Патофізіологічні та морфологічні особливості змін в адренокортикоцитах пучкової зони наднирників за умов дії червоного шламу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Патофізіологічні та морфологічні особливості змін в адренокортикоцитах пучкової зони наднирників за умов дії червоного шламу

Борецький Г.Г.

Робота виконувалась в рамках плану наукових досліджень кафедри біологічних основ фізичної культури та спорту Миколаївського національного університету імені В. О. Сухомлинського, зареєстрованої в Українському інституті науково-технічної і економічної інформації (реєстраційний номер 0115U001237).

Відомо, що червоний шлам є відходом промислового процесу обробки бокситів для постачання оксиду алюмінію як сировини для електролізу алюмінію досить шкідливий для здоров'я людини та всього живого. В його складі присутні сильні луги, важки метали (свинець, вісмут, ртуть тощо) та інші речовини [5]. Незважаючи на численні дослідження щодо негативного впливу складових червоного шламу на організм ссавців [4,8,9], на сьогоднішній день недостатньо вивченими лишаються питання синергідного впливу складових червоного шламу, що діють у малих дозах, але з тривалою експозицією. Аналогічно, не мають свого завершення результати досліджень про специфіку токсичної дії вказаних токсикантів на різні вікові групи ссавців, хоча в реальних умовах токсикації піддається не одне покоління людей і тварин.

Як свідчать дані морфофункціональні зміни органів ендокринної системи, зокрема наднирників за умов впливу різноманітних токсичних речовин неодноразово висвітлювались в літературі [1,3,8]. При цьому, аналіз джерел літератури свідчить про фрагментарність і недостатність вивчення питань морфологічних і фізіологічних змін в надниркових залозах при комплексній дії складових червоного шламу різної тривалості [9].

наднирковий залоза шлам патофізіологічний

Таблиця 1.

Морфометричні показники адренокортикоцитів пучкової зони кори наднирників щурів після дії червоного шламу (M±m / n=10)

Примітка: в чисельнику -- дослід, в знаменнику -- контроль * Р<0,05; ** Р<0,01; *** Р<0,001 порівняно з контролем.

Мета дослідження. Встановити закономірності патофізіологічних та морфологічних змін в надниркових залозах тварин за умов дії червоного шламу.

Об'єкт і методи дослідження. Робота проведена на 60 нелінійних білих щурах-самцях різного віку і охоплювала найважливіші періоди життя: 14 діб (період прозрівання щурят), 45 діб (період статевого дозрівання) і 180 діб (репродуктивний період). Тривала дія червоного шламу на організм щурів досягалась щоденним перебуванням тварин на шламовій підстилці товщиною 5-7 мм (з щотижневим оновленням), починаючи з дня народження. Утримання і використання лабораторних тварин відповідало правилам «Европейської конвенції захисту хребетних тварин, які використовуються з експериментальною метою та іншою науковою метою, а також методам, що рекомендовані національними нормами з біоетики і проведені у відповідності з Законом України «Про захист тварин від жорстокого поводження» (№ 1759-VI от 15.12.2009).

У надниркових залозах контрольних і піддослідних тварин досліджували динаміку змін ширини пучкової зони (мкм) та структурно-функціональний стан їх адренокортикоцитів. Загальновизнаною методикою вираховували середні об'єми клітин, їх ядер і ядерець. Отримані дані виражали у мкмі. Визначали показники ядерно-цитоплазматичного (ЯЦС) і ядерцево-ядерного (ЯЯС) співвідношень в адренокортикоцитах, встановлення яких дозволило об'єктивно судити про функціональний стан даних клітин. Звертали увагу на динаміку змін кількості адренокортикоцитів з темною або світлою цитоплазмою, що стало також підставою для визначення функціонального стану кортикоцитів.

Вираховували індекс васкуляризації паренхіми залози [3]. З метою уточнення рівня функціональної активності досліджуваних структур кори використовували інтегральний показник: індекс функціональної активності (ІФА) [1]. Розрахунок проводили за даними надниркових залоз у 10 тварин кожної групи.

Застосовуючи набори реактивів «СтероїдІФАкортизол» методом твердофазного імуноферментного аналізу визначали концентрацію кортизолу в периферичній крові тварин [2].

Таблиця 2.

Показники функціональної активності адренокортикоцитів пучкової зони, васкуляризації паренхіми наднирників та вмісту кортизолу в периферичній крові щурів після дії червоного шламу (M±m / n=10)

Примітка: в чисельнику дослід, в знаменнику контроль * Р<0,05; ** Р<0,01; *** Р<0,001 порівняно з контролем.

Рис. 1. Надниркова залоза 14-добового щура після дГГ червоного шламу. Капсула потовщена (1). У цитоплазмі клітин пучкової зони накопичення ліпосом (2) і ознаки підвищення функції. Забарвлення: гематоксиліном і еозином. Об. 90, ок. 15.

Варіаційно-статистичну обробку всіх отриманих показників експерименту здійснювали за методом Стьюдента-Фішера за допомогою комп'ютерних програм Excel-2000, Sigma Plot з обробкою графічних зображень [6,7].

Результати досліджень та їх обговорення. Як показали дослідження у 14-добових щурів після дії червоного шламу пучкова зона розширювалась на 10,8%, порівняно з даними контрольної групи тварин. Гемокапілярне русло було повнокровне. При цьому, індекс васкуляризації паренхіми пучкової зони підвищувався на 83,3% (табл. 2).

У пучковій зоні збільшувалась кількість клітин із світлою ущільненою цитоплазмою, що є, як відомо, одним з показників підвищення рівня стероїдогенезу.

Об'єми клітин пучкової зони, їх ядер і ядерець збільшувались відповідно на 12,1%, 23,2% і 22,0%, тоді як ядерно-цитоплазматичне співвідношення (ЯЦС) у клітинах зменшувалось на 8,1%, порівняно з контролем (табл. 1). У цитоплазмі адренокортикоцитів відмічалось зростання кількості порожніх і заповнених ліпідами ліпосом (рис. 1).

При цьому, визначалось підвищення вмісту кортизолу в периферичній крові на 21,2%. Індекс функціональної активності (ІФА) в адренокортикоцитах пучкової зони підвищувався на 36,5% (табл. 2).

Таким чином, отримані дані свідчать, що у щурів 14-добового віку за умов дії червоного шламу спостерігались не різко виражені ознаки розвитку стресорної реакції, що виявлялось у посиленні функціонального напруження в адренокортикоцитах пучкової зони наднирників.

У 45-добових щурів за умов дії червоного шламу відбувалось звуження пучкової зони на 7,7%. Кровонаповнення залози залишалось підвищеним. Індекс васкуляризації паренхіми залози підвищувався на 71,4% і складав 0,60±0,03 (табл. 2). У пучковій зоні визначалась дискомплектація тяжів залозистих елементів, часто виявлялись очаги деструкції. В окремих клітинах пучкової зони відмічались ознаки дистрофічних змін: нерівномірне забарвлення цитоплазми, поява еозинофільних крапель і брилок. Переважали клітини з темною цитоплазмою. Спостерігалась вакуолізація окремих груп темних клітин та просвітлення їх цитоплазми (рис. 2).

Рис. 2. Надниркова залоза 45-добового щура після тривалої' дії червоного шламу. Об'єми адренокортикоцитів, їх ядер та ядерець у пучковій зоні зменшені. В клітинах пучкової зони нерівномірне забарвлення цитоплазми, поява еозинофільних крапель і брилок (1). Переважання клітин з темною цитоплазмою. Ознаки вакуолязації в цитоплазмі клітин (2). Забарвлення: гематоксиліном і еозином. Об. 90, ок. 15.

Відмічались структурні ознаки зниження їх функції, що супроводжувалось зменшенням об'ємів цих адренокортикоцитів на 12,0%, їх ядер на 24,4% і ядерець на 38,7%.

Показник ЯЦС у клітинах пучкової зони зростав на 28,6%, а ядерцево-ядерного співвідношення (ЯЯС) на 23,5% (табл. 1). ІФА в клітинах пучкової зони знижувався на 30,2% (табл. 2). У цитоплазмі цих клітин зменшувалась кількість ліпідних включень, що за думкою Рогозиної і співавторів [9] може свідчити про посилене споживання холестерину в результаті попередньої активації стероїдогенезу. При цьому, рівень кортизолу в крові піддослідних щурів знижувався на 13,0%, порівняно з контролем. Отже, у 45-добових піддослідних тварин ознаки стресреакції посилювались. Знижувалась функціональна активність адренокортикоцитів пучкової зони надниркових залоз, що, очевидно було проявом порушення принципу негативного зворотного зв'язку в роботі гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникової системи. При цьому, в адренокортикоцитах визначались ознаки дистрофічних змін.

Рис. 3. Надниркова залоза 180-добового щура після тривалої' дії червоного шламу. Збільшення кількості клітин пучкової зони зі світлою цитоплазмою. Каріометричні і нуклеометричні показники адренокортикоцитів знижені. Забарвлення: гематоксиліном і еозином. Об. 40, ок. 15.

У 180-добових тварин за умов тривалої дії червоного шламу в деяких ділянках пучкової зони виявлялись порушення морфогенезу. При цьому, тяжі адренокортикоцитів втрачали правильний хід і розташовувались суцільним пластом, щільно прилягаючи один до одного. Серед клітин спостерігалось збільшення кількості адренокортикоцитів зі світлою цитоплазмою, порівняно з 45-добовими піддослідними щурами (рис. 3). Однак, морфометричні дані цих клітин показували про зниження їх функціональної активності. Зменшувались об'єми ядер адренокортикоцитів на 3,4% і ядерець на 14,8%. Показник ЯЯС в клітинах підвищувався на 12,9% (табл. 1). Рівень кортизолу в крові піддослідних тварин знижувався на 5,4%. Відносно контролю низьким (на 8,4%) визначався ІФА в адренокортикоцитах (табл. 2).

Висновки

Дія червоного шламу на організм тварин протягом 14 діб приводить до не різко виражених ознак розвитку стресорної реакції, що виявляється у підвищенні функціональної активності в адренокортикоцитах пучкової зони кори наднирників.У 45-добових піддослідних тварин ознаки стрес-реакції посилюються. Знижується функція в адренокортикоцитах пучкової зони. При цьому, в структурі клітин визначаються ознаки дистрофічних змін. У більш віддалені терміни дії червоного шламу (на 180 добу життя піддослідних тварин) в наднирниках зниження функції продовжується і відбувається на фоні дистрофічних змін в адренокортикоцитах пучкової зони та зменшення кортизолу в периферичній крові, що характерно для стадії виснаження загального адаптаційного синдрому.

Перспективи подальших досліджень. Подальші дослідження планується спрямувати на пошук найбільш дієвих і доступних засобів протидії та корекції токсичної дії червоного шламу на структурнофункціональну організацію надниркових залоз.

Література

Баранова ТЮ. Функциональная морфология гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы при остром инфаркте миокарда: автореф. дис. канд. мед. наук: 03.00.25/14.00.15 / ТЮ. Баранова. Москва, 2008. -- 22 с.

Головаченко В.А. Инструкции по применению наборов реактивов для иммуноферментного определения гормонов / В.А. Головаченко, Д.Г Полынцев. М.: МГУ, 2000. 55 с.

Зеркалова Ю.Ф. Морфофункциональные изменения некоторых эндокринных желез при гипоксии различного генгеза: автореф. дис. канд. мед. наук: 14.00.15 / Ю.Ф. Зеркалова. Ульяновск, 2006. 23 с.

Карташев А.Г Влияние хронических факторов в постнатальном онтогенезе животных / А.Г Карташев. --Томск: «В-Спектр», 2010. -- 122 с.

Корнеев В.И. Красные шламы (свойства, складирование, применение) / В.И. Корнеев, А.Г Сусс, А.И. Цеховой. -- М.: Металлургия, 1991. -- 144 с.

Лапач С.К. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Exel / С.К. Лапач, А.В. Чубенко, П.Н. Бабич. К.: МОРИОН, 2001. С. 144-155.

Лях Ю.Е. Основы компьютерной биостатистики / Ю.Е. Лях. -- Донецк, 2006. 211 с.

Пикалюк B.C. Органы внутренней секреции / В.С. Пикалюк, В.П. Шкуренко, С.А. Кутя. -- Симферополь, 2007. 96 с.

Рогозина О.В. Морфология аденогипофиза и надпочечников под воздействием свинцовой интоксикации и ее коррекции / О.В. Рогозина, Н.Ю. Озерова, Н.К. Каширина // Світ медицини та біології. 2009. -- № 3. С. 136-140.

Резюме

В дослідженні отримані нові дані відносно характеру і динаміки патофізіологічних та морфологічних змін в адренокортикоцитах пучкової зони кори надниркових залоз за умов тривалої дії на організм червоного шламу. Встановлена залежність змін структури і функції клітин пучкової зони кори наднирників від тривалості дії червоного шламу у тварин різного віку.

Ключові слова: надниркові залози, адренокортикоцити, пучкова зона, структурно-функціональний стан, червоний шлам.

Резюме. В исследовании получены новые данные относительно характера и динамики патофизиологических и морфологических изменений в адренокортикоцитах пучковой зоны коры надпочечниковых желез в условиях длительного действия на организм красного шлама. Установлена зависимость изменений структуры и функции клеток пучковой зоны надпочечников от длительности действия красного шлама у животных различного возраста.

Ключевые слова: надпочечники, адренокортикоциты, пучковая зона, структурно-функциональное состояние, красный шлам.

Abstract. By means of modern techniques, new data, regarding the character and dynamics of structural and functional changes in adrenal cortical cells under condition of prolonged organism exposure of the red mud, has been obtained.

Purpose. To evaluate the dynamics of the structural and functional changes and the direction of reparative processes in adrenal cortical cells of animals of all ages under organism exposure of the red mud.

Methods. In the adrenal glands of control and experimental animals was measured in the cortex generally accepted methodology calculated the average volume of the cells, their nuclei and nucleoli. Studying the dynamics of changes in the number of adrenocorticocytes with dark or light and using kits of reagent «steroidlFA-cortisol» determined the concentration of cortisol in peripheral blood of animal.

Results. The article investigates the structural changes of zona fasciculata adrenal cortical cells under the prolonged exposure of the red mud. It was established that the red mud exposure on the rats for 14 days causes increased adrenocortical functional, which was accompanied by corresponding changes in the structure of these cells and the morphometric data. The red mud exposure on 45-day-old rats reduces adrenocortical function and causes significant dystrophic and degenerative rearrangement in these cells. On the 180th day of the experiment adrenocorticocytes reduction function is accompanied by structural changes that are characteristic of the depletion stage of general adaptation syndrome.

Originality. Using modern biomedical research methods, new data regarding the character and dynamics of structural changes in adrenal cortical cells under the prolonged exposure of the red mud, has been obtained. The dependence of changes of the structure and the function of adrenal cortical cells on the duration of the red mud exposure in animals' organisms of all ages has been established.

Conclusion. The prolonged exposure of the red mud on animals' organisms leads to significant changes in the structural organization in adrenal cortical cells, the character of which depends on both the duration of the red mud exposure as well as on the animals' age.

Keywords: adrenal gland, zona fasciculata, adrenal cortical cells, structure, red mud.

Размещено на Allbest.ru