Cтруктурная организация тканевого микрорайона печени при хронической кадмиевой интоксикации Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

Морфология

УДК 616.42:612.014.46:612.35

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ТКАНЕВОГО МИКРОРАЙОНА ПЕЧЕНИ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ КАДМИЕВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ

А.К. Жаксылыкова

Казахский национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова, Алматы

Резюме Исследовали морфофункциональные нарушения в тканевом микрорайоне печени при хроническом экзотоксикозе хлористым кадмием в дозах 1,5мг/кг и 3мг/кг м.т. Хроническая кадмиевая интоксикация вызывала расширение синусоидов и

микроциркуляторные нарушения. В гепатоцитах развивалась вакуольная и жировая дистрофия, некоторые гепатоциты подвергались некрозу. В паренхиматозных клетках печени наблюдались нарушения со стороны аппаратов выработки белка и энергии. В клетках печени выявлен дисбаланс в содержании энергетических субстратов: при значительном возрастании липидов, наблюдалось снижение содержания гликогена.

Ключевые слова кадмий, гепатоцит, синусоиды, микроциркуляция, дистрофия, митохондрии, рибосомы

MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL LIVER DISORDERS IN CHRONIC CADMIUM INTOXICATION

A.K. Zhaksilikova

Abstract Morphofunctional disorder in histionic community of liver of white rats in poisoning by cadmium chloride at 1,5 and 3 mg doses is under study. In consequence of influence of toxicant in hepatocyte the sign of edema and cytoplasm vacuolation is observed, as well as destruction of separate cells. Quantitative dissection showed widening of sinusoids, micro circular disorder. Changes were in process in nuclear devices of cells ultra structurally. The signs of disorder of energy designing and proteinsynthetic cell function were observed. On the 21 day, after poisoning, disorder, in spite of compensatory processes, was remaining. The animals that received cadmium chloride in a higher dose (3mg) the mentioned disorder were more distinct and compensatory processes were happening more slowly. Keywords cadmium, hepatocities, sinusoids, microcirculation, dystrophic, mitochondrion, ribosome

Кадмиймен созылмалы улану кезЫдеп бауырдьщ тшдш шагын ауданыныц курылымы

Жаксылыкова А.К.

Ty^h Бауырдьщ тшдк шагын ауданындагы бауыр жасушалары, хлорлы| кадмийдщ 1,5мг/кг жэне 3мг/кг дозаларымен уланганында, iсiнiп вакуольды| жэне майлы дистрофияга шалынды, кейбiр гепатоциттер елеттендк Бауыр жасушаларыныц энергия шыгару |ызмет темендеп, белок синтезi баяулады. Синусоидтты| капиллярлар кецейт,

микроциркуляторлы| езгер^ер дамыды.

Экзотоксикоздан кейнгi 21-шм тэулiкте, компенсаторлы| процесстердщ дамуына |арамастан, езгерiстер са|талды. 6сiресе хлорлы| кадмийдщ 3мг/кг дозасымен уланган жануарларда езгерктер жа|сы бай|алды. ТYйiндi сездер: кадмий, гепатоцит, синусоид, микроциркуляция, дистрофия, митохондрий, рибосом

Среди глобальных загрязнителей окружающей среды тяжелые металлы занимают одно из ведущих мест [1]. Они, попадая в организм, загрязняют

эндоэкологическую среду, нарушают гомеостаз в организме человека и животных. Среди металлов особое место отводится кадмию, как наиболее опасному элементу. Токсическое воздействие солей кадмия усугубляется его высокой кумулятивной способностью. Способность кадмия к долговременной аккумуляции в живых организмах ставит этот элемент, по характеру воздействия на организм человека, вне конкуренции среди металлов-экотоксикантов [2]. Особая роль в процессе детоксикации вредных веществ, попадающих в организм, отводится печени, так как именно она обеспечивает связывание и обезвреживание токсических веществ эндогенного и экзогенного происхождения, в том числе и солей кадмия. Несмотря на многолетние научные исследования в республике о влиянии солей тяжелых металлов на организм, многие вопросы этой большой проблемы остаются нерешенными.

Материал и методы. Исследования проводили на 130 белых лабораторных крысах-самцах. Для создания экспериментальной модели отравления животных делили на две группы. Ежедневно, в течение 2,5 месяцев, в стандартный рацион добавляли хлористый кадмий из расчета: животным первой группы - 1,5 мг/кг, второй группы -3мг/кг на кг веса. Исследование проводили через 1,7,14,21 сутки, после окончания эксперимента. Обработку полученного материала проводили гистологическими, электронно-

микроскопическими, морфометрическими методами.

Результаты и их обсуждение. Исследование показало, что после интоксикации печеночные клетки были отечны, имели признаки паренхиматозной вакуольной и жировой дистрофии. Встречались некротически измененные гепатоциты с явлениями кариолизиса. В этих клетках ядра пикнотически изменялись: вакуолизировались, сморщивались, смещались на периферию клетки. Происходило значительное расширение и периваскулярный отек сосудов, разрыхление стенок, плазморрагии, извитость сосудов и неравномерность их кровенаполнения. Наблюдалось существенное расширение синусоидов печени. В них определялся стаз эритроцитов и лимфоцитов, а также отдельные макрофаги. Однако на препаратах видно, что расширенные участки синусоидных капилляров чередуются с ишемически спазмированными. Это говорит о том, что воздействие токсиканта приводит к микроциркуляторным нарушениям. Происходило значительное расширение пространств Диссе. Последние заполнялись лимфоцитами, единичными макрофагами и мелкодисперсным веществом белкового

происхождения, которое делало трудно различимыми

промежутки между синусоидальными полюсами клеток, что говорит о снижении транспорта лимфы из печени. Затруднение этого процесса приводит к нарушению внутрипеченочной микроциркуляции и, как следствие, к избыточному развитию соединительной ткани, т.е. фиброзу печени. Эти данные подтверждают исследования других авторов [3,4]. Микроворсинки обменных полюсов клеток и желчных капилляров характеризовались измененной конфигурацией; они часто были извиты, неравномерно утолщены, вследствие их неравномерного набухания, что указывает на нарушение транспортных функций (рисунок 1).

Ультраструктурно в паренхиматозных клетках печени отмечалась околоядерная локализация митохондрий, пакетов гранулярного

эндоплазматического ретикулума (ГЭР), полей полисом и значительно гиперплазированных компонентов комплекса Гольджи. Для ядер гепатоцитов была характерна эухроматизация гетерохроматина. В некоторых гепатоцитах ядрышки располагались компактно, в некоторых наблюдалось обособление фибриллярных и гранулярных зон с частичной потерей гранулярного компонента, что свидетельствует о подавлении синтеза рибосомных РНК. Происходило значительное расширение каналов гранулярного эндоплазматического ретикулума. В них появлялись везикулярно расширенные участки, лишенные рибосом. Об этом свидетельствует и существенное уменьшение численной плотности рибосом: как прикрепленных, так и свободных. Даже на 21 сутки объемная плотность ГЭР оставалась увеличенной, а число рибосом оставалось низким. Особенно это было выражено в печени животных, отравленных дозой химиката в 3мг/кг. Указанное является свидетельством нарушения белоксинтетической фукции клеток печени. Оголенные мембраны гранулярного эндоплазматического ретикулума нередко образовывали скопления вокруг митохондрий или близко прилежали к ядрам, что можно расценить как трансформацию каналов ГЭР в тубулы агранулярной сети, связанную с нарушением белоксинтетической функции гепатоцитов. Отмечалось достоверное увеличение объемной плотности митохондрий. Наблюдалась вариабильность плотности матрикса митохондрий, что указывает на различие их энергетического состояния, возможно, обусловленного ответом митохондрий на отравление. Об этом свидетельствует наличие митохондрий с измененной конфигурацией, со светлым матриксом, с большим количеством удлиненных крист, что характерно для максимального выделения энергии. В других митохондриях матрикс преимущественно уплотненный, кристы редуцированы. Это говорит о различном энергетическом состоянии этих органелл, а в целом - о недостаточности энергообеспечения гепатоцитов. Даже на 21 сутки объемная плотность митохондрий значительно превышала контрольные значения. Указанные нарушения у животных второй группы, отравленных большей дозой химиката в 3мг/кг, были больше выражены. Характерной особенностью ультраструктуры гепатоцитов, при действии токсиканта, является значительное содержание липидных

включений и, наоборот, уменьшение уровня гликогена, особенно у животных второй группы. Это свидетельствует о нарушении соотношения основных энергетических субстратов клетки. Наблюдалось возрастание объемной плотности лизосом, что указывает на усиление катаболических процессов в гепатоцитах при воздействии хлористого кадмия (рисунок 2). В клетках встречались скопления укрупненных микротелец. Они располагались поблизости от митохондрий. Увеличение в гепатоцитах числа лизосом и микротелец, как считают некоторые авторы, может быть обусловлено активацией расщепления липидных включений на жирные кислоты, которые могут использоваться в клетке в качестве источника энергии [5,6].

Таким образом, исходя из вышесказанного, можно заключить, что хроническая интоксикация хлористым кадмием приводит к существенным морфофункциональным нарушениям в тканевом микрорайоне печени. Это характеризуется дистрофическими нарушениями, деструкцией отдельных клеток печени, а также изменениями в микроциркуляторном русле, снижением

энергообразующей и белоксинтетической функций клеток. Все указанные нарушения у животных, отравленных дозой хлористого кадмия в 3мг/кг, были более выражены. На 21 сутки происходило снижение степени нарушений, но многие из них в значительной степени сохранялись, особенно у животных второй группы, получавших большую дозу кадмия в 3мг/кг м.т.

Литература:

1. Стежка В.А., Лампека Е.Г., Дмитруха Н.Н. К механизму материальной кумуляции тяжелых металлов в организме белых крыс // Гиг.труда.-2001.- Вып.32.-С.219-230.

2. Стежка В.А., Дмитруха Н.Н., Диденко М.Н. и др. Сравнительное исследование токсических эффектов свинца и кадмия на селезенку и спленоциты крыс. // Институт медицины труда., АМН Украины.- Киев-2004.-С.2-9.

3. Воронин Д.А. Структурные изменения в печени и начальных звеньях ее лимфатического региона при хроническом эмоциональном стрессе.// "Бюллетень СО РАМН"- Новосибирск. - 4.- 2001.- С.60-62.

4. Мичурина С.В. Влияние умеренных патологических воздействий экотоксиканта 3,4-бензпирена на систему микроциркуляции тканевого микрорайона печени. Тр. Ин-та клинич. и эксперим. лимфологии / Рос. акад. мед. наук, Сиб. отд-ние. - Т. 8. -2000. - С. 209-211.

5. Bouwens L, De Bleser P, Vanderkerken K, Geerts B, Wisse E. Liver cell heterogeneity: functions of non-parenchymal cells. // Enzyme - 1992.- V. 46 (1-3).- Р.155-168.

6. Kmiec Z. Cooperation of liver cells in health and disease // Adv. Anat. Embryol. Biol. - 2001.- V. 161. - P.1-15.

e-mail: [email protected]

Рисунок 1 - Ультраструктура печени крысы

Расширение просвета желчного капилляра и изменение в них конфигурации микроворсинок гепатоцита в печени крысы через 1 сутки, после хронического экзотоксикоза хлористым кадмием в дозе 3 мг/кг м.т. Электронограмма.

Рисунок 2 - Ультраструктура печени крысы

Скопление первичных и вторичных лизосом, митохондрий

и пероксисом в билиарном полюсе гепатоцита печени крысы,

через 1 сутки, после хронического экзотоксикоза хлористым кадмием в дозе 3мг/кг м.т. Электронограмма. Увеличение 10000

УДК 616.36-018.1:576.3:546.131:546.48

MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL CHANGES IN SOME PARENCHYMATOUS ORGANS UNDER EXO AND ENDOTOXICOSIS

A.K.Zhaksylykova, N.L.Tkachenko

Kazakh National Medical University named after S.D. Asfendiarov, Almaty

Морфофункциональные изменения в некоторых паренхиматозных органах при экзо - и эндотоксикозе

Жаксылыкова А.К., Ткаченко Н.Л.

Резюме Под воздействием хлорида кадмия в клетках печени происходят нарушения мембранотропного характера. При этом нарушаются, в первую очередь, аппараты синтеза белков и выработки энергии, а также развиваются явления энергетического дисбаланса. В лимфатических узлах печени развиваются отек капсулы и паренхимы, дистрофические и цитологические изменения, что нарушает детоксикационную функцию лимфоузлов.

Ключевые слова печень, лимфатические узлы, клетка, капсула, паренхима, поджелудочная железа, почка.

Экзо-жэне эндотоксикоз кезшде кейбiр улпалы агзаларда дамитын морфофункционалдык езгерктер

Жаксылыкова А.К., Ткаченко Н.Л.

Туйш Хлорлы кадмиймен созылмалы улануда бауыр торшаларында жаргактьщ езгер^ер дамиды. Оларда акуыз курастыру жэне энергияны ендiру кызмет^ нашарлайды. Онымен катар, энергия ендiретiн курылымдардын тепе-тендт бузылады. Бауырдын лимфа TYЙiндерiнде туйш капшыгы мен улпасы iсiнiп, улпада дистрофиялы; жэне цитологиялы; езгерiстер дамиды. Сондыктан лимфа TYЙiнiнiн детоксикациялы; кызмет нашарлайды.

ТYЙiндi сездер: бауыр, лима туйшдерЬ торша, капшык, улпа, уйкы безi, бYЙрек.

Introduction.

Salt of heavy metals take a lot role of bad ecology and form unfavorable ecological situation [1]. Cadmium - is the most dangerous chemical element from all heavy metals. It is accumulation in organism of human and it is not go out from body. [2,3]. Liver and kidney is the central organs of our homeostasis. They are very sensitivity to different exo- and endotoxic agents [4,5]. Toxic injury of liver accompany with permeabilized hepar cells, activation of peroxide oxidation of lipids, development of endotoxicosis and dysfunction of liver [6,7]. Chemical pollution of the environment is a factor, which make to injury of the liver.

Material and method of investigation.

Morphological and functional changes of liver and its regional glands under chronic exotoxicosis caused by cadmium chloride have been studied in 130 male rats. Experimental model of poisoning was based on two groups of white rats, for whom every day, over 2.5 months in the standard diet cadmium chloride added at dose of 1.5 mg and 3 mg / kg. Animals were decapitated through 1,7,14,21 night, after the end of the experiment.

Findings of investigation.

Chronic cadmium intoxication resulted in dystrophic change of hepatocytes in the kind of cytoplasm vacuolization, cell hypostasis and destruction as well as disorder of blood microcirculation (picture 1).