УДК 616.831-005.1-071.7

гістопатологічна оцінка ступеня ендотеліальної дисфункції капілярного русла судин головного мозку за діабетичної енцефалопатії

Пашковська Н.В., Давиденко І.С., Пашковський В.М., Колачева М.О.

Діабетична енцефалопатія (ДЕ) є тяжким хронічним ускладненням цукрового діабету (ЦД), що представляє собою комплекс метаболічних та судинних змін головного мозку (Т.С.Мишенко та співавт., 2005).

Однією з найважливіших ланок патогенезу ангіопатій, що відіграють провідну роль у розвитку церебральних порушень за ЦД, є пошкодження судинного ендотелію, якому притаманна бар'єрна, секреторна, гемостатична, вазотонічна функції тощо (И.И. Дедов та співавт., 2003; О.П.Волосовець та співавт.2005). Водночас оцінка ступеня ендотеліальної дисфункції, як правило, зводиться до визначення окремих ендотеліальних факторів (J.Kitayama et al., 2006). У реалізації більшості функцій ендотелію бере участь ДНК ядра ендотеліоцитів шляхом залучення її до процесів продукції різних протеїнів (через посередництво відповідних РНК) – ферментів, структурних та рецепторних білків тощо. Функціональне навантаження ядра із залученням ДНК віддзеркалює будова ядерного хроматину. Зокрема, про підсилення активності ДНК ядра у вказаних процесах неспецифічно свідчить зсув балансу еухроматин/гетерохроматин у бік першого (J.S. Pober, W. Min, 2006).

Зважаючи на вищевказане, ми вирішили дослідити гістопатологічні аспекти ендотеліальної дисфункції судин мікроциркуляторного русла головного мозку за діабетичної енцефалопатії із проведенням кількісної оцінки балансу між еухроматином та гетерохроматином на цифрових зображеннях шляхом вимірювання коефіцієнта варіації оптичної густини забарвлення ядерного хроматину, який відображає ступінь гомогенності (гетерогенності) забарвлення ядра.

Мета роботи. З’ясувати патоморфологічні особливості ендотелію капілярів головного мозку за діабетичної енцефалопатії за коефіцієнтом варіації оптичної густини забарвлення ядерного хроматину ендотеліоцитів.

Матеріали та методи дослідження.

Досліджували секційний матеріал (тканину мозочку, стовбуру та різних часток півкуль головного мозку) 22 хворих на діабетичну енцефалопатію, який отримували впродовж 10-12 год після смерті (дослідна група). Для порівняння використовували зразки мозкової тканини 20 загиблих від нещасних випадків, практично здорових за життя (контрольна група). Шматочки тканини фіксували у 5% водному розчині сульфосаліцилової кислоти впродовж 24 годин. Здійснювали проводку у висхідній батареї етанолу та парафінову заливку при 56⁰С. Виготовлені парафінові зрізи товщиною 5 мкм фарбували гематоксиліном Гарріса. Цифрові копії оптичного зображення виготовляли із використанням об’єктиву мікроскопа 60^х – при водній імерсії. В ядрах недесквамованих ендотеліоцитів вимірювали середню арифметичну оптичної густини забарвлення (у відносних одиницях оптичної густини у діапазоні «0-1») та показник середньоквадратичного відхилення оптичної густини забарвлення (у відносних одиницях оптичної густини) із використанням комп’ютерної програми GIMP (the GNU Image Manipulation Program) Portable 2.213.

Обраховування коефіцієнту варіації оптичної густини забарвлення (вираженого у відсотках) здійснювали шляхом ділення величини середньоквадратичного відхилення оптичної густини забарвлення на середню арифметичну оптичної густини забарвлення із множенням на 100. Отримані результати оброблені за допомогою статистичної програми Biostat із використанням t-критерію Стьюдента.

Результати дослідження та їх обговорення.

Дослідження гістологічних препаратів півкуль головного мозку за діабетичної енцефалопатії виявило патологічні зміни ендотелію капілярного русла. Так, капіляри лобової частки в основному без особливостей. Водночас деякі досліджувані судини без ендотелію, спостерігається перикапілярний набряк, а також вірогідне зростання коефіцієнту варіації оптичної густини забарвлення ядер ендотеліальних клітин у 1,6 рази (табл.).

Таблиця

Коефіцієнти варіації оптичної густини забарвлення ядерного хроматину ендотеліоцитів капілярного русла головного мозку за діабетичної енцефалопатії (%)

Тип судин	Контрольна група, (n=20)	Дослідна група, (n=22)	Р щодо контролю
Півкулі гловного мозку
· Лобова частка	12,4±0,55	18,2±0,90	P<0,001
· Потилична частка	8,1±0,51	10,3±0,61	P<0,05
· Скронева частка	7,9±0,54	10,1±0,59	P<0,01
· Тім’яна частка	11,8±0,64	15,3±0,73	P<0,001
Мозочок	9,2±0,58	11,5±0,70	P<0,05
Стовбур	15,1±0,24	19,2±0,52	P<0,001

Примітка: n – кількість спостережень; Р – вірогідність змін між групами спостереження (Р≤0,05).

Ендотелій більшості капілярів потиличної частки збережений, має місце перикапілярний набряк, у деяких капілярах відмічається десквамація ендотелію. Коефіцієнт оптичної густини забарвлення ядерного хроматину ендотеліоцитів вірогідно (P<0,05) зростав у 1,3 рази (табл.) порівняно з контролем. У скроневій частці відмічається спадання або звуження просвітів значної частини капілярів. Ендотелій збережений. Гетерогенність ядер збережених ендотеліоцитів у 1,3 рази вірогідно більша порівняно з відповідною у контролі (табл.). У препаратах тім’яної частки головного мозку за діабетичної енцефалопатії капіляри без особливостей. Вірогідне збільшення показника варіації оптичної густини забарвлення ядер ендотеліоцитів судин у 1,3 рази (P<0,001) порівняно із контролем свідчить про зниження активності ДНК, і, отже, порушення функціональної здатності цих клітин (табл.).

Патологічних змін з боку капілярів більшості досліджуваних гістопатологічних препаратів стовбуру головного мозку не виявлено (рис. 3). Водночас вірогідне збільшення показника варіації оптичної густини забарвлення ядер ендотеліоцитів судин (P<0,05) порівняно із контролем свідчить про наявність їх дисфункції (табл.). Будова капілярів у більшості гістопрепаратів мозочку виявилася без особливостей, водночас відмічається вірогідне збільшення показника варіації оптичної густини забарвлення ядер ендотеліоцитів судин у 1,3 рази (P<0,001) порівняно із контролем (табл.).

Таким чином, проведене дослідження показало, що за діабетичної енцефалопатії ураження ендотеліальної стінки притаманно капілярам практично всіх досліджуваних ділянок головного мозку, про що свідчить зростання гетерогенності ядер ендотеліальних клітин і створює підгрунття для прогресування ДЕ.

Висновки

1. За діабетичної енцефалопатії відбувається перикапілярний набряк та спадання або звуження просвітів значної частини капілярів.

2. Коефіцієнти варіації оптичної густини забарвлення ядерного хроматину ендотеліоцитів судин капілярного русла різних часток півкуль, мозочку та стовбуру головного мозку за діабетичної енцефалопатії є вірогідно більшими порівняно з контролем, що вказує на зниження активності ядра цих клітин щодо залучення ДНК до синтетичних процесів і створює морфологічний субстрат для розвитку ендотеліальної дисфункції.

Література

1. Волосовец О.П., Кривопустов С.П., Остапчук Т.С. Сучасні погляди на проблему дисфункції ендотелію та можливості її корекції засобами антигомотоксичної терапії // Практ. ангіологія. – 2005. - №1(01) – С.26-30.

2. Дедов И.И., Шестакова М.В., Кочемасова Т.В. Дисфункция эндотелия в развитии сосудистых осложнений сахарного диабета //Пробл. эндокринол. –2002. - №4. –С.21-24.

3. Мищенко Т.С, Перцева Т.Г, Мищенко В.Н. Сахарный диабет и цереброваскулярные заболевания // Міжн. неврол. журн. – 2005. - №4. – С.29-34.

4. Kitayama J., Faraci F.M., Gunnett C.A. Impairment of Dilator Responses of Cerebral Arterioles During Diabetes Mellitus Role of Inducible NO Synthase // Stroke. – 2006. - №37. – Р.2129-2130.

5. Pober J.S., Min W. Endothelial сell dysfunction, injury and death // Handbook of experimental pharmacology. 2006. - Vol. 176(ІI) - Р.135-157.