ЦУКРОВИЙ ДІАБЕТ І ЛЕГЕНЕВІ УСКЛАДНЕННЯ: ВИВЧЕННЯ ВПЛИВУ НА АЛЬВЕОЛОЦИТИ II ТИПУ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32782/health-2023.4.12

Ключові слова:

цукровий діабет, легені, експеримент, альвеолоцити ІІ типу, патофізіологія

Анотація

Вступ. Цукровий діабет (ЦД), що характеризується гіперглікемією, був детально вивчений у рамках його системних ефектів на організм. Проте останнім часом усе більше уваги було зосереджено на його впливі на дихальну систему, зокрема на альвеолоцити II типу (A-II) в альвеолах. Індукована ЦД гіперглікемія пов’язана зі зміненим складом поверхнево-активної речовини, окислювальним стресом, запаленням і порушенням відновлення тканин у A-II, що потенційно порушує легеневий гомеостаз. Мета. Поглибити розуміння впливу цукрового діабету на дихальну систему шляхом дослідження патологічних змін у A-II при експериментальному цукровому діабеті. Методи. Ми провели експериментальне дослідження за участю 88 самців щурів Wistar, розподілених за такими категоріями: інтактна (група 1), контрольна (група 2) та експериментальна (група 3). Експериментальний діабет індукували введенням стрептозотоцину (Sigma, США) у дозі 60 мг/кг маси тіла, розведеного в 0,1 М цитратному буфері з рН 4,5. Зразки тканин збирали через 14-, 28-, 42- і 70-денні інтервали. Фрагменти легеневої тканини досліджували за допомогою електронної мікроскопії. Результати. Спочатку (14 днів) електронна мікроскопія показала звичні ознаки в ядрах A-II та чітко виражені мітохондрії. На 28-й день зміни вказували на початок структурних змін: збільшення ядерного об’єму, освітлення матриксу та розширення перинуклеарних просторів. На 42-й день виявлено виражену гіпергідратацію в ядрах A-II, що відображає реакцію на тривалу гіперглікемію, включаючи деформований апарат Гольджі та ендоплазматичний ретикулум. Пізніша стадія (70 днів) продемонструвала різноманітні клітинні реакції: збільшені ядра, значні мітохондріальні зміни, спотворений апарат Гольджі та постійний клітинний стрес. Висновок. Індукція стрептозотоцинового цукрового діабету призводить до виражених змін ультраструктури A-II, підкреслюючи порушення у системі легеневого сурфактанту та системний вплив діабету на функцію легень. Розуміння цих змін дає змогу аналізувати прогресування респіраторних ускладнень при діабеті та пропонує потенційні терапевтичні цілі для пом’якшення пов’язаних із ними легеневих проблем. Подальше дослідження молекулярних механізмів, що лежать в основі цих структурних змін, є виправданим для розроблення цільових стратегій.

Посилання

Diabetes mellitus and its metabolic complications: the role of adipose tissues / Dilworth, L., Facey, A., Omoruyi, F. International journal of molecular sciences 2021. № 22(14): 7644. http://dx.doi.org/10.3390/ijms22147644

Potential Impact of Diabetes and Obesity on Alveolar Type 2 (AT2)-Lipofibroblast (LIF) Interactions After COVID-19 Infection / Nouri-Keshtkar, M., Taghizadeh, S., Farhadi, A., Ezaddoustdar, A., Vesali, S., Hosseini, R., Tahamtani, Y. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2021. № 9: 676150. http://dx.doi.org/10.3389/fcell.2021.676150

Alveolar tissue fiber and surfactant effects on lung mechanics – model development and validation on ARDS and IPF patients / Yuan, J., Chiofolo, C.M., Czerwin, B.J., Karamolegkos, N., Chbat, N.W. IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology. 2021. № 2. Р. 44–54. http://dx.doi.org/10.1109/OJEMB.2021.3053841.

Oxidative stress mechanisms in the pathogenesis of environmental lung diseases / Thimmulappa, R.K., Chattopadhyay, I., Rajasekaran, S. Oxidative Stress in Lung Diseases. 2020. № 2. Р. 103–137. http://dx.doi.org/10.1007/978-981-32-9366-3_5.

The history and mystery of alveolar epithelial type II cells: focus on their physiologic and pathologic role in lung / Ruaro, B., Salton, F., Braga, L., Wade, B., Confalonieri, P., Volpe, M.C., Confalonieri, M. International journal of molecular sciences. 2021. № 22(5): 2566. http://dx.doi.org/10.3390/ijms22052566

The aging lung: Physiology, disease, and immunity / Schneider, J.L., Rowe, J.H., Garcia-de-Alba, C., Kim, C.F., Sharpe, A.H., Haigis, M.C. Cell. 2021. № 184(8). Р. 1990–2019. http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.005.

Diminished alveolar microvascular reserves in type 2 diabetes reflect systemic microangiopathy / Chance W.W., Rhee C., Yilmaz C., Dane D.M., Pruneda M.L., Raskin P., et al. Diabetes Care. 2008. № 31(8). P. 1596–601. http://dx.doi.org/10.2337/dc07-2323

State of the cellular components of the surfactant system in case of experimental diabetes mellitus / Fedorchenko Yu, Zaiats L. European Respiratory Journal. 2020. № 56:Suppl. 64. Р. 2571. http://dx.doi.org/10.1183/13993003.congress-2020.2571

The Diabetic Lung – A New Target Organ? / Pitocco D., Fuso L., Conte E.G., Zaccardi F., Condoluci C., Scavone G., et al. The Review of Diabetic Studies. 2012. № 9. Р. 23–35. http://dx.doi.org/10.1900/RDS.2012.9.23

Serum surfactant protein A as a surrogate biomarker of a negative heart sign among patients with interstitial lung disease / Sasaki H., Hara Y., Taguri M., Fujikura Y., Murohashi K., Yagyu H., et al. Nagoya Journal of Medical Science. 2020. № 82(3). Р. 499–508. http://dx.doi.org/10.18999/nagjms.82.3.499

Pulmonary surfactant protein SP-B promotes exocytosis of lamellar bodies in alveolar type II cells / Martinez-Calle M., Olmeda B., Dietl P., Frick M., Perez-Gil J. The FASEB Journal. 2018. № 32(8). Р. 4600–4611. http://dx.doi.org/10.1096/fj.201701462RR

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-13

Номер

Розділ

МЕДИЦИНА