Modifying effect of diabetes mellitus on the dynamics of parameters of free radical process intensity and antioxidant protection activity in the liver of rats with incomplete global cerebral ischemia-reperfusion

According to the WHO expert assessment diabetes mellitus (DM) will take the seventh position among leading causes of death in 2030 [1]. The most dangerous complications of DM becoming a cause of severe disability or mortality are acute cerebral disorders of ischemic genesis [2, 3], which in case of this pathology occur several times more frequently than in case of its absence [4, 5]. The causes of complicated development of cerebral ischemia-reperfusion against the ground of DM are being investigated actively, and pathogenesis of brain damage in case of this comorbid pathology appears to be the most studied, although the mechanisms of morphofunctional disorders of the parenchymal organs remain without attention of researchers, since they are touched upon only in several works [6, 7]. Meanwhile, even short hypoxic conditions of the brain are known to result in considerable pathohistological changes in the internal organs becoming a cause of disorders in their functional state and require correction [7, 8]. The most permanent and long changes occur in the liver even to the destruction of separate cells or their groups [9-11]. These changes in case of cerebral ischemia are initiated due to redistribution of blood flow and oxygen supply in favour of the brain, and therefore partial oxygen pressure in the abdominal organs decreases, and in the liver in particular [10]. From the other hand, metabolic disorders associated with diabetes mellitus are generally known to cause liver damage [12-14], therefore diabetic complications caused by cerebral ischemia-reperfusion should be logically expected to intensify morphofuncitonal changes in the organ. Meanwhile, we have not found investigations of the kind described in the scientific literature yet. Objective and tasks: to examine the signs of oxidative and nitrosative stress in the liver of rats with diabetes mellitus complicated by cerebral ischemia-reperfusion. In the liver of rats without DM 20 minute carotid ischemia with 1 hour reperfusion by the changes of the content of lipid peroxidation products and activity of antioxidant enzymes results in depression of the lipid peroxidation-antioxidant protection system. On the 12th day of observation diene conjugated content increases in the organ against the ground of increased activity of superoxide dismutase and glutathione peroxidase, which in general is indicative of a compensatory reaction character of the system. The indices of protein oxidative modification and nitrogen oxide metabolism in the liver of animals without diabetes at the early post-ischemic period remain unchanged, and on the 12th day of the experiment they increase, which confirms availability of oxidative and nitrosative stress at this period. With DM available reaction of all the above indices in the liver is absent both at the early and late post-ischemic periods, which characterizes a-reactivity of these biochemical parameters concerning cerebral ischemia-reperfusion

Content of protein oxidative modification products and nitrogen monoxide metabolites in the kidneys and myocardium of rats with streptozotocin-induced diabetes in dynamics of cerebral ischemia-reperfusion

Introduction. Acute disorders of cerebral circulation similar to diabetes mellitus (DM) cause long-term multiple organ effects, although pathogenesis of internal organs injury in association with DM and cerebral ischemia-reperfusion has not been investigated completely. The aim of the study. To study the dynamics of the content of protein oxidative modification and metabolites in the myocardium and kidneys of rats with DM complicated by cerebral ischemia-reperfusion. Results. The content of protein oxidative modification products in the tissues of the kidneys and myocardium and the content of nitrogen monoxide metabolites in the cortical and medullary substance of the kidneys were found to decrease in the early ischemic-reperfusion period in rats without DM. In rats with DM early post-ischemic changes are restricted by the increase of nitrogen oxide metabolites content in the renal medullary substance. Total remote changes of the examined parameters are found in the myocardium of rats without DM and the medullary substance of the kidneys in rats with DM. Conclusions. Diabetes mellitus eliminates or restricts the reaction of the examined indices peculiar for control animals in both periods of observation in all the examined tissues except the medullary substance of the kidneys on the 12th day of the post-ischemic period

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ РЕАГУВАННЯ ВМІСТУ КЛІТИННОЇ РНК ТИМОЦИТІВ ЩУРІВ НА НЕПОВНУ ГЛОБАЛЬНУ ІШЕМІЮ-РЕПЕРФУЗІЮ ГОЛОВНОГО МОЗКУ

Reaction of RNA thymocytes in the different structural and functional areas of the thymus of different ages rats at the brain incomplete global ischemia-reperfusion has been studied. It was shown that the concentration of RNA after brain incomplete global ischemia-reperfusion decreases in lymphocytes of all structural and functional areas of thymus of both age groups of animals except subcapsular zone of three-months rats and deep cortical zone of one-months rats, in which this indicator was an increased.Исследовано реакцию РНК тимоцитов различных структурно-функциональных зон тимуса крыс разного возраста на неполную глобальную ишемию-реперфузию головного мозга. Показано, что концентрация РНК после неполной глобальной ишемии-реперфузии головного мозга снижается в лимфоцитах всех структурно-функциональных зон тимуса животных обоих возрастных групп за исключением субкапсулярной зоны трехмесячных и глубокой корковой зоны одномесячных крыс, где произошло возрастание этого показателя.Досліджено реакцію РНК тимоцитів різних структурно-функціональних зон тимуса щурів різного віку на неповну глобальну ішемію-реперфузію головного мозку. Встановлено, що концентрація РНК після неповної глобальної ішемії-реперфузії головного мозку знижується в лімфоцитах усіх структурно-функціональних зон тимуса тварин обох вікових груп за винятком субкапсулярної зони тримісячних і глибокої кіркової зони одномісячних щурів, де відбулося зростання цього показника

СУЧАСНІ ПОГЛЯДИ НА ФОРМУВАННЯ СТАТЕВОГО ДИМОРФІЗМУ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ТА МЕХАНІЗМИ ЙОГО ПОРУШЕННЯ

The analyzes of current data concerning to brain sexual dimorphism formation and mechanisms of its disorders are presenting in the article.В статье представлен анализ современных данных о формировании полового диморфизма головного мозга и механизмов его нарушения.У статті представлено аналіз сучасних даних щодо формування статевого диморфізму головного мозку та механізмів його порушення

МЕХАНІЗМИ СТАРІННЯ МОЗКУ ЯК ОСНОВА ВІКОВОЇ ДИСФУНКЦІЇ ЦЕНТРАЛЬНОЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ

Modern views on the mechanisms of brain aging and their connection with age dysfunction of the central nervous system has been analyzed.Проанализированы современные взгляды на механизмы старения мозга и их взаимосвязь с возрастной дисфункцией центральной нервной системы.Проаналізовано сучасні погляди на механізми старіння мозку та їх взаємозв’язок із віковою дисфункцією центральної нервової системи

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ РЕАКЦІЇ ПОКАЗНИКІВ ПРООКИСНО-АНТИОКСИДАНТНОГО ГОМЕОСТАЗУ РІЗНИХ ВІДДІЛІВ СЛИЗОВОЇ ОБОЛОНКИ РОТОВОЇ ПОРОЖНИНИ ЩУРІВ З ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИМ ЦУКРОВИМ ДІАБЕТОМ НА ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙНІ ПОШКОДЖЕННЯ

Comparative analysis of the reaction of the indices of lipoperoxidation and antioxidant defense systems of cheek and gum mucosa to ischemia-reperfusion in rats without and with diabetes mellitus has been performed.  It has been established that in non diabetic rats after 20-minute ischemia followed by 1-hour reperfusion lipoperoxidation and antioxidant defense systems in cheek mucosa function on a lower level, whereas in gum mucosa they function on a higher level. On 12th day of observation decrease in antioxidant activity occurs in cheek mucosa, and diminution of lipoperoxidation and antioxidant defense takes place in gum mucosa. Diabetes mellitus significantly decreases reaction to ischemia-reperfusion of both of the investigated parts of the oral mucosa in both terms of observation and eliminates structural differences characteristic for control rats.Осуществлен сравнительный анализ реакции показателей системы липопероксидация-антиоксидантная защита слизистой щеки и десны на ишемию-реперфузию у крыс без сахарного диабета и с наличием последнего. Установлено, что у крыс без диабета после 20-минутной ишемии-часовой реперфузии система липопероксидация-антиоксидантная защита в слизистой щеки переходит на более низкий уровень функционирования, а в слизистой десен – на более высокий. На 12-е сутки наблюдения в слизистой щеки имеет место снижение антиоксидантной активности, а в слизистой десен – депрессия показателей как липопероксидации, так и антиоксидантной защиты. Сахарный диабет значительно редуцирует реакцию на ишемию-реперфузию обеих исследованных отделов слизистой в оба срока наблюдения и нивелирует структурные различия, присущие контрольным крысам.Здійснено порівняльний аналіз реакції показників системи ліпопероксидація-антиоксидантний захист слизової щоки та ясен на ішемію-реперфузію в щурів без цукрового діабету та з наявністю останнього. Встановлено, що в щурів без діабету після 20-хвилинної ішемії з одногодинною реперфузією система ліпопероксидація-антиоксидантний захист в слизовій щоки переходить на нижчий рівень функціонування, а в слизовій ясен – на більш високий. На 12-ту добу спостереження в слизовій щоки має місце зниження антиоксидантної активності, а в слизовій ясен – депресія показників як ліпопероксидації, так й антиоксидантного захисту. Цукровий діабет значно редукує реакцію на ішемію реперфузію обох досліджених відділів слизової в обидва терміни спостереження та нівелює структурні відмінності, притаманні контрольним щурам

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ПАМОРФОЛОГІЧНИХ НАСЛІДКІВ ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙНОГО ПОШКОДЖЕННЯ НЕОКОРТЕКСА ДОРОСЛИХ І СТАРИХ ЩУРІВ

Bilateral carotid ischemia-reperfusion results in changes of the form, structure and the content of neurocytes, glyocytes, the pericapillary spases in the structures of the neocortex, they are more essential in old male rats.Неполная глобальная ишемия-реперфузия головного мозга у самцов крыс приводит к изменениям формы, строения и содержания нейро- и глиоцитов, перикапиллярных пространств в структурах новой коры, более существенным у старых крыс.Двобічна каротидна ішемія-реперфузія призводить до змін форми, будови та вмісту нейроцитів і гліоцитів, перикапілярних просторів у структурах нової кори, суттєвіших у старих самців-щурів

ПАТОБІОХІМІЧНІ ТА ПАТОМОРФОЛОГІЧНІ ЕКВІВАЛЕНТИ УРАЖЕННЯ ПАРОДОНТА ТА СЛИЗОВОЇ ОБОЛОНКИ РОТОВОЇ ПОРОЖНИНИ ПРИ ЦУКРОВОМУ ДІАБЕТІ

Abstract. Up to-date conserning a mechanisms of periodont and oral mucosa destruction in patients with diabetes mellitus.Резюме. Проанализированы современные данные относительно механизмов поражения пародонта и слизистой оболочки полости рта у больных сахарным диабетом.Резюме. Проаналізовано сучасні дані стосовно механізмів ураження пародонта та слизової оболонки ротової порожнини у хворих на цукровий діабет

СТАТЕВИЙ ДИМОРФІЗМ ІНТЕНСИВНОСТІ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ У СТРУКТУРАХ ПРОМІЖНОГО МОЗКУ ЩУРІВ ІЗ СИНДРОМОМ ПРЕНАТАЛЬНОГО СТРЕСУ

Parameters of the lipoperoxidation, oxydative protein modification and antioxidant protection in the structures of the limbic-hypothalamic complex of rats with prenatal stress-syndrome has been studied. The obtaining findings suggest that the modifying effect of prenatal stress on the state of prooxidant-antioxidant correlations is characterized by marked sexual distinctions.Исследованы показатели липопероксидации, окислительной модификации белков и антиоксидантной защиты в структурах лимбико-гипоталамического комплекса крыс с пренатальным стресс-синдромом. Полученные результаты свидетельствуют, что модифицирующее влияние пренатального стресса на состояние прооксидантных-антиоксидантных взаимоотношений характеризуется выраженными половыми различиями.Досліджено показники ліпопероксидації, окисної модифікації білків та антиоксидантного захисту в структурах лімбіко-гіпоталамічного комплексу щурів із пренатальним стрес-синдромом. Отримані результати свідчать, що модифікуючий вплив пренатального стресу на стан проокисно-антиоксидантних взаємовідносин характеризується вираженими статевими відмінностями.

КОНТАМІНАЦІЯ КОНТРЛАТЕРАЛЬНОЇ НИРКИ В РІЗНІ ТЕРМІНИ ПІСЛЯ ВИДАЛЕННЯ УРАЖЕНОГО ОРГАНА ЗА ГОСТРОГО ОДНОБІЧНОГО ЗАПАЛЕННЯ НИРОК У ЩУРІВ

Exceptionally clinically important is clear understanding of the pathophysiological mechanisms for localization and migration of pathologic microorganisms towards the intact kidney in course of the unilateral inflammatory process. The study aimed to determine the intact kidney’s pathogenic species composition and numerosity in course of rat acute unilateral kidney inflammation, different time frames after the affected organ removal. The experiment was carried out on 54 mature nonlinear white rats Rattus Norwegicus. In all animals an acute unilateral kidney inflammation has been modeled. For modeling of the acute unilateral kidney inflammation in experimental rats, an E.Coli strain was used. The pathogen was previously isolated from urine in patients with the diagnosed urinary tract infection. In order to determine the affected kidney influence on the intact organ microbial contamination, nephrectomy on the affected side was performed on the 10th, 14th and 21st days. Bacterial concentrations in the residual kidney tissue were determined 4, 7 and 14 days after nephrectomy. Control group constituted animals without nephrectomy. Scores were compared to the respective ones of the intact kidney in control group, on the same day of experiment. Reliable changes of almost all microbiologic contamination scores were detected after removal of the affected organ. Infection of the inoculated kidney spread onto intact contralateral organ by the hematogenous and/or lymphogenous routes and persisted there for some specific time. The nature of the infection in the contralateral kidney changed between the 10th and 14th days after inoculation – the agent apparently penetrated the kidney tissue and developed inflammation. Removal of the inoculated kidney timely, before the infection of the intact organ has progressed to its invasive stage, facilitated complete elimination of the pathogen in the contralateral kidney by the 28th day.Исключительное клиническое значение имеет четкое понимание патофизиологических механизмов локализации (нераспространении) и миграции микроорганизмов в интактную почку в условиях одностороннего воспалительного процесса. Исследование преследовало цель определить видовой популяционный состав и количественные характеристики патологической микробиоты в ткани интактной почки при одностороннем воспалительном процессе почек в разные сроки после удаления пораженного органа. Эксперимент проводился на 54 половозрелых нелинейных белых крысах Rattus Norwegicus. Всем животным моделировали острый односторонний воспалительный процесс почек. Для моделирования воспалительного процесса в почках исследуемых крыс был использован штамм E.Coli, выделенный из мочи больного с диагностированной инфекцией мочевой системы. С целью определения степени влияния пораженной почки на контаминацию контралатерального органа, проводили нефрэктомию с пораженной стороны на 10-е, 14-е и 21-е сутки эксперимента. Концентрации возбудителей оставшейся почки определяли через 4, 7 и 14 суток после удаления пораженного органа. Животным контрольной группы также моделировали острое одностороннее воспаление почек, однако нефрэктомию с пораженной стороны не проводили. Показатели сравнивали с аналогичными в интактной почке в те же сутки эксперимента у крыс контрольной группы. Определено, что после удаления пораженной почки у всех подгрупп животных изменялись практически все показатели контаминации контралатерального органа по отношению к таким, где нефрэктомия не проводилась. Инфекция из инокулированной почки гематогенным и/или лимфогенным путем попадала в интактный контралатеральный орган и некоторое время в нем персистировала. Между 10-ми и 14-ми сутками после инокуляции характер инфекционного процесса в контралатеральном органе менялся – возбудитель, по-видимому, проникал в ткани почки и вызывал воспалительный процесс в органе. Раннее удаление пораженного органа, до перехода инфекционного процесса в контралатеральной почке в инвазивную стадию, способствовало полной элиминации возбудителя из контралатерального органа.Виняткове клінічне значення має чітке розуміння патофізіологічних механізмів локалізації (нерозповсюдження) та міграції мікроорганізмів в інтактну нирку за умов однобічного запального процесу. Дослідження переслідувало мету визначити видовий популяційний склад та кількісні характеристики патологічної мікробіоти в тканині інтактної нирки за однобічного запального процесу нирок у різні терміни після видалення ураженого органа. Експеримент здійснено на 54 статевозрілих нелінійних білих щурах Rattus Norwegicus. Всім тваринам моделювали гострий однобічний запальний процес нирок. Для моделювання запального процесу в нирках дослідних щурів був використаний штам E.Coli, виділений з сечі хворої з діагностованою інфекцією сечової системи. З метою визначення ступеню впливу ураженої нирки на мікробну контамінацію інтакного органа, проводили нефректомію з ураженого боку на 10-ту, 14-ту та 21-шу добу експерименту. Концентрації збудників у тканині резидуальної нирки визначали через 4, 7 та 14 діб після видалення ураженого органа. Тваринам контрольної групи також моделювали гостре однобічне запалення нирок, проте нефректомію з ураженої сторони не проводили. Показники порівнювали з аналогічними в інтактної нирки на таку ж добу експерименту у щурів контрольної групи. Визначено, що після видалення ураженої нирки у всіх підгруп тварин змінювалися практично всі показники контамінованості контрлатерального органа по відношенню до таких, де нефректомія не проводилася. Інфекція з інокульованої нирки гематогенним або/і лімфогенним шляхами потрапляла у інтактний контрлатеральний орган і певний час персистувала в ньому. Між 10-ю і 14-ю добою після інокуляції характер інфекційного процесу у контрлатеральному органі змінювався – збудник проникав у тканини нирки спричиняв запальний процес в останній. Видалення інокульованої нирки до переходу інфекційного процесу у контрлатеральній нирці в інвазивну стадію сприяло повній елімінації збудника з контрлатерального органу