Морфологічні передумови метаболічних порушень при коморбідному перебігу запального процесу в легенях та цукрового діабету 2 типу у щурів

Анотація

Мета роботи — схарактеризувати ультраструктурні зміни у клітинах легень та печінки, асоційовані з розладами енергетичного метаболізму при коморбідному перебігу запалення в легенях і цукрового діабету (ЦД) 2 типу.

Матеріали та методи. Дослідження проведено на дорослих щурах лінії Вістар, яких розподілили на чотири групи: 1) контрольну; 2) щури з моделюванням запального процесу введенням ліпополісахариду (ЛПС) (0,5 мг/кг маси тіла внутрішньоочеревинно); 3) щури з відтворенням інсулінорезистентності шляхом вживання високожирової дієти (у загальній калорійності раціону 58 % припадало на ліпіди) та ін’єкцією ЛПС на 24-ту добу експерименту; 4) щури з моделюванням ЦД 2 типу шляхом вживання високожирової дієти, введення стрептозотоцину (25 мг/кг маси тіла) на 14-ту добу та ін’єкцією ЛПС на 24-ту добу експерименту. Ультраструк­туру клітин легень і печінки оцінювали методом електронної мікроскопії в зразках тканин, одержаних від наркотизованих тварин через 3 доби після введення ЛПС.

Результати та обговорення. При моделюванні запалення, зумовленого ЛПС-індукованими цитокіновими механізмами, у легенях спостерігали запальні симптоми, в альвеолоцитах ІІ типу вияви мітохондріальної дисфункції, велику кількість вільних і прикріплених рибосом, що вказує на порушення енергетичного метаболізму і розвиток компенсаторно-пристосувальних реакцій (інтенсифікація синтезу білка, репаративних процесів у мітохондріях та їхньої взаємодії з ендоплазматичним ретикулумом). При моделюванні коморбідного перебігу ЛПС-індукованого запального процесу в легенях і ЦД 2 типу зареєстровано посилення запальних виявів у легенях на тлі ліпідної інфільтрації, зростання гіпергідратації аерогематичного бар’єра, ендотеліальної дисфункції, в альвеолоцитах ІІ типу спостерігали ознаки мітохондріальної дисфункції, компенсаторне збільшення синтезу білка, що може свідчити про інтенсифікацію процесів альтерації, погіршення енергетичного та ліпідного метаболізму. При моделюванні ЛПС-індукованого запального процесу в легенях на тлі інсулінорезистентності патологічні вияви були менш виразні, мітохондріальна дисфункція не спостерігалася, що вказує на підтримання енергетичного метаболізму в цих умовах і лише часткову роль інсулінорезистентності в несприятливому перебігу коморбідної патології. У печінці при коморбідному перебігу ЛПС-індукованого за­пального процесу в легенях і ЦД 2 типу виявлено збільшення стеатозу, ендотеліальної дисфункції, у гепатоцитах спостерігали ознаки мітохондріальної дисфункції, виразне компенсаторне збільшення синтезу білка у зв’язаних рибосомах, утворення асоційованих з мітохондріями мембран ендоплазматичного ретикулуму.

Висновки. При коморбідному перебігу ЛПС-індукованого запалення в легенях і ЦД 2 типу поглиблюються порушення енергетичного метаболізму, опосередковані респіраторною і мітохондріальною дисфункцією, та інтенсифікуються компенсаторні процеси синтезу білка та взаємодії мітохондрій з ендоплазматичним ретикулумом. Одержані результати можуть свідчити про те, що патогенез коморбідного перебігу запалення в легенях і ЦД 2 типу або інсулінорезистентності відбувається в напрямі можливої компенсації порушень вуглеводного та енергетичного метаболізму за рахунок погіршення ліпідного обміну і прогресування ожиріння.