На здобуття ступеня доктора філософії
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Вивчення ролі PPAR-gamma в регуляції ендотелійзалежних реакція аорти щура в нормі та при діабеті 2 типу(2024) Меженський Олег Русланович; Філіпов Ігор Борисович, к.б.н., ст. досл.Дисертація присвячена дослідженню ендотелійзалежного розслаблення грудної аорти щура, впливом PPAR-γ на цей процес, змінам компонентів ендотелійзалежного розслаблення у моделі діабету 2 типу, неспецифічним ефектам лігандів PPAR-γ та просторовим відмінностям у ендотелійзалежних реакціях між проксимальною та дистальною частинами аорти щура. В ході дослідження використовувалися наступні методи: тензитометрія, докінг, РНК-секвенування, експериментальна модель діабету 2 типу. Вперше був показаний методом аналізу даних РНК секвенування градієнт диференційної експресії та функціональний градієнт для калієвих каналів вхідного випрямлення, потенціалзалежних кальцієвих каналів L типу, тубуліну та елементів м’язового комплексу між проксимальною та дистальною частиною грудної аорти, що поглиблює розуміння особливостей функціонування аорти та дозволяє краще контролювати варіацію в експериментальних даних у дослідженнях судинної системи. Було визначено внески ендотелійзалежного гіперполяризуючого фактору (EDHF), нітроген II оксиду (NO), TRPV4-каналу, простаноїдів та неадренаргічне нелохінергічне ендотелійзалежне розслаблення сегментів аорти щура в нормі. Також було показано, співвідношення внесків кальцій-залежних калієвих каналів проміжної та малої провідності, у TPRV4 ендотелійзалежне розслаблення. Було показано, що дія агоніста PPAR-γ – росіглітазону не впливала на EDHF, а була пов’язана зі збільшенням внесків NO, простаноїдів, TRPV4-каналів у ендотелійзалежне розслаблення. Окрім того, вперше було визначено, що ефект росіглітазону, найімовірніше, пов’язаний з прямим впливом на розчину цитоплазматичну гуанілатциклазу, що може пояснити ефекти лігандів PPAR-γ на серцево-судину систему. Дослідження внесків компонентів ендотелійзалежного розслаблення у експериментальній моделі діабету 2 типу у щурів показали, що внесок EDHF суттєво знижується, а внесок NO та простаноїдів зростають. Вперше було показано, що у діабеті 2 типу TRPV4-залежне розслаблення підсилюється і збільшується внесок кальційзалежних калієвих каналів малої провідності у це розслаблення. Також, росіглітазон в нормі і за умов діабету 2 типу посилював ефекти NO, простаноїдів та TRPV4-каналів у ендотелійзалежне розслаблення сегментів грудної аорти щурів. Методом молекулярного докінгу була вперше показана здатність росіглітазону неспецифічно зв’язуватися з двопородоменими калієвими каналами TWIK та TRAAK мембрани ГМК аорти, а також з розчинною гуанілатциклазою.Item Характеристика механочутливих іонних каналів в гладеньком'язових клітинах детрузора сечового міхура щур(2024) Єльяшов Семен Ігорович; Шуба Ярослав Михайлович, д.б.н., проф., академУ дисертаційній роботі наведені нові результати щодо механочутливості гладеньком’язового шару (детрузора) сечового міхура (СМ) та внеску іонних каналів TREK-1, Piezo1 та TRPV4 у загальну механочутливість у гладеньком’язовій клітині (ГМК). Ці канали походять із різних родин, проте, мають спільну чутливість до механічної стимуляції, як то тиск, потік рідини або розтягнення, що є типовими подразненнями для СМ. Головними механорецепторами СМ є аферентні нейрони та вистилаючий внутрішню порожнину уротеліальний шар. Однак, сам детрузор, та, власне, ГМК також мають самостійну механочутливість, хоча робіт щодо цього не багато. Для дослідження механочутливості ізольованих міоцитів нами була сконструйована установка для створення гідродинамічної стимуляції клітинної мембрани вузьким потоком розчину. У цій роботі було вперше встановлено існування трьох популяцій ГМК за чутливістю до механічної стимуляції: перша (55%) електрофізіологічно нечутлива до механічного стимулу, друга (26%) генерує вхідний струм із Са2+/Na+-провідностями, третя (19%) має лише вихідний механоактивований струм із К+-провідністю. Методами ПЛР та імуноцитохімія встановили, що в детрузорі експресуються 3 механочутливі канали, а саме TREK-1, TRPV4 та Piezo1. Ми провели експерименти з прикладанням L-метіоніну (інгібітором TREK-1), чим заблокували 90% механоактивованого вихідного струму. Це доводить, що активність з 3-ї групи ГМК була спричинена саме активністю TREK-1, який є єдиним функціонально показаним у літературі механорецптором у ГМК детрузора. Крім цього, досліджуючи природу неселективного механочутливого каналу з 2-ї групи ГМК нами було виявлено, що механічна стимуляція ГМК детрузора генерує збільшення внутрішньоклітинної концентрації іонів Ca2+ ([Са2+]i). Подальші дослідження ГМК детрузора показали, що збільшення [Са2+]i не може бути пов’язаним з активністю TRPV4. Такий висновок був сформований на основі нечутливості ГМК до селективного активатора TRPV4 – GSK1016790A, показаної методами візуалізації кальцієвих сигналів Ca2+-чутливим барвником Fluo-4 та patch clamp. Крім цього, нами було вперше наведено докази функціональної присутності Piezo1 в ГМК детрузора. Yoda1 (селективний агоніст Piezo1) в ГМК детрузора та в нейронах ДКГ викликала канонічний Piezo1-опосередкований Ca2+-сигнал. Однак, під час електрофізіологічних експериментів Yoda1 інгібувало вихідні струми, замість активації високопровідних вхідних струмів, характерних для Piezo1. Наступні дослідження показали, що ефект від Yoda1 перекривався глібенкламід-індукованим блокуванням АТР-чутливого калієвого каналу (КATP). Це вказує на те, що Piezo1 може бути пов’язаний із регуляцією відкритого стану КATP, інгібуючи його активність через мобілізацію Ca2+ та пов’язане з ним подальше непряме сигналювання.Item Зміни експресії довгих некодуючих РНК, залучених до гіпоксичної програми, при ішемічному ушкодженні серц(2024) Хецуріані Михайло; Шиш Анжела Михайлівна, кандидат біологічних наукДисертаційна робота присвячена вивченню зміни рівня експресії довгих некодуючих РНК H19, TUG1, GAS5 та MIAT на експериментальних моделях тварин (аноксії/реоксигенації культури кардіоміоцитів неонатальних щурів, інфаркту міокарда, ішемії/реперфузії серця дорослих щурів) та довгих некодуючих РНК H19, HIF1A-AS1, LIPCAR, MIAT та MHRT у клінічних зразках пацієнтів (міокарді, плазмі крові та лейкоцитах). Аноксію/реоксигенацію моделювали на культурі кардіоміоцитів неонатальних щурів та проводили у двох режимах – короткому (30 хв. аноксії, 60 хв. реоксигенації) та довгому (60 хв. аноксії, 24 год. реоксигенації). Показано, що рівень експресії довгої некодуючої РНК H19 знижується більше ніж у 84 рази після короткої А/Р та у 4,3 рази після довгої А/Р, порівняно із контролем. Для довгих некодуючих РНК TUG1, GAS5 та MIAT спостерігали зниження експресії у 8,7, 8 та 19 разів відповідно після короткої аноксії/реоксигенації. Проте після довгої аноксії/реоксигенації рівень експресії lncRNA TUG1 є значно вищим ніж після короткої аноксії/реоксигенації та відновлюється до 62% щодо контрольних величин. Рівень GAS5 залишається майже на рівні короткої А/Р, тоді як рівень експресії MIAT достовірно підвищується більш ніж у 3 рази порівняно із контролем. Показано, що за умов як довгої, так і короткої аноксії/реоксигенації ми спостерігали підвищення експресії мРНК фактору, що індукується гіпоксією (HIF-1α) більше ніж у 2 рази, порівняно із контрольним зразком. Такі результати вказують на те, що експресія довгих некодуючих РНК H19 та TUG1 у кардіоміоцитах за умов аноксії/реоксигенації регулються не фактором HIF-1α, а через інші сигнальні шляхи. У присутності інгібітора HIF-проліл гідроксилази (PHD) за умов нормоксії у культурі кардіоміоцитів неонатальних щурів спостерігається збільшення експресії мРНК HIF-1α майже у 3 рази. Рівень експресії довгої некодуючої РНК H19 достовірно збільшується у 2,7 разів, а TUG1 — у 2,4 рази. При цьому рівень експресії довгої некодуючої РНК MIAT знижується більше ніж у 16 разів. Такі результати вказують на те, що рівень експресії довгих некодуючих РНК H19 та TUG1 імовірно регулюється HIF-1α за умов нормоксії, в той час як за аноксії/реоксигенації ми цього не спостерігаємо. Очевидно, що довгі некодуючі РНК H19 та TUG1 задіяні до патогенетичних механізмів, але регуляція їх експресії здійснюється через інші шляхи. Зниження рівня експресії MIAT ми спостерігали за умов нормоксії і короткої аноксії/реоксигенації на фоні збільшення експресії HIF1-α, що також може вказувати на протективний ефект останнього. Проте він нівелюється за умов довгої аноксії реоксигенації, за якої рівень експресії MIAT стрімко зростає. Інфаркт міокарда моделювали шляхом накладання лігатури на низхідну гілку лівої коронарної артерії та спостерігали за тваринами протягом 4-х тижнів. Групі тварин із удаваною операцією (УО) накладалася лігатура, але без перетискання артерії. Після 4-х тижнів реєстрували кардіогемодинамічні показаники, а також відбирали зразки крові та серця тварин для проведення аналізу рівня експресії довгих некодуючих РНК. Ішемію/реперфузію (І/Р) моделювали шляхом накладання лігатури на стовбур лівої коронарної артерії на 40 хв (ішемія), після чого лігатуру знімали на 120 хв (реперфузія) та реєстрували кардіогемодинамічні показники. Удавану операцію здійснювали простим накладанням шовного матеріалу без перетискання артерії на 40 хв. та його видаленням на 120 хв. Отримані дані свідчать, що у міокарді тварин з інфарктом міокарда рівень експресії довгої некодуючої РНК H19 знижується майже в 2 рази, а TUG1 та MIAT — збільшується майже у 2 та 3 рази відповідно. У плазмі крові достовірні зміни спостерігали для довгих некодуючих РНК H19 (зниження у 2,42 рази) та MIAT (зростання у 2,66 рази). Кореляційний аналіз Пірсона між кардіогемодинамічними параметрами та експресією довгих некодуючих РНК показує кореляцію між експресією H19 із кінцево-систолічним тиском (r=0,68), ізоволюмічною константою розслаблення Tau W (r=-0,74) та показником dP/dTmax (r=0,73). Для TUG1 показана позитивна кореляція із кінцево-систолічним об'ємом (r=0,74) та кінцево-діастолічним тиском (r=0,7). Високий рівень позитивної кореляції показаний для довгої некодуючої РНК MIAT із кінцево-діастолічним об'ємом (r=0,98) та кінцево-діастолічним тиском (r=0,64). За умов І/Р у міокарді тварин рівень відносної експресії довгої некодуючої РНК H19 достовірно знижується у 3,79 рази, а TUG1 — збільшується більше ніж у 33 рази. У плазмі крові достовірними зміни були лише для довгої некодуючої РНК MIAT, рівень експресії якої при І/Р зростає на 49,11%. Отримані дані свідчать про потенційну роль у патогенезі ішемічного ушкодження міокарда довгих некодуючих РНК H19, TUG1 та MIAT. Наведені кореляційні зв'язки між експресію цих молекул зі змінами кардіогемодинамічних показників підтверджують отриманий результат. В наступній частині дослідження нами була проаналізована експресія довгих некодуючих РНК H19, HIF1A-AS1, MIAT, LIPCAR та MHRT у пацієнтів з ішемічною хворобою серця, за умов віддаленого ішемічного прекондиціонування у пацієнтів, яким проводили операцію ізольованого аортокоронарного шунтування на працюючому серці. Також проаналізована експресія довгих некодуючих РНК у плазмі крові людей похилого віку, за якими вели спостереження протягом 14 років з метою встановлення кореляційного зв'язку між рівнем експресії довгих некодуючих РНК та ризиком смерті У пацієнтів із ішемічною хворобою серця у плазмі крові рівень експресії H19 зростає на 52,32%, а довгих некодуючих РНК HIF1A-AS1 та LIPCAR — у 2,44 і 1,96 разів відповідно. Рівень експресії H19 у міокарді за умов віддаленого ішемічного прекондиціонування достовірно зменшується у 6,7 рази, а у плазмі крові — в 20,5 разів. В лейкоцитах експресія H19 за умов віддаленого ішемічного прекондиціонування збільшується більше, ніж у 3 рази. Експресія довгих некодуючих РНК HIF1A-AS1, MIAT, LIPCAR та MHRT за умов віддаленого ішемічного прекондиціонування у міокарді зменшується у 6,95, 5,42, 8,65 та 2,5 рази відповідно. У плазмі крові також спостерігаємо зниження рівня експресії вказаних довгих некодуючих РНК за умови віддаленого ішемічного прекондиціонування: для HIF1A-AS1 — в 9,79 рази; MIAT — на 27,15%; LIPCAR — у 23,61 рази; MHRT — більше ніж у 15 разів. Слід зазначити, що в лейкоцитах спостерігається зворотна картина змін експресії. У пацієнтів із групи віддаленого ішемічного прекондиціонування рівень експресії HIF1A-AS1, MIAT та LIPCAR зростає у 3,8, 9,89 та 4,34 рази відповідно. Отримані результати вказують, що циркулюючі довгі некодуючі РНК H19, HIF1A-AS1 та LIPCAR можуть розглядатися як потенційні біомаркери ішемічної хвороби серця. Оскільки віддалене ішемічне прекондиціонування має протективний ефект на міокард, то зниження експресії довгих некодуючих РНК H19, HIF1A-AS1, MIAT, LIPCAR та MHRT у міокарді за таких умов вказує на участь цих молекул у патогенезі ішемічного ушкодження серця. Експресія довгих некодуючих РНК H19, HIF1A-AS1, MIAT, LIPCAR та MHRT була визначена у плазмі крові 361 пацієнта у віці 75 років, за якими вели спостереження протягом 14 років, з 2000 по 2013 роки. Вперше було встановлено, що підвищення експресії довгої некодуючої H19 у плазмі крові пов'язане із підвищеним ризиком смерті. Регресійний аналіз за Коксом дозволив встановити, що рівень експресії довгої некодуючої РНК вище порогових значень є незалежним (від інших факторів) предиктором смерті для людей похилого віку.Item Особливості клітинно-молекулярних перебудов в тканинах організму при експериментальному паркінсонізмі та хворобі Паркінсона(2024) Путій Юлія Володимирівна; Розова Катерина Всеволодівна, доктор біологічних наук, провідний науковий співробітникОстанні досягнення в області фізіології, молекулярної фізіології та біохімії дозволяють стверджувати, що значну частину нейродегенеративних форм патології можна віднести до так званих мітохондріальних захворювань. Саме до числа таких нейродегенеративних порушень, без сумніву, можна віднести і хворобу Паркінсона (ХП), що є однією з найбільш поширених патологій такого типу, після хвороби Альцгеймера. Механізми виникнення хвороби Паркінсона до теперішнього часу лишаються до кінця нез’ясованими. Однак існує декілька гіпотез відносно її патогенезу. Вони пов’язують захворювання, зокрема, з дисфункцією мітохондрій і убіквітин-протеосомальною дисфункцією, дією окисного стресу, запаленням, апоптозом. Разом з тим, визначити, яким конкретно чином настільки різні патогенетичні події викликають ХП, поки що не вдалося, тому це питання є досить актуальним на сьогодні. Різні генотипи пацієнтів, що страждають на ХП, свідчать про наявність не одного, а декількох молекулярно-патогенетичних шляхів розвитку захворювання. У зв’язку із зазначеним мета представленого дисертаційного дослідження полягала у визначенні особливостей клітинно-молекулярних перебудов в тканинах головного мозку, міокарду і легень при експериментальному паркінсонізмі, в клітинах крові при хворобі Паркінсона та з'ясуванні можливості застосування нових коригуючих підходів. Для досягнення поставленої мети нами вирішувалися наступні завдання: 1. Оцінити ультраструктуру міокарду, тканин довгастого мозку, стріатуму, легень та структурні зміни мітохондрій (МХ) в них при моделюванні експериментального паркінсонізму. 2. З'ясувати роль модуляції активності АТФ-залежних мітохондріальних К+-каналів в розвитку нейродегенерації при експериментальному паркінсонізмі. 3. Дослідити функціональний стан мітохондрій в тканинах при експериментальному паркінсонізмі. 4. Вивчити зміни експресії генів (PINK1, DJ1,) при експериментальному паркінсонізмі. 5. Оцінити морфофункціональний стан клітин крові (тромбоцитів та лейкоцитів) у пацієнтів з хворобою Паркінсона. 6. З'ясувати можливості попередження розвитку супутніх патологій та корекції пошкоджень, що виникають в тканинах, при експериментальному паркінсонізмі та у пацієнтів з хворобою Паркінсона за допомогою препарату Капікор. Об’єкт дослідження: тканини довгастого мозку, серця та легень, при експериментальному паркінсонізмі, а також клітини крові пацієнтів з хворобою Паркінсона. Предмет дослідження: зміни структур та властивостей тканин мозку, серця, легень та клітин крові при моделюванні паркінсоноподібного стану та при хворобі Паркінсона. При проведенні досліджень застосовувалися наступні методи: електронна мікроскопія з наступним морфометричним аналізом; полярографічне дослідження функцій МХ; генетичні дослідження при оцінці рівня експресії мРНК генів DJ1 та PINK1, задіяних у розвитку паркінсонізму; статистичні методи аналізу отриманих результатів. Дослідження проведені на 57 статевозрілих щурах-самцях лінії Вістар масою 250-300 г. Всі тварини утримувалися в віварії Інституту Фізіології ім. О. О. Богомольця та мали вільний доступ до їжі та води. Щури були розподілені на 6 груп: 1) контрольні (n=8), 2) тварини, котрим ротенон вводили однократно п/ш в дозі 0,3 мг/100 г маси тіла (n=10), 3) тварини, котрим ротенон вводили п/ш, щоденно протягом 2-х тижнів в дозі 0,3 мг/100 г маси тіла (n=10), 4) тварини, котрим ротенон вводили п/ш, щоденно протягом 2-х тижнів в дозі 0,3 мг/100 г маси тіла з паралельним застосуванням урідину – активатора АТФ-залежного К+ каналу, в/о в дозі 0,3 мг/100 г маси тіла (n=10), 5) тварини, котрим ротенон вводили п/ш, щоденно протягом 2-х тижнів в дозі 0,3 мг/100 г маси тіла з паралельним застосуванням урідину – в/о в дозі 0,3 мг/100 г маси тіла та 5-гидроксидеканоат (5НД) – інгібітора АТФ-залежного К+ каналу, в дозі 0,5 мг/100 г маси тіла (n=7), 6) тварини котрим ротенон вводили п/ш, щоденно протягом 2-х тижнів в дозі 0,3 мг/100 г маси тіла з паралельним застосуванням препарату Капікор - в/о, щоденно протяглм 2-х тижнів в дозі 0,5 мг/100 г маси тіла (n=12). Також було проведено обстеження пацієнтів (n = 22), що мали встановлений діагноз хвороби Паркінсона зі стадією хвороби 3,0 за Хен-Яром, котрі перебували на базисній терапії леводопавмісними препаратами в комбінації з іншими протипаркінсонічними засобами (агоністи дофамінових рецепторів, амантадин, холінолітики тощо). Після обстеження пацієнтам застосовували препарат Капікор за схемою: 2 капсули на добу протягом 2 міс. (АТ «Олайнфарм», Латвія); 1 капсула містить - 180 мг мельдоній дигидрата і 60 мг гамма-бутиробетаїн дигидрата. Капікор позиціонується виробниками як комбінований антиішемічний цереброкардіоваскулярний препарат, відновлюючий функцію ендотелію. Проте він має ширші можливості, оскільки мельдонію дигідрат впливає на індукцію біосинтезу NO, захищає клітини від токсичного впливу вільних радикалів, нормалізує оксидантний гомеостаз на клітинному рівні, позитивно впливає на функцію ендотелію; гамма-бутиробетаїну дигідрат гальмує транспорт довголанцюгових жирних кислот і їх метаболітів в мітохондріях, завдяки зниженню біосинтезу карнітину, що сприяє збереженню аеробного шляху метаболізму в умовах тканинної гіпоксії, запобігає виснаженню запасів АТФ і креатинфосфату в клітинах. Отже цей препарат може одночасно позитивно впливати на зменшення вмраженності як ендотеліальної, так і мітохондріальної дисфункції. Під час аналізу стану тканин у групі тварин з однократним введення ротенону наявність мітохондріальної, а також ендотеліальної дисфункції та оксидативного стресу було виявлено у повній мірі у мозковій тканині, частково — у тканині серця; у тканині легень такий вплив виражених змін не викликав. Електорнномікроскопічні дослідження проведені на ротеноновій моделі у щурів з пролонгованою дією ротенону показали істотні зміни в морфофункціональному стані тканин довгастого мозку, стріатуму, серця та легень. Одними з основних ознак початку деструктивних змін були якісні та кількісні зміни характеристик мітохондрій у клітинах досліджуваних тканин. До ознак паркінсоноподібного стану при моделюванні паркінсоніму слід також віднести порушення ультраструктури мієліну у ткананах мозку, з набряком та деструкцією мієлінових волокон, зміни гематоенцефалічного, аерогематичного та гістогематичного бар’єрів. В роботі вперше вивчені та комплексно охарактеризовані органоспецифічні зміни ультраструктури тканин мозку - довгастого мозку та стріатуму, і вісцеральних органів – серця та легень при моделюванні паркінсоноподібного стану. Доведено, що при експериментальному паркінсонізмі відбуваються процеси демієлінізації в тканинах мозку. Вперше показано, що мітохондріальна дисфункція та пошкодження мієліну пов'язані з модуляцією активності мітохондріальних АТФ-залежних К+ каналів. Процес активації мітохондріальних КАТФ - каналів за допомогою їх активатора уридіну призводила до суттєвої нормалізації ультраструктури мієліну. Доведено, що при розвитку паркінсоноподібного стану порушення ультраструктури тканин, розвиток мітохондріальної, а також ендотеліальної дисфункції спостерігається не тільки у відділах головного мозку – більш виражено в довгастому мозку, менш в стріатумі, але й в інших тканинах органзму – більш виражено в міокарді, меншою мірою в тканині легень. Вперше описано та кількісно проаналізовано експресію мРНК генів DJ1 та PINK1 в тканинах довгастого мозку, стріатуму, серця та легень при паркінсонізмі і виявлена їх різноспрямованість та органоспецифічність. Проведено дослідження окисного фосфорилювання в мітохондріях головного мозку, міокарді та тканині легень за окиснення різних субстратів. Використання екзогенних субстратів окиснення дало змогу оцінити функціонування всіх ланок дихального ланцюга мітохондрій. Проведені генетичні дослідження вперше показали, що зміни рівня експресії мРНК гена DJ1 при експериментальному паркінсонізмі (ЕП) були односпрямованими в усіх досліджуваних тканинах, а саме - підвищеними. Попри односпрямованість змін, підвищення експресії мРНК гена DJ1 при ЕП, як не дивно, було переважно більш вираженим не у тканинах мозку, а у тканинах досліджуваних вісцеральних органів. В тканинах мозку зміни експресії мРНК гена PINK1 – зниження - також була суттєво менш вираженою, ніж в легенях та міокарді. Електронномікроскопічне та морфометричне вивчення тромбоцитів (Т) у пацієнтів з ХП може вказувати на дисфункцію серотонінергічної ситстеми, а також бути свідченням порушення регуляторних ефектів серотоніну відносно скоротливої здатності судинної стінки, оскільки Т є резервуарами серотоніну, що надходить з плазми крові, його кількість, накопичена в δ-гранулах, опосередковано свідчить про обмін серотоніну, котрий у обстежуваних пацієнтів значно знижений. Також показано, що Т пацієнтів з ХП значно збільшена кількість α-гранул, які серед іншого містять фактори згортання крові. Отже мабуть, підвищується і схильність до тромбоутворення, що в комплексі може сприяти формуванню патології серцево-судинної системи. Значні порушення були виявлені в ультраструктурі мітохондрій в клітинах крові у пацієнтів, що є прямим свідченням того, що при ХП, принаймні в клітинах крові, розвивається мітохондріальна дисфункція. Отримані результати можуть вказувати на деякі механізми, що приймають участь у формуванні та перебігу патологічного процесу при хворобі Паркінсона. Ознаки мітохондріальної (МД), а також ендотеліальної (ЕД) дисфункції з органоспецифічним характером сприяють розвитку вторинної тканинної гіпоксії. За таких умов коригуючі заходи мають включати антигіпоксанити, до яких, зокрема, належить препарат Капікор (К). В роботі показано, що під впливом Капікору дійсно суттєво зменшувалися прояви мітохондріальної, а також ендотеліальної дисфункції, причому більш помітна нормалізація ультраструктури спостерігалася в тканинах з первісно вираженішими пошкодженнями, а саме – в довгастому мозку та міокарді. Було встановлено, що Капікор може, як виявилося, ефективно знижувати не тільки вираженість мітохондріальної дисфункції, а й впливати на рівень експресії мРНК генів, в нашому випадку DJ1 і PINK1, тим самим, впливаючи на механізми розвитку паркінсонізму, що ймовірно може сприяти поліпшенню якості життя пацієнтів з ХП і попереджувати розвиток супутніх патологій. При електронномікроскопічному дослідженні клітин крові у пацієнтів з ХП після лікування за допомогою Капікору встановлено його безсумнівний позитивний вплив. Особливо це стосується стану мітохондріального апарату тромбоцитів та лейкоцитів, котрі також були долучені до дослідження. Включення в комплексну терапію ХП, препарата, який не впливає на основну патогенетичніу ланку захворювання (нейродегенерація), ймовірно, здатне до певної міри запобігати формуванню (або зменшувати прояви) супутньої патології, обумовленої порушеннями, що відбуваються в судинній стінці, і розвитком мітохондріальной дисфункції.Item Механізми розвитку та попередження доксорубіциніндукованого пошкодження серця(2024) Денисова Майя Володимирівна; Сагач Вадим ФедоровичДисертаційна робота присвячена вивченню механізмів кардіотоксичної дії доксорубіцину та ролі активації АТФ-чутливих калієвих каналів у попередженні розвитку доксорубіциніндукованого пошкодження міокарда у щурів. Була застосована короткострокова модель гострого пошкодження серця субмаксимальною дозою доксорубіцину у двох послідовних введеннях. Активація КАТФ-каналів досягалася введенням флокаліну. Досліджено зміни міокарда на біохімічному, функціональному та ультраструктурному рівнях. Відомо, що доксорубіцин накопичується у мітохондріях у концентраціях, значно вищих, ніж у плазмі, отже мітохондрії вважаються основною мішенню доксорубіцину, а мітохондріальна дисфункція є ознакою кардіотоксичності препарата та лежить в основі доксорубіциніндукованого ураження серця. Для з’ясування механізмів, що є підґрунтям кардіотоксичної дії доксорубіцину, проведено дослідження біохімічних параметрів, критичних для метаболізму і функціонування мітохондрій. Показано, що в умовах впливу доксорубіцину значно збільшується утворення активних форм кисню (АФК), зменшується вміст ендогенного сірководню (H2S), пригнічується кальційзалежний de novo cинтез оксиду азоту (сNOS) та активується кальційнезалежний de novo cинтез оксиду азоту (іNOS). Продемонстровано, що ці фактори призводять до збільшення чутливості мітохондріальної пори транзиторної провідності (МП) до кальцію та високоамплітудного набухання мітохондрій, ізольованих із серцевої тканини, що свідчить про збільшення неспецифічної провідності мітохондріальних мембран кардіоміоцитів та індукцію клітинної смерті. Виявлено, що при сумісному введенні доксорубіцину та флокаліну швидкість генерації АФК та активність іNOS у мітохондріях достовірно нижчі порівняно зі значеннями у щурів, ушкоджених доксорубіцином, вміст H2S та активність сNOS залишаються на рівні контрольних значень, а чутливість МП до індуктора та амплітуда набухання мітохондрій, ізольованих із серцевої тканини, практично не відрізняються від таких у контрольних тварин. Показано, що доксорубіцин збільшує вміст продуктів перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) в мітохондріях, що супроводжується пошкодженням мембран кардіоміоцитів, вивільненням глюкози та збільшенням активності маркерів пошкодження міокарда в плазмі. З’ясовано, що активація КАТФ-каналів на тлі дії доксорубіцину здійснює потужний мембранопротекторний ефект, що проявляється в зниженні ПОЛ, зменшенні концентрації глюкози та активності маркерів пошкодження міокарда у плазмі крові. Показано, що введення доксорубіцину призводить до сповільнення частоти серцевих скорочень, погіршення провідності міокарда у вигляді подовження інтервалу QT (QTc) на ЕКГ та вираженої елевації сегмента ST – ознаки гострої ішемії серцевого м’яза. На ізольованих судинних препаратах аорти щурів після введення доксорубіцину продемонстрована значна дисфункція, що проявляється зменшенням ендотелійзалежної релаксації та порушенням скорочення під дією ацетилхоліну та норадреналіну відповідно. Встановлено, що введення флокаліну разом із доксорубіцином запобігає хронотропній дисфункції серця та попереджає порушення провідності та процесів скорочення-розслаблення препаратів артеріальних судин, зменшуючи ішемію. При реєстрації функції серця у дослідах in vivo за допомогою внутрішньошлуночкового мікрокатетера показано, що після введення доксорубіцину у щурів погіршується ефективність роботи серцевого м’яза, що призводить до перевантаження об’ємом лівого шлуночка, його систолічної дисфункції та виснаження компенсаторних механізмів. Виявлено, що показники насосної та систолічної функції серця після активації КАТФ-каналів на тлі введення доксорубіцину наближаються до контрольних. Продемонстровано, що на ультраструктурному рівні дія доксорубіцину призводить до пошкодження мітохондрій та міофібрил. Встановлено, що введення флокаліну сумісно з доксорубіцином активізує мітохондріальний біогенез та запобігає руйнуванню міофібрилярного апарату у серці щурів. Таким чином, вперше показана можливість попередження ремоделювання серця та порушення серцево-судинної функції внаслідок гострої токсичної доксорубіциніндукованої кардіоміопатії у щурів через фармакологічну активацію КАТФ-каналів флокаліном. Активація КАТФ-каналів ефективно запобігає цито- та мітотоксичній дії доксорубіцину та розвитку пошкодження серця щурів через ряд механізмів: 1) зменшення оксидативного стреса через пригнічення генерації АФК та активності іNOS, підтримання активності сNOS та продукції H2S в мітохондріях; 2) інгібування МП; 3) зменшення ПОЛ та стабілізація мембран кардіоміоцитів; 4) покращення ендотелійзалежної релаксації судин через стимуляцію конститутивного синтезу NO.Item Розробка та використання автоматизованої системи для дослідження умовного харчового рефлексу та вивчення впливу фармакологічних агентів на поведінкові реакції щурів(2024) Горбаченко Василь Анатолійович; Лук’янець Олена Олександрівна, професор, доктор біологічних наукДисертація присвячена дослідженням хвороби Альцгеймера (ХА), яка стає все більшою проблемою сучасної медицини і суспільства в цілому. Підвищений інтерес до цієї теми пояснюється не лише зростанням кількості пацієнтів з ХА, а й поглибленим розумінням механізмів розвитку цього нейродегенеративного захворювання. Дисертаційна робота становить значний внесок у наукове дослідження хвороби Альцгеймера (ХА) та розробку нових методів вивчення та можливого лікування і діагностики цього захворювання.Item Вплив рівнів синтезу ендогенного сірководню на кардіодинаміку і судинний тонус у хворих на гіпертонічну хворобу(2024) Кравчук Олександр Миколайович; Сагач Вадим Федорович, член-кореспондент НАН України, доктор медичних наук, професор, завідувач відділуДисертаційна робота присвячена вивченню впливу рівнів сірководню у плазмі крові пацієнтів з гіпертонічною хворобою ІІ ст. (ГХ) різного віку на формування та перебіг даної патології.Item Морфо-функціональні особливості розвитку пневмосклерозу при хронічній пневмонії та пошук ефективних шляхів його лікування(2023) Шаповалова Анна Сергіївна; Розова Катерина Всеволодівна, доктор біологічних наук, провідний науковий співробітникДисертація присвячена визначенню морфо-функціональних особливостей розвитку пневмосклерозу при хронічній пневмонії та пошуку ефективних шляхів його лікування. З використанням морфо-метричних та функціональних методів дослідження було визначено особливості формування та наслідків розвитку пневмосклерозу при хронічній пневмонії. Не дивлячись на значні успіхи досягнуті людством у лікуванні пневмонії та її ускладнень, це захворювання продовжує розглядатись як стан, що загрожує життю пацієнта і є головною причиною смерті серед інфекційних хвороб. Одним із наслідків нелікованої пневмонії, особливо хронічної, є легеневий фіброз, що призводить до порушень газообміну й еластичності ураженої ділянки. Розробка нових методів його лікування є справжнім викликом для сучасної науки і медицини. Дві головні перешкоди на шляху пошуку і розробки новітніх методів терапії - є наше обмежене розуміння механізмів виникнення пневмофіброзу при хронічній пневмонії й шляхів його лікування. Пневмофіброз - це хронічне прогресуюче захворювання легень, що характеризується потовщенням фіброзних альвеолярних стінок, що призводить до порушення газообміну, обмеження дихальних шляхів і, як наслідок, дихальної недостатності. Розвиток фіброзу легень є переважно наслідком перенесеного запалення легень, викликаного широким спектром етіологічних факторів, що є результатом нелікованої (самовилікуваної), недолікованої або хронічної пневмонії. Незважаючи на тривалу історію вивчення та гарне висвітлення проблеми у науковій літературі, ефективні терапевтичні підходи до лікування фіброзу легень нині відсутні. Отже, вивчення механізмів, що лежать в основі переходу запалення легень до легеневого фіброзу, а також пошук нових маркерів та перспективних терапевтичних мішеней для запобігання розвитку легеневого фіброзу залишаються дуже актуальними завданнями. Робота складалася з двох напрямків – експериментального та клінічного. Перший напрямок (експериментальний) передбачав дослідження ефекту застосування фосфоліпідів у ліпосомальній формі (препарат «Ліпін») та активатору мітохондріальних АТФ-залежних К+-каналів (уридин) в динаміці лікування хронічної пневмонії, що супроводжується розвитком пневмосклерозу. Другий напрямок (клінічний) передбачав порівняння ефективності лікування пацієнтів з дихальною недостатністю, викликаною рестриктивною патологією легень, яким додатково до традиційного лікування використовували інгаляційне введення фосфоліпідів, та пацієнтів, які отримували тільки традиційне лікування. Крім того, досліджувались морфометричні показники легеневої тканини померлих пацієнтів та пацієнтів оперованих з приводу серцево-легеневої патології, що в анамнезі мали затяжні пневмонії. Для виконання першого напрямку дослідження було відібрано 98 щурів-самців лінії Вістар масою 250-270 г. Щури утримувалися в стандартних умовах та отримували стандартний раціон, що кількісно та якісно забезпечував їх фізіологічні потреби. Тваринам моделювали експериментальну пневмонію за методикою А.М. Кулик, шляхом введення в кожну легеню по 0,5 мл нестерильної води, підігрітої до 70 °С. Експериментальні тварини були розподілені на групи. В подальшому в якості коригуючих засобів застосовували екзогенно введені фосфоліпіди у ліпосомальній формі (Ліпін®) та активатор мітохондріальних АТФ-залежних К+- каналів уридин відповідно для 1 та 2 групи. Обстеження проводили на 5, 9, 12 добу та через 4 та 6 тижнів розвитку експериментальної пневмонії для оцінки ефективності фосфоліпідів та на 5, 9, 12 добу та через 1 та 2 місяці для оцінки впливу уридину на морфо-функціональний стан легенів. При моделюванні експериментальної пневмонії відбуваються суттєві порушення аерогематичного бар'єру легень, найбільш виражені на 4-у добу від початку захворювання. Спостерігався некроз і десквамація альвеолярного епітелію з утворенням в просвіті альвеол гомогенних плівок типу гіалинових мембран. В цей період товщина аерогематичного бар’єру зростала з 163±8 до 400±28 нм, тобто у 2,5 рази, з поступовим зменшенням даного показника до 12-ї доби експериментальної пневмонії. Спостерігали деструкцію клітинних органел, особливо мітохондрій (МХ): їх набухання, розплавлення крист, вакуолізація, порушення цілісності як внутрішньої так і зовнішньої мітохондріальних мембран, що характеризує погіршення, а часто і нездатність МХ забезпечувати адекватну енергопродукцію. Збільшувалася кількість лізосом, особливо вторинних, які щільно прилягали до МХ, що прийнято вважати ознакою активації дегенеративних процесів в МХ і перенапруження їх функцій відносно енергозабезпечення тканини. Виявлялася практично повна відсутність сурфактанту (СФ) будь якого різновиду. Лише на 12-у добу мала місце поява незначної кількості СФ в порожнині альвеол при збереженні майже повного спустошення ламелярних тілець у пневмоцитах II типу. Через 4-и тижні нелікованої експериментальної пневмонії спостерігалася наявність значної кількості колагенових волокон в стромі легень, а також ділянки гіалінозу. Є підстави говорити про «сполучнотканинне переродження» легень. При цьому прояви набряку тканини легень виявлялись слабко. МХ сильно видозмінені: відзначається їх деструкція, вакуолізація, просвітлення матриксу та дискомплексація крист. Лізосом мало, вони переважно первинні, що не характерно для станів, які супроводжуються деструктивними процесами. На 6-му тижні експериментальної пневмонії зберігалися прояви пневмосклерозу, мало місце значне проростання колагенових волокон в стромі і міжальвеолярних перетинках, причому іноді спостерігалися ділянки деструкції самих колагенових волокон, що можна розглядати як поглиблення деструктивних процесів з подальшим розвитком пневмоцирозу. Що стосується МХ, то їх суттєві зміни зберігалися. В дисертаційному дослідженні було продемонстровано, що позитивний вплив фосфоліпідів на ультраструктуру тканини легень сприятливо впливає на функцію зовнішнього дихання и газообміну у експериментальних тварин. Це відбувається за рахунок нормалізації відношення альвеолярної вентиляції до хвилинного об’єму дихання, кисневого ефекту дихального циклу та попередження розвитку внутрішньоальвеолярного набряку легень, відновлення товщини аеро-гематичного бар’єру та стану мітохондріального апарату клітин. Слід зазначити, що препарат зменшує прояви пневмосклерозу, причому зниження інтенсивності проростання колагенових волокон може завдячувати або первинному зменшенню появи нових волокон, або вторинному зникненню колагенових волокон за рахунок компенсаторних механізмів і утворенню нативної легеневої тканини. В роботі вперше було показано, відмінності впливу уридину на функцію зовнішнього дихання (тобто, вирогідно, і на активність мітохондріального АТФ-залежного К+-канала) при експериментальній пневмонії в залежності від початку його застосування. Використання уридину на початку захворювання чинить стимулюючий вплив, позитивно впливає на енергетичний метаболізм та оксидантно-прооксидантну систему, однак його введення в більш пізні терміни пригнічує функції дихальної системи, що, певно, в подальшому може посилюватись. Для реалізації другого напрямку дослідження було проаналізовано морфологічні та морфометричні зміни легеневої тканини померлих пацієнтів, що в анамнезі мали затяжні пневмонії та у пацієнтів оперованих з приводу серцево-легеневої патології, які також в анамнезі мали затяжні пневмонії, що призвели до утворення пневмосклерозу. Забір гістологічного матеріалу проводився у 6 померлих чоловіків віком від 49 до 81 року. Також досліджувалось 5 біоптатів легеневої тканини чоловіків віком від 42 до 74 років. При дослідженні змін ультраструктури тканини легень померлих пацієнтів, смерть яких була викликана або супроводжувалась дихальною недостатністю, можна було побачити наявність плівок в порожнині альвеол таких, як мають місце у гострому періоді експериментальної пневмонії. До того ж спостерігався масивний пневмосклероз, коли ділянки легень майже повністю займали колагенові волокна, і природно зі зруйнованими або вакуолізованими МХ. Подібні ультраструктурні зміни тканини легень, відзначені нами при експериментальній пневмонії, спостерігалися у осіб з хронічним перебігом пневмонії та дихальною недостатністю. Однак встановлено, що такі зміни є більш вираженими, особливо щодо формування пневмосклерозу. Така динаміка цілком зрозуміла з урахуванням більшої тривалості захворювання в порівнянні з експериментом. У обстежених пацієнтів в середньому >50% поля зору заповнене колагеновими волокнами. Проведено порівняння динаміки змін показників зовнішнього дихання у пацієнтів з пневмонією. Дослідну групу склали 48 чоловіків, контрольну – 20 чоловіків. Вік пацієнтів був від 25 до 40 років. Чоловікам дослідної групи, крім традиційного лікування пневмонії (антибіотикотерапія препаратами широкого спектру дії, патогенетичне та симптоматичне лікування), що супроводжувалась розвитком рестриктивної дихальної недостатності, застосовували фосфоліпіди у ліпосомальній формі. Препарат застосовували інгаляційно згідно інструкції - у дозі 10-15 мг/кг маси тіла на одну інгаляцію двічі на добу протягом всього курсу лікування (2 тижні). В ході експерименту в динаміці (на 5, 10, 12-14 дні лікування та через місяць після завершення терапії) досліджували об'ємно-часові показники зовнішнього дихання і газового обміну організму за допомогою cпірометра SPIROLAB III Верс.3.1 SN307178 (Італія) та за допомогою газового аналізатора з гемоксиметрією - приладу Radelkis ОР15 (Угорщина). При оцінці ефективності лікування основну увагу приділяли таким показникам як частота дихання, дихальний об'єм, хвилинний об'єм дихання, відношення альвеолярної вентиляції до хвилинного об'єму дихання, альвеолярна вентиляція, споживання кисню, виділення вуглекислого газу, мертвий дихальний простір, хвилинний об'єм кровотоку, напруження кисню в артеріальній крові, насичення артеріальної крові киснем, альвеоло-артеріальна різниця за киснем, напруження кисню у венозній крові та насичення венозної крові киснем. Перш за все, звертало на себе увагу зростання вентиляції легенів, про що свідчить збільшення частоти дихання та дихального об’єму. Частота дихання для контрольної групи складала 10,5±0,7 хв.-1, для дослідної групи - 16,8±1,3 хв.-1, (відмінності були достовірними відносно контролю). При лікуванні фосфоліпідами в ліпосомальній формі цей показник складав на 5 день захворювання - 17,2±1,6 л, на 10 день захворювання - 15,1±1,3 л, на 12-14 день захворювання - 12,2±1,0 л, через 1 місяць після лікування - 11,6±1,4 л, що свідчить про тенденцію до нормалізації частоти дихання на фоні лікування. Щодо дихального об’єму, то для контрольної групи цей показник дорівнював 0,540±0,064 л, для дослідної групи - 0,736±0,062 л. На фоні лікування фосфоліпідами цей показник складав 0,698±0,058 л, 0,664±0,048 л, 0,601±0,048 л, 0,565±0,07 л на 5, 10, 12-14 дні лікування та через 1 місяць після лікування відповідно. Однак зростання вентиляторної функції легенів, що проявлялося гіпервентиляцією та задишкою, було недостатньо ефективним в плані забезпечення організму киснем. Показано, що один із основних показників ефективності дихання — співвідношення альвеолярної вентиляції і хвилинного об’єму дихання — був нижчим величини, характерної для контрольної групи, та коливався в межах 60,3–72,7 % (при контрольній величині 72,2–77,4 %). Споживання кисню — основний показник забезпечення організму киснем — збільшилось на 5-й день захворювання (приблизно на 76 % — з (0,218 ± 0,019 л*хв.-1) до (0,384 ± 0,047 л*хв.-1)), що свідчить про виражене збільшення рівня окислювального метаболізму в організмі при даному патологічному процесі. В подальшому можна було спостерігати деяку нормалізацію інтенсивності метаболічних процесів, але і через місяць від початку лікування захворювання рівень споживання кисню, залишаючись зниженим у порівнянні із контрольними значеннями, в середньому усього на 18 %, складав (0,258 ± 0,05 л*хв.-1). Ці результати дозволяють зробити висновок про нормалізуючий вплив фосфоліпідів на рівень енергетичного метаболізму за рахунок саме оптимізації постачання організму киснем. Одночасно зі збільшенням споживання кисню збільшувалося і виділення вуглекислого газу. Цей показник майже в 2,3 рази перевищував контрольні значення на 5 день захворювання (складав 0,181±0,017 л*хв.-1 та 0,415±0,022 л*хв.-1 відповідно). Збільшення виділення вуглекислого газу стимулює діяльність дихального центру, спричиняючи гіпервентиляцію. Це сприяє розвитку метаболічного ацидозу, що в свою чергу призводить до респіраторного алкалозу. На тлі лікування фосфатидилхоліновими ліпосомами цей показник поступово знижувався та мав тенденцію наближення до контрольних значень через місяць після лікування (0,216±0,042 л*хв.-1). Ще один із досліджуваних показників – це мертвий дихальний простір. З альвеол цих ділянок кисень не йде в кров і в альвеоли з цих ділянок не надходить вуглекислий газ з крові, тобто не відбувається газообмін. Для контрольної групи значення показника становили 0,156±0,014 л, для дослідної 0,229±0,018 л, збільшуючись більше ніж на 46% (на фоні лікування: 5-й день – 0,288±0,013 л, 10-й день – 0,218±0,017 л, 12-14 день – 0,203±0,021 л, через 1 місяць після лікування – 0,187±0,027 л). Тобто за цим показником ефективність зовнішнього дихання також підвищувалася. Для контрольної групи показник хвилинного об’єму крові складав 6,5±0,7 л. При захворюванні він знижувався до 4,7±0,8 л (при лікуванні: на 5-й день захворювання він дорівнював 4,2±0,7 л, на 10-й день – почав поступово нормалізуватись та складав 4,9±0,8 л, на 12-14 день – 5,6±0,9 л, через місяць після початку лікування – 5,9±0,6 л). При аналізі напруження кисню в артеріальній та венозній крові, а також насиченням киснем артеріальної та венозної крові простежується поступова нормалізація показників на фоні застосування фосфатидилхолінових ліпосом. При цьому визначене споживання кисню зростає за рахунок гіпервентиляції, а не економічності та ефективності дихання. При визначенні альвеоло-артеріальної різниці за киснем відзначалось підвищення цього показника у дослідної групи до 36,3±1,9 мм рт ст (на фоні лікування фосфоліпідами на 5 день захворювання – 39,2±1,4; на 10 день – 37,4±1,6; на 12-14 день – 32,2±1,7; через місяць після лікування – 32,5±2,3 мм рт ст) у порівнянні з контрольною групою – 31,6±3,5 мм рт ст. Серед причин формування альвеоло-артеріального градієнту кисню можна виділити наступні: зниження дифузії кисню через аерогематичний бар’єр, шунт венозної крові з малого кола кровообігу у великий, дисбаланс вентиляції відносно перфузії та збільшення альвеолярного «мертвого» простору. На основі отриманих даних показано, що більшість з досліджених нами показників робили внесок у зниження альвеоло-артеріальної різниці за киснем, отже у підвищення ефективності зовнішнього дихання. Введення препарату позитивно впливало на функцію зовнішнього дихання вже з 5 дня лікування пневмонії: хоча явища гіпервентиляції і зберігалися, але здійснення газообмінної функції легенів ставало більш ефективним. За результатами роботи встановлені основні підходи до використання засобів корекції легеневого фіброзу. Експериментально обґрунтовано доцільність апробації в клінічній практиці фосфоліпідів у ліпосомальній формі та активатору АТФ-залежного К+-каналу для лікування пневмоній, особливо, що набувають ознак хронізації. Це сприятиме підвищенню ефективності лікувального процесу, зменшенню невиправданих витрат та ризиків для пацієнтів, зниженню смертності та інвалідизації, збільшенню очікуваної тривалості життя населення України.Item Роль протеазаактивованих рецепторів першого типу у патогенезі поведінкових розладів, спричинених епілептичним статусом(2020) Семеніхіна Маргарита Олексіївна; Ісаєва Олена Валентинівна, доктор біологічних наук, провідний науковий співробітник; Максимюк Олександр Петрович, кандидат біологічних наук, провідний науковий співробітникДисертація присвячена визначенню ролі протеазаактивованих рецепторів першого типу (ПАР1) у патогенезі поведінкових розладів, розвиток яких спричинений епілептичним статусом (ЕС). З використанням методів дослідження поведінкових реакцій та електрофізіолгічних методів було досліджено вплив фармакологічної блокади ПАР1 під час латентної стадії формування скроневої епілепсії у молодих тварин. В роботі було досліджено ефект епілептичного статусу та фармакологічної блокади ПАР1 на такі поведінкові реакції як соціальна поведінка (досліджували такі параметри, як соціальність загалом та реакція на соціальну новизну безпосередньо), формування просторової пам’яті (з використанням водного лабіринту Морріса з використанням чотири-денного протоколу) та умовної реакції страху (використовували триденний протокол тестування), рівень тривожності та емоційної збудливості (у тестах «відкрите поле», «припіднятий хрестоподібний лабіринт» та серії тестів поведінкової збудливості), та такі електрофізіологічні показники як синаптична ефективність та короткотривала пластичність синаптичних мереж радіального шару зони СА1 гіпокампа. В роботі вперше було показано, що фармакологічне блокування ПАР1 в період епілептогенезу нормалізує рівень тривожності та загальної емоційної збудливості молодих щурів, порушений як наслідок епілептичного статусу. Було продемонстровано, що пригнічення функції ПАР1 не впливає на порушення соціальної поведінки та здатності до формування орієнтувальної навички, які є типовими супутніми розладами при епілепсії. Таким чином, було зроблено висновок щодо можливого вкладу ПАР1 у механізми роботи вентральної та центральної частин гіпокампа, та подальша робота була зосереджена на електрофізіологічних дослідженнях синаптичної пластичності даної структури. Вперше було продемонстровано, що фармакологічна блокада ПАР1 в період епілептогенезу у молодих тварин значно підвищує ймовірність виникнення потенціації у зоні СА1 гіпокампа, зниженої унаслідок розвитку епілепсії, та відновлює рівень короткотривалої синаптичної потенціації в умовах парної стимуляції та довготривалої синаптичної потенціації до контрольного рівня.Item Перебудова зовнішнього дихання і енергетичного метаболізму у щурів при гіпоксії та інсулінорезистентності(2023) Завгородній Микола Олегович; Портніченко Володимир Ілліч, доктор медичних наукДисертаційна робота присвячена дослідженню змін патерну дихання і газообміну та енергетичного метаболізму печінки за умов гіпоксії та резистентності до інсуліну, а також ролі кальцієвих механізмів, залучених у відповідь організму на гіпоксію при інсулінорезистентності. Інсулінорезистентність відтворена у щурів утриманням на двотижневій високожировій дієті із вмістом жирів 58% від загальної калорійності. Одноразовий вплив гіпобаричної гіпоксії моделювали за допомогою барокамери. У якості блокатора повільних кальцієвих каналів використовували верапаміл у загальноприйнятій дозі 1 мг/кг. Проводили дослідження зовнішнього дихання та газообміну методами пневмотахографії та масспектрографії, досліджували окиснювальну функцію мітохондрій методом Чанса у гомогенатах печінки. Ультраструктуру легень і печінки досліджували методом електронної мікроскопії, вимірювали показники про- та антиоксидантного гомеостазу в тканині печінки: вміст активних продуктів тіобарбітурової кислоти (ТБК-АП) і відновленого глутатіону, активність каталази та Cu-Zn-супероксиддисмутази. Встановлено, що вплив гіпоксії на щурів із інсулінорезистентністю викликаною високожировою дієтою, на відміну від щурів без інсулінорезистентності, збільшує споживання кисню організмом, внаслідок чого спостерігається перебудова патерну дихання, зростає вентиляція легень і роботи всієї системи транспорту кисню. Виявлено, що кальцієві механізми за гіпоксичних умов залучені у регуляцію мітохондріального дихання через перемикання енергетичного метаболізму печінки на жирові субстрати окиснення. У інсулінорезистентних щурів блокада повільних кальцієвих каналів вірогідно стимулює дихання у спокої (V2) при окисненні НАД-залежних субстратів, АДФ-стимульоване дихання (V3) і контрольоване дихання (V4) при окисненні ліпідного субстрату пальмітоїлу, а також пригнічує ефективність мітохондріального дихання (V3/V4) порівняно з контролем. Також виявлено, що ефект блокади повільних кальцієвих каналів на енергетичний метаболізм в печінці при гіпоксії та інсулінорезистентності є більшим, ніж за нормоксичних умов. Блокада повільних кальцієвих каналів нормалізує про- та антиоксидантний гомеостаз у печінці інсулінорезистентних щурів при гіпоксії: спостерігається зниження рівня активних продуктів тіобарбітурової кислоти (ТБК-АП), нормалізується рівень відновленого глутатіону та активність каталази, водночас активність Cu-Zn-супероксиддисмутази знижується. Таким чином, блокада повільних кальцієвих каналів чинить протективний вплив на зовнішнє дихання і енергетичний метаболізм при інсулінорезистентності та при впливі гіпоксії на організм щурів.Item Лептинзалежні механізми мітохондріальної дисфункції при коморбідному перебігу запалення в легенях та метаболічних розладів(2023) Алієв Руфат Бахтіяр Огли; Портниченко Алла Георгіївна, доктор медичних наук, завідувач відділу гіпоксіїДисертація присвячена визначенню ролі лептинзалежної регуляції у порушеннях функції мітохондрій при ЛПС-індукованому запальному процесі в легенях на тлі експериментальних метаболічних розладів. В експериментах на 144 дорослих щурах-самцях Вістар з використанням патофізіологічних (моделювання запального процесу та його коморбідного перебігу на тлі інсулінорезистентності та цукрового діабету 2 типу), фізіологічних (дослідження параметрів зовнішнього дихання та газообміну, полярографічне визначення функціональної активності мітохондрій), біохімічних (визначення параметрів вуглеводного та ліпідного обміну), морфологічних (ультраструктурні дослідження зразків тканин), молекулярно-біологічних (визначення експресії білків) та статистичних методів дослідження встановлено роль лептинзалежної регуляції у порушеннях функції мітохондрій при коморбідному перебігу ЛПС-індукованого запального процесу і експериментальних метаболічних розладів. Одержані результати характеризуються науковою новизною. Розроблено експериментальну модель коморбідного перебігу у щурів ЛПС-індукованого запального процесу на тлі інсулінорезистентності, викликаної вживанням високожирової дієти, та цукрового діабету 2 типу (ЦД2). Вперше встановлено, що ЛПС-індуковане запалення в легенях на тлі інсулінорезистентності та цукрового діабету 2 типу характеризується прогресивними порушеннями ультраструктури аерогематичного бар’єру легень, газообміну, структури і функції мітохондрій, параметрів вуглеводного і ліпідного метаболізму. Встановлено, що запальний процес в легенях супроводжується пригніченням мітохондріального дихання, зменшенням спряження окиснення і фосфорилювання, що може призводити до нестачі АТФ. При запаленні на тлі інсулінорезистентності відбувається компенсаторне відновлення процесів окиснення на комплексах І і ІІ електронтранспортного ланцюга (ЕТЛ) мітохондрій, однак для окисного фосфорилювання більш ефективно використовуються ліпідні субстрати та піруват. При коморбідному перебігу з ЦД2 запальний процес, навпаки, супроводжується поглибленням розладу енергетичного метаболізму. Вперше охарактеризовано порушення лептинзалежних механізмів регуляції енергетичного метаболізму при ЛПС-індукованому запальному процесі в легенях на тлі метаболічних розладів. Встановлено гальмівну функцію лептину на мітохондріальне дихання в нормі і при моделюванні інсулінорезистентності при використанні різних метаболічних субстратів, яка опосередковувалася лептиновими рецепторами мітохондрій. Виявлено, що ЛПС-індуковане запалення супроводжується зростанням експресії лептину в легенях і печінці і водночас редукцією лептинзалежної регуляції швидкості окисного фосфорилювання на комплексі І ЕТЛ, а при інсулінорезистентності – на комплексах І і ІІ ЕТЛ, в останньому випадку виявлено також редукцію експресії лептину і лептинових рецепторів. Ці зміни обумовлюють порушення лептинзалежної регуляції у легенях і меншою мірою, у печінці, при коморбідному перебігу запального процесу і метаболічних розладів. Одержані результати мають фундаментальне і практичне значення. Охарактеризовано роль лептинзалежної регуляції функції мітохондрій у патогенезі запального процесу в легенях та метаболічних розладів при їх коморбідному перебігу. Встановлено механізми, що сприяють нестачі енергетичного метаболізму і, внаслідок цього, обтяженню патологічного процесу при коморбідному перебігу цих захворювань. Це надає підстави для розробки патогенетичних методів лікування, спрямованих на компенсацію енергетичного метаболізму, зменшення мітохондріальної дисфункції і покращення прогнозу у пацієнтів з цією тяжкою коморбідною патологією. Одержані результати можуть використовуватися в науковій, освітній сфері, а також у клінічній медицині з метою доповнення патофізіологічних відомостей і покращення лікування хворих із вищезазначеними поширеними тяжкими захворюваннями.