UDC 616.379-008.64:617.735:576.3:611-018

Abstract

Background. Diabetic retinopathy (DR) is increasingly recognized as a heterogeneous neurovascular disorder, yet preclinical models often fail to distinguish between the distinct pathophysiological clusters of type 2 diabetes. Recent clinical evidence demonstrates that patients with different metabolic phenotypes, specifically Severe Insulin-Resistant Diabetes (SIRD) versus Severe Insulin-Deficient Diabetes (SIDD), exhibit divergent patterns of retinal complications. However, the specific cytomorphometric signatures that distinguish these phenotypes at the cellular level remain poorly characterized.

Aim: to determine whether specific systemic metabolic phenotypes, SIRD versus SIDD, induce distinguishable cytomorphometric signatures of retinal neurodegeneration in experimental models.

Materials and Methods. Male Wistar rats were stratified into three metabolic models: (1) Chronic High-Fat Diet (HFD, 150-180 days) mimicking the SIRD phenotype; (2) HFD combined with low-dose streptozotocin (STZ, 30 days post-induction) mimicking the SIDD phenotype; and (3) HFD with supplemental glucose loading. Systemic phenotyping included longitudinal profiling of lipids, liver function, and protein status. Retinal cytoarchitecture was quantified using a computational pathomics pipeline (QuPath/StarDist) with deep learning-based segmentation of >90,000 nuclei, analyzed via Bayesian hierarchical modelling.

Results. The HFD model exhibited a "lipotoxicity-first" trajectory where dyslipidemia and hepatic steatosis preceded hyperglycemia. This SIRD-like phenotype was characterized by progressive retinal atrophy, specifically an 18-46% reduction in Inner Nuclear Layer neuronal density, accompanied by nuclear hyperchromasia indicative of epigenetic condensation. In contrast, the HFD+STZ model, characterized by acute hyperglycemia and significant hypoproteinemia, exhibited a paradoxical 1.54-fold increase in Ganglion Cell Layer density and thickening. This SIDD-like signature reflected cytotoxic edema driven by osmotic and oncotic failure, confirmed morphologically by severe irregular karyomegaly and profound chromatin dissolution (hypochromasia).

Conclusions. Retinal neurodegeneration is not a monolithic process but mirrors specific systemic metabolic trajectories. Chronic insulin resistance (SIRD) drives progressive atrophy via lipotoxicity, while insulin deficiency (SIDD) precipitates acute edema driven by hemodynamic oncotic failure. These findings establish retinal morphometry as a sensitive biomarker for systemic metabolic phenotyping, supporting a precision medicine approach to diabetic retinopathy.

Анотація

Актуальність. Бактеріальний кератит є одним із найбільш поширених інфекційних захворювань рогівки та може призводити до розвитку тяжких ускладнень, стійкого зниження гостроти зору й інвалідизації пацієнтів.

Мета. Вивчити вміст інтерлейкіну-6 та білка щільних міжклітинних контактів zonula occludens-1 у слізній рідині пацієнтів із бактеріальним кератитом залежно від наявності цукрового діабету 2 типу та оцінити їх зв’язок із клінічним перебігом і розвитком ускладнень захворювання.

Матеріали та методи. Проведено проспективне порівняльне когортне мультицентрове дослідження за участю 88 осіб, серед яких пацієнти з бактеріальним кератитом за наявності та відсутності цукрового діабету 2 типу, а також особи контрольної групи. Концентрації інтерлейкіну-6 та білка щільних міжклітинних контактів zonula occludens-1 у слізній рідині визначали методом імуноферментного аналізу.

Результати. Встановлено достовірне підвищення концентрацій інтерлейкіну-6 та білка щільних міжклітинних контактів zonula occludens-1 у пацієнтів із бактеріальним кератитом порівняно з контрольною групою. Найвищі значення обох показників визначалися у пацієнтів із супутнім цукровим діабетом 2 типу. Концентрація інтерлейкіну-6 у пацієнтів із бактеріальним кератитом без цукрового діабету становила 245 [170;390] пг/мл, тоді як у хворих із супутнім цукровим діабетом 2 типу досягала 430 [310;610] пг/мл. Вміст білка щільних міжклітинних контактів zonula occludens-1 становив відповідно 6,8 [4,9;9,5] нг/мл та 9,6 [7,2;13,4] нг/мл. Виявлено статистично значущі прямі кореляційні зв’язки між рівнями досліджуваних біомаркерів і товщиною, шириною та площею інфільтрату рогівки. Найбільш сильні кореляції встановлено між концентрацією інтерлейкіну-6 та товщиною інфільтрату (ρ = 0,74; p < 0,001), а також між рівнем білка щільних міжклітинних контактів zonula occludens-1 та товщиною інфільтрату (ρ = 0,76; p < 0,001) у пацієнтів із цукровим діабетом 2 типу. У хворих із виразкуванням інфільтрату, уповільненою епітелізацією та стромальним помутнінням рівні обох біомаркерів були достовірно вищими порівняно з пацієнтами без ускладненого перебігу захворювання.

Висновки. Бактеріальний кератит супроводжується підвищенням вмісту інтерлейкіну-6 та білка щільних міжклітинних контактів zonula occludens-1 у слізній рідині. Встановлено зв’язок досліджуваних показників із морфометричними характеристиками інфільтрату рогівки та розвитком клінічних ускладнень захворювання.

Aim: to evaluate the histomorphology of the eyes of rabbits with experimental autoimmune uveitis (EAU) of varying severity.

Materials and Methods: The study was conducted on 30 Chinchilla rabbits with EAU, which were divided into two groups according to the severity of the disease. Histomorphological examination of the rabbit eyes was performed.

Results: In general, the inflammatory process can be characterized as a humoral-type hypersensitivity reaction. An inflammatory process was observed, predominantly affecting the inner ocular layers – mainly the choroid and retina. Inflammatory changes in the iris were sporadic, minimal, and primarily consisted of a few scattered lymphocyte-like cells. In the ciliary body, inflammation predominantly involved the ciliary processes. Damage to the retinal pigment epithelium was predominantly observed in the optical part. The involvement of the choroidal vasculature was evident, accompanied by stromal exudation. Retinal alterations predominantly involved the inner layers. The bipolar and ganglion cell layers were essentially destroyed, while the photoreceptor layer was largely preserved. Destruction of the retinal pigment epithelium was associated with damage to Bruch’s membrane.

Conclusion: Overall, histomorphological alterations in EAU showed a time-dependent progression, peaking between Days 3 and 10, particularly in moderate and severe cases. Although inflammatory activity decreased from Day 14 onward, complete morphological recovery was not observed. Persistent intergroup differences indicate sustained, partially irreversible ocular tissue damage associated with disease severity.

Key words: histomorphology, experimental model, autoimmune uveitis, tissue damage

Гострий інфаркт міокарда з елевацією сегмента ST (ST-elevation myocardial infarction, STEMI), не 
зважаючи на проведення реваскуляризації міокарда з імплантацією стента в інфарктпов’язану коронар
ну артерію (ІПКА), продовжує супроводжуватись летальними наслідками, безпосередньою причиною 
яких доволі часто є аритмії, зокрема фібриляція шлуночків. 

Ризик виникнення небезпечних для життя ускладнень (зокрема фібриляції шлуночків (ФШ), раптової зупинки кровообігу) при гострому інфаркті міокарда з елевацією сегмента ST (ST-elevation myocardial infarction – STEMI) є достатньо високим. Близько 4,0–7,0 % пацієнтів із STEMI, яким прово-
дилось первинне черезшкірне коронарне втручання (ПЧКВ) із стентуванням інфарктасоційованої коронарної артерії (ІАКА), помирають на стаціонарному етапі, що, звичайно, є тривожним явищем і вимагає пошуку причин появи небажаних подій та шляхів їх попередження.