Особливості морфологічних змін жувального м’яза при цукровому діабеті в умовах коморбідності

Автор(и)

  • А.-Н. Габрен-Силлер Івано-Франківський національний медичний університет, Івано-Франківськ, Україна https://orcid.org/0009-0006-4588-9693
  • О.Я. Жураківська Івано-Франківський національний медичний університет, Івано-Франківськ, Україна https://orcid.org/0000-0002-1041-4237

DOI:

https://doi.org/10.26641/1997-9665.2025.3.46-54

Ключові слова:

жувальний м’яз, скелетний м’яз, стрес, цукровий діабет, гіпокінезія, анатомія, ультраструктура, патологія, гістологія.

Анотація

Цукровий діабет залишається однієї із головних проблем системи охорони здоров’я різних країн у зв’язку із швидким ростом, розвитком ускладнень та високою смертністю незважаючи на нові тенденції та підходи у його лікуванні. Одним із його ускладнень є діабетична міопатія, яка може по різному розвиватися і перебігати за умов коморбідності. Трому метою нашого дослідження є встановлення закономірностей морфологічних змін жувального м’яза щурів при стрептозотоциновому цукровому діабеті (СЦД) за умов хронічного іммобілізаційного стресу (ХІС). Матеріалом для дослідження слугували жувальні м’язи 20-ти статевозрілих 6-місячних щурів-самців які порівну розподілялися на 4 групи: 1 група із коморбідною патологією, що поєднувала в собі СЦД та ХІС, 2 група із СЦД, 3 група із ХІС, 4 група – контрольні тварини. Забір матеріалу здійснювали на 28 добу від початку експерименту. Використали гістологічний, електронномікроскопічний, морфотетричний методи дослідження із статистичною обробкою даних. Результати та підсумок. Встановлено, що СЦД призводить по пошкодження м’язових волокон за типом вакуольної дистрофії та колікваційного некрозу. Ці зміни протікають на тлі розвитку діабетичної мікроангіопатії та призводять до атрофії м’язових волокон. На тлі гіперглікемії і порушення кровопостачання у м’язових волокон щурів 1-ї та 2-ї дослідних груп відмічаються: зменшення їхньої площі на 31-18 %; зростання об’ємної щільності мітохондрій в 1,8-1,6 раза (у всіх випадках р<0,05). Особливістю пошкоджень жувального м’яза за умов коморбідної патології є наявність асептичних запальних клітинних інфільтратів, загибель м’язових волокон шляхом некроптозу та некрозу, розволокнення і лізис міофібрил, що призводить до зменшення їхньої об’ємної щільності у м’язових волоконах на 11 % порівняно з контрольними показниками. У щурів, що зазнавали впливу ХІС відмічається перебудова мітохондрій (їх видовження, зменшення в об’ємі та підвищення щільності матриксу) та зменшення їхньої об’ємної щільності на 13 %. М’язові волокна зазнають атрофічних пошкоджень за типом фероптозу, аутолізу і апоптозу та мають тенденцію до атрофії. Таким чином, CЦД та ХІС призводять до атрофії та пошкоджень м’язових волокон жувального м’яза за типом вакуольної дистрофії, некроптозу і некрозу, та появі асептичних запальних інфільтратів у ньому. Ці зміни протікають на тлі порушення кровопостачання м’яза внаслідок розвитку діабетичної мікроангіопатії.

Посилання

IDF Diabetes Atlas 2025. Available from: https://diabetesatlas.org/

Antar SA, Ashour NA, Sharaky M, Khattab M, Ashour NA, Zaid RT, et al. Diabetes mellitus: Classification, mediators, and complications; A gate to identify potential targets for the development of new effective treatments. Biomed Pharmacother Biomedecine Pharmacother. 2023;168:115734. doi: 10.1016/j.biopha.2023.115734.

Gómez-Perez AM, Damas-Fuentes M, Cornejo-Pareja I, Tinahones FJ. Heart Failure in Type 1 Diabetes: A Complication of Concern? A Narrative Review. J Clin Med. 2021;10(19):4497. doi: 10.3390/jcm10194497.

Merz KE, Thurmond DC. Role of Skeletal Muscle in Insulin Resistance and Glucose Uptake. Compr Physiol. 2020;10(3):785. doi: 10.1002/ cphy.c190029.

Du H, Ma Y, Wang X, Zhang Y, Zhu L, Shi S, et al. Advanced glycation end products induce skeletal muscle atrophy and insulin resistance via activating ROS-mediated ER stress PERK/FOXO1 signaling. Am J Physiol-Endocrinol Metab. 2023;324(3):279–87. doi: 10.1152/ajpendo.00218. 2022.

DeFronzo RA, Tripathy D. Skeletal Muscle Insulin Resistance Is the Primary Defect in Type 2 Diabetes. Diabetes Care. 2009;32(2):157–63. doi: 10.2337/dc09-S302.

Tammineni ER, Manno C, Oza G, Figueroa L. Skeletal muscle disorders as risk factors for type 2 diabetes. Mol Cell Endocrinol. 2025;599:112466. doi: 10.1016/j.mce.2025.112466. https://pubmed. ncbi.nlm.nih.gov/39848431/

Bassi-Dibai D, Santos-de-Araújo AD, Dibai-Filho AV, Azevedo LFS de, Goulart C da L, Luz GCP, et al. Rehabilitation of Individuals With Diabetes Mellitus: Focus on Diabetic Myopathy. Front Endocrinol. 2022;13:869921. doi: 10.3389/fendo.2022.869921.

Giha HA, Sater MS, Alamin OAO. Diabetes mellitus tendino-myopathy: epidemiology, clinical features, diagnosis and management of an overlooked diabetic complication. Acta Diabetol. 2022;59(7):871–83. doi: 10.1007/s00592-022-01860-9.

Lee EJ, Jang HC, Koo KH, Kim HY, Lim JY. Mechanical Properties of Single Muscle Fibers: Understanding Poor Muscle Quality in Older Adults with Diabetes. Ann Geriatr Med Res. 2020;24(4):267–73. doi: 10.4235/agmr.20.0078.

Travis C, Srivastava PS, Hawke TJ, Kalaitzoglou E, Stratmann B. Diabetic Bone Disease and Diabetic Myopathy: Manifestations of the Impaired Muscle-Bone Unit in Type 1 Diabetes. J Diabetes Res. 2022;2022:1–8. doi: 10.1155/2022/ 2650342.

Deschênes SS, Burns RJ, Graham E, Schmitz N. Depressive symptoms and sleep problems as risk factors for heart disease: a prospective community study. Epidemiol Psychiatr Sci. 2019;29:50. doi: 10.1017/S2045796019000441.

[Medical and psychological consequences of war-related distress in Ukraine: what can we expect and what should be taken into account when providing medical care?] Ukr Med J. 2022;150. Ukrainian. https://www.umj.com.ua/article/232297/mediko-psihologichni-naslidki-distresu-vijni-v-ukrayini-shho-mi-ochikuyemo-ta-shho-potribno-vrahovuvati-pri-nadanni-medichnoyi-dopomogi

Park M, Katon WJ, Wolf FM. Depression and risk of mortality in individuals with diabetes: a meta-analysis and systematic review. Gen Hosp Psychiatry. 2013;35(3):217–25. doi: 10.1016/ j.genhosppsych.2013.01.006.

Jung I, Kwon H, Park SE, Han KD, Park YG, Kim YH, et al. Increased Risk of Cardiovascular Disease and Mortality in Patients with Diabetes and Coexisting Depression: A Nationwide Population-Based Cohort Study. Diabetes Metab J. 2020;45(3):379–89. doi: 10.4093/dmj.2020.0008.

Kim S, Kim G, Cho SH, Oh R, Kim JY, Lee YB, et al. Impact of mental disorders on the all-cause mortality and cardiovascular disease outcomes in adults with new-onset type 1 diabetes: A nationwide cohort study. Psychiatry Res. 2024;342:116228. doi: 10.1016/j.psychres.2024.116228.

Levitsky VA, Zhurakivska OY, Miskiv VA, Zayats LM, Petriv RB, Yakymiv YM, et al., inventors; Ivano-Frankivsk National Medical University, assignee. Method for modeling type 1 diabetes mellitus in animals of different ages. Ukraine patent for utility model 62966. 2011. Ukrainian.

Miskiv VA, Zhurakivska OY, Paliychuk IV, Ivantsiv OR, Sebro OG, Vasilyuk VM, Fedorak LV, Bagayluk LB, Tkachuk YL, Paliychuk VI, inventors; Ivano-Frankivsk National Medical University, assignee. Method for modeling chronic stress in experimental animals of different age groups. Ukraine patent for invention 125623. 04.05.2022. Ukrainian.

Bagriy MM, Dibrova VA, Popadynets OG, Gryshchuk MI, authors; Bagriy MM, Dibrova A, editors. [Methods of histological research]. Vinnytsia: Nova Knyha; 2016. 328 p. Ukrainian. ISBN. 978-966-382-594-6

Louhimies S. Directive 86/609/EEC on the Protection of Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes1. Altern Lab Anim. 2002;30(2):217–9. doi: 10.1177/ 026119290203002S36.

Fang J qian, author. Handbook of medical statistics. Singapore: World scientific publishing; 2018. ISBN. 978-981-314-895-6.

Tang D, Kang R, Berghe TV, Vandenabeele P, Kroemer G. The molecular machinery of regulated cell death. Cell Res. 2019;29(5):347–64. doi: 10.1038/s41422-019-0164-5.

Li Y, Liu Y, Liu S, Gao M, Wang W, Chen K, et al. Diabetic vascular diseases: molecular mechanisms and therapeutic strategies. Signal Transduct Target Ther. 2023;8(1):152. doi: 10.1038/s41392-023-01400-z.

Jun L, Robinson M, Geetha T, Broderick TL, Babu JR. Prevalence and Mechanisms of Skeletal Muscle Atrophy in Metabolic Conditions. Int J Mol Sci. 2023;24(3):2973. doi: 10.3390/ijms24032973.

Koh TJ, Bryer SC, Pucci AM, Sisson TH. Mice deficient in plasminogen activator inhibitor-1 have improved skeletal muscle regeneration. Am J Physiol Cell Physiol. 2005;289(1):217-23. doi: 10.1152/ajpcell.00555.2004.

Moyer-Mileur LJ, Slater H, Jordan KC, Murray MA. IGF-1 and IGF-binding proteins and bone mass, geometry, and strength: relation to metabolic control in adolescent girls with type 1 diabetes. J Bone Miner Res Off. J Am Soc Bone Miner Res. 2008;23(12):1884–91. doi: 10.1359/jbmr.080713.

Farup J, Just J, Paoli F de, Lin L, Jensen JB, Billeskov T, et al. Human skeletal muscle CD90+ fibro-adipogenic progenitors are associated with muscle degeneration in type 2 diabetic patients. Cell Metab. 2021;33(11):2201. doi: 10.1016/j.cmet.2021. 10.001.

Tsutsui H, Kinugawa S, Matsushima S, Yokota T. Oxidative stress in cardiac and skeletal muscle dysfunction associated with diabetes mellitus. J Clin Biochem Nutr. 2010;48(1):68. doi: 10.3164/jcbn.11-012FR.

Krause MP, Riddell MC, Hawke TJ. Effects of type 1 diabetes mellitus on skeletal muscle: clinical observations and physiological mechanisms. Pediatr Diabetes. 2011;12(4):345–64. doi: 10.1111/j.1399-5448.2010.00699.x.

Ramamurthy B, Larsson L. Detection of an aging-related increase in advanced glycation end products in fast- and slow-twitch skeletal muscles in the rat. Biogerontology. 2013;14(3):293–301. doi: 10.1007/s10522-013-9430-y.

Hernández-Ochoa EO, Llanos P, Lanner JT. The Underlying Mechanisms of Diabetic Myopathy. J Diabetes Res. 2017;2017:1–3. doi: 10.1155/2017/7485738.

Gomes LC, Benedetto GD, Scorrano L. During autophagy mitochondria elongate, are spared from degradation and sustain cell viability. Nat Cell Biol. 2011;13(5):589–98. doi: 10.1038/ncb2220.

Leduc-Gaudet JP, Picard M, Pelletier FSJ, Sgarioto N, Auger MJ, Vallée J, et al. Mitochondrial morphology is altered in atrophied skeletal muscle of aged mice. Oncotarget. 2015;6(20):17923–37. doi: 10.18632/oncotarget.4235.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-10-30

Номер

Розділ

Статті