CC BY
48
УДК 575.74
С. В. Котельникова, А. В. Котельников
СЕЗОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ НАДПОЧЕЧНИКОВ БЕЛЫХ КРЫС РАЗНОГО ПОЛА В НОРМЕ И ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СОЛЬЮ КАДМИЯ
Введение
Кадмий - один из распространенных экологических загрязнителей, который способен вызывать серьезные изменения в организме. В природе он встречается в форме таких редких минералов, как гринокит (CdS) и отавит (CdCO4). Загрязнение кадмием почвы, воды и воздуха в результате производственной деятельности неуклонно возрастает. Источниками антропогенных загрязнений являются: сброс кадмия в сточные воды, производство и использование фосфатных удобрений, сжигание отходов, угля, бензина. Кадмий, даже в малых дозах, способен вызывать химический стресс и оказывать токсическое действие на организм [1-4]. Ключевая роль в реализации стресс-реакции принадлежит надпочечникам. Кроме того, необходимо учитывать, что функциональное состояние органов и систем во многом зависит от сезона года. В связи с этим целью исследований стало изучение морфофункционального состояния надпочечников самцов и самок белых крыс в условиях кадмиевой интоксикации в наиболее контрастные сезоны - зимний и летний.
Материал и методы исследований
Исследования выполнены на 89 беспородных белых крысах Rattus norvegicus. Средний вес животных составлял к началу эксперимента 180 г. Животных содержали в виварии в стандартных лабораторных условиях, самцы и самки отдельно.
Интоксикацию хлоридом кадмия проводили внутрижелудочно при помощи зонда, в дозе 2 мг/100 г массы тела животного в зимний (январь) и летний (июль) сезоны.
Надпочечники животных фиксировали в смеси Буэна, заливали парафином, изготавливали серийные срезы толщиной 5 мкм и окрашивали гематоксилином Гарриса - эозином. Для измерения морфологических показателей фотографии срезов (ув. 600х) переводили в электронный вид и обрабатывали с помощью инструмента «Измерение» программы Photoshop. Измеряли общую площадь среза надпочечника, а также площадь коркового и мозгового вещества.
Площадь надпочечника рассчитывали по формуле
S = ПD • di,
4 1 1
где D1 и d1 - два перпендикулярных измерения надпочечника. Ширину измеряли трижды и рассчитывали среднее.
Площадь мозгового вещества рассчитывали по формуле
S = - D2 • d 2,
4 2 2
где D2 и d2 - два перпендикулярных измерения мозгового вещества. Ширину измеряли трижды и рассчитывали среднее (рис.).
d-2
Определение площади надпочечника и мозгового вещества
Полученные результаты статистически обработаны при помощи компьютерной программы Microsoft Excel и проанализированы с использованием критерия Стьюдента.
Результаты исследований и их обсуждение
Результаты исследований представлены в таблице.
Влияние соли кадмия на размеры зон надпочечников
Сезон Пол животных Группа Общая площадь надпочечника Площадь мозгового вещества Площадь коркового вещества
Лето Самцы К 270,14 ± 10,92 56,41 ± 2,93 д 213,73 ± 9,36 д
Cd 334,24 ± 19,87* 59,80 ± 4,07 274,43 ± 16,58**
Самки К 302,82 ± 14,83 ддд 49,33 ± 2,25 253,48 ± 13,48 ° ддд
Cd 465,60 ± 22,18*** 92,53 ± 5,70*** 373,07 ± 18,07***
Зима Самцы К 307,66 ± 20,55 43,22 ± 3,36 264,44 ± 18,92
Cd 499,32 ± 26,3*** 82,27± 4,82*** 417,06 ± 24,48***
Самки К 392,50 ± 14,98° 53,92 ± 2,62 ° 338,60 ± 13,39 °
Cd 458,94 ± 22,03* 49,71 ± 2,72 409,22 ± 20,54*
Примечание: К - контроль; Cd - животные, получавшие хлорид кадмия.
* отличия по воздействию; ° отличия по полу; Л отличия по сезонам.
Д -р < 0,05; ДДД -р < 0,001; ° -р < 0,05; * -р < 0,05; ** -р < 0,01; *** -р < 0,001.
При анализе сезонных различий площади надпочечников у самцов в зимний и летний периоды существенных отличий выявлено не было.
Площадь надпочечников у самок контрольной группы зимой на 29,6 % превышала площадь надпочечников в летний период ^ < 0,01).
Площадь мозгового вещества у самцов контрольной группы летом на 30,5 % была больше площади мозгового вещества зимой ^ < 0,05). Площадь мозгового вещества у самок контрольной группы в зимний и летний периоды существенно не изменялась.
Площадь коркового вещества у самцов контрольной группы зимой на 23,7 % превышала площадь коркового вещества у них летом ^ < 0,05). Площадь коркового вещества у самок контрольной группы зимой на 33,6 % превышала площадь коркового вещества у них в летний период ф < 0,001).
При анализе половых различий размеров зон надпочечников было установлено, что площадь надпочечников у самок контрольной группы была больше по сравнению с таковой у самцов контрольной группы, особенно в зимний период, что составило 27,6 % ^ < 0,05). Эти результаты совпадают с литературными данными о половых различиях функционального состояния надпочечников [5].
Под влиянием хлорида кадмия в дозе 2 мг/100 г массы тела животного в зимний период произошло увеличение площади надпочечников на 62 % у самцов (р < 0,001) и на 16,9 % у самок ф < 0,05).
В летний период введение кадмия также приводило к увеличению площади надпочечников: у самцов - на 23,7 % (р < 0,05), у самок - на 53,8 % (р < 0,001).
Площадь мозгового вещества у самок контрольной группы зимой на 24,8 % превышала площадь мозгового вещества у самцов контрольной группы (p < 0,05).
Под влиянием хлорида кадмия происходило увеличение площади мозгового вещества, особенно у самцов, что составило 90 % по сравнению с контролем.
В летний период существенных половых различий в размерах площади мозгового вещества выявлено не было.
После воздействие хлоридом кадмия летом наиболее выраженные изменения наблюдались у самок - увеличение размера составило 87,6 % по сравнению с контролем (р < 0,001).
Площадь коркового вещества у самок контрольной группы зимой на 28 % превышала площадь коркового вещества у самцов контрольной группы (p < 0,05).
Хлорид кадмия увеличил площадь коркового вещества на 60 % у самцов (р < 0,001) и 20,7 % у самок по сравнению с животными контрольных групп (р < 0,05).
Летом площадь коркового вещества у самок контрольной группы была на 18,6 % больше площади коркового вещества у самцов контрольной группы (p < 0,05).
Под влиянием хлорида кадмия в дозе 2 мг/100 г произошло увеличение площади коркового вещества на 28 % у самцов (р < 0,01) и 47 % у самок (р < 0,001).
Заключение
Таким образом, в ходе экспериментов были отмечены различия в реакциях на интоксикацию хлоридом кадмия у животных разного пола в разные сезоны года. У животных контрольной группы были выявлены половые различия как в общей площади надпочечников, так и в размерах их зон. Как правило, площадь зон надпочечников самок была больше площади зон надпочечников самцов. Особенно сильно эти различия проявлялись в зимний период.
Увеличение размеров зон надпочечников у животных обоего пола после воздействия солью кадмия свидетельствует об усилении их функциональной активности в связи с адаптацией к химическому стрессу. В летний период в ответ на воздействие кадмием увеличение площади надпочечников у самцов происходило за счет увеличения площади коркового вещества, а у самок увеличивалась площадь и мозговой, и корковой зоны. В зимний период реакция на воздействие кадмием проявляется в увеличении у самок площади коркового вещества, а у самцов -в увеличении площади и коркового, и мозгового вещества.
Таким образом, развитие токсического стресса, вызванного введением соли кадмия, у самцов в большей степени происходит зимой, а у самок - летом.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Авцын А. П. Микроэлементы человека этиология, классификация, органопатология. - М.: Медицина, 1991. - 497 с.
2. Березина О. В., Гоев А. А. Оценка токсичности некоторых тяжелых металлов методом поведенческой токсикологии // Гигиена и санитария. - 1982. - № 1. - C. 42-46.
3. Лужников Е. А. Клиническая токсикология. - М.: Медицина, 1982. - 368 с.
4. Effects of chronic exposure to cadmium on prostate lipids and morphology / S. M. Varez, N. N. Gomez, L. Scardapane, M. W. Fornes et al. // Biometals. - 2006. - Vol. 125, N 5-6. - P. 132-138.
5. Анищенко Т. Г. Половые аспекты проблемы стресса и адаптации // Успехи современной биологии. -1991. - Т. 111, вып. 3. - С. 460-475.
Статья поступила в редакцию 25.03.2008
THE SEASONAL FEATURES OF FUNCTIONAL CONDITION OF ADRENAL GLANDS OF WHITE RATS OF BOTH SEXES IN THE NORM AND UNDER CADMIUM SALT EXPOSURE
S. V. Kotelnikova, A. V. Kotelnikov
The influence of cadmium salt in a dose 2 mg/100 g of body weight on the sizes of adrenal glands zones in winter (January) and in summer (July) seasons of the year is tested on white rats Rattus norvegicus. It was established, that the area of adrenal glands of the test females was higher than that of males, especially in winter. Cadmium salt exposure in summer resulted in increasing of the adrenal gland’s area of males at the expense of increase of the area of cortical substance, as for females the area of both medullary and cortical zones was augmented. In winter the reaction to cadmium exposure is shown in increase of cortical substance of females, and as for males it is shown in increase of both cortical and medullary substance. Thus, the development of toxic stress, caused by the introduction of cadmium salt, of males takes place in greater degree in winter, and as for females it takes place in summer.
Key words: cadmium, adrenal glands, medullary zone, cortical zone, seasons of the year.
