ДИНАМІКА ПОКАЗНИКІВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ ТА АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ В М’ЯЗОВІЙ ТКАНИНІ ЗАДНІХ КІНЦІВОК ЩУРІВ ПРИ РОЗВИТКУ ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙОГО СИНДРОМУ (ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ)

Acute limb ischemia occurs as a result of sudden decrease in its perfusion, which usually occurs during the obturation of the lumen of large arteries due to acute thrombosis or embolism either impaired of vascular patency caused by trauma or compression (including the application of hemostatic tourniquets). In case of restoration of blood supply to the previously ischemic tissues arises an ischemic-reperfusion injury, in which one of the main pathogenetic links of the tissue alteration is the activation of lipid peroxidation. The aim of the study – to make the comparative analysis of lipid peroxidation and antioxidant protection in homogenat of muscle tissue the hind limbs of rats in different periods of ischemic-reperfusion syndrome. Material and Methods. The determination of the content of conjugated dienes, conjugated trienes, TBA-active products, superoxide dismutase and catalase in the muscle tissue homogenate of 30 rats under experimental acute ischemia were performed. Acute ischemia was caused by the application of SWAT (Stretch–Wrap–And–Tuck) rubber bands on the hind limbs of the animals for 2 hours. Quantitative indicators were processed statistically. Results and Discussion. It has been experimentally determined that the maximum increase in the content of diene and triene conjugates in damaged muscle tissue of animals occurred in the early postischemic period at 2nd hour of reperfusion with a decrease on the 1st and 7th days and return to the level of the indicators of the control group in late postischemic period on the 14th day. The increase of TBA-active products in muscle tissue occurred in the first three groups of rats and peaked in 3rd group (reperfusion 1 day), and then decreased in animals of the late reperfusion period, reaching in the last group the values close to control group values. The activity of superoxide dismutase and catalase gradually increased in the early postischemic period and reached the maximum at the 7th day of ischemic-reperfusion syndrome, after which the indicators returned to the level of control group values on the 14th day. A strong positive correlation between the content of superoxide dismutase and catalase (+0.99) indicated a similar dynamics of changes in thise indicators. In all experimental groups of rats in the muscle homogenate there was a decrease of antioxidant-prooxidant index, which was most pronounced at 1st day of ischemia-reperfusion. Conclusions. In all studied groups of animals, an ischemic-reperfusion syndrome with activation of lipid peroxidation and antioxidant defense was developed. The lipid peroxidation increased in muscle tissue from 1 hour of reperfusion and reached a maximum of 1st day, after which most indicators gradually returned to values of control group on the 7th and 14th days of reperfusion. The activity of antioxidant protection enzymes also gradually increased and reached the maximum in muscle tissue at the 7th day, and on the 14th day, the return of antioxidant protection values to the level of control group was observed. The increase of superoxide dismutase and catalase activity indicates the activation of compensatory mechanisms of antioxidant protection in ischemic muscle tissue, and their relatively low increase may indicate a subcompensated level of development of these mechanisms. The decrease in the antioxidant-prooxidant index in the muscle tissue was maximal on 1st day of reperfusion, after which the index gradually increased. The opposite trend in the dynamics of changes in the content of pro- and antioxidants in the homogenate of ischemic muscle tissue is also confirmed by the inverse correlation the average strength between the products of the lipid peroxidation (diene and trienine conjugates) and antioxidant protection enzymes (superoxide dismutase and catalase).Острая ишемия конечности возникает в результате внезапного снижения ее перфузии, обычно возникающей при обтурации просвета крупных артерий вследствие острого тромбоза или эмболии, а также нарушения проходимости сосудов, вызванного их травмами или сжатием (включая наложение кровоостанавливающих турникетов). В случае восстановления кровоснабжения ранее ишемизированных тканей возникает ишемически-реперфузионный синдром, при котором одним из главных патогенетических звеньев альтерации тканей является активация перекисного окисления липидов. Цель исследования – провести сравнительный анализ показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты в гомогенате мышечной ткани задних конечностей крыс в разные периоды развития ишемически-реперфузионного синдрома. Материалы и методы. Проведено определение содержания диеновых конъюгат, триенових конъюгат, ТБК-активных продуктов, супероксиддисмутазы и каталазы в гомогенате мышечной ткани 30 крыс в условиях экспериментальной острой ишемии. Острую ишемию вызывали путем наложения резиновых жгутов SWAT (Stretch-Wrap-And-Tuck) на задние конечности животных продолжительностью 2 часа. Количественные показатели обрабатывали статистически. Результаты. Экспериментально установлено, что максимальный рост содержания диеновых и триенових конъюгат в поврежденной мышечной ткани животных происходил в раннем постишемическом периоде на 2-ой час реперфузии со снижением на 1-е и 7-е сутки и возвратом к уровню показателей контрольной группы в позднем постишемическом периоде на 14-е сутки. Возрастание содержания ТБК-активных продуктов в мышечной ткани происходило в первых трех группах крыс и достигало максимума в третьей группе (реперфузия 1 сутки), после чего снижалось у животных позднего реперфузионного периода, достигнув в последней группе значений, близких к показателям контрольной группы. Активность супероксиддисмутазы и каталазы постепенно возрастала в раннем постишемическом периоде и достигла максимума на 7-е сутки ишемически-реперфузионного синдрома, после чего на 14-е сутки показатели вернулись к уровню значений группы контроля. Сильная положительная корреляционная связь между показателями содержания супероксиддисмутазы и каталазы (+0,99) указывала на аналогичную динамику изменений указанных показателей. Во всех экспериментальных группах крыс в мышечном гомогенате отмечалось снижение антиоксидантно-прооксидантного индекса, которое было наиболее выраженным на 1-е сутки ишемии-реперфузии. Выводы. Во всех исследуемых группах животных развивался ишемически-реперфузионный синдром с активацией перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты. Перекисное окисление липидов нарастало в мышечной ткани, начиная с 1-го часа реперфузии, и достигало максимума на 1-е сутки, после чего большинство показателей постепенно возвращались к значениям контрольной группы на 7-е и 14-е сутки реперфузии. Активность ферментов антиоксидантной защиты также постепенно возрастала и достигла в мышечной ткани максимума на 7-е сутки, а на 14-е сутки произошло возвращение показателей антиоксидантной защиты к уровню значений группы контроля. Рост активности супероксиддисмутазы и каталазы свидетельствует об активации компенсаторных механизмов антиоксидантной защиты в ишемизированной мышечной ткани, а их относительно невысокое возрастание может указывать на субкомпенсированный уровень развития этих механизмов. Уменьшение показателя антиоксидантно-прооксидантного индекса в мышечной ткани было наиболее выраженным на 1-е сутки реперфузии, после чего индекс постепенно возрастал. О противоположных тенденциях в динамике изменений содержания про- и антиоксидантов в гомогенате ишемизированной мышечной ткани свидетельствует и обратная корреляционная связь средней силы между продуктами перекисного окисления липидов (диеновые и триеновые конъюгаты) и ферментами антиоксидантной защиты (супероксиддисмутаза и каталаза).Гостра ішемія кінцівки виникає в результаті раптового зниження її перфузії, що зазвичай виникає при обтурації просвіту великих артерій внаслідок гострого тромбозу чи емболії або порушення прохідності судин, спричиненого їх травмами чи стисненням (включаючи накладання кровоспинних турнікетів). У разі відновлення кровопостачання раніше ішемізованих тканин виникає ішемічно-реперфузійний синдром, при якому однією з основних патогенетичних ланок альтерації тканин є активація перекисного окиснення ліпідів. Мета дослідження – провести порівняльний аналіз показників перекисного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в гомогенаті м’язової тканини задніх кінцівок щурів у різні періоди розвитку ішемічно-реперфузійного синдрому. Матеріал і методи. Проведено визначення вмісту дієнових кон’югат, трієнових кон’югат, ТБК-активних продуктів, супероксиддисмутази та каталази в гомогенаті м’язової тканини 30 щурів за умов експериментальної гострої ішемії. Гостру ішемію викликали шляхом накладення гумових джгутів SWAT (Stretch–Wrap–And–Tuck) на задні кінцівки тварин тривалістю 2 год. Кількісні показники обробляли статистично. Результати. Експериментально встановлено, що максимальне зростання вмісту дієнових та трієнових кон’югат у пошкодженій м’язовій тканині тварин відбувалося в ранньому постішемічному періоді на 2-гу годину реперфузії зі зниженням на 1-шу та 7-му добу та поверненням до рівня показників контрольної групи в пізньому постішемічному періоді, на 14-ту добу. Зростання вмісту ТБК-активних продуктів у м’язовій тканині відбувалось у перших трьох групах щурів і досягло максимуму в 3-ій групі (реперфузія 1 доба), після чого знижувалось у пізньому реперфузійному періоді, досягши в останній групі значень, близьких до показників контрольної групи. Активність супероксиддисмутази і каталази в ранньому постішемічному періоді поступово зростала і досягла максимуму на 7-му добу ішемічно-реперфузійного синдрому, після чого, на 14-ту добу, показники повернулись до рівня значень групи контролю. Сильний позитивний кореляційний зв'язок між показниками вмісту супероксиддисмутази і каталази (+0,99) вказував на аналогічну динаміку змін зазначених показників. В усіх експериментальних групах щурів у м’язовому гомогенаті відмічалось зниження антиоксидантно-прооксидантного індексу, яке було найбільш вираженим на 1-шу добу ішемії-реперфузії. Висновки. У всіх досліджуваних групах тварин розвивався ішемічно-реперфузійний синдром з активацією перекисного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту. Перекисне окиснення ліпідів наростало в м’язовій тканині, починаючи з 1-ї години реперфузії, і досягало максимуму на 1-шу добу, після чого більшість показників поступово повертались до значень контрольної групи на 7-му та 14-ту доби реперфузії. Активність ферментів антиоксидантного захисту також поступово зростала і досягла максимуму в м’язовій тканині на 7-му добу, а на 14-ту добу відбулось повернення показників антиоксидантного захисту до рівня значень групи контролю. Зростання активності супероксиддисмутази і каталази свідчить про активацію компенсаторних механізмів антиоксидантного захисту в ішемізованій м’язовій тканині, а їх відносно невисоке зростання може вказувати на субкомпенсований рівень розвитку цих механізмів. Зменшення показника антиоксидантно-прооксидантного індексу в м’язовій тканині було найбільш вираженим на 1-шу добу реперфузії, після чого індекс поступово зростав. Про протилежні тенденції в динаміці змін вмісту про- та антиоксидантів у гомогенаті ішемізованої м’язової тканини свідчить і зворотний кореляційний зв’язок середньої сили між продуктами ПОЛ (дієнові та трієнові кон’югати) та ферментами антиоксидантного захисту (супероксиддисмутаза і каталаза)

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ СТРУКТУРНИХ ПОРУШЕНЬ М’ЯЗІВ ЗАДНІХ КІНЦІВОК ТА ЗМІН БІОХІМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ СИРОВАТКИ КРОВІ ЩУРІВ ПРИ ГОСТРІЙ ІШЕМІЇ

Гостра ішемія кінцівки виникає в результаті раптового зниження її перфузії, що зазвичай утворюється при обтурації просвіту великих артерій унаслідок гострого тромбозу чи емболії або порушення прохідності судин, спричиненого травмами чи стисненням (включаючи накладання кровоспинних турнікетів). При відновленні кровопостачання раніше ішемізованих тканин виникає ішемічно-реперфузійний синдром (ІРС), патофізіологічні ланки якого є вагомими механізмами альтерації тканин. Мета дослідження – провести порівняльний аналіз структурних порушень м’язових волокон та змін біохімічних показників сироватки крові при гострій ішемії, спричиненій накладанням артеріального турнікета на задні кінцівки щурів. Матеріали і методи. Проведено гістологічне та морфометричне дослідження тканин чотириголових м’язів задніх кінцівок 60 щурів за умов експериментальної гострої ішемії. У контрольній групі було 11 інтактних тварин. Гостру ішемію викликали шляхом накладання гумових джгутів SWAT (Stretch–Wrap–And–Tuck) на задні кінцівки тварин. Гістологічне дослідження проводили за загальноприйнятими методиками. Досліджували поверхневі шари чотириголового м’яза задньої кінцівки щура у середній третині стегна нижче ділянки накладання джгута. При морфометричному дослідженні визначали такі показники: пересічна площа поперечного перерізу м’язових волокон, пересічні діаметр та площа ядер м’язових волокон. Біохімічні зміни, а саме показники вмісту загального білірубіну, тригліцеридів (ТГ), холестерину, креатиніну, загального білка (ЗБ), лужної фосфатази (ЛФ) та рівень трансаміназ (АлАТ, АсАТ) визначали у сироватці крові в кожній піддослідній групі. Кількісні показники обробляли статистично. Результати досліджень та їх обговорення. Результати аналізу отриманих даних встановили, що патологічні зміни м’язової тканини виникали вже в ранній період постішемічного ураження та наростали до кінця першої доби. При гістологічному дослідженні спостерігали наступні зміни тканин м’язів: дезорганізація структурних компонентів м’язових клітин, зменшення посмугованості, набряк, розрихленість, розволокненість та розриви м’язових волокон. Найзначнішим набряк м’язових волокон був на першу добу в третій групі щурів. Пересічна площа поперечного перерізу волокон – (1369,15±26,57) мкм2 на 6,72 % вища від показника контрольної групи (р0,05). Лабораторні дослідження біохімічних показників сироватки крові показали зростання активності трансаміназ, ЛФ та загального білірубіну, зниження рівня креатиніну та ЗБ у ранній реперфузійний період. Зокрема, порівняно з відповідним показником контрольної групи, рівень АлАТ досяг свого найвищого значення на першу добу (більше на 89,5 %) (р<0,05), а показник АсАТ найвищим був у тварин з двогодинною реперфузією (більше на 78,73 %) (р<0,005), рівень ЛФ та загального білірубіну досягли свого максимуму на сьому добу (більше на 45,78 та 105,3 % відповідно) (р<0,005). Кореляційний аналіз виявив прямий кореляційний зв’язок між показниками пересічної площі (ss) м’язових волокон та пересічних площ їх ядер (sn) (+0,7), показниками креатиніну (+0,1), холестерину (+0,4), загального білірубіну (+0,1), АлАТ (+0,5), АсАТ (+0,5) та ЛФ (+0,1), а також зворотний кореляційний зв’язок між показниками пересічної площі (ss) м’язових волокон і рівнем тригліцеридів (−0,1) досліджуваних груп. Аналогічна закономірність виявлялась і щодо пересічної площі їх ядер (sn) та згаданих біохімічних показників. Висновки. Результати ремоделювання м’язових волокон підтверджують розвиток у піддослідних тварин ішемічно-реперфузійного синдрому. При дослідженні скелетної мускулатури задніх кінцівок білих щурів після гострої ішемії, спричиненої накладанням турнікета, встановлено, що ремоделювання м’язових волокон проявлялося в основному набуханням, гомогенізацією саркоплазми, порушенням лінійного розміщення ядер в міоцитах та лейкоцитарною інфільтрацією ендо- і перимізію, міолізом із руйнуванням сарколеми та виходом ядер у міжклітинний простір. Реактивні порушення розвивались і в мікросудинах усіх сегментів та були максимально вираженими до кінця першої доби

БІОХІМІЧНІ ЗМІНИ У СИРОВАТАТЦІ КРОВІ ЩУРІВ ПРИ ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙНОМУ СИНДРОМІ (ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ)

A number of studies have shown that violation of cellular metabolism, accumulation in non-physiological concentrations of metabolic products, and development of endogenous intoxication in ischemic-reperfusion syndrome (IRS) are important mechanisms for tissue alteration.The aim of the study – to determine the degree of metabolic disturbances based on the analysis of biochemical changes in the blood serum of the rats with IRS, caused by overlaying the arterial tourniquet on the hind limbs.Material and Methods. Under conditions of the experimental ischemic-reperfusion, the biochemical examination of the blood serum of 30 experimental rats injury was conducted. In the control group there were 6 intact animals. The ischemia-reperfusion syndrome was modeled by applying of SWAT rubber tourniquet on the hind limbs of the animals. Blood collection accomplished by means of  cardiotomy. Euthanasia of the animals was performed by decapitation under the thiopental-sodium anestesia. The biochemical changes, namely the indices of total bilirubin, triglycerides (TG), cholesterol, creatinine, total protein (TP), alkaline phosphatase (AF), and the level of transaminases (AlAT, AsAT) were determined in each group. The study of indicators was carried out in the inter-departmental scientific-clinical laboratory of I. Horbachevsky Ternopil State Medical University by reagents of Scientific-Production Enterprise "Filisit-Diagnostika" LLC of the city of Dnipro. The quantitative indicators were processed statistically.Results and Discussion. Researches have shown an increasing activity of transaminases, AF and total bilirubin and decreasing concentration of creatinine and TP in the early reperfusion period. In particular, the level of AlAT reached its the highest value in the first day, which was 89.5 % higher than the control group (P&lt;0.05), and the AsAT index was the highest in the animals with 2-hour reperfusion, which was 78.73 % higher corresponding indicator of the control group (Р&lt;0.005). AF reached its maximum on the 7th day, which is 45.78 % higher than the index of the control group. Increase in concentration of total bilirubin was noted in the animals on the 7th day- the indicator exceeded the control by 105.3 % (Р&lt;0.005)Conclusions. Changes in biochemical indices were most pronounced in the animals of the early period model of postischemic lesions (2nd hour and 1st day). In this period, in the blood serum of the experimental rats, a statistically significant increase in the content of total bilirubin level, a rise in the transaminases level, increase in average AF activity, and a decrease in the content of TP and creatinine were observed.Рядом исследований доказано, что нарушения клеточного обмена, накопление в нефизиологичных концентрациях продуктов метаболизма и развитие эндогенной интоксикации при ишемически-реперфузионном синдроме (ИРС) являются весомыми механизмами альтерации тканей.Цель исследования – установить степень нарушения обменных процессов на основании анализа биохимических изменений в сыворотке крови крыс при ИРС, вызванном наложением артериального жгута на задние конечности.Материалы и методы. Выполнено биохимическое исследование сыворотки крови 30 подопытных крыс в условиях экспериментального ишемически-реперфузионного повреждения. Контрольная группа состояла из 6 интактных животных. Синдром ишемии-реперфузии моделировали путем наложения резиновых жгутов SWAT на задние конечности животных. Забор крови осуществляли путем рассечения верхушки сердца, а эвтаназию животных – путем декапитации под тиопентал-натриевым наркозом. Биохимические изменения, а именно показатели общего билирубина, триглицеридов (ТГ), холестерина, креатинина, общего белка (ОБ), щелочной фосфатазы (ЩФ) и уровень трансаминаз (АЛТ, АСТ) определяли в каждой подопытной группе. Исследование показателей проводили в межкафедральной научно-клинической лаборатории Тернопольского государственного медицинс­кого университета имени И. Я. Горбачевского реактивами ООО НПП «Филисит-Диагностика», г. Днепр. Коли­чественные показатели обрабатывали статистически.Результаты и их обсуждение. Исследования показали рост активности трансаминаз, ЩФ и общего билирубина, снижение уровня креатинина и ОБ в ранний реперфузионный период. В частности, уровень АЛТ достиг своего наивысшего значения в 1 сутки, что на 89,5% выше группы контроля (Р&lt;0,05), а показатель АСТ наиболее высоким был у животных с 2-часовой реперфузией, что на 78,73 % выше соответствующего показателя контрольной группы (Р&lt;0,005). Уровень ЩФ достиг своего максимума на 7 сутки, что на 45,78 % выше показателя контрольной группы. Отмечено увеличение концентрации общего билирубина – у животных на 7 сутки показатель превышал контрольный на 105,3 % (Р&lt;0,005).Выводы. Изменения биохимических показателей были наиболее выражены у животных модели раннего периода постишемического поражения (2 час и 1 сутки). В сыворотке крови подопытных крыс в этом периоде наблюдалось статистически значимое повышение содержания общего билирубина, уровня трансаминаз и повышение среднего показателя активности ЩФ, а также снижение содержания ОБ и креатинина.Низкою досліджень доведено, що порушення клітинного обміну, накопичення у нефізіологічних концентраціях продуктів метаболізму і розвиток ендогенної інтоксикації при ішемічно-реперфузійному синдромі (ІРС) є вагомими механізмами альтерації тканин.Мета дослідження – встановити ступінь порушення обмінних процесів на основі аналізу біохімічних змін у сироватці крові щурів при ІРС, викликаному накладанням артеріального турнікету на задні кінцівки.Матеріал і методи. Проведено біохімічне дослідження сироватки крові 36 піддослідних щурів за умов експериментального ішемічно-реперфузійного пошкодження. У контрольній групі було 11 інтактних тварин. Синдром ішемії–реперфузії моделювали шляхом накладання гумових турнікетів SWAT на задні кінцівки тварин. Забір крові здійснювали шляхом кардіотомії верхівки серця, а евтаназію тварин – шляхом декапітації під тіопентал-натрієвим знеболенням. Біохімічні зміни, а саме показники загального білірубіну, тригліцеридів (ТГ), холестерину, креатиніну, загального білка (ЗБ), лужної фосфатази (ЛФ) та рівень трансаміназ (АлАТ, АсАТ) визначали у кожній піддослідній групі. Дослідження показників проводили у міжкафедральній науково-клінічній лабораторії Тернопільського державного медичного університету імені І. Я. Горбачевського реактивами ТОВ Н.ВП «Філісіт-Діагностика», м. Дніпро. Кількісні показники обробляли статистично.Результати й обговорення. Дослідження показали зростання активності трансаміназ, ЛФ та загального білірубіну, зниження рівня креатиніну та ЗБ у ранній реперфузійний період. Зокрема рівень АлАТ досяг свого найвищого значення в 1 добу, що на 89,5 % вище групи контролю (Р&lt;0,05), а показник АсАТ був найвищим у тварин з 2-годинною реперфузією, що є на 78,73 % вищим відповідного показника контрольної групи (Р&lt;0,005). Рівень ЛФ досяг максимуму на 7 добу, коли був на 45,78 % вище за показник контрольної групи. Відмічено збільшення концентрації загального білірубіну – у тварин на 7 добу показник перевищував контрольний на 105,3 % (Р&lt;0,005).Висновки. Зміни біохімічних показників були найбільш виражені у тварин моделі раннього періоду постішемічного ураження (2 година та 1 доба). У сироватці крові піддослідних щурів в цьому періоді спостерігали статистично значуще підвищення вмісту загального білірубіну, зростання рівня трансаміназ та підвищення пересічного показника активності ЛФ, а також відмічалося зниження вмісту ЗБ і креатиніну

МОРФОЛОГІЧНІ ЗМІНИ У СКЕЛЕТНИХ М’ЯЗАХ ЗАДНІХ КІНЦІВОК ЩУРІВ ПРИ ГОСТРІЙ ІШЕМІЇ–РЕПЕРФУЗІЇ, СПРИЧИНЕНІЙ НАКЛАДАННЯМ АРТЕРІАЛЬНОГО ТУРНІКЕТА, ТА ЇЇ КОРЕКЦІЇ КАРБАЦЕТАМОМ

Summary. Arterial tourniquets are widely used both in clinical practice (for example for angio- and arthroplasty) and in military medicine by the injury of the limbs. After removing the tourniquet and blood supply restoration to the limb arises a multifactorial lesion of tissues both ischemic and distant from the site of ischemia. A number of publications have been devoted to the study of morphological disorders in muscle tissue in acute ischemia-reperfusion in the medical literature. However, the search for effective means for drug correction of these disorders still continues. The aim of the study – to conduct a comparative analysis of structural changes in the skeletal muscles of the hind limbs of rats in acute ischemia-reperfusion caused by the application of an arterial tourniquet, using the correction of disorders with carbacetam. Materials and Methods. Microscopic examination of histological sections of skeletal muscles of the hind limbs of 60 rats below the site of application of the tourniquet under conditions of experimental acute ischemia-reperfusion was performed. Acute ischemia for all animals was caused by application of SWAT rubber bands on the hind limbs of animals, 5–6 mm in width, at the inguinal fold level within 2 hours under thiopental anesthesia. A reperfusion was modeled by removing the tourniquet. Half of the experimental animals in the reperfusion period for the purpose of correction intraperitoneally was administered the nootropic drug 1-oxo-3,3,6-trimethyl-1,2,3,4-tetrahydroindolo[2,3-c]quinoline (carbacetam) at a dose of 5 mg per kilogram of body weight once a day during the entire reperfusion period. The histological examination was carried out according to standard methods. Sections of the arteries were stained with hematoxylin and eosin, with resorcinol-fuchsin according to Weigart, according to method of Van Gizon and with azan according to the method of Heidenhain, and were examined with a light microscope. Results. Studies have shown that in the early reperfusion period morphological criteria for skeletal muscle remodeling expressed by swelling of muscle fibers and endo- and perimysium, disorders in the hemomicrocirculatory bed in the form of stasis, hyperemia and microthrombosis, diapedetic hemorrhages, significant leukocyte infiltration, deformation of muscle fibers and the disappearance of their striation, damage to the sarcolemma with the release of nuclei in endomysium, defibering of myofibrils, ruptures and fragmentation of fibers, violation of the linear arrangement of nuclei in them, the appearance of areas of myocytolysis. Subject to the correction of reperfusion disorders by cabacetam, there is a decrease in the degree of damage and more quick restoration of structure of the skeletal muscles, which is the most pronounced in groups of animals with reperfusion terms after 1 and 7 days. Complex of features indicates, that at the tissue level the administration of carbacetam not only reduces the ischemic-reperfusion lesion of the myosymplast, but also accelerates the mechanisms of reparative rhabdomyohistogenesis. Conclusions. Structural changes in the skeletal muscles of the limb after two-hour ischemia and subsequent reperfusion increased in the early reperfusion period and reached its peak after 1 day of reperfusion, and in the late period of reperfusion their reverse development took place. With the correction of disorders by carbacetam, the degree of damage is reduced and the recovery of the skeletal muscle structure of the limb is accelerated.Резюме. Артеріальні турнікети широко застосовуються як у клінічній практиці (зокрема при ангіо- та артропластиках), так і у військовій медицині при пораненнях кінцівки. Після зняття турнікета і відновлення кровопостачання кінцівки виникає мультифакторне ішемічно-реперфузійне ураження як первинно ішемізованих, так і віддалених від місця ішемії тканин. Вивченню морфологічних порушень у м’язовій тканині при гострій ішемії-реперфузії у медичній літературі присвячено низку публікацій. Проте тривають пошуки ефективних середників для медикаментозної корекції даних порушень. Мета дослідження – провести порівняльний аналіз структурних змін у скелетних м’язах задніх кінцівок щурів при гострій ішемії-реперфузії, спричиненій накладанням артеріального джгута, при здійсненні корекції порушень карбацетамом. Матеріали і методи. Проведено мікроскопічне дослідження гістологічних зрізів скелетних м’язів задніх кінцівок 60 щурів нижче ділянки накладання джгута за умов експериментальної гострої ішемії-реперфузії. Гостру ішемію усім тваринам викликали шляхом накладання гумових джгутів SWAT на задні кінцівки тварин шириною 5–6 мм, на рівні пахвинної складки протягом 2 год під тіопенталовим знеболюванням, а реперфузію моделювали шляхом зняття турнікета. Половині експериментальних тварин у pепеpфузійному пеpіоді з метою коpекції внутpішньочеpевно вводили ноотропний препарат «Каpбацетам» в дозі 5 мг на кілограм маси тіла один раз на добу протягом усього реперфузійного періоду. Зрізи скелетних м’язів забарвлювали гематоксиліном і еозином, за ван Гізон та азаном за методом Гейденгайна і вивчали за допомогою світлового мікроскопа. Результати. Дослідження показали, що у ранньому реперфузійному періоді морфологічними критеріями ремоделювання скелетних м’язів були виражений набряк м’язових волокон та ендо- і перимізію, порушення у гемомікроциркуляторному руслі у вигляді стазу, гіперемії та мікротромбозу, діапедезні крововиливи, виражена лейкоцитарна інфільтрація, деформація м’язових волокон та втрата їх посмугованості, ушкодження сарколеми з виходом ядер у ендомізій, розволокнення міофібрил, розриви та фрагментація волокон, порушення лінійного розміщення ядер у них, поява ділянок міоцитолізу. За умови коpекції реперфузійних порушень каpбацетамом відбувається зменшення ступеня ураження та пpишвидшення відновлення структури скелетних м’язів, яке найбільш яскраво виявлялося в групах тварин із термінами реперфузії через 1 та 7 діб. Сукупність ознак свідчить пpо те, що на тканинному pівні при введенні карбацетаму не лише зменшується ішемічно-реперфузійне ураження міосимпласта, але також пришвидшуються механізми pепаpативного pабдоміогістогенезу. Висновки. Структурні зміни у скелетних м’язах кінцівки при двогодинній ішемії та наступній реперфузії наростали у ранньому реперфузійному періоді та досягали найбільшого вираження через 1 добу реперфузії, а у пізньому реперфузійному періоді відбувався зворотний їх розвиток. За умови корекції порушень каpбацетамом відбувається зменшення ступеня ураження та пришвидшення відновлення структури скелетних м’язів кінцівки

СТРУКТУРНІ ЗМІНИ В АРТЕРІЯХ ЗАДНІХ КІНЦІВОК ЩУРІВ У РАННЬОМУ РЕПЕРФУЗІЙНОМУ ПЕРІОДІ ПРИ ГОСТРІЙ ІШЕМІЇ, СПРИЧИНЕНІЙ НАКЛАДАННЯМ АРТЕРІАЛЬНОГО ТУРНІКЕТА

Acute limb ischemia occurs as a result of obturation of the lumen of large arteries due to acute thrombosis or embolism, as well as impaired of vascular patency, caused by trauma or compression (including the use of hemostatic tourniquets). In case of elimination of the acute ischemia and restoration of arterial blood supply to the affected limb arises a multifactorial lesion of tissues both ischemic and distant from the site of damage, known as the&nbsp;ischemia-reperfusion syndrome. The aim of the study – to establish the manifestations of structural changes in arteries of different caliber of the rat’s hind limbs under acute ischemia conditions caused by the application of an arterial tourniquet. Materials and Methods. The histological and morphometric study of transverse sections of the arterial vessels of the hind limbs of 30 rats under condition of experimental acute ischemia was performed. There were 9 intact&nbsp;animals in the control group. Acute ischemia was caused by application of SWAT (Stretch–Wrap–And–Tuck) rubber bands on the hind limbs of animals,&nbsp; 5–6 mm width, at the inguinal fold level within 2 hours under thiopental anesthesia. During the experiment, all the animals were divided into 3 study groups of 10 rats in each group. The model of the early postischemic period was represented by groups of animals with reperfusion changes on the 1st, 2nd hour and 1st day after removal of the tourniquet. The histological examination was carried out according to standard methods. Quantitative indicators were processed statistically. Results and Discussion. All-round analysis of the obtained data revealed that the&nbsp;remodeling of arteries was already indicated in the 1 hour of the early postischemic period and increased to the end of the 1st day. Experimental ischemia with the development of ischemic-reperfusion syndrome in rats was manifested by remodeling of arteries with edema of their wall and perivascular tissues, cell infiltration, uneven corrugation and fragmentation of elastic fibers and basement membranes, damaging endothelium together with edema, necrosis and prolapse endothelial cells into the lumen of the arterial vessels, as well as erythrocytes adhesion. By the morphometric study, both the outer and lumen diameters of large arteries (femoral, popliteal) increase and a slight decrease in the thickness of their wall due to compensatory expansion was detected. In the small arteries (muscular branches), a significant reduction in the outer diameter and (to a greater extent) lumen, as well as significant thickening of the vascular wall was observed. In all arteries there was an increase of intima thickness, which grew to the end of the period, and also increased at the same time as the decrease in artery caliber. There was a moderate decrease of the Wagenvoort index in the early reperfusion period for the femoral and popliteal arteries, and a significant increase for small arteries (muscular branches). For the tibial arteries, the Wagenvoort index has decreased slightly. Conclusions. The results of histological and morphometric studies confirm the remodeling of the arteries of the rats hind limbs as a result of the development of ischemia-reperfusion syndrome in experimental animals, which manifested itself with edema of all layers of the arterial wall and perivascular tissues, cell infiltration, uneven corrugation and fragmentation of basal membranes, damaging of the intima with edema, necrosis and prolapse of endothelial cells into the arterial lumen, adhesion of red blood cells in damaged areas of intima. Morphometric studies revealed a pronounced spasm of small arteries with the development of edema, which resulted in a moderate compensatory expansion of large hip arteries. The decrease of the Wagenvoort index for the femur and popliteal arteries during the first hours of reperfusion, and its significant increase for the small arteries of the femoral area, was noted. An increase in the thickness of the intima arteries of all caliber, which reached its maximum at the end of the first day of reperfusion, was also recorded.Острая ишемия конечности возникает в результате обтурации просвета крупных артерий вследствие острого тромбоза или эмболии, а также нарушения проходимости сосудов, вызванного их травмами или сжатием (включая применение кровеостанавливающих турникетов). В случае ликвидации острой ишемии и восстановлении артериального кровоснабжения пораженной конечности возникает мультифакторное поражение ишемизированных и отдаленных от места повреждения тканей, носящее название ишемически-реперфузионного синдрома. Цель исследования – установить проявления структурных изменений артерий различного калибра задних конечностей крыс при острой ишемии, вызванной наложением артериального турникета. Материалы и методы. Было проведено гистологическое и морфометрическое исследование гистологических микропрепаратов поперечных срезов артериальных сосудов задних конечностей 30 крыс в условиях экспериментальной острой ишемии. В контрольной группе было 9 интактных животных. Острую ишемию вызывали путем наложения резиновых жгутов SWAT (Stretch–Wrap–And–Tuck) на задние конечности животных шириной 5–6 мм на уровне паховой складки в течение 2 ч под тиопенталовым обезболиванием, а реперфузию моделировали путем снятия турникета. Во время эксперимента животные были разделены на 3 исследуемых группы по 10 крыс в каждой. Модель раннего постишемического периода была представлена ​​группами животных с реперфузионными изменениями на 1-й, 2-й ч и 1-е сутки после снятия турникета. Гистологическое исследование проводилось по общепринятым методикам. Исследовались бедренная, подколенная, берцовая артерии, а также их мышечные ветви ниже места наложения жгута. При морфометрическом исследовании определялись следующие показатели: внешний и внутренний диаметры артерий, толщина артериальной стенки, товщина интимы, а также коэфициент пропускной способности артерий за индексом Вогенворта. Количественные показатели обрабатывались статистически. Результаты исследований и их обсуждение. Анализом полученных данных установлено, что ремоделирование артерий возникало уже в 1-й ч постишемического поражения и нарастало к концу 1-х суток. Экспериментальная ишемия с развитием ишемически-реперфузионного синдрома у крыс проявлялась ремоделированием артерий с выраженным отеком всех их слоев и периваскулярных тканей, клеточной инфильтрацией, неравномерным гофрированием и фрагментацией эластических волокон, базальных мембран, повреждением интимы с отеком, некрозом и пролабированием эндотелиоцитов в просвет сосудов, а также адгезией эритроцитов в местах поврежденной интимы. При морфометрическом исследовании в первые два часа реперфузии обнаружено увеличение внешнего диаметра и просвета крупных артерий (бедренной, подколенной) и незначительное уменьшение толщины их стенки за счет компенсаторного их растяжения. Отмечено существенное уменьшение внешнего диаметра и (в большей мере) просвета мелких артерий (мышечные ветви), а также значительное утолщение их сосудистой стенки. Во всех артериях отмечено увеличение толщины интимы, которое наростало к концу периода, а также увеличивалось одновременно с уменьшением калибра артерий. При определении индекса Вогенворта отмечено умеренное его уменьшение в первые часы раннего реперфузионного периода для бедренной и подколенной артерии, и значительное возрастание для мелких артерий (мышечные ветви). Для берцовых артерий индекс Вогенворта уменьшился незначительно. Выводы. Результаты гистологического и морфометрического исследования подтверждают ремоделирование артерий задних конечностей крыс вследствие развития у опытных животных ишемически-реперфузионного синдрома, который проявлялся в крыс выраженным отеком всех слоев артериальной стенки и периваскулярних тканей, клеточной инфильтрацией, неравномерным гофрированием и фрагментацией базальних мембран, повреждением интимы с отеком, некрозом и пролабированием эндотелиоцитов в просвет артерий, адгезией эритроцитов на участках поврежденной интимы. Морфометрические исследования выявили выраженный спазм мелких артерий с развитием отека, в результате котрого возникло умеренное компенсаторное расширение крупних артерий бедра. Отмечено уменьшение индекса Вогенворта для бедренной и подколенной артерий в первые часы реперфузии, и значительное его увеличение для мелких артерий бедренной области. Также зафиксировано увеличение толщины интимы артерий всех калибров, которое достигло свого максимума на конец первых суток реперфузии.Гостра ішемія кінцівки виникає в результаті обтурації просвіту великих артерій гострого тромбозу чи емболії, а також порушення прохідності судин, спричиненого їх травмами чи стисненням (включаючи накладання кровоспинних турнікетів). У випадку ліквідації гострої ішемії і відновленні артеріального кровопостачання ураженої кінцівки виникає мультифакторне ураження ішемізованих та віддалених від місця ушкодження тканин, що носить назву ішемічно-реперфузійного синдрому. Мета дослідження – встановити прояви структурних змін артерій різного калібру задніх кінцівок щурів при гострій ішемії, спричинені накладанням артеріального турнікета. Матеріали і методи. Проведено гістологічне та морфометричне дослідження мікропрепаратів поперечних зрізів артеріальних судин задніх кінцівок 30 щурів за умов експериментальної гострої ішемії. У контрольній групі було 9 інтактних тварин. Гостру ішемію спричиняли шляхом накладання гумових джгутів SWAT (Stretch–Wrap–And–Tuck) на задні кінцівки тварин шириною 5–6 мм на рівні пахової складки протягом 2 год під тіопенталовим знеболюванням, а реперфузію моделювали шляхом зняття турнікета. Під час експерименту тварин поділили на 3 групи дослідження по 10 щурів у кожній групі. Модель раннього постішемічного періоду була представлена групами тварин із реперфузійними змінами на 1-шу, 2-гу&nbsp;год та 1-шу добу після зняття турнікета. Гістологічне дослідження проводили за загальноприйнятими методиками. Досліджували стегнову, підколінну, гомілкову артерії та їх м’язові гілки нижче ділянки накладання джгута. При морфометричному дослідженні визначали такі показники: зовнішній діаметр артерій, їх просвіт, товщину артеріальної стінки та інтими, а також коефіцієнт пропускної здатності артерій за індексом Вогенворта. Кількісні показники обробляли статистично. Результати досліджень та їх обговорення. Аналіз отриманих даних встановив, що ремоделювання артерій виникало вже в 1-шу год постішемічного ураження та наростало до кінця 1-ї доби. Експериментальна ішемія із розвитком ішемічно-реперфузійного синдрому в щурів проявлялась ремоделюванням артерій із вираженим набряком усіх cудинних оболонок та периваскулярних тканин, клітинною інфільтрацією, нерівномірним гофруванням та фрагментацією еластичних волокон, базальних мембран, ушкодженням інтими із набряком, некрозом та пролабуванням у просвіт ендотеліоцитів, а також адгезією еритроцитів. При морфометричному дослідженні виявлено збільшення зовнішнього діаметра та просвіту великих артерій (стегнової, підколінної) і незначне зменшення товщини їхньої стінки за рахунок компенсаторного їх розтягнення. У дрібних артеріях (м’язові гілки) відмічено істотне зменшення зовнішнього діаметра та (більшою мірою) просвіту, а також значне потовщення судинної стінки. В усіх артеріях відмічено збільшення товщини інтими, яке наростало до кінця періоду, а також підвищувалось одночасно із зменшенням калібру артерій. При обрахунку індекса Вогенворта відмічено в перші години раннього реперфузійного періоду помірне його зменшення для стегнової та підколінної артерій, та значне зростання для дрібних артерій (м’язові гілки). Для гомілкових артерій індекс Вогенворта зменшився незначно. Висновки. Результати гістологічного і морфометричного дослідження підтверджують ремоделювання артерій задніх кінцівок щурів у результаті розвитку в дослідних тварин ішемічно-реперфузійного синдрому, який проявлявся набряком усіх шарів артеріальної стінки та периваскулярних тканин, клітинною інфільтрацією, нерівномірним гофруванням та фрагментацією базальних мембран, ушкодженням інтими із набряком, некрозом та пролабуванням ендотеліоцитів у просвіт артерій, адгезією еритроцитів у ділянках ушкодження інтими. Морфометричні дослідження виявили виражений спазм дрібних артерій із розвитком набряку, в результаті якого виникло помірне компенсаторне розширення великих артерій стегна. Відмічено зменшення індексу Вогенворта для стегнової та підколінної артерій у перші години реперфузії та значне його зростання для дрібних артерій стегнової ділянки. Також зафіксовано збільшення товщини інтими артерій усіх калібрів, яке досягло свого максимуму на кінець першої доби реперфузії

СТРУКТУРНО-ПРОСТОРОВЕ РЕМОДЕЛЮВАННЯ СУДИННОГО РУСЛА ЗАДНІХ КІНЦІВОК ЩУРІВ ПРИ ГОСТРІЙ ІШЕМІЇ

The aim of the work.&nbsp;To establish the peculiarities of structural-spatial remodeling the arteries of the rat’s hind limbs by acute ischemia, caused by the application of an arterial tourniquet. Materials and Methods.&nbsp;The X-ray angiography and morphometric study of the arterial vessels of the hind limbs of 30 rats under condition of experimental acute ischemia was performed. There were 6 intact&nbsp;animals in the control group. Acute ischemia was caused by application of SWAT rubber bands on the hind limbs of animals, 5–6 mm in width, at the inguinal fold level within 2 hours under thiopental &nbsp;anesthesia. A reperfusion was modeled by removing the tourniquet. The spatial organization of the arteries was studied in vascular branchings (tees): in the femoral area – at the place of the bifurcation of the muscular branch, in the popliteal area – at the site of bifurcation of the muscular cranial branch, and at the tibial area – at the site of the division of the popliteal artery on the cranial and caudal tibial arteries. In vascular tee the diameter of main trunk, the diameters of thicker and thinner arterial branch, the total angle of arterial branching and its components – the angle of deflection of thicker and thinner branch were measured. Results and Discussion.&nbsp;Results of morphometric studies have established structural-spatial remodeling of the arterial bed of hind limbs of rats in the femoral, popliteal and tibial areas of the limb below the site of arterial tourniquet overlay. In the arterial tees of these areas of the limb an increase of average diameter of the main trunks of the arteries, which reached a maximum after 1 day of the experiment, was revealed. Thus, a maximum increase of diameter of the main trunk of the tee in the femoral area was 13.11 %, in the popliteal area – 13.95 %, and in the tibial – 14.99 % (for all groups p&lt;0.05) in comparison with the control group. Herewith, the diameter of both thicker and (to a greater extent) thinner tee branch increased. Simultaneously an increase of the total branching angle of subsidiary branches in the femoral area by 9.02 %, in the popliteal area ­– by 8.89 %, and in the tibial area – by 6.36 % in comparison with the control group (for all p&lt;0.05) was found, which was to a greater extent due to the increasing in the deviation of the thinner branch. After 14 days of reperfusion, the morphometric indices returned to the control group level. Conclusions.&nbsp;The results of X-ray examination and morphometric study confirm the remodeling of the arteries &nbsp;of the rats hind limbs as a result of the development of ischemia-reperfusion syndrome in experimental animals, which was manifested in increasing of the average dia­meter of the main trunks of the arteries of the vascular tees and in increasing of the branching angle of the both subsi­diary branches. Herewith, an increase of the diameters and deflection angles of both thicker and (to a greater extent) thinner tee branch was revealed.Мета роботи.&nbsp;Встановити особливості структурно-просторового ремоделювання артерій задніх кінцівок щурів при гострій ішемії, спричиненій накладанням артеріального джгута, та наступній реперфузії. Матеріали і методи.&nbsp;Проведено рентгенангіографічне та морфометричне дослідження артеріальних судин задніх кінцівок 30 щурів за умов експериментальної гострої ішемії. У контрольній групі було 6 інтактних тварин. Гостру ішемію спричиняли шляхом накладання гумових джгутів SWAT шириною 5–6 мм на задні кінцівки тварин, на рівні пахвинної складки протягом 2 год під тіопенталовим знеболюванням, а реперфузію моделювали шляхом зняття турнікета. Просторову організацію артерій вивчали у судинних розгалуженнях (трійниках): у стегновій ділянці – в місці роздвоєння м’язової гілки, у підколінній ділянці – в місці біфуркації м’язової краніальної гілки, а в гомілковій – у місці поділу підколінної артерії на краніальну та каудальну великогомілкові артерії. У судинному трійнику вимірювали діаметри основного стовбура, товстішої і тоншої артеріальних гілок, сумарний кут галуження артерій та його складові частини – кут відхилення товстішої і тоншої гілок. Результати й обговорення.&nbsp;Результати морфометричних досліджень встановили структурно-просторове ремоделювання артеріального русла задніх кінцівок щурів у стегновій, підколінній та гомілковій ділянках кінцівки нижче місця накладання артеріального турнікета. В артеріальних трійниках вказаних ділянок кінцівки виявлено збільшення пересічного діаметра основних стовбурів артерій, яке досягало максимуму через 1 добу експерименту. Так, максимальне зростання діаметра основного стовбура трійника в стегновій ділянці становило 13,11 %, у підколінній ділянці – 13,95&nbsp;%, а в гомілковій – 14,99 % (для всіх р&lt;0,05) порівняно з групою контролю. При цьому збільшувався діаметр як товстішої, так і (більшою мірою) тоншої трійникової гілки. Одночасно виявлено збільшення загального кута галуження дочірніх гілок в стегновій ділянці на 9,02 %, в підколінній ділянці – на 8,89 %, а у гомілковій – на 6,36&nbsp;% порівняно з групою контролю (для всіх р&lt;0,05), більшою мірою унаслідок збільшення відхилення тоншої гілки. Через 14 діб реперфузії морфометричні показники повертались до рівня значень контрольної групи. Висновки.&nbsp;Результати рентгенангіографічного та морфометричного досліджень підтверджують ремоделювання артерій задніх кінцівок щурів у результаті розвитку в дослідних тварин ішемічно-реперфузійного синдрому, яке проявлялося збільшенням пересічного діаметра основних стовбурів артерій судинних трійників та збільшенням кута галуження дочірніх гілок. При цьому виявлено збільшенням діаметрів і кутів відхилення як товстішої, так і (більшою мірою) тоншої трійникової гілки

СТРУКТУРНІ ЗМІНИ В АРТЕРІЯХ ЗАДНІХ КІНЦІВОК ЩУРІВ ПРИ ГОСТРІЙ ІШЕМІЇ-РЕПЕРФУЗІЇ

Summary. Arterial tourniquets are widely used both in clinical practice (for example for angio- and arthroplasty) and in military medicine by the injury of the limbs. After removing the tourniquet and blood supply restoration to the limb arises a multifactorial lesion of tissues both ischemic and distant from the site of ischemia. However, morphological changes in the wall of the main arteries by the acute ischemia-reperfusion are insufficiently covered in the medical literature. The aim of the study – to establish the peculiarities of structural changes of the main arteries of the rat’s hind limbs by acute ischemia, caused by application of the arterial tourniquet. Materials and Methods. The microscopic study of histological preparations with transverse sections of the femoral, popliteal and tibial arteries of the hind limbs of 30 rats under condition of experimental acute ischemia was performed. Acute ischemia was caused by application of SWAT rubber bands on the hind limbs of animals, 5–6 mm in width, at the inguinal fold level within 2 hours under thiopental &nbsp;anesthesia. A reperfusion was modeled by removing the tourniquet. During the experiment, all the animals were divided into 5 study groups of 6 rats in each group. The &nbsp;model of the early postischemic period was represented by groups of animals with reperfusion changes on the 1st, 2nd hour and 1st day after removal of the tourniquet, and model of the late reperfusion period was represented by groups of animals with reperfusion changes on the 7th and 14th day after tourniquet removal. The histological examination was carried out according to standard methods. Sections of the arteries were stained with hematoxylin and eosin, with &nbsp;resorcinol-fuchsin according to Weigart, according to method of Van Gizon and azan according to the method of Heidenhain, and were examined with a light microscope. Results. Morphometric studies had established that morphological criteria of remodeling of the arteries of the femoral, popliteal and tibial areas during the early reperfusion period were histological changes of all structural elements of their wall, which were manifested by edema and thickening of all its layers, significant edema and exfoliation of endothelial cells with the development of parietal microthrombosis, uneven corrugation and ruptures of basal membrane, violation of integrity of elastic fibers, fragmentation of leiomyocytes with vacuolation of their sarcoplasm, leukocyte infiltration of the muscular layer and perivasal space, as well as perivascular diapedeous haemorrhages. During the late reperfusion period, the severity of the above-mentioned changes was significantly decreased, while simultaneously the development of granulation tissue in the perivascular space of the main arteries of the hind limbs of rats was happening. Conclusions. The results of morphological study confirm the remodeling of the wall of main arteries of hind limbs of the rats as a result of the development of ischemia-reperfusion syndrome in experimental animals, which was manifested by a complex of pathomorphological changes of all arterial membranes. These changes reached a maximum on 1st day after removal of the tourniquet, and gradually decreased in the late reperfusion period after 7 and 14 days.Резюме. Артеріальні турнікети широко застосовуються як у клінічній практиці (зокрема при ангіо- та артропластиках), так і у військовій медицині при пораненнях кінцівки. Після зняття турнікета і відновлення кровопостачання кінцівки виникає мультифакторне ішемічно-реперфузійне ураження як первинно ішемізованих, так і віддалених від місця ішемії тканин. Проте морфологічні зміни в стінці магістральних артерій при гострій ішемії-реперфузії у медичній літературі висвітлено недостатньо. Мета дослідження – встановити особливості структурних змін стінок магістральних артерій задніх кінцівок щурів при гострій ішемії, спричиненій накладанням артеріального джгута. Матеріали і методи. Проведено мікроскопічне дослідження гістологічних препаратів поперечних зрізів стегнової, підколінної та гомілкової артерії 30 щурів нижче від ділянки накладання джгута за умов експериментальної гострої ішемії. Гостру ішемію викликали шляхом накладання гумових джгутів SWAT на задні кінцівки тварин шириною 5–6 мм, на рівні пахвинної складки протягом 2 год під тіопенталовим знеболюванням, а реперфузію моделювали шляхом зняття турнікета. Під час експерименту тварин поділили на 5 груп &nbsp;дослідження по 6 щурів у кожній. Модель раннього &nbsp;постішемічного періоду була представлена групами тварин із реперфузійними змінами через 1 і 2&nbsp;год та 1 добу після зняття турнікета, а модель пізнього реперфузійного періоду – групами тварин через 7 та 14 діб. Гістологічне дослідження проводили за загальноприйнятими методиками. Зрізи артерій забарвлювали &nbsp;гематоксиліном та еозином, резорцин-фуксином за Вейгартом, за ван Гізон та азаном за методом Гейденгайна, та вивчали за допомогою світлового мікроскопа. Результати. Результати досліджень показали, що у ранньому реперфузійному періоді морфологічними критеріями ремоделювання артерій стегнової, підколінної та гомілкової ділянок є гістологічні зміни усіх структурних елементів їхньої стінки, які проявляються набряком і потовщенням усіх її оболонок, значним набряком та відшаруванням ендотеліоцитів із розвитком пристінкового мікротромбозу, нерівномірною гофрованістю та розривами базальної мембрани, порушенням цілості еластичних волокон, вакуолізацією саркоплазми лейоміоцитів, лейкоцитарною інфільтрацією м’язової оболонки та перивазального простору, а також периваскулярними діапедезними крововиливами. У пізньому реперфузійному періоді вираження вищезазначених змін різко зменшується, водночас відбувається розвиток грануляційної тканини у периваскулярному просторі магістральних артерій задніх кінцівок щурів. Висновки. Результати морфологічного дослідження підтверджують ремоделювання стінок магістральних артерій задніх кінцівок щурів у результаті розвитку ішемічно-реперфузійного синдрому, яке проявлялося комплексом патоморфологічних змін усіх оболонок артерій, що досягали максимуму через 1 добу після зняття турнікета, і поступово зменшувалися у пізньому реперфузійному періоді через 7 та 14 діб

Dynamic of indices of lipid peroxidation and antioxidant protection in muscular tissue and blood serum of rats with acute ischemia-reperfusion

Acute limb ischemia occurs as a result of sudden decrease in its perfusion, which usually occurs during the obturation of the lumen of large arteries due to acute thrombosis or embolism either impaired of vascular patency caused by trauma or compression (including the application of hemostatic tourniquets). In the case of restoration of blood supply to previously ischemic tissues, there is an ischemic-reperfusion syndrome, in which one of the main pathogenetic links of tissue alteration is the activation of lipid peroxidation. The content of diene conjugates, triene conjugates, TBA-active products, superoxide dismutase and catalase in homogenate of the muscle tissue and blood serum of 30 white rats under condition of experimental acute ischemia was determined. Acute ischemia was caused by the application of SWAT (Stretch-Wrap-And-Tuck) rubber bundles on the hind limbs of the animals for 2 hours. It was experimentally found that the maximum increase in the content of diene and triene conjugates in the injured muscle tissue of the animals occurred in the early post-ischemic period on the 2nd hour of reperfusion with a decreaseing on the 1st and 7th day and the subsequent return of indicators in the late postischemic period on the 14th day to the level of control group. The increasing of TBA-active products in the muscle tissue occurred in the first three groups of the rats and peaked in the third group (reperfusion for the 1st day), after which their level decreased in the animals during the late reperfusion period, reaching in the last group on the 14th day of reperfusion indices, close to the values of the control group. The dynamics of activity of superoxide dismutase and catalase in the muscle homogenate were to a large extent similar (as indicated by the strong positive correlation (+0,99) between them), gradually increasing and reaching the maximum on 7th day of the ischemia-reperfusion symdrome. As a result of the experiment, a decreasing in the antioxidant-prooxidant index in all experimental groups of the rats was also observed in the muscle homogenate, which was the most pronounced on the 1st day of ischemia-reperfusion. The comparative analysis of the similar parameters of lipid peroxidation and antioxidant protection in the muscle homogenate and blood serum showed a direct correlation in all the studied pairs. The strong and moderate positive correlation between analogous indices of LPO and AOP in muscle homogenate and blood serum in all five studied pairs indicates similar changes of these indicators at the local and systemic levels

УЛЬТРАСТРУКТУРНІ ЗМІНИ СКЕЛЕТНИХ М’ЯЗІВ ЗАДНІХ КІНЦІВОК ЩУРІВ ПРИ ГОСТРІЙ ІШЕМІЇ, ВИКЛИКАНІЙ НАКЛАДАННЯМ АРТЕРІАЛЬНОГО ТУРНІКЕТА

Summary. Arterial tourniquets are widely used in clinical practice for angio- and arthroplasty, and by the injury of the limbs their using is often occurring according to vital indications. Restoring the blood supply to the limb after the removal of the tourniquet can cause ischemic-reperfusion lesions of both the primary ischemic tissues and distant tissues and organs. However, the ultrastructural changes of soft tissues at the local level by the ischemia-reperfusion are in need of deeper study today. The aim of the study – to establish the ultrastructural changes of skeletal muscles of the hind limbs of the rats with acute ischemia and subsequent reperfusion caused by the arterial tourniquet application. Materials and Methods. The electron microscopic examination of the skeletal muscles of the hind limbs of 12 rats under experimental acute ischemia and subsequent reperfusion was performed. Acute ischemia was caused by application of SWAT rubber bands on the hind limbs of animals, 5–6 mm width, at the inguinal fold level within 2 hours under thiopental anesthesia, and reperfusion was modeled by removing the tourniquet. The examination of muscle tissue samples was carried out at the Department of Histology and Embryology I. Horbachevsky Ternopil National Medical University by using an electron microscope PEM-125K. Results and Discussion. Electron microscopy of the skeletal muscles of the hind limbs of rats revealed an edema of the sarcoplasm of the myosymplast, hypertrophy and edema of mitochondria, their uneven placement with accumulation under the sarcolemma, the damage of their outer membrane, a partial defragmentation and destruction of the mitochondrial cristae, an autolysis of some mitochondria, defibering of myofilaments of the myofibrils. Changes in the shape, size and spatial orientation of Z-disks were observed, sarcomeres were not always clearly visualized, there were the signs of dilation of the tubules of the sarcoplasmic reticulum. Groups of phagosomes were observed around the nuclei of myofibrils, the nuclei of the myosymplast had an irregular shape, were osmophilic and picnotically altered. Ultrastructural changes were observed already within two hours after the removal of the tourniquet and were most pronounced after one day after the removal of the tourniquet. In the late reperfusion period, there was a reverse development of pathological changes. Conclusions. The ultrastructural disorders of lesioned by ischemia-reperfusion muscular tissue of the hind limbs reached maximal expression in rats one day after the removal of the tourniquet, what confirms the development in experimental animals of the ischemic-reperfusion syndrome. In the later reperfusion period, there was a reverse development of pathological changes.Резюме. Артеріальні турнікети широко застосовують у клінічній практиці при ангіо- та артропластиках, а при пораненнях кінцівки їх використання нерідко відбувається за життєвими показаннями. Відновлення кровопостачання кінцівки після зняття турнікета може викликати ішемічно-реперфузійні ураження як первинно ішемізованих тканин, так і у віддалених тканинах та органах. Проте на сьогодні потребують глибшого вивчення ультраструктурні зміни м’яких тканин на місцевому рівні при ішемії-реперфузії. Мета дослідження – вивчити ультраструктурні зміни скелетних м’язів задніх кінцівок щурів при гострій ішемії та наступній реперфузії, викликаній накладанням артеріального турнікета. Матеріали і методи. Проведено електронно-мікроскопічне дослідження скелетних м’язів задніх кінцівок 12 щурів за умов експериментальної гострої ішемії і наступної реперфузії. Гостру ішемію викликали шляхом накладання на задні кінцівки тварин гумових джгутів SWAT шириною 5–6 мм, на рівні пахвинної складки протягом 2 год під тіопентал-натрієвим знеболюванням, а реперфузію моделювали шляхом зняття турнікета. Дослідження зразків м’язової тканини проводилося на кафедрі гістології та ембріології Тернопільського національного медичного університету імені І. Я.&nbsp;Горбачевського МОЗ України за допомогою електронного мікроскопа ПЕМ–125К. Результати. При електронній мікроскопії скелетних м’язів задніх кінцівок щурів виявляли набряк саркоплазми міосимпласта, гіпертрофію та набряк мітохондрій, нерівномірне їх розміщення зі скупченням під сарколемою, ушкодження їх зовнішньої оболонки, часткова дефрагментація та деструкція мітохондріальних крист, аутолізис окремих мітохондрій, розволокнення міофіламентів міофібрил. Спостерігали зміни форми, розмірів та просторової орієнтації Z-дисків, саркомери не завжди чітко візуалізувалися, наявні ознаки розширення канальців саркоплазматичної сітки. Навколо ядер міофібрил спостерігали групи фагосом, ядра міосимпласта мали неправильну форму, були осміофільними і пікнотично зміненими. Ультраструктурні зміни спостерігались вже через 2 год після зняття турнікета і були найбільше вираженими через 1 добу. У пізньому реперфузійному періоді відбувався зворотний розвиток патологічних змін. Висновки. Ультраструктурні порушення ушкодженої ішемією-реперфузією м’язової тканини задніх кінцівок щурів досягали максимального вираження у щурів через 1 добу після зняття турнікета, що підтверджує розвиток у експериментальних тварин ішемічно-реперфузійного синдрому. В пізньому реперфузійному періоді відбувався зворотний розвиток патологічних змін

STRUCTURAL CHANGES IN MUSCLES OF THE HIND LIMBS OF RATS WITH ACUTE ISCHEMIA (EXPERIMENTAL STUDY)

Acute limb ischemia occurs as a result of obturation of the lumen of large arteries due to acute thrombosis or embolism, as well as impaired of vascular patency, caused by trauma or compression (including the use of hemostatic tourniquets). In case of elimination of the acute ischemia and restoration of arterial blood supply to the affected limb arises a multifactorial lesion of tissues both ischemic and distant from the site of damage, known as the reperfusion-ischemic syndrome. The aim of the study – to establish the manifestations of structural changes in muscle fibers and the microcirculatory bed of the skeletal muscles of the hind limbs of rats in case of acute ischemia caused by the application of an arterial tourniquet. Materials and Methods. The histological and morphometric study the tissues of the four-head muscles of the hind limbs of 60 rats under condition of experimental acute ischemia was performed. There were 11 intact animals in the control group. Acute ischemia was caused by application of SWAT (Stretch–Wrap–And–Tuck) rubber bands on the hind limbs of animals, 5–6 mm width, at the inguinal fold level within 2 hours under thiopental anesthesia. During the experiment, all the animals were divided into 5 study groups of 12 rats in each group. The model of the early postischemic period was represented by groups of animals with reperfusion changes on the 1st, 2nd hour and 1st day after removal of the tourniquet, and model of the late postischemic period on the 7th and 14th days respectively. The histological examination was carried out according to standard methods. The surface layers of the four-headed muscle of the hind limb of rats were studied in the middle third of the thigh below the overlapping area of tourniquet. Morphometric examination was determined by the following parameters: the mean diameter of muscle fibers, the mean cross-sectional area of muscle fibers, the average diameter and the area of nuclei of muscle fibers. Quantitative indicators were processed statistically. Results and Discussion. All-round analysis of the obtained data revealed that the pathological changes in muscle tissue were aroused in the early period of the postischemic lesions and increased to the end of the 1st day. Histological examination revealed the following changes in the muscle tissue: disorganization of the structural components of the muscle cells, reduction of the striation, friability, fluffiness and rupture of the muscle fibers, violation of their sinuosity, nonlinear arrangement of the nuclei, appearance of the detached necrotic regions and location of the nuclei in the intercellular space. The most significant edema of the muscle tissue occurred on the 1st day in the third group of rats ((41.73±0.39) μm). The average diameter of the muscle fibers in this group was exceeded by 3.37 % the corresponding index ((40.37±0.54) μm) of the control group (P˂0.05). The average area of the nuclei of the muscle fibers ((64.03±0.08) μm) in the third group was only slightly higher than the corresponding value ((63.95±0.07) μm) of the control group (P<0.05). The detected decreasing in the nuclearytoplasmic ratio in the second (0.047±0.001) and the third (0.047±0.001) groups of rats compared with the corresponding indicator of the control group (0.050±0.001) (p˂0.05) may indicate the decreasing in the cellular nuclear activity in the result of ischemic injury. Conclusions. The results of remodeling of the muscle fibers and the blood vessels of the microcirculatory bed confirm the development of ischemic-reperfusion syndrome in experimental animals. In study of the skeletal muscles of the hind limbs of the white rats after acute ischemia caused by the application of the tourniquet, it was found that the remodeling of the muscle fibers was mainly manifested by edema, homogenization of sarcoplasm, violation of linear arrangement of nuclei in the myocytes and leukocyte infiltration of endoand perimizia, myolysis with the destruction of the sarcolemma and the release of nuclei into the intercellular space. The reactive lesions were developed in the microvessels of all segments and maximally expressed by the end of the 1st day