Морфофункціональний стан тканин печінки, мозку та серця за умов формування хронічного епілептичного синдрому і застосування рапаміцину з піоглітазоном

Abstract

Хронічний епілептичний синдром є складним патологічним станом, що супроводжується не лише судомними нападами, але й системними метаболічними та морфологічними змінами в організмі. Важливими є дослідження системних змін з боку печінки, міокарда та головного мозку в патогенезі цього синдрому задля патогенетичного обґрунтування нових методів фармакологічної корекції. Ми приділили особливу увагу коморбідним станам, поді-бним до метаболічного синдрому, та пошуку ефективних шляхів їх усунення за допомогою комбінованої терапії. Мета дослідження полягала у вивченні показників оксидативного стресу, ферментативної активності (аміно-трансфераз та лужної фосфатази), а також гістоморфологічних характеристик печінкової тканини та міо-карда у щурів на моделі пентиленететразолового (ПТЗ) кіндлінгу та оцінці ефективності сумісного застосуван-ня рапаміцину та піоглітазону. Експериментальне дослідження проведено на 38 статевозрілих щурах-самцях лінії Вістар. Кіндлінг відтво-рювали за допомогою тритижневого внутрішньоочеревинного введення ПТЗ у дозі 35,0 мг/кг. Терапевтичне вве-дення рапаміцину (1,0 мг/кг) та піоглітазону (50,0 мг/кг) здійснювали протягом останніх 10 діб формування кіндлінгу. Оцінювали рівень малонового діальдегіду (МДА), активність супероксиддисмутази (СОД), аланін- та аспартатамінотрансфераз (АЛТ, АСТ), лужної фосфатази, рівень глюкози та проводили гістологічний аналіз тканин. Встановлено, що у щурів із сформованим кіндлінг-синдромом спостерігається системний оксидативний стрес: зростання вмісту МДА в тканині печінки на 38,4% та в головному мозку на 41,6% (р < 0,05), а також зниження активності СОД на 47,6% та 48,0% відповідно. Біохімічний аналіз крові показав підвищення актив-ності АСТ на 42,4%, АЛТ на 40,8% та лужної фосфатази на 33,0% (р < 0,05) порівняно з контролем. У тесті толерантності до глюкози виявлено гіперглікемію (підвищення на 34,9% на 90-й хвилині). Гістоморфологічно у печінці виявлено порушення балкової структури, появу двоядерних гепатоцитів, перивенулярний фіброз та інфільтрацію мононуклеарами. У міокарді зареєстровано мікрокрововиливи та потовщення кардіоміоцитів на 32,9% (р < 0,001). Комбіноване застосування рапаміцину та піоглітазону ефективно попереджало розвиток зазначених функціональних та морфологічних порушень, демонструючи синергічний ефект. Отримані результати свідчать про наявність виразних системних порушень функціонування печінки, міо-карда та мозку за умов ПТЗ-індукованого кіндлінгу. Сумісне застосування рапаміцину та піоглітазону виявляє виражений гепато-, нейро- та кардіопротекторний вплив, що обґрунтовує доцільність подальшого вивчення цієї комбінації.

Chronic epileptic syndrome represents a complex pathological condition accompanied not only by seizures but also by systemic metabolic and morphological alterations within the organism. Research into systemic changes in the liver, myocardium, and brain during the pathogenesis of this syndrome is crucial for the pathogenetic development of novel pharmacological correction methods. Particular attention is paid to comorbid conditions resembling metabolic syndrome and the search for effective ways to alleviate them through combination therapy. The aim of the study was to investigate the markers of oxidative stress, enzymatic activity of aminotransferases and alkaline phosphatase, as well as the histomorphological characteristics of liver tissue and myocardium in rats using a pentylenetetrazol (PTZ) kindling model, and to evaluate the efficacy of combined rapamycin and pioglitazone administration. We conducted the experimental study on 38 mature male Wistar rats. We modeled kindling by intraperitoneal administration of PTZ at a dose of 35.0 mg/kg for three weeks. We administered rapamycin (1.0 mg/kg) and pioglitazone (50.0 mg/kg) during the last 10 days of kindling formation. We assessed Malondialdehyde (MDA) levels, superoxide dismutase (SOD) activity, alanine and aspartate aminotransferase (ALT, AST) activity, alkaline phosphatase, and glucose levels, followed by histological analysis of tissues. Our results show that rats with developed kindling syndrome exhibit systemic oxidative stress: MDA content increased in liver tissue by 38.4% and in the brain by 41.6% (p < 0.05), while SOD activity decreased by 47.6% and 48.0%, respectively. Biochemical blood analysis showed an increase in AST activity by 42.4%, ALT by 40.8%, and alkaline phosphatase by 33.0% (p < 0.05) compared to controls. The glucose tolerance test revealed hyperglycemia (a 34.9% increase at the 90th minute). Histomorphologically, the liver showed disruption of the trabecular structure, appearance of binuclear hepatocytes, perivenular fibrosis, and mononuclear infiltration. Microhemorrhages and cardiomyocyte thickening by 32.9% (p < 0.001) were recorded in the myocardium. The combined use of rapamycin and pioglitazone effectively prevented the development of these functional and morphological disorders, demonstrating a synergistic effect.The obtained results indicate significant systemic disorders in the functioning of the liver, myocardium, and brain under conditions of PTZ-induced kindling. The combined use of rapamycin and pioglitazone exerts a pronounced hepato-, neuro-, and cardioprotective effect, justifying further investigation of this combination.