдаться клинический регресс очаговой симптоматики и завершение эпизода атаки в случае восстановления церебральной перфузии. Если происходит дальнейшее падения перфузии ниже порога необратимых изменений (8-10 мл на 100