Морфофункциональная характеристика ядер гепатоцитов мышей при сочетанном применении ацетата свинца и альфа-токоферола
Моделирование свинцовой интоксикации. Количественные и качественные характеристики ядер гепатоцитов мышей при 30-суточном ежедневном пероральном введении альфа-токоферола и малых доз ацетата свинца. Основные параметры изменений в ядрах гепатоцитов.
Рубрика | Медицина |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.04.2018 |
Размер файла | 757,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
9
Размещено на http://www.allbest.ru/
Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского
Морфофункциональная характеристика ядер гепатоцитов мышей при сочетанном применении ацетата свинца и альфа-токоферола
Купша Е.И., кандидат медицинских наук, доцент
Алиев Л.Л., кандидат медицинских наук, доцент
Харченко С.В., кандидат медицинских наук, доцент
Шаповалова Е.Ю., доктор медицинских наук, профессор
г. Симферополь
Аннотации
Приведены количественные и качественные характеристики ядер гепатоцитов мышей при 30 - суточном ежедневном пероральном введении альфа-токоферола и малых доз ацетата свинца. С использованием гисторадиоавтографии, электронной микроскопии и морфометрии определены параметры изменений в ядрах гепатоцитов. Установлено, в сравнении с контролем, достоверное снижение площади эухроматина с одновременным повышением его функциональной активности в 2,5 раза для светлых и, в 3,5 раза - для темных гепатоцитов. Все морфометрические показатели ядер снижены. Вектор защитных реакций фиксируется на гиперторофии и гиперплазии ядрышек. Результаты исследований показали, что применение альфа-токоферола при свинцовой интоксикации не в полной мере компенсирует дисфункцию ядерного аппарата.
Ключевые слова: свинец, тяжелые металлы, токоферол, витамин Е, антиоксиданты, печень, гепатоциты, ядро.
Quantitative and qualitative characteristics of hepatocytes nuclei of mice are presented at 30-day daily oral supplementation of alpha-tocopherol and small doses of lead acetate. With the use of histoautoradiography, electron microscopy and morphometry, the parameters of changes in the nuclei of hepatocytes are determined. It is established, in comparison with the control, a significant decrease in the euchromatin area with a simultaneous increase in its functional activity by 2.5 times for light and, by 3.5 times for dark hepatocytes. All the morphometric parameters of nuclei are reduced. The vector of protective reactions is fixed on hypertrophy and hyperplasia of the nucleoli. The results of the studies showed that the use of alpha-tocopherol in lead intoxication does not fully compensate the dysfunction of the nuclear apparatus.
Keywords: lead, heavy metals, tocopherol, vitamin E, antioxidants, liver, hepatocytes, nucleus.
Основное содержание исследования
Обзор экспериментальных исследований последних лет свидетельствует, что б-токоферол используется организмом селективно и обладает иммуномодулирующим действием, подавляет местное и хроническое воспаление, уменьшает свертываемость крови и тромбообразование, оказывает антиатеросклеротическое и антиканцерогенное действие, включающее модуляцию передачи клеточных сигналов, регулирование транскрипции и индукцию апоптоза [1], [4], [5], [6]. Сообщается, что при определенных концентрациях б-токоферол вызывает увеличение микровязкости глубоколежащих областей липидного бислоя и жесткости поверхностных, в частности, микросом гепатоцитов [2]. Между тем, физико-химическое состояние липидного бислоя является важнейшим параметром регуляторной системы пероксидного окисления липидов (ПОЛ), нарушения в которой оказывают значительное влияние на активность мембрано-связанных ферментов и приводят к изменению функционального состояния клетки при хронической свинцовой интоксикации [3], [7]. Установлено, что свинец-индуцированный оксидативный стресс индуктирует клеточную неустойчивость окислительно-восстановительных реакций, что приводит к повреждению свободными радикалами митохондриальной и ядерной ДНК, мутациям, повреждениям липидов и протеинов, трансдукции и транскрипции генов, вовлеченных в регуляторные пути митоза [8], [9], [10]. Таким образом, сокращая возможности свинца взаимодействовать с критичесими биомолекулами в индукции оксидативного стресса, усиливая антиоксидатную систему с помощью экзогенного поступления антиоксидантов, в том числе витамина Е, можно ожидать положительный эффект, что обосновывает актуальность цели - установление морфофункциональных параметров ядер гепатоцитов при сочетанном поступлении в организм ацетата свинца и альфа-токоферола.
свинцовая интоксикация альфа токоферол гепатоцит
Свинцовую интоксикацию моделировали на 6 самцах белых мышей линии Balb/c, которые получали перорально ацетат свинца в дозе 1 мг/100 г массы тела и масляный раствор альфа-токоферола в дозе 0,2 мг/100 г., в течение 30 суток.5 животных служили контролем. Образцы ткани печени исследовались с применением световой и электронной микроскопии, гисторадиоавтографии, морфометрии. Для получения сопоставимых результатов с применением метода гисторадиоавтографии эксперимент завершали в одно и то же время суток - 12 часов дня. За 1 час до взятия материала животным внутримышечно вводили меченный предшественник ДНК-3Н-тимидин в дозе 6,5 мкКu/г. Метод применен с целью установления активности синтеза ДНК клетками паренхимы печени [Епифанова]. Полутонкие срезы толщиной 1 мкм покрывали фотоэмульсией - М (разведение 1: 3), экспозиция составляла 14 дней. После фиксации и проявки срезы окрашивали 1% спиртовым раствором толуидинового синего. Гисторадиоавтографическую метку (зерна серебра) подсчитывали под световым микроскопом (глицериновая иммерсия, увеличение 90х10х1,25). Морфометрия проведена с применением оптического анализатора изображения "OLIMPUS BH-2" с использованием лицензионного программного обеспечения "Видеотест - Морфология" и стандартного пакета статистических программ Excel с учетом числа срезов и количества животных (Г.Г. Автандилов, 1990). Использовали t-критерий Стьюдента. Статистически достоверными считали изменения при Р?0,05.
Морфометрический метод показал, что средняя площадь профильного поля ядер снижена до 21,26±0,65 мкм2, что составляет 34% от контроля (см. табл.1). Процент бинуклеарных светлых клеток паренхимы достигает 6,47±0,35%, что составляет 87,52% от контрольных значений.
Таблица 1 - Морфометрические показатели ядер гепатоцитов при сочетанном перооральном применении ацетата свинца и альфа-токоферола (Pb+Е) в сравнении с контролем (К)
Параметры |
К |
Pb+E |
||
Площадь профильного поля ядер, мкм2 |
М m % |
62,07 7,22 |
21,26*** 0,65 34,25 |
|
Максимальный диаметр ядер, мкм |
М m % |
10,3 0,74 |
5,23*** 0,09 50,77 |
|
Минимальный диаметр ядер, мкм |
М m % |
6,27 0,15 |
4,30*** 0,06 68,58 |
|
Средний диаметр ядер, мкм |
М m % |
8,27 0,39 |
4,78*** 0,07 57,79 |
|
Периметр ядер, мкм |
М m % |
30,2 2,73 |
15,43*** 0,25 51,09 |
Примечание: звездочками указаны достоверно значимые отклонения, где вероятность ошибки в сравнении с контролем: * - р < 0,05; ** - р < 0,01; *** - р < 0,001.
Среди общей популяции гепатоцитов часто встречаются двуядерные клетки и клетки с ядрами небольших размеров. Процент двуядерности для светлых гепатоцитов составляет 6,73±0,35%, для темных гепатоцитов - 8,0±1,41% (см. табл.2).
Таблица 2 - Морфофункциональные показатели гепатоцитов при сочетанном перооральном применении ацетата свинца и альфа-токоферола (Pb+Е) в сравнении с контролем (К)
ИМК (‰) |
К |
Pb+E |
||
Светлые гепатоциты |
М m % |
43,31 9,1 |
114,34** 11,94 264 |
|
Темные гепатоциты |
М m % |
30,18 5,28 |
106,12* 27,77 351,62 |
|
% двуядерных светлых гепатоцитов |
М m % |
7,69 0,91 |
6,73 0,35 87,52 |
|
% двуядерных темных гепатоцитов |
М m % |
12,89 3,44 |
8,00 1,41 62,06 |
|
% гетерохроматина в ядре |
М m % |
40,10 0,87 |
87,35*** 2,93 220,90 |
|
% площади ядрышка |
М m % |
7,44 0,16 |
11,57*** 1,52 155,51 |
|
% гранулярного компонента |
М m % |
82,01 0,95 |
86,43* 3,09 105,39 |
В 3-й зоне ацинуса отмечается наличие двуядерных гепатоцитов и гепатоцитов небольших размеров с мелкими круглыми ядрами. Среди этих клеток отмечаются картины митоза и включение 3Н-тимидина. Для 3-ей зоны ацинуса характерно преобладание светлых гепатоцитов. Они имеют полигональную форму и ядра с преобладанием эухроматина. В кариоплазме обычно выявляются два, часто двойных, довольно крупных округлой формы ядрышка. Одно из ядрышек зачастую прилежит к кариолемме. Такие ядра чаще имеют овальную форму и большие размеры.
При электронномикроскопическом исследовании компонентов долек выявляется хорошая сохранность ультраструктур. Ядра гепатоцитов имеют овальную форму, четко контурированы, их кариолемма утолщена. Наружная мембрана содержит полирибосомы и часто контактирует с прилежащими цистернами ГрЭПС. Гетерохроматин хорошо выражен и образует значительные скопления по всей кариоплазме. Количество гетерохроматина является высоким и составляет 87,35±2,93% от общей площади ядра. В ядре обычно находятся два, часто гипертрофированных ядрышка, с выраженным преобладанием гранулярного компонента, составляющего 79,74±1,60%. Выявляются признаки внутриклеточной регенерации. Отмечается компенсаторная гиперплазия ядрышек и умеренное увеличение их размеров (рис.1).
В некоторых ядрышках наблюдается перегруппировка гранулярного и фибриллярного компонентов на две отчетливые зоны, что характерно для избирательного действия патологического фактора.
Рис. 1 - Фрагмент гепатоцита. Гиперплазия и гипертрофия ядрышек с эффектом удвоения. Электронная микрофотография. Ув. х 8000
Одно из ядрышек более крупное и зачастую прилежит к кариолемме. Площадь профильного сечения ядрышек достигает 155% к контролю и составляет 11,57±1,52% от площади ядра (см. табл.2). В кариоплазме одноядерных гепатоцитов отмечается одно ядрышко кольцевидной формы, а в двуядерных гепатоцитах по 3-4 мелких округлых ядрышка, что свидетельствует об их гиперплазии. В двуядерных гепатоцитах зафиксировано преобладание эухроматина над гетерохроматином. Гиперплазия ядрышковой составляющей ядерного генома и визуализируемое эуфункциональное состояние дезоксирибонуклеопротеидов свидетельствуют о повышенной биосинтетической активности бинуклеарной популяции клеток паренхимы печени.
Несмотря на то, что процент функционально неактивного гетерохроматина является высоким, процессы биосинтеза ДНК идут очень активно, о чем свидетельствует превышение индекса меченных светлых и темных гепатоцитов над контрольными значениями практически в 3 раза. Электронномикроскопический маркер активности транскрипционных внутриядерных процессов - размеры и количество ядрышек - также выявляет тенденцию к интенсификации биосинтеза рибонуклеопротеидов. Как закономерность, выявлялись признаки гипертрофии и гиперплазии ядрышек. Компенсация количества ядерного генома, призванного обеспечить структурную основу процессов цитоплазматической трансляции белков также является удовлетворительной по показателю двуядерности гепатоцитов. Однако, выявленный нами комплекс морфометрических изменений (снижения) показателей размеров ядер, уменьшения доли транскрибируемого эухроматина при практически равной контрольным показателям доли рибосомсинтезирующих локусов ядрышек (гранулярного компонента) позволяют говорить о дисфункции в системе ядерного пластического обмена и морфогенеза гепатоцитов, предотвратить которую, в полной мере, экзогенный антиоксидант не может.
Список литературы / References
1. Jan A.T. Heavy Metals and Human Health: Mechanistic Insight into Toxicity and Counter Defense System of Antioxidants/ A. T. Jan, Azam M. and all. // Int. J. Mol. Sci. - 2015. - Vol.16 (12). - Р.29592-29630. doi: 10.3390/ijms161226183
2. Leibfritz D., Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease /D. Leibfritz, J. Moncol, M.Т. Cronin // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2007. - Vol.39 (1). - Р.44-84.
3. Tasleem A.J. Heavy Metals and Human Health: Mechanistic Insight into Toxicity and Counter Defense System of Antioxidants / A. J. Tasleem, A. Mudsser and all // Int. J. Mol. Sci. - 2015. - Vol.16. (12). - Р.29592-29630. doi: 10.3390/ijms161226183
4. Meng H. The Protective Effect of Gangliosides on Lead (Pb) - Induced Neurotoxicity Is Mediated by Autophagic Pathways/ H. Meng, L. Wang and all // Int. J. Environ. Res. PublicHealth. - 2016. - Vol.13 (365). doi: 10.3390/ijerph13040365
5. Das K.K. б-tocopherol supplementation prevents lead acetate and hypoxia-induced hepatic dysfunction / K. K. Das, J. G. Jargar, S. Saha and all // Indian J Pharmacol. - 2015. - Vol.47 (3). - Р.285-291. doi: 10.4103/0253-7613.157126
6. Kasperczyk S. б-Tocopherol supplementation and the oxidative stress, homocysteine, and antioxidants in lead exposure/ S. Kasperczyk, M. Dobrakowski and all // Archives of Environmental & Occupational Health. - 2016. - Vol.72 (3) doi: 10.1080/19338244.2016.1182112
7. Khalaf A.A. The protective effect of green tea extract on lead induced oxidative and DNA damage on rat brain/A. A. Khalaf, Walaa A. M. and all // NeuroToxicology. - 2012. - Vol.33 (3). - P.280-289. doi: 10.1016/j. neuro. 2012.02.003
8. Chervona Y. The control of histone methylation and gene expression by oxidative stress, hypoxia and metals / Y. Chervona, M. Costa // Free radical biology & medicine. - 2012. - Vol.53 (5). - Р.1041-1047. doi: 10.1016/j. freeradbiomed. 2012.07.020
9. Dua T.K. Cytoprotective and Antioxidant Effects of an Edible Herb, Enhydrafluctuans Lour. (Asteraceae), against Experimentally Induced Lead Acetate Intoxication /T.K. Dua, S. Dewanjee, R. Khanra et al. // PLoS ONE. - 2016. - Vol.11 (2). - Р.0148757. doi: 10.1371/journal. pone.0148757
10. Alya A. Oxidative stress, biochemical alterations, and hyperlipidemia in female rats induced by lead chronic toxicity during puberty and post puberty periods / A. Alya, D.B. Ines and all // Iranian Journal of Basic Medical Sciences. - 2015. - Vol.18 (10). - Р.1034-1043.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Биологическая активность токоферола, его свойства и химическое строение. Значение витамина Е для регенерации тканей и улучшения кровообращения, его влияние на беременность и репродуктивную систему. Источники витамина Е. Признаки дефицита токоферола.
презентация [1,6 M], добавлен 09.11.20153 группы болезни печени. Нарушение обмена веществ в гепатоцитах и развитие в них дистрофических изменений и некроза. Токсическая дистрофия печени. Массивный некроз гепатоцитов. Изменения внутренних органов при остром гепатозе. Стадия неполной регенерации.
презентация [1,5 M], добавлен 30.03.2016Гетерогенная группа патологических изменений печени, характеризующихся воспалительной инфильтрацией на фоне жировой дистрофии гепатоцитов у лиц, не употребляющих алкоголь в гепатотоксических дозах. Этиология и патогенез неалкогольного стеатогепатита.
презентация [1,2 M], добавлен 26.12.2013Биографии лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине 2007 г. Разработка метода генного таргетирования. Основные характеристики эмбриональных стволовых клеток. Использование нокаутированных мышей для изучения наследственных заболеваний человека.
курсовая работа [985,0 K], добавлен 02.08.2020Анализ механизмов поражения гепатоцитов. Сущность гепотапротекторного действия веществ различных растений. Общая характеристика лекарственных растений, обладающих гепатопроторным действием и содержащих флаволингнаны, флавоноиды и жирорастворимые витамины.
курсовая работа [45,5 K], добавлен 01.06.2010Детоксическая функция печени. Пигментный, белковый, углеводный обмен. Параклинический синдром холестаза. Стадии печеночной комы. Синдром недостаточности гепатоцитов. Вирусные и токсические гепатиты. Обтурационная (механическая, подпеченочная) желтуха.
лекция [676,4 K], добавлен 06.02.2014Патогенез вирусных гепатитов А и В. Характеристика заражения и проникновения вируса в ткань печени. Особенности повышения проницаемости клеточных мембран гепатоцитов (синдром цитолиза). Интоксикационный синдром и поражение ЦНС. Синтез вирусных белков.
презентация [791,9 K], добавлен 07.05.2015Хроническое прогрессирующее заболевание печени человека. Значительное уменьшение числа функционирующих гепатоцитов, перестройка структуры паренхимы и сосудистой системы печени с последующим развитием печеночной недостаточности и портальной гипертензии.
презентация [11,1 M], добавлен 28.05.2014Гепатозы - заболевания печени, характеризующиеся дистрофией и некрозом гепатоцитов. Острые и хронические приобретенные гепатозы: этиология, патогенез, патологическая анатомия. Морфологические признаки при остром и алкогольном гепатитах, цирроз печени.
презентация [4,4 M], добавлен 04.04.2016Рефлекторная, проводниковая и тоническая функции структур ствола мозга. Расположение ядер черепных нервов. Основные проводящие пути от ядер мозга, передача информации от вестибулярного анализатора. Расположение двигательных центров в стволе мозга.
презентация [12,3 M], добавлен 26.01.2014Характеристики функций витамина Е, его естественные источники, синтез. Строение и свойства токоферола. Признаки гиповитаминоза витамина Е, симптомы его дефицита в организме. Участие в антиоксидантной и генеративной функциях в организме животных.
презентация [861,0 K], добавлен 22.10.2015Ромбовидная ямка — расширение мозговой полости в области заднего или продолговатого мозга (Medulla oblongata) позвоночных животных. Строение ромбовидной ямки. Промежуточный нерв, n. intermedins. Проекция ядер черепно-мозговых нервов на ромбовидную ямку.
презентация [3,3 M], добавлен 03.12.2015Рассмотрение строения и функций ромбовидной ямки, образованной задней поверхностью продолговатого мозга и моста. Описание схемы ромбовидной ямки. Изучение топографии ядер черепных нервов. Анализ работы глазодвигательного, блокового, отводящего нервов.
презентация [1,3 M], добавлен 31.03.2015Отравление тяжелыми металлами. Токсическое действие свинца. Этиологическое и патогенетическое лечение. Изучение основных симптомов при интоксикации свинцом. Изменения опорно-двигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта, нервной, кровеносной системы.
презентация [2,3 M], добавлен 25.11.2014Обеспечение необходимой дисперсности и заданных физико-механических свойств материала при использовании различных типов машин. Оптимальный вариант технологии с оценкой качества лекарственной формы. Регламент производства раствора аммония ацетата.
контрольная работа [26,9 K], добавлен 29.06.2013Витамины как один из факторов поддержания защитных сил организма. Особенности водорастворимых и жирорастворимых витаминов. Рассмотрение показаний к применению ретинола (А), токоферола (Е) и аскорбиновой кислоты (С); укрепление сосудистой стенки.
презентация [602,5 K], добавлен 22.09.2014Биологическая роль ретинола, кальциферола, токоферола, филлохинона, линолевой кислоты для организма человека. Продукты-источники жирорастворимых витаминов. Витаминная недостаточность, причины возникновения гипо- и гипервитаминозов и меры их профилактики.
реферат [26,8 K], добавлен 18.03.2014Циркуляция ксенобиотиков техногенного происхождения и их воздействие на организм. Печень крысы при воздействии гербицида. Изучение эффективности применения тактивина и токоферола для коррекции иммуно- и гепатотоксических эффектов гербицида 2,4 – ДА.
статья [338,0 K], добавлен 01.09.2013Различия в состоянии селезенки при алкогольной интоксикации и переохлаждении организма. Хронология морфофункциональных изменений селезенки. Зависимость изменений в структуре селезенки крыс от силы действия холодового стрессора и дозы вводимого алкоголя.
дипломная работа [484,2 K], добавлен 09.05.2013Фармакологические свойства лития, патофизиология при его применении, симптомы и признаки острой и хронической интоксикации литием. Благоприятное действие, побочные эффекты и осложнения для организма при применении фенотиазинов, проявления передозировки.
доклад [19,0 K], добавлен 18.06.2009