Дисертація присвячена вивченню порушень кардіогемодинаміки в умовах фокальної ішемії-реперфузії головного мозку, що відбувається при патогенезі ішемічного інсульту, як цереброкардіальний синдром. В роботі моделювали фокальну церебральну ішемію-реперфузію за допомогою 60-хвилинної оклюзії середньої мозкової артерії у щурів. Були виявлені порушення систолічної та діастолічної функції серця як під час ішемії, так і під час реперфузії. У тварин під час ішемії знижувалися показники насосної та скоротливої функції лівого шлуночка, порушувалися процеси релаксації міокарда. Подібні зміни спостерігалися і під час реперфузії, особливо в ранній період – до 30 хв. Через 24 год виявлено часткове відновлення показників та навіть зростання УО та ХО.Були запропоновані шляхи корекції. Введення тваринам комбінації сполук DL-пропаргілгліцину та L-цистеїну збільшувало виживання тварин через 24 год після фокальної ішемії-реперфузії ГМ; сприяло збереженню показників насосної функції серця; попереджувало порушення діастолічної функції серця, поліпшувалися процеси релаксації лівого шлуночка. Після попереднього введення вище вказаних сполук у серці зменшувалися прояви окисно-нітрозативного стресу, індукованого фокальною церебральною ішемією з подальшою реперфузією ГМ. У тварин, які отримували екдистерон протягом 18 діб до моделюваня фокальної ішемії-реперфузії ГМ, прояви оксидативного та нітрозативного стресів у мітохондріях серця значно зменшувалися. Отримані результати можуть бути використані для попередження та корекції порушень кардіогемодинаміки, які виникають при ішемічному інсульті у пацієнтів та реперфузійному пошкодженні ГМ, як ускладнення тромболізису – одного з сучасних методів лікування цієї патології.^UThe dissertation is devoted to the study of disorders of cardiohemodynamics under conditions of focal cerebral ischemia and reperfusion occured during the pathogenesis of ischemic stroke, such as cerebrocardial syndrome. In the dissertation, focal cerebral ischemia-reperfusion was simulated using a 60-minute occlusion of the middle cerebral artery in rats. Disturbances of systolic and diastolic function of the heart were revealed during both ischemia and reperfusion. In animals during ischemia, the indicators of pumping and contractile function of the left ventricle decreased, the processes of relaxation of the myocardium were disturbed. Similar disturbances were observed during reperfusion, especially in the early period - up to 30 min. After 24 hours, a partial recovery of indicators and even an increase in stroke volume and minute blood volume (cardiac output) were detected.The ways of correction of cardiac function were proposed. In vivo combined administration of DL-propargylglycine and L-cysteine resulted to an increase in animal survival 24 hours after focal cerebral ischemia-reperfusion, promoted preservation of indicators of pumping function of the heart, prevented diastolic dysfunction and improved the processes of relaxation of the left ventricle. Following administration of the above compounds, the manifestations of oxidative-nitrosative stress in the heart triggered by focal cerebral ischemia with subsequent reperfusion were decreased. In animals treated with ecdysterone for 18 days prior to focal cerebral ischemia-reperfusion, the manifestations of oxidative and nitrosative stress in the heart mitochondria were significantly reduced. The results obtained can be used to prevent and correct the cardiohemodynamic disorders that occur in patients during ischemic stroke and reperfusion following cerebral ischemia as a complication of thrombolysis, one of the current methods of treatment of this pathology.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню ролі сірководню (H2S) якендогенної регуляторної молекули у гомеостазі кальцію в мітохондріях серцядорослих і старих щурів. При застосуванні інгібітора мітохондріального ферментусинтезу H2S знижувався його вміст у мітохондріях та плазмі крові. При цьомупогіршувалися показники кардіодинаміки, зокрема тиск у лівому шлуночку,швидкість скорочення і розслаблення міокарда знижувалися вдвічі, а коронарнийпотік на 11,8 %. За умов кальцієвих навантажень серця дослідних тварин розвивалименш потужну реакцію, яка проявлялась у знижених значеннях Pлшл,скорочувальної активності, КП та ІСФ міокарда. Максимальна інотропнастимуляція серця у контрольних тварин спостерігалася у відповідь на додавання 7,5ммоль/л CaCl2, тоді як у дослідних щурів при 5 ммоль/л CaCl2. Це свідчить прозниження функціональних резервів міокарда у тварин за умов пригнічення синтезусірководню мітохондріальним ферментом. Також з'ясовано, що за умовпригнічення синтезу сірководню зростали показники окисного стресу, такі яксупероксидний та гідроксильний радикали, відбувалося посилення перекисногоокиснення ліпідів та збільшення активності іNOS, на тлі зменшення функціональноїактивності сNOS як в мітохондріях серця, так і в плазмі крові дослідних щурів.Вперше виявлено, що екзогенний сірководень (10-6- 10-7 моль/л) підвищував вхідСа2+ в мітохондрії серця дорослих та старих щурів в умовах кальцієвогонавантаження, при цьому 10-5 моль/л NaHS попереджав відкриваннямітохондріальної пори в органелах, що свідчить про регуляцію сірководнемтранспорту Ca2+ у мітохондріях та важливе фундаментальне значення цьоговідкриття. У той же час пригнічення ендогенного утворення H2S in vivo знижувалопоріг чутливості мітохондріальної пори до Са2+ та підвищувало амплітудунабухання мітохондрій серця дорослих та старих щурів за дії інгібітора in vitro. Вроботі вперше показано, що пригнічення мітохондріального ферменту синтезусірководню in vivo знижувало функціональну здатність електронно-транспортноголанцюга мітохондрій, яка проявлялась у зменшенні швидкості споживання кисню устанах V2, V3 та V4, а також показників дихального контролю та АДФ/О за Чансом.Отже, ендогенний сірководень регулює транспорThe role of hydrogen sulfide (H2S) in the regulation ofcalcium homeostasis and mitochondrial functions in adult and old rats. - MThe role of hydrogen sulfide (H2S) in the regulation ofcalcium homeostasis and mitochondrial functions in adult and old rats. - Mт кальцію в органелах, виконує 24антиоксидантну роль та підтримує роботу електронно-транспортного ланцюга вмітохондріях серця щурів різного віку.^UThesis for obtaining the degree of Doctor of Philosophy (PhD) in BiologicalSciences, speciality 03.00.13. - Human and animal physiology. – Bogomolets Institute ofPhysiology of NAS of Ukraine, Kyiv, 2020The dissertation is devoted to the study of the role of hydrogen sulfide (H2S) as anendogenous regulatory molecule of calcium homeostasis in the heart mitochondria ofadult and old rats. Using the inhibitor of mitochondrial H2S synthesis enzyme decreasedthe H2S content in mitochondria and blood plasma. At the same time cardiodynamicindexes, including left ventricle pressure and the rate of contraction and relaxation of themyocardium were reduced twice, and the coronary flow (CF) by 11.8%. Under conditionsof calcium loading, the hearts of experimental animals developed weaker reaction, whichwas manifested in decreased values of LVP, contractile activity, CF and myocardial work.Maximum inotropic stimulation of the heart in control animals was observed in responseto the addition of 7.5 mmol/l CaCl2, whereas in the experimental - at 5 mmol/l CaCl2. Thisindicates a decrease in myocardial functional reserves in animals under conditions ofinhibition of the synthesis of hydrogen sulfide.It was also found that under conditions of inhibition of hydrogen sulfide synthesis,oxidative stress indicators, such as superoxide and hydroxyl radicals increased as lipidperoxidation and activity of iNOS, against the decreased functional activity of cNOS inrat heart mitochondria. It was first discovered that exogenous hydrogen sulfide (10-6-10-7mol/l) increases Ca2+ uptake into the mitochondria of adult and old rat heart under calciumloading, with 10-5 mol/l NaHS preventing mitochondrial pore opening in organelles. Thisdemonstrates the regulation of Ca2+transport in mitochondria by hydrogen sulfide and isthe important fundamental discovery. At the same time, inhibition of endogenous H2Sformation in vivo reduces the threshold of sensitivity of the mitochondrial pore to Ca2+and increases the swelling amplitude of adult and old rat heart mitochondria. It was shownfor the first time that inhibition of the mitochondrial in vivo reduced the functional abilityof the mitochondrial electron transport chain, which was manifested in the decrease ofoxygen consumption rate in the states V2, V3 and V4, as well as indicators of respiratorycontrol and ADP/O. Therefore, endogenous hydrogen sulfide regulates calcium transportin mitochondria, performs an antioxidant role and supports the work of the electrontransport chain in mitochondria of the heart of rats of all ages.

У дисертації здійснено теоретико-методичне узагальнення й запропоновано нове вирішення наукової проблеми професійного зростання вчителів у системі неперервної педагогічної освіти. Уперше розроблено та обґрунтовано концепцію професійне зростання учителя у системі неперервної педагогічної освіти, виділено етапи цього процесу: етап професійного самовизначення та розвитку під час навчання у ЗВО; етап професійного вдосконалення та професійного зростання під час післядипломної підготовки в процесі підвищення кваліфікації. Це зумовлює реалізацію дослідження на рівні трьох концептів: методологічному, теоретичному, практичному.Запропонована модель професійного зростання вчителів у системі неперервної педагогічної освіти містить цільовий, методологічний, змістово-технологічний та результативний блоки. Її мета полягає у визначенні шляхів та виборі засобів для актуалізації цілі неперервного професійного зростання вчителів у процесі навчання та підвищення кваліфікації у ЗВО.У процесі експериментального дослідження: науково підтверджено ефективність моделі та організаційно-педагогічних умов професійного зростання вчителів у системі неперервної педагогічної освіти; окреслено найбільш дієві технології, форми і методи професійного зростання вчителів у системі неперервної педагогічної освіти; результати експериментального дослідження узагальнено та сформульовано висновки. Ключові слова: учитель, майбутній учитель, професійне зростання, неперервна освіта, готовність, мотивація, мотивація та готовність до неперервного зростання, професійно-ціннісні орієнтації, дослідницька та методологічна культура.^UThere is accomplished the theoretical and methodical generalization and offered a new decision of an academic problem of the professional teachers' growth in the system of the continuous pedagogical education in the thesis. Besides, for the first time, there is developed and substantiated the concept of professional teachers' growth in the system of continuous pedagogical education, and allocated the stages of this process: the stage of professional self-determination and development during training in higher education institutions; stage of professional development and growth during postgraduate training. All of that leads to the implementation of the research at the level of three concepts: methodological, theoretical, and practical. The proposed model of professional teachers' growth in the system of continuing pedagogical education contains target, methodological, content-technological and effective blocks. Its purpose is to identify ways and means to actualize the goal of continuous professional teachers' growth during the learning process and professional development in higher education institutions. According to the leading idea of the concept, the effectiveness of professional teachers' growth appears in the conditions of continuous pedagogical education due to such regularities as: continuity of its stages in professional teachers' growth, the dependence of the dynamics of professional teachers' development on the motivation and level of readiness of students for professional growth; the correlation between the processes of development of professional, research and methodological culture and the functions of continuing pedagogical education. In the process of experimental research, there has been scientifically proven the effectiveness of organizational and pedagogical conditions of professional teachers' growth in the system of continuing pedagogical education. There also has been outlined the most effective technologies, forms and methods of professional teachers' growth in the system of continuous pedagogical education, and summarized the results of the experimental study. The experimental study took place during 2016-2020 and covered four interrelated stages of the pedagogical experiment: exploratory, advisory, formative, and generalized. The practical value of the obtained results lies in the development of educational and methodological support of the professional teachers' growth in the system of continuing pedagogical education. There were developed and tested teaching literature: «Formation of professional competence of the future physical education teacher by means of innovative technologies», «Modernization processes in Ukrainian education». They are expedient to use in the educational process of higher education institutions. Key words: teacher, future teacher, professional growth, continuing education, readiness, motivation, motivation and readiness for the continuous growth, professional value guidance, research and methodological culture.

Дисертаційна робота присвячена вивченню стимуляції ендогенного синтезу сірководню (H2S) та його впливу на функціональний стан серцево-судинної системи старих щурів. Показано, що в тканинах серця та судин старих щурів суттєво знижений вміст цього ендогенного трансмітера, а також розвивається оксидативно-нітрозативний стрес. Для стимуляції синтезу ендогенного сірководню ми використали введення коензиму Н2S-синтезуючих ферментів – піридоксаль-5-фосфату (PLP). Вперше показано, що курсове введення PLP сприяло відновленню вмісту ендогенного Н2S у тканинах серцево-судинної системи старих тварин, яке відбувалося за рахунок збільшення експресії генів, що кодують ферменти його синтезу – CSE та 3-MST. Така активація ендогенного синтезу Н2S супроводжувалася суттєвим пригніченням оксидативного стресу, що характеризувався зниженням швидкості генерації супероксидного та гідроксильного аніон-радикалів, а також вмісту продуктів перекисного окиснення ліпідів порівняно з суттєво підвищеними значеннями цих показників у тканинах старих тварин.Внаслідок стимуляції ендогенного синтезу Н2S у старих щурів відбулося також зниження показників нітрозативного стресу, а саме активності індуцибельної NO-синтази та збільшення активності конститутивної NO-синтази, що призводило до посилення конститутивного синтезу NO, який відіграє суттєву роль у реакціях серцево-судинної системи. Протекторні механізми дії H2S можуть бути пов'язані як з відновленням конститутивного Са2+-залежного синтезу NO (cNOS), пригніченням окисного стресу, так і впливом на внутрішньоклітинні структури, а саме неспецифічний мегаканал – мітохондріальну пору транзиторної провідності (МП) (англ. mitochondrial permeability transition pore). Нами вперше показано, що застосування PLP пригнічувало Са2+-індуковане відкривання МП через зменшення її чутливості до індуктора, яка суттєво підвищена у старих щурів. При цьому інгібування мітохондріального H2S-синтезуючого ферменту 3-MST за допомогою O-CMH зменшувало протекторні ефекти PLP щодо відкривання МП у серці старих щурів, що засвідчує про H2S-залежний механізм дії PLP. Вперше виявлено, що курсове введення PLP запобігало розвитку значних ішемічно-реперфузійних порушень функції серця. Про це свідчать попередження значного падіння тиску, що розвивається у лівому шлуночку, а також швидкості скорочення міокарда. Застосування PLP значно покращувало ендотелійзалежне розслаблення гладеньких м'язів аорти у старих щурів. Так, амплітуда ацетилхолініндукованого розслаблення, яка була суттєво знижена у старих щурів, збільшувалася більш ніж у 2,5 раза. Цей ефект скасовувався за допомогою інгібіторів NO-синтази та 3-меркаптопіруватсульфуртрансферази, що свідчить про залучення NO та H2S до збільшення ендотелійзалежного розслаблення судин. Таким чином, PLP відновлював синтез ендогенного H2S і конститутивного NO, а також інгібував оксидативно-нітрозативний стрес у тканинах серцево-судинної системи старих щурів, що сприяло поліпшенню пригніченого ендотелійзалежного розслаблення гладеньких м'язів аорти та покращенню функції серця у старих щурів.^UThe dissertation is devoted to the study of stimulation of endogenous hydrogen sulfide (H2S) synthesis and its influence on the functional state of the cardiovascular system of old rats. It has been shown that the content of this endogenous transmitter is significantly reduced and oxidative-nitrosative stress also develops in the tissues of the heart and blood vessels of old rats. To stimulate the synthesis of endogenous hydrogen sulfide, we used the coenzyme of H2S-synthesizing enzymes – pyridoxal-5-phosphate (PLP). For the first time, we have shown that the course administration of PLP restored the content of endogenous H2S in the tissues of the cardiovascular system of old animals, that occurred due to increased expression of CSE and 3-MST genes. Such activation of endogenous H2S synthesis was accompanied by a significant inhibition of oxidative stress, a decrease in the rate of generation of superoxide, hydroxyl anion radicals and the content of lipid peroxidation products compared with old animals kept on standard diet.Due to the stimulation of endogenous H2S synthesis in old rats, there was also a decrease in nitrosative stress, namely the activity of inducible NO synthase was decreased and activity of constitutive NO synthase was increased that led to increased constitutive NO synthesis, which plays a significant role in reactions of cardiovascular systems. The protective mechanisms of action of H2S can be associated with the restoration of constitutive Ca2+-dependent synthesis of NO (cNOS), inhibition of oxidative stress and the impact on intracellular structures, namely nonspecific megachannel – mitochondrial permeability transition pore (MPTP). We showed for the first time that consumption of PLP inhibited Ca2+-induced opening of the MPTP due to a decrease in its sensitivity to the inducer which is significantly increased in old rats. Inhibition of the mitochondrial H2S-synthesizing enzyme 3-MST by O-CMH reduced the protective effects of PLP on the MPTP opening in the heart of old rats which indicates the H2S-dependent mechanism of PLP. We have found that consumption of PLP prevented the development of ischemic-reperfusion disturbances of the heart function. This was evidenced by the prevention of a drastic drop in pressure in the left ventricle and the rate of contraction and relaxation of the myocardium. PLP significantly improved endothelium-dependent aortic smooth muscle relaxation in old rats. Thus, the amplitude of acetylcholine-induced relaxation which was significantly reduced in old rats was increased more than 2.5-fold. This effect was reversed by inhibitors of NO-synthase and 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase indicating the involvement of NO and H2S in the improved endothelium-dependent vascular relaxation. Thus, PLP restored of the endogenous H2S synthesis, constitutive NO and inhibited oxidative-nitrosative stress in the tissues of the cardiovascular system of old rats which helped to improve the endothelium-dependent relaxation of aortic smooth muscle and heart function in old rats.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню ролі двох шляхів метаболізму L-цистеїну в реалізації функції серця в умовах навантаження об'ємом та ішемії-реперфузії. Застосовували пропаргілгліцин (PAG) - інгібітор цитоплазматичної синтази сірководню (H2S), інгібітор синтезу глутатіону (бутіонінсульфоксимін, BSO) та попередник їх синтезу L-цистеїн. Показано, що інгібування синтезу H2S в комбінації з додаванням L-цистеїну значно підвищувало функціональні резерви серця. Потужний інотропний ефект комбінації PAG+L-цистеїн нівелювався додаванням BSO. Це свідчить, що стимуляція ендогенного синтезу глутатіону надзвичайно важлива для реалізації закону Франка-Старлінга та відповіді міокарда на навантаження. Стимуляція синтезу глутатіону з L-цистеїну мала потужний кардіопротекторний ефектна в моделі ішемії-реперфузії ізольованого серця щурів. Відновлення скоротливої функції серця в реперфузійних умовах з додаванням PAG+L-цистеїну сягало 95%, ефективність споживання кисню міокардом була значно вищою, ніж в контролі, і всі ці ефекти відмінялись попереднім введенням BSO. Біохімічні дослідження показали, що у групі із введенням PAG+L-цистеїн значно знижувалась швидкість генерації супероксидного, гідроксильного радикалів та пероксиду водню в тканинах серця за дії ішемії-реперфузії. Зниження рівнів малонового диальдегіду та дієнових коньюгатів під дією комбінації PAG+L-цистеїн свідчить про менший ступінь перекисного окислення ліпідів, індукованого ішемією. Вміст відновленого та окисленого глутатіону збільшувався в два з половиною рази під дією комбінації PAG+L-цистеїн і був значно вищий на фоні ішемії-реперфузії. Ці дані свідчать, що стимуляція ендогенного синтезу глутатіону шляхом перемикання метаболізму L-цистеїну з утворення сірководню має потужний кардіопротекторний потенціал. За такого шляху активації антиоксидантних систем зберігалася цілісність мітохондрій і пригнічувалось утворення мітохондріальних пор транзиторної провідності (МPTP), про що свідчило менше вивільнення мітохондріального фактора у відтікаючий від ізольованого серця розчин після ішемії. Крім того показано, що постішемічне введення препарату відновленого глутатіону сприяє більш повному відновленню функції ізольованого серця, знижує кисневу вартість його роботи та зменшує утворення MPTP підчас реперфузії, що вказує на важливість високих рівнів глутатіону в реперфузійний період. Таким чином, кардіопротекторний ефект модуляції метаболізму L-цистеїну має антиоксидантний, мембраностабілізуючий ефект, що може бути перспективним напрямком для корекції порушень функції серця за умов розвитку серцевої недостатності та станів, що супроводжуються ішемічно-реперфузійним пошкодженням.^UThe dissertation is devoted to research of the role of two ways of L-cysteine metabolism in the realization of cardiac function under volume load and reperfusion injury. The inhibitor of cytoplasmic hydrogen sulfide (H2S) synthase propargylglycine (PAG) and the inhibitor of glutathione synthesis buthionine sulfoximine (BSO) were used together with their precursor L-cysteine. Inhibition of H2S synthesis in combination with the addition of L-cysteine has been shown to increase cardiac functional reserves and potent cardioprotective effect. The powerful inotropic effect of the combination of PAG + L-cysteine was abolished by the addition of BSO. This suggests that stimulating endogenous glutathione synthesis is extremely important in heterometric regulation of the heart function. Stimulation of glutathione synthesis from L-cysteine had a potent cardioprotective effect in the model of ischemia-reperfusion of isolated rat heart. Restoration of cardiac function in reperfusion conditions with the addition of PAG + L-cysteine reached 95%, the efficiency of myocardial oxygen consumption was significantly higher than in the control, and all these effects were also reversed by previous administration of BSO. Biochemical studies have shown that in the group pretreated with PAG + L-cysteine significantly reduced the rate of generation of superoxide, hydroxyl radicals and hydrogen peroxide in the heart tissues under ischemia-reperfusion. Decreased levels of malonic dialdehyde and diene conjugates under the action of the combination of PAG + L-cysteine indicate a lower degree of lipid peroxidation induced by ischemia. The content of reduced and oxidized glutathione increased two and a half times in group with PAG + L-cysteine and was significantly higher in reperfusion period. These data suggest that the stimulation of endogenous glutathione synthesis by switching L-cysteine metabolism from hydrogen sulfide formation has a powerful cardioprotective potential. Such activation of antioxidant systems preserved the integrity of mitochondrial membranes and inhibited the formation of mitochondrial permeability transition pores (MPTP), as evidenced by less release of mitochondrial factor into the effluent from isolated rat heart. In addition, post-conditioning with reduced glutathione has been shown to restore isolated heart function, reduce oxygen demand, and prevent MPTP formation during reperfusion, indicating the importance of high glutathione levels during the reperfusion period. Thus, the cardioprotective effect of modulating L-cysteine metabolism has an antioxidant and membrane-stabilizing effects which may be a promising direction for the correction of heart failure and conditions accompanied by reperfusion injury.