НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗІОЛОГІЇ ім. О.О. БОГОМОЛЬЦЯ

ЛУЦЕНКО БОГДАН ОЛЕКСІЙОВИЧ

УДК 616.33-002.44-092.9:615.916’175

NО-залежні механізми формування виразки шлунка щурів при хронічній інтоксикації нітратом натрію

14.03.04 – патологічна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ – 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Вищому державному навчальному закладі України “Українська медична стоматологічна академія” МОЗ України

Науковий керівник:

доктор медичних наук, професор Костенко Віталій Олександрович, Вищий державний навчальний заклад України “Українська медична стоматологічна академія”, завідувач кафедри патологічної фізіології

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, Маньковська Ірина Микитівна, Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, завідуюча відділом по вивченню гіпоксичних станів

доктор біологічних наук, професор Берегова Тетяна Володимирівна, НДІ фізіології імені академіка Петра Богача біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, завідуюча відділом фармакофізіології

Захист дисертації відбудеться 08.04.2008 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01 при Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України за адресою: 01024, м. Київ, вул. Богомольця, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України за адресою: 01024, м. Київ, вул. Богомольця, 4.

Автореферат розісланий 06.03.2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01

доктор біологічних наук Сорокіна-Маріна З.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Оксид азоту (NО) — важливий фізіологічний регулятор функцій організму та метаболізму клітин, а також його попередники та метаболіти — нітрати та нітрити — постійно присутні в шлунково-кишковому тракті (ШКТ) (Гоженко А.И., Насибуллин Б.А., Кохно Ю.С., 2000; Bjorne H. et al., 2004; Wallace J.L., Miller M.J.S., 2000).

Сучасні дослідження показали, що в шлунку експресуються всі ізоформи NO-синтаз, активно протікають ферментативні й неферментативні реакції відновлення екзогенних нітратів і нітритів з утворенням великих кількостей NO (Berg A., Kechagias S., Sjostrand S.E., Ericson A.C., 2001; Calatayud S., Barrachina D., Esplugues J.V., 2001; Fischer H., Becker J.C., Boknik P. et al., 1999; Premaratne S., Xue C., McCarty J.M. et al., 2001).

Ціла низка публікацій вказує на участь NО, як патогенетичного фактора, у розвитку хвороб органів ШКТ, у тому числі в процесі розвитку виразкових уражень слизової оболонки шлунка (Гоженко А.И., Насибуллин Б.А., Кохно Ю.С., 2000; Маленюк Е.Б., Аймашева Н.П., Манухина Е.Б. и др., 1998; Малышев И.Ю., 1997).

Виявлено зміни активності NO-синтаз при гострому виразковому процесі: збільшення на тлі гіперсекреції і зменшення у всіх структурних елементах шлунка у фазі рубцювання виразки (Гоженко А.И., Насибуллин Б.А., Кохно Ю.С., 2000).

У той же час недостатньо досліджено NO-залежні механізми ульцерогенезу, зокрема пов’язані зі змінами окиснювальних та репаративних процесів у слизовій оболонці шлунка, при надлишковому утворенні оксиду азоту з екзогенних попередників (нітратів та нітритів).

Відомо, що саме з біотрансформацією нітрат- і нітрит-іонів до оксиду азоту пов'язана головна ланка патогенезу хронічних інтоксикацій цими сполуками (Ажипа Я.И., Реутов В.П., Каюшин Л.П., 1990; Денисенко С.В., Костенко В.А., 2003).

Нез’ясованим залишається конкретний внесок у розвиток пептичних виразок за цих умов продукції оксиду азоту NO-синтазами та шляхом ферментативного і неферментативного відновлення нітрат- і нітрит-іонів.

Актуальність досліджень у напрямку розкриття особливостей перебігу тих чи інших патологічних процесів в умовах надлишкового надходження останніх в організм ссавців також пов'язана з тим, що навантаження на організм нітросполуками в останні роки не тільки не знизилося, а й істотно підвищилося (Гоженко А.И., Доренский В.С., Рудина Е.И. и др., 1996; Fewtrell L., 2004), особливо в сільській місцевості, де використовуються місцеві джерела водопостачання (шахтні колодязі).

У Полтавській області за період з 1995 по 2005 р.р. концентрація нітратів, у джерелах місцевого водопостачання, зросла у 2 рази. Підвищеному навантаженню нітратами підлягає близько 300 тисяч людей. Насамперед непокоїть становище в Карлівському, Семенівському, Козельщинському, Оржицькому, Глобинському та деяких інших районах, де питна вода шахтних колодязів містить рівень нітратів, який перевищує середньонормативний показник у 5-15, а в деяких навіть в 30-40 разів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана як самостійний фрагмент планової наукової роботи ВДНЗУ “Українська медична стоматологічна академія” “NO-залежні механізми розвитку патологічних процесів та їх корекція фізіологічно активними речовинами” (дисертант – виконавець, № держреєстрації №0104U000746).

Мета дослідження: Метою цієї роботи було дослідження впливу утворення надлишкової кількості оксиду азоту з екзогенного попередника (модель хронічної інтоксикації нітратом натрію) на структурно-метаболічні зміни в слизовій оболонці шлунка (у тому числі залежні від функціональної активності NO-синтазних систем) за умов відтворення пептичної виразки.

Завдання дослідження:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Об’єкт дослідження: механізми патогенної дії NO на організм людини та теплокровних тварин.

Предмет дослідження: кисень- та NO- залежні механізми ульцерогенезу в шлунку за умов хронічної інтоксикації нітратом натрію

Методи дослідження: поставлена мета досягнута шляхом використання експериментальних, біохімічних та морфологічних методів дослідження шлунка лабораторних тварин.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше виявлено, що при хронічній нітратній інтоксикації збільшується продукція супероксидного аніон-радикалу мітохондріальним та мікросомальним електронно-транспортним ланцюгами, знижується його вироблення NADPH-оксидазою (нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат відновлений) лейкоцитів, активуються процеси пероксидного окиснення ліпідів, знижується антиоксидантний потенціал, пригнічується ресинтез АТР (аденозинтрифосфат), підвищується загальна протеолітична активність, дезорганізація сполучнотканинних структур у слизовій оболонці шлунка білих щурів, що позначається на структурних змінах у шлунку – розвитку ерозивно-виразкових уражень і дизрегенераторних процесів у вигляді атрофії та гіперплазії.

Вперше виявлено, що розвиток пептичної виразки на тлі хронічної інтоксикації нітратом натрію супроводжується посиленням біоенергетичної недостатності, підвищенням продукції супероксидного аніон-радикалу мікросомальним і мітохондріальним електронно-транспортними ланцюгами клітин слизової оболонки шлунка, активацією процесів пероксидного окиснення ліпідів, зниженням активності антиоксидантних ферментів (SOD (супероксиддисмутаза), каталази), підвищенням дезорганізації сполучнотканинних структур слизової оболонки шлунка білих щурів, що супроводжується збільшенням множинності пептичних виразок, виразкового індексу, порушенням репарації виразкового дефекту.

Вперше виявлено, що зменшення утворення оксиду азоту NO-синтазними системами за умов відтворення пептичної виразки на тлі хронічної нітратної інтоксикації обмежує падіння енергетичного потенціалу та продукцію супероксидного аніон-радикалу мікросомальним електронно-транспортним ланцюгом у клітинах слизової оболонки шлунка а також NADPH-оксидазою лейкоцитів. З’ясовано, що активність пероксидного окиснення ліпідів у тканинах слизової оболонки шлунка за умов моделювання пептичної виразки на тлі хронічної інтоксикації нітратом натрію (90 діб) залежить від функціональної активності NO-синтаз. При цьому селективне пригнічення індуцибельної NO-синтази призводить до обмеження ліпопероксидації, у той час як сукупне інгібування NO-синтаз (у т.ч. конституційної) сприяє активації цього процесу.

Вперше виявлено, що зменшення утворення оксиду азоту індуцибельною NO-синтазою обмежує дезорганізацію сполучнотканинних структур слизової оболонки шлунка білих щурів за умов ульцерогенезу на тлі хронічної інтоксикації нітратом натрію, що супроводжується зменшенням показника числа виразок на 1-го щура. Виявлено, що введення L-аргініну перед моделюванням пептичної виразки в умовах надлишкового утворення NO при надходженні до організму нітрату натрію не позначається на тяжкості виразкового процесу в слизовій оболонці шлунка.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати можуть використовуватися як експериментальна база для розробки патогенетично обґрунтованих методів корекції ульцерогенних порушень СОШ (слизова оболонка шлунка) за умов надлишкового надходження неорганічних нітросполук до організму людини та теплокровних тварин.

Результати роботи впроваджено в навчальний процес на кафедрах патологічної фізіології, нормальної фізіології, біохімії, загальної гігієни та екології, госпітальної терапії, післядипломної освіти лікарів-терапевтів ВДНЗУ “Українська медична стоматологічна академія”.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно розроблено програму досліджень, визначено мету і задачі дослідження, методичні підходи, виконано експериментальні дослідження. Автором особисто проведено аналіз і узагальнення матеріалу, формування комп'ютерної бази даних, статистичну обробку результатів експериментів, підготовку статей, формулювання висновків.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідалися на II з'їзді токсикологів України (Київ, 2004), Всеукраїнській науково-практичній конференції “Актуальні питання профілактики ранньої інвалідизації дітей на сучасному етапі розвитку медицини” (Полтава, 2004), Всеукраїнській науково-практичній конференції “Проблеми і перспективи формування студентських колективів та екологічне виховання студентів” (Полтава, 2005), IV читаннях ім. В.В. Підвисоцького (Одеса, 2005), підсумкових науково-практичних конференціях молодих учених “Медична наука – 2005” та “Медична наука – 2006” (Полтава, 2005-2006), XI конгресі Світової федерації українських лікарських товариств (Полтава, 2006), науковій конференції “Актуальні питання патофізіології” (Ялта, 2006), ІІІ Національному з’їзді фармакологів України (Одеса, 2006), засіданні апробаційної ради №1 ВДНЗУ “Українська медична стоматологічна академія” (Полтава, 2007), засіданні сектору вісцеральних систем Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (Київ, 2007), Всеукраїнській науковій конференції молодих учених “Медична наука – 2007” (Полтава, 2007).

Публікації. Результати дисертації опубліковано в 6 статтях (без співавторів – 3), 10 робіт опубліковано в матеріалах і тезах конференцій і конгресів.

Структура та обсяг дисертації. Повний обсяг дисертації становить 158 сторінок. Основний текст викладено на 125 сторінках. До складу дисертації входять вступ, огляд літератури, опис матеріалів та методів дослідження, 3 розділи власних досліджень, аналіз і узагальнення результатів дослідження, висновки, список використаних джерел. Дисертаційна робота ілюстрована 21 таблицею та 13 рисунками (з них 11 фотографій та 2 графіки). Список використаних джерел містить 295 наукових робіт, з них кирилицею – 127, латиною – 168.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Експерименти виконані на 115 білих щурах лінії Вістар масою 130-160 г. Тварин утримували в умовах акредитованого віварію згідно зі “Стандартними правилами по упорядкуванню, устаткуванню та утриманню експериментальних біологічних клінік (віваріїв)”. Комісією з питань біоетики Вищого державного навчального закладу України “Українська медична стоматологічна академія” (протокол № 46 від 20.02.2007 р.) порушень морально-етичних норм при проведенні науково-дослідної роботи не виявлено.

Проведено одинадцять серій дослідів:

- перша серія – інтактні тварини;

- друга, третя та четверта серії – введення нітрату натрію протягом відповідно 14, 30 та 90 діб;

- з п’ятої по дев’яту серії відтворювали пептичну виразку за Л.М.Тарасенко зі співавторами, причому тварини з шостої по дев’яту серії знаходилися в стані хронічної нітратної інтоксикації, а сьома, восьма та дев’ята серії отримували неселективний інгібітор NO-синтази – L-NAME (метиловий ефір нітро-L-аргініну), селективний інгібітор індуцибельної NO-синтази – аміногуанідин та субстрат NO-синтазної реакції – L-аргінін відповідно.

- в десятій та одинадцятій серіях відтворювали пептичну виразку за модифікованою методикою Okabe причому в одинадцятій серії на тлі хронічної інтоксикації нітратом натрію.

Евтаназію білих щурів проводили шляхом декапітації під ефірним наркозом.

Нами були використані дві методики відтворення експериментальної ПВ шлунка: за Л.М. Тарасенко, К.С. Непорадою, І.М. Скрипником із деякими змінами (взяття матеріалу проводили на 14, 30, 90 добу) та за модифікованою методикою S. Okabe et al. (взяття матеріалу проводили на 5-у, 7-у, 15-у та 21-у добу після операції). Перша модель відбиває провідні патогенетичні механізми розвитку ПВ у людини (хронічний психоемоційний стрес, цитотоксичний вплив жовчі на СОШ внаслідок дуоденального рефлюксу, зміни режиму харчування). Характерною рисою другої методики є можливість одержання ПВ у певному відділі шлунково-кишкового тракту, висока стабільність відтворення, простота і значний ступінь однорідності морфогенезу.

Хронічну інтоксикацію відтворювали шляхом введення нітрату натрію у дозі 200 мг/кг маси тіла у вигляді водного розчину інтрагастрально за допомогою спеціального зонду щоденно протягом 14, 30 та 90 діб. Для зміни режимів функціонування NO-синтаз використовували препарати виробництва “Sigma” (США): неселективний інгібітор NO-синтаз – L-NAME – вводили внутрішньоочеревинно в дозі 20 мг/кг двічі за 48 та 24 години перед початком відтворення ПВ (пептична виразка) за методом Л.М. Тарасенко зі співавторами; селективний інгібітор індуцибельної NO-синтази – аміногуанідин (Aminoguanidine) – вводили внутрішньоочеревинно в дозі 25 мг/кг двічі за 48 та 24 години перед початком відтворення ПВ за методом Л.М. Тарасенко зі співавторами; субстрат NO-синтазної реакції – L-аргінін – вводили в дозі 100 мг/кг маси інтрагастрально за три дні до початку відтворення ПВ за методом Л.М. Тарасенко зі співавторами.

Біохімічні методи дослідження. Утворення .О оцінювали при проведенні тесту з нітросинім тетразолієм (НСТ) (Цебржинский О.И., 2002). При цьому спектрофотометричним НСТ-тестом оцінюється продукція .О в гомогенаті тканин СОШ з індукторами у вигляді NADH, NADPH і пірогеналом. Принцип методу визначення концентрації ТБК-реактантів (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г., 1977) базується на здатності 2-тіобарбітурової кислоти (ТБК) утворювати стійкий забарвлений комплекс із малоновим діальдегідом та іншими проміжними оксопродуктами ПОЛ (пероксидне окиснення ліпідів). Приріст концентрації ТБК-реактантів при 1,5-годинній інкубації тканин дає інформацію про стан антиоксидантної системи. Принцип методу визначення активності супероксиддисмутази (Брусов О.С. и соавт., 1976) полягає в тому, що SOD інгібує аутоокислення адреналіну. За різницею швидкості реакції без додавання біологічного матеріалу та з його додаванням обчислюють активність ферменту. Визначення активності каталази (Архипова О.Г., 1980) ґрунтується на її здатності розкладати пероксид водню. Кількість останнього, що залишився в пробі, визначають титруванням 0,1 н розчином калію перманганату. Вміст аденозинтрифосфату (Beutler E. et al., 1975) визначали за допомогою вимірювання оптичної густини реагуючих речовин, яка пропорційна вмісту ATP у пробі. Вміст аденозинди- та монофосфату (ADP і AMP) (Jaworek D. et al., 1974) визначали в одній пробі за допомогою сполучених реакцій. Метод ґрунтується на тому, що AMP у присутності ATP перефосфорилюється ферментом міокіназою з утворенням двох молекул ADP. Молекули ADP фосфорилюються піруваткіназою за рахунок фосфоенолпірувату, який при цьому перетворюється на піруват, котрий можна визначити за допомогою індикаторної реакції з NADH (нікотинамідаденіндинуклеотид відновлений) та ЛДГ. На основі одержаних результатів обчислювали значення енергетичного потенціалу (ЕП) за формулою D.E.Atkinson. Принцип методу визначення вмісту фукози (Dishe i Shettles, 1948), заснований на фотометричному визначенні хромогену, що утворюється в умовах послідовної дії на фукозу сірчаною кислотою та солянокислим цистеїном. Вміст NАNА (N-ацетилнейрамінова кислота) в тканинах визначали за методом Гесса, принцип якого ґрунтується на утворенні хромогену сіаловими кислотами, які виділяються із складу глікопротеїдів у результаті гідролізу безбілкового фільтрату сироватки крові та гомогенату тканин, з розчином оцтової та сірчаної кислот у киплячій водяній бані. Вміст гексуронових кислот визначали карбазоловим методом (Шараев П.Н. и др., 1987), принцип якого базується на нагріванні досліджуваних біологічних субстратів з концентрованою сірчаною кислотою. У результаті реакції цукри перетворюються в альдегід фурфуролу або його гомологи, які з карбазолом утворюють хромоген фіолетово-рожевого кольору. Для оцінки кислотоутворюючої функції СОШ (Тарасенко Л.М., Скрипник І.М., 1998) у порожнину шлунка після перев'язки лігатурою нижнього відділу стравоходу за допомогою шприца через пілорус вводили 1,0 мл дистильованої води. Потім внутрішньошлункову рідину збирали в хімічний стаканчик і вимірювали рН універсальним іонометром И-130 2М з поправкою на розведення.У тканинах СОШ щурів визначали загальну протеолітичну активність за методом (Уголев A.M., Иезуитова Н.Н., Масевич Ц.Г., 1969), який ґрунтується на визначенні приросту гліцину, що утворюється в результаті гідролізу казеїну супернатантом гомогенату тканин. Протеолітичну активність розраховували в мкмолях відщепленого гліцину за 1 хв. інкубації на 1 г тканини.

Ступінь виразкового ушкодження розраховували із застосуванням системи балів (Яковлева Л.В., Оболенцева Г.В., Брюзгінова Л.П., 2001).

Дослідження зрізів проводили на цифровому мікроскопі фірми Olympus "ВХ 41" з використанням спеціальної програми “Olympus DP Soft” та наступним фотографуванням препаратів із дослідженням клітинних і стромальних елементів. Характер дольового співвідношення кровоносних мікросудин, м’язової та власної платівок слизової оболонки визначали з допомогою внутрішньоокулярної сітки (Автандилов Г.Г., 1980).

Для порівняння та оцінки достовірності отриманих результатів використовували розрахунок критерію достовірності Ст’юдента (t).

Результати досліджень. Через 14 діб від початку введення щурам нітрату натрію вірогідних змін загального фону продукції .О в тканинах СОШ білих щурів, його утворення мікросомальним і мітохондріальним електронно-транспортними ланцюгами не виявлено. Проте після 30-денного введення нітрату натрію вже відмічається зростання як загального фону продукції .О (на 18,1%, Р<0,05), так і його продукції мітохондріальним електронно-транспортним ланцюгом (на 27,1%, Р<0,05). При відтворенні 90-добової інтоксикації загальний фон продукції .О перевищує дані інтактної групи на 16,7% (р<0,05). Утворення .О мікросомальним і мітохондріальним електронно-транспортними ланцюгами зростає відповідно на 46,0% (р<0,001) та 41,3% (р<0,001). У той же час відмічається вірогідне зниження на 27,3% (р<0,01) утворення .О при використанні пірогеналу, що свідчить про зниження функціональної активності NADPH-оксидази лейкоцитів.

Через 14 діб від початку введення в організм білих щурів нітрату натрію вірогідних змін утворення ТБК-реактантів не виявлено. У цей період також відсутні достовірні зміни активності SOD і каталази. Після 30-ї доби інтоксикації вже відмічається вірогідне зростання концентрації ТБК-реактантів після 1,5-годинної інкубації тканин СОШ в залізоаскорбатному буферному розчині (на 29,8%, р<0,05). У цей же час спостерігається збільшення активності SOD на 29,3% (р<0,01) у порівнянні з даними інтактної групи тварин. Відомо, що біосинтез цього ферменту індукується субстратом (тобто .О), продукція якого після місячної інтоксикації суттєво зростає. Проте, у цей же період достовірно підвищується приріст концентрації ТБК-реактантів за час інкубації (на 30,1%, р<0,05), що вказує на загальне збідніння антиоксидантного потенціалу в тканинах СОШ білих щурів.

При відтворенні 90-добової інтоксикації концентрація ТБК-реактантів зростає до інкубації в 2,1 рази (р<0,001), а після 1,5-годинної інкубації в залізоаскорбатному буферному розчині – на 86,0% (р<0,001), що вказує на істотну активацію процесів ПОЛ у тканинах СОШ білих щурів. Відмічається суттєве підвищення приросту концентрації ТБК-реактантів за час інкубації (на 64,2%, р<0,001), що вказує на прогресування антиоксидантної недостатності в тканинах СОШ. Це також підтверджується зниженням активності SOD – на 31,5% (р<0,01), каталази – на 52,9% (р<0,001).

На 14 добу від початку введення білим щурам нітрату натрію вірогідні зміни концентрації та співвідношення аденіннуклеотидів, величини ЕП у тканинах СОШ відсутні. Через 30 діб від початку введення білим щурам нітрату натрію відмічається суттєве зниження концентрації AТP на 16,6% (р<0,05) та ЕП на 9,2% (р<0,01). Вміст AMP зростає в 3,2 рази (р<0,001), що свідчить про обмеження активності ресинтезу AТP у тканинах СОШ. Така динаміка залишається й у подальший період розвитку хронічної інтоксикації. Так, на 90 добу інтоксикації спостерігається зменшення в тканинах СОШ вмісту AТP на 24,9% (р<0,001), ADP – на 15,9% (р<0,05), ЕП – на 9,8% (р<0,001). Вміст AMP зростає в 3,0 рази (р<0,001).

Під впливом інтоксикації достовірних змін секреції HCl парієтальними клітинами шлунка не відмічається, про що свідчать величини рН внутрішньошлункової рідини: через 90 діб після введення нітрату натрію – 3,12±0,16; контроль (інтактна група) – 3,12±0,16 (р>0,05). На 14 та 30 добу хронічної інтоксикації нітратом натрію загальна протеолітична активність у СОШ істотно не змінюється. Після 90-денного введення нітрату натрію відзначається збільшення загальної протеолітичної активності в СОШ на 41,9% (р<0,05).

Встановлено, що вміст основного протектора слизової оболонки гастродуоденальної зони – фукози, що зв’язана з білками, за умов 90-добової інтоксикації достовірно не змінюється. Проте, у цей же час відмічається суттєве підвищення вмісту NANA (на 28,6%, р<0,05) та гексуронових кислот (на 32,9%, р<0,05), що свідчить про процес дезорганізації сполучнотканинних структур внаслідок деполімеризації неколагенових білків – глікопротеїнів і протеогліканів.

Після 90-денного введення нітрату натрію відмічаються суттєві зміни в СОШ білих щурів: у 40% тварин спостерігаються ерозивно-виразкові ураження. При цьому множинність ерозій і виразок на 1-го щура дорівнює відповідно 0,2 та 0,5. Середній ступінь виразки (СВ) у групі – 0,7; виразковий індекс – 0,28.

Хронічна інтоксикація нітратом натрію супроводжується істотними структурними змінами в СОШ, що полягають у розвитку дизрегенераторних процесів у вигляді атрофії та гіперплазії. У 40% білих щурів розвиваються ерозивно-виразкові ураження СОШ.

При відтворенні експериментальної ПВ (за Л.М.Тарасенко та співавт.) загальний фон продукції .О достовірно не відрізняється від даних інтактної групи. Проте за умов її моделювання на тлі хронічної інтоксикації (90 діб) указаний показник на 22,2% (р<0,001) перевищує дані серії, у якій вводився нітрат без відтворення ПВ. При відтворенні експериментальної ПВ відмічається суттєве зростання продукції .О як мікросомальним і мітохондріальним електронно-транспортними ланцюгами, так і в результаті підвищення NADPH-оксидазної активності лейкоцитів (відповідно на 17,4% (р<0,02); 17,3% (р<0,05) та 50,0% (р<0,01)). За умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації вироблення .О мікросомальним електронно-транспортним ланцюгом збільшується на 61,1% (р<0,001), що перевищує величину серії, у якій відтворювали ПВ без введення нітрату на 37,3% (р<0,001). У цих же умовах продукція .О мітохондріальним електронно-транспортним ланцюгом збільшується на 58,6% (р<0,001), що на 12,3% (р<0,05) перевищує величину серії, у якій нітрат застосовували без відтворення ПВ, та на 35,2% (р<0,001) – величину серії, у якій відтворювали ПВ без введення нітрату натрію. У тих же умовах достовірні відмінності у виробленні .О електронно-транспортним ланцюгом фагоцитів у порівнянні з інтактною групою не відмічаються. Проте величина продукції .О NADPH-оксидазою лейкоцитів на 53,1% (р<0,05) перевищує величину серії, у якій нітрат вводили без відтворення ПВ. Це, очевидно, пов’язано зі збільшенням числа лейкоцитів (перш за все нейтрофілів та макрофагів) у місці пошкодження СОШ при відтворенні ПВ.

Введення як неселективного інгібітора NO-синтаз L-NAME, так і селективного інгібітора iNOS аміногуанідину за умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації призводить до зниження продукції .О мікросомальним електронно-транспортним ланцюгом (відповідно на 35,8% (р<0,001) та на 29,2% (р<0,001)). В умовах застосування обох інгібіторів NOS вдається виявити достовірне зменшення вироблення .О електронно-транспортним ланцюгом фагоцитів при моделюванні ПВ на тлі хронічної інтоксикації у порівнянні з даними серії, у якій відтворювали ПВ без введення нітрату натрію. Пригнічення NOS (синтаза оксиду азоту) та окремо iNOS (індуцибельна синтаза оксиду азоту) обмежує продукцію .О мікросомальним електронно-транспортним ланцюгом клітин СОШ, а також NADPH-оксидазою лейкоцитів.

При відтворенні експериментальної ПВ (контрольна серія – без введення нітрату) концентрація ТБК-реактантів зростає до інкубації на 40,1% (р<0,05), а після 1,5-годинної інкубації в залізоаскорбатному буферному розчині – на 30,6% (р<0,05), що вказує на істотну активацію процесів ПОЛ у тканинах пошкодженої СОШ білих щурів. Проте за умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації (90 діб) концентрація ТБК-реактантів до та після інкубації відповідно на 61,8% (р<0,001) та 46,2% (р<0,01) перевищують дані серії, у якій відтворювали ПВ без уведення нітрату. При цьому величина приросту концентрації ТБК-реактантів за час інкубації в прооксидантному буферному розчині на 26,9% (р<0,05) перевищує показник останньої групи, що свідчить про більш значний рівень виснаження антиоксидантних ресурсів.

При відтворенні експериментальної ПВ (без введення нітрату) звертає на себе увагу підвищення активності SOD (на 23,9%, р<0,01) і каталази (на 26,9%, р<0,05). Відомо, що синтез SOD індукується на рівні трансляції субстратом (тобто .О), а, як відзначалося вище, у цей період істотно зростає його продукція. Активність каталази індукується на генному рівні H2O2, у зв'язку з чим активності каталази і SOD знаходяться у взаємозв'язку, тому що SOD забезпечує каталазу субстратом, а остання регенерує кисень для потреб клітини (Панченко Л.Ф., Герасимов А.М., Антоненко Г.Д., 1981). За умов же моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації (90 діб) активності SOD та каталази не тільки не зростають, а навпаки знижуються: відповідно на 42,4% (р<0,001) та 55,0% (р<0,01) у порівнянні з даними інтактної групи, та на 53,5% (р<0,001) та 64,5% (р<0,001) у порівнянні з результатами серії, у якій відтворювали ПВ без уведення нітрату. Проте достовірних відмінностей при порівнянні з даними серії, у якій вводився нітрат натрію (без відтворення ПВ), не виявлено.

Нами виявлено, що процеси ПОЛ у значній мірі залежать від функціональної активності NOS. Так, введення неселективного інгібітора NO-синтаз L-NAME призводить до достовірного підвищення концентрації ТБК-реактантів як до інкубації (на 34,0%, р<0,01), так і після 1,5-годинної інкубації в залізоаскорбатному буферному розчині (на 28,4%, р<0,02). Ми припускаємо, що більш активний перебіг процесів ПОЛ може бути пов'язаний з інгібуванням конституційної NOS. Очевидно, NO, що виробляється різними джерелами, може чинити різну дію, незважаючи на однакову хімічну структуру. При введенні селективного інгібітора iNOS аміногуанідину, навпаки, концентрація ТБК-реактантів до інкубації в залізоаскорбатному буферному розчині достовірно зменшується (на 17,9% (р<0,05). Відомо, що саме з функціонуванням iNOS пов’язують активацію вільнорадикальних процесів у CОШ (Martin M.J., Jimenez M.D., Motilva V., 2001). Введення білим щурам L-аргініну за умов же моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації (90 діб) не призвело до достовірних змін концентрації ТБК-реактантів. Однак, при цьому виявлене достовірне збільшення величини концентрації ТБК-реактантів до інкубації (на 26,4%, р<0,05) за умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації у порівнянні з серією, у якій нітрат вводили без моделювання ПВ.

Введення інгібіторів NO-синтаз (L-NAME, аміногуанідину) та їхнього субстрату (L-аргініну) достовірно не змінює активність SOD у тканинах СОШ за умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації. При введенні інгібіторів NO-синтаз також не виявляється достовірних змін активності каталази у порівнянні з серією, у якій моделювали ПВ на тлі хронічної інтоксикації. Проте, саме за умов застосування L-NAME та аміногуанідину стає очевидною відсутність достовірного зниження каталази (р>0,05) при відтворенні ПВ на фоні інтоксикації нітратом. Тобто, зменшення ендогенного утворення оксиду азоту в NO-синтазній реакції може попереджувати істотне зниження активності каталази, що розвивається внаслідок взаємодії NO з активним центром цього ферменту. Це припущення, у певній мірі, підтверджується тим фактом, що при застосуванні L-аргініну достовірне зниження активності каталази (на 56,2%, р<0,05) залишається. Виявлена певна неоднозначна залежність між рівнем ПОЛ у тканинах СОШ за умов моделювання ПВ на тлі інтоксикації нітратом та функціональною активністю NO-синтаз. Якщо селективне пригнічення індуцибельної NO-синтази призводить до обмеження ПОЛ, то сукупне інгібування NO-синтаз (у т.ч. конституційної) сприяє активації цього процесу.

Застосування неселективного (L-NAME) та іNOS-селективного (аміногуанідин) інгібіторів NO-синтаз обмежує зниження активності каталази. Введення L-аргініну сприяє активації ПОЛ в умовах ульцерогенезу на тлі хронічної інтоксикації, при цьому активність мідь- та залізовмісних антиоксидантних ферментів (SOD, каталази) істотно не змінюється.

При відтворенні експериментальної ПВ (контрольна серія – без введення нітрату) відмічається істотне зменшення в тканинах СОШ вмісту AТP (на 12,9%, р<0,01), ADP (на 12,7%, р<0,05), ЕП (на 6,9%, р<0,01). Вміст AMP зростає в 2,8 рази (р<0,001). Вказані зміни вмісту та співвідношення аденіннуклеотидів свідчать про збільшення утилізації макроергічних сполук при зниженні їхнього ресинтезу в клітинах ушкодженої СОШ білих щурів. За умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації (90 діб) концентрація AТP у тканинах СОШ на 21,7% (р<0,01) та 32,4% (р<0,001) поступається значенням серій, у яких відповідно вводився нітрат без відтворення ПВ (1) та моделювали ПВ без уведення нітрату (2). У той же час спостерігається підвищення вмісту AMP відповідно в 2,6 (р<0,001)та 2,8 рази (р<0,001). При порівнянні з результатами останніх груп величини ЕП за умов моделювання ПВ на тлі інтоксикації нітратом виявляється зменшення даного показника відповідно на 21,0% (р<0,001) та 23,5% (р<0,001).

При введенні інгібіторів NO-синтаз (L-NAME, аміногуанідину) та L-аргініну ми не виявили статистично достовірних відмінностей одержаних результатів щодо вмісту аденіннуклеотидів у СОШ білих щурів при порівнянні з серією без їхнього застосування перед відтворенням ПВ за умов надлишкового надходження до організму нітрату натрію. Проте розрахунок ЕП доводить, що введення інгібіторів NO-синтаз (як неселективного L-NAME, так і iNOS-селективного аміногуанідину) достовірно обмежує зниження ЕП (відповідно на 17,3% (р<0,02) та 13,0% (р<0,05)) при відтворенні ПВ за умов надлишкового надходження до організму нітрату натрію, що, очевидно, пов’язано зі зменшенням утворення оксиду азоту NOS-джерелом. Як відомо, порушення біоенергетичних процесів за участю NO можуть бути зумовлені інактивацією ферментів, що беруть участь у енергоутворенні (аконітази, сукцинатдегідрогенази, гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогенази, NADH-убіхінонредуктази, цитохромів) (Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Охотин В.Е., Косицын Н.С., 1998). Можливий також механізм, опосередкований пероксинітритом (Szabo C., Zingarelli B., Oconnor M., Salzman A.L., 1996).

Введення інгібіторів NO-синтаз (L-NAME, аміногуанідину) обмежує падіння енергетичного потенціалу, що, очевидно, пов’язано зі зменшенням утворення оксиду азоту de novo NO-синтазною системою.

При відтворенні експериментальної ПВ (контрольна серія – без введення нітрату) та за умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації (90 діб) достовірних змін секреції HCl парієтальними клітинами шлунка не відмічається, про що свідчать величини рН внутрішньошлункової рідини. Таким чином, такий агресивний чинник як HCl не має суттєвого значення в патогенезі ушкодження СОШ у досліджуваних умовах. Проте, і в контрольній серії (ПВ без введення нітрату), і за умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації нітратом натрію відмічається істотне підвищення загальної протеолітичної активності відповідно на 48,4% (р<0,05) та 58,1% (р<0,01). Але достовірної різниці між величинами загальної протеолітичної активності в цих серіях не виявлено.

При відтворенні експериментальної ПВ (контрольна серія – без введення нітрату) відмічається зменшення в тканинах СОШ вмісту основного протектора слизової оболонки гастродуоденальної зони - фукози, що зв’язана з білками (на 22,3%, р<0,05), та істотне підвищення вмісту гексуронових кислот (на 34,1%, р<0,01). Певна тенденція до збільшення виявлена також щодо концентрації NANA, проте достовірного підвищення виявити не вдалося. У цілому одержані результати дозволяють стверджувати про високий рівень деполімеризації глікопротеїнів слизового бар'єра при розвитку деструктивних змін СОШ.

За умов моделювання ПВ на тлі хронічної інтоксикації (90 діб) концентрація фукози, що зв’язана з білками, достовірно знижується, як у відношенні до даних серії, у якій вводили нітрат без відтворення ПВ (на 54,1%, р<0,001), так і до результатів, одержаних за умов моделювання ПВ без уведення нітрату (на 37,0%, р<0,01).

При відтворенні ПВ на фоні інтоксикації нітратом звертає на себе увагу суттєве збільшення вмісту NANA та гексуронових кислот у СОШ щурів.

Величина концентрації NANA у СОШ білих щурів на 22,2% (р<0,02) перевищує дані серії, у якій вводили нітрат без відтворення ПВ, та на 29,4% (р<0,01) – результати групи з відтвореною ПВ без уведення нітрату. Значення вмісту гексуронових кислот перевищує дані тільки останньої серії (на 12,7%, р<0,05). До введення інгібітору iNOS виявився чутливим показник вмісту NANA у СОШ білих щурів. Так, введення аміногуанідину обмежує підвищення концентрації NANA на 15,2% (р<0,02). Деяка тенденція до обмеження вмісту NANA та гексуронових кислот відмічається при введенні лабораторним тваринам L-аргініну. Останній, по суті, запобігає достовірному збільшенню цих речовин в умовах як нітратної інтоксикації, так і ульцерогенезу при відтворенні експериментальної ПВ, тобто забезпечує, у певній мірі, протекторну дію по відношенню до сполучнотканинних структур СОШ (Тарасенко Л.М., Непорада К.С., Скрипник І.М., 2002).

Моделювання ПВ за Л.М.Тарасенко, І.М.Скрипником і К.С.Непорадою на тлі хронічної інтоксикації (90 діб) дає можливість виявити достовірне збільшення показника множинності виразок як у порівнянні з даними серії, у якій вводили нітрат без відтворення ПВ (на 17,1%, р<0,05), так і до результатів, одержаних за умов моделювання ПВ без уведення нітрату (на 31%, р<0,01). Показник СВ становить 3,0; ВІ – 3,0.

Згідно отриманих нами даних, на множинність виразок за умов моделювання ПВ на тлі інтоксикації нітратом (90 діб) впливає в певній мірі активність iNOS. Введення інгібітору останньої (аміногуанідину) зменшує число виразок на 1-го щура на 18,4% (р<0,05). При моделюванні ПВ в умовах надлишкового утворення NO при надходженні до організму нітрату натрію відзначається наростання показників тяжкості виразкового процесу в шлунку (збільшення множинності пептичних виразок, середнього ступеню виразки в групі, виразкового індексу). На показник множинності виразок впливає активність iNOS, оскільки введення селективного інгібітору останньої (аміногуанідину) достовірно зменшує число виразок на 1-го щура. Відсутніть зміни цього показника при введенні L-NAME, можливо, пов’язана з протекторною дією NO, що виробляються конститутивною NOS.

Введення L-аргініну перед моделюванням ПВ в умовах надлишкового утворення NO при надходженні до організму нітрату натрію достовірно не позначається на тяжкості виразкового процесу в СОШ.

Нами проведене дослідження морфологічних змін у процесі загоєння виразки пілороантрального відділу шлунка в експерименті при хронічній нітратній інтоксикації. На 21 добу в контрольній групі щурів після експериментального відтворення виразкового дефекту макроскопічно виразка не виявлялася, на ділянці його проекції пальпаторно було відмічено ущільнення стінки шлунка твердої консистенції; мікроскопічно в ділянці серозної оболонки на місці проекції виразки спостерігається утворення грубоволокнистої рубцевої сполучної тканини, в якій наявна велика кількість кровоносних судин, з ділянками метахромазії навколо. Подекуди, за рахунок розростання сполучної тканини, яка була представлена фіброцитами, що мали витягнуту форму, та колагеновими волокнами, форма просвіту судин змінювалась. Появу грубоволокнистої сполучної тканини можна вважати кінцевим результатом перебудови тканини. Таким чином, вищеописана морфологічна картина свідчить про сприятливий плин процесів загоєння гострої виразки пілороантрального відділу шлунка у щурів.

На фоні хронічної інтоксикації нітратом натрію спостерігаються наступні морфологічні особливості патологічних процесів у вигляді атрофії та гіперплазії слизової оболонки шлунка, які негативно впливають на час загоєння відтвореної виразки. На 21 добу виразка стає хронічною, має ті ж самі розміри, що й на момент відтворення. Гістологічно спостерігається грануляційна тканина, що знаходиться на різних стадіях дозрівання.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у визначенні структурно-метаболічних змін у слизовій оболонці шлунка (у тому числі залежних від функціональної активності NO-синтазних систем) при моделюванні стану підвищеного утворення оксиду азоту з екзогенного попередника (хронічна інтоксикація нітратом натрію) та відтворенні пептичної виразки шлунка.

1. Підвищене утворення оксиду азоту (модель 90-добової хронічної інтоксикації нітратом натрію в дозі 200 мг/кг) призводить до прогресуючих порушень окиснювальних процесів у слизовій оболонці шлунка білих щурів, що відбивається у збільшенні продукції супероксидного аніон-радикалу мітохондріальним та мікросомальним електронно-транспортним ланцюгами, зниженні його вироблення NADPH-оксидазою лейкоцитів, активації процесів пероксидного окиснення ліпідів, зниженні антиоксидантного потенціалу, пригніченні ресинтезу АТР, підвищенні загальної протеолітичної активності, дезорганізації сполучнотканинних структур слизової оболонки шлунка білих щурів, про що свідчить збільшення вмісту в останній N-ацетилнейрамінової та гексуронових кислот.

2. При підвищеному утворенні оксиду азоту (модель 90-добової хронічної інтоксикації нітратом натрію) спостерігаються істотні структурні зміни в слизовій оболонці шлунка, що полягають у розвитку дисрегенераторних процесів у вигляді атрофії та гіперплазії, виникненні в 40% білих щурів ерозивно-виразкових уражень.

3. Відтворення пептичної виразки при підвищеному утворенні оксиду азоту (модель 90-добової хронічної інтоксикації нітратом натрію) супроводжується посиленням біоенергетичної недостатності (знижується вміст AТP та енергетичний потенціал), підвищенням продукції супероксидного аніон-радикалу мікросомальним і мітохондріальним електронно-транспортними ланцюгами клітин слизової оболонки шлунка, активацією в них процесів пероксидного окиснення ліпідів, зниженням активності антиоксидантних ферментів (супероксиддисмутази, каталази).

4. Відтворення пептичної виразки при підвищеному утворенні оксиду азоту (модель 90-добової хронічної інтоксикації нітратом натрію) потенціює процес дезорганізації сполучнотканинних структур слизової оболонки шлунка білих щурів, що супроводжується збільшенням множинності пептичних виразок, середнього ступеня виразки в групі, виразкового індексу.

5. За умов підвищеного утворення оксиду азоту (модель 90-добової хронічної інтоксикації нітратом натрію) ацетатна пептична виразка набуває ознак хронічної (на 21 добу після моделювання), має ті ж самі розміри, що й на момент відтворення. Гістологічно спостерігається грануляційна тканина, що знаходиться на різних стадіях дозрівання.

6. Пригнічення NO-синтаз (та окремо індуцибельної NO-синтази) при підвищеному утворенні оксиду азоту на тлі хронічної нітратної інтоксикації за умов відтворення пептичної виразки обмежує продукцію супероксидного аніон-радикалу мікросомальним електронно-транспортним ланцюгом у клітинах слизової оболонки шлунка, а також NADPH-оксидазою лейкоцитів, обмежує зниження активності каталази, а також падіння енергетичного потенціалу. Селективне пригнічення індуцибельної