CC BY
89
—--------- —
УДК 616-006.3.04
Шифр специальности: 14.01.12; 14.03.02
DYNAMICS OF EXPERIMENTAL MORPHOGENESIS MESENCHYMAL TUMORS UNDER THE INFLUENCE OF MELATONIN AND METFORMIN
Derjabina O.N., PlotnikovaN.A., KanaevP.M., KirillovaA.P.
Mordovian State University of К P. Ogaryov Medical institute, chair of pathology, Saransk
Estimated dynamics pathologic pattern of soft tissue tumors in mice under conditions of induced carcinogenesis in the correction of metabolic type of action drugs.
Keywords: the induced carcinogenesis, soft tissue sarcoma, preparations of antioxidant type or action.
ДИНАМИКА МОРФОГЕНЕЗА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ ОПУХОЛЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МЕЛАТОНИНА И МЕТФОРМИНА
Дерябина О.Н., Плотникова Н.А., Канаев П.М., Кириллова А.П.
Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева Медицинский институт, кафедра патологии ул. Большевистская, 68, Саранск, Россия, 430005
Оценивалась динамика патоморфологической картины опухолей мягких тканей у мышей в условиях индуцированного канцерогенеза при коррекции препаратами метаболического типа действия.
Ключевые слова: индуцированный канцерогенез, опухоли мягких тканей, препараты антиоксидантного типа действия.
Введение. Согласно свободнорадикальной теории опухолевого роста для коррекции морфогенеза и патогенеза неоплазий возможно использование препаратов антиоксидантного типа действия с целью выявления онкостатического эффекта и положительной динамики патоморфологической картины [1].
Цель исследования: изучение влияния мелатонина и метформина на развитие опухолей мезенхимального гистогенеза на модели индуцированных сарком подкожной клетчатки
Материал и методы исследования: 120 мышей были разделены на 4 группы: 3 опытные группы по 30 животных, 30 животных составили контрольную группу по канцерогену. Животным всех четырех групп однократно вводился канцероген БП. Бенз(а)пирен растворяли в стерильном оливковом масле и вводили под кожу поясничной области в дозе 2 мг/мышь в объеме 0,1 мл.
Со следующего дня после введения канцерогена животные 1-й группы получали с питьевой
водой в ночные часы (с 19.00 ч. до 07.00 ч.) мелатонин (Sigma, St.Louis; MS, США) в дозе 2 мг/л. Раствор мелатонина готовился ежедневно ex tempore. Мелатонин растворяли в нескольких каплях 96% этилового спирта и доводили до нужной концентрации водопроводной водой. Животные 2-й группы получали с питьевой водой в течение всего дня метформин (БЕРЛИН-ХЕМИ АГ/МЕ-НАРИНИ ГРУПП, Германия) в дозе 200 мг/л. Раствор метформина (сиофор 500) готовился ежедневно ex tempore. Метформин растворяли в нескольких миллилитрах теплой воды и доводили до нужной концентрации водопроводной водой. Животные 3-ей группы получали с питьевой водой в течение всего дня метформин в дозе 200 мг/л и в ночные часы (с 19.00 ч. до 07.00 ч.) мелатонин в дозе 2 мг/л.
Животные 4-й группы составили контрольную группу по канцерогену и получали питьевую воду без добавления мелатонина и метформина.
—---------- —
~ 50 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Clinical studies
i
Результаты. По истечении 6 месяцев у мышей, получивших подкожные инъекции БП, в 80% случаев (24 из 30 животных) возникали опухоли подкожной клетчатки. Начиная со 126-х суток после введения канцерогена, у животных данной группы на спине в области введения БП возникали опухолевидные образования округлой формы, с достаточно четкими границами, серовато-белого цвета, плотной консистенции с неровной поверхностью, подвижные при пальпации. По мере уве-
В группе животных, получавших метформин, при макроскопическом исследовании новообразований в нескольких случаях отмечалось изъязвление опухолевой ткани (рис. 3).
В группе животных, получавших метформин и мелатонин, изъязвление опухолевого узла было обнаружено лишь в одном случае (рис. 4).
В группе животных, получавших мелатонин, во всех случаях на поверхности опухоли присутствовал волосяной покров, с сохранением целостности кожных покровов (рис. 5).
При исследовании post mortem опухолевые узлы плотно спаяны с окружающими тканями дермы, с эпидермисом, при этом кожные покровы были неотделимы от подлежащей ткани новообразований. На разрезе опухолевая ткань беловатосерого цвета, имеет вид «рыбьего мяса», режется с хрустом. В большинстве случаев макроскопически в опухолевых узлах были обнаружены фокусы некроза и кровоизлияний [2].
личения размеров опухолевые узлы теряли подвижность, становились фиксированными к подлежащим тканям. Кожные покровы над опухолью во всех случаях были изъязвлены, волосяной покров отсутствовал (рис. 1).
Среди опухолей, возникающих после короткого латентного периода (126—140 суток), преобладали опухоли большого размера. В подобных случаях часто наблюдались явления распада, некроза и кровоизлияний в опухолевой ткани (рис. 2).
Во всех опытных группах в половине случаев опухолевые узлы имели капсулу, четкие границы и не распространялись в подлежащие и окружающие ткани. Кожные покровы при этом были легко отделимы от поверхности неоплазий.
При макроскопическом исследовании экспериментальных мышей трех опытных групп, получавших мелатонин и метформин, признаков метастатического поражения внутренних органов не было обнаружено.
Под действием мелатонина значительно изменялась макроскопическая картина опухолей в виде уменьшения или полного отсутствия изъязвления эпидермиса и его производных и сохранности волосяного покрова над поверхностью опухоли (рис. 5).
При микроскопическом исследовании опухоли были классифицированы как злокачественные фиброзные гистиоцитомы.
Рис. 1. Саркома подкожной клетчатки поясничной области у мыши контрольной группы
Рис. 2. Саркома подкожной клетчатки поясничной области у мыши контрольной группы
—----------- —
~ 51 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
—--------- —
Рис. 3. Саркома подкожной клетчатки поясничной области у мыши, получавшей метформин
Рис. 4. Саркома подкожной клетчатки поясничной области у мыши, получавшей метформин и мелатонин
Рис. 5. Саркома подкожной клетчатки поясничной области у мыши, получавшей мелатонин
Микроскопическое строение опухолевой ткани характеризуется выраженным полиморфным клеточным составом: наличием веретеновидных клеток, фибробластопободных и гистиоподобных элементов, нередко с формированием характерных «муаровых» структур [3]. В отдельных случаях встречаются ксантомные клетки, гигантские многоядерные клетки типа Тутона и типа остеокластов. Обнаруживаются также очаги воспалительной лимфогистиоцитарной инфильтрации, поля фиброза, ослизнения и миксоматоза стромы с наличием гигантских многоядерных клеток. Нередко встречаются участки некроза и кровоизлияний в строме неоплазий (рис. 6, 7).
Все клеточные элементы имеют признаки резко выраженной атипии: ядерный полиморфизм, гиперхроматоз, локализация хромосом преимущественно вблизи кариолеммы, неравномерное распределение хроматина, нарушение ядерно-цитоплазматического соотношения [4]. Характерны многочисленные митозы в опухолевых клетках
(рис. 8). В строме опухоли кроме фибробластов часто встречаются реактивные макрофаги, гемо-сидерофаги, ксантомные клетки и лимфоциты [5].
В зависимости от преобладания в микроскопической картине тех или иных клеточных и структурных элементов, выявлялись различные патогистологические формы злокачественной гистиоцитомы.
В большинстве случаев встречались типичные (фиброзные) формы злокачественной гистиоци-томы, представленные фибробластоподобными и гистиоподобными клеточными типами. При этом опухолевые клетки, имеющие преимущественно веретеновидную форму, образуют характерные «муаровые» структуры. В опухолевой ткани встречаются также округлые, полиморфные и гигантские клетки (рис. 9).
В ряде случаев, в опухолевой ткани преобладали многочисленные гигантские полинуклеар-ные клетки типа остеокластов с причудливой формы ядрами (рис. 10).
—---------- —
~ 52 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Clinical studies —?»C*0^5—
Рис. 6. Злокачественная фиброзная гистиоцитома у мыши контрольной группы. Обширные очаги кровоизлияний в строму опухоли. Гематоксилин и эозин, ув. Х400
Рис. 7. Злокачественная фиброзная гистиоцитома у мыши контрольной группы. Обширные очаги некроза в строме опухоли. Гематоксилин и эозин, ув. Х400
Рис. 8. Злокачественная фиброзная гистиоцитома. Выраженный клеточный атипизм и полиморфизм опухолевых клеток.
Гематоксилин
Рис. 9. Злокачественная фиброзная гистиоцитома у мыши контрольной группы. Опухолевые клетки веретеновидной формы заключены в сеть коллагеновых волокон, формирующих «муаровые» структуры.
Гематоксилин и эозин, ув. Х400
В отдельных опухолях выражена картина миксоматоза стромы, при этом очаги ослизнения занимают не менее половины площади среза опухолевой ткани.
Встречаются также опухоли, представленные скоплениями ксантомных клеток и наличием вы-
эозин, ув. x600
Рис. 10. Злокачественная фиброзная гистиоцитома у мыши контрольной группы. Гигантские полинуклеарные клетки типа остеокластов с причудливой формы ядрами. Гематоксилин и эозин, ув. Х400
раженной очаговой или диффузной воспалительной инфильтрацией [6].
Митотический индекс в ткани злокачественных опухолей у мышей, подвергшихся воздействию БП, составил 0,98 ± 0,24. При введении мелатонина митотический индекс уменьшился до 0,46 ± 0,16. Под действием метформина данный
—---------- —
~ 53 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
—--------- —
показатель достоверно уменьшился до 0,55 ± 0,19. При введении мелатонина и метформина митотический индекс также уменьшился до 0,59 ± 0,21.
Во всех случаях отличия от группы контроля оказались статистически недостоверны (р > 0,05) (рис. 11).
ЬП ЕП+МЛТ ЬП*УФ ВГИ-МЛ Т-НИФ
Рис. 11. Митотический индекс в опухолях мягких тканей у мышей контрольной и подопытных групп
Выводы. На модели канцерогенеза мягких тканей, индуцируемого бенз(а)пиреном у мышей установлено, что мелатонин и метформин оказывают антиканцерогенное действие, увеличивая латентный период развития опухолей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Анисимов В.Н. Старение и канцерогенез // Успехи геронтологии. 2002. № 10. С. 99—125.
2. Шабад Л.М. Предрак в экспериментально-морфологическом аспекте. М.: Медицина, 1967. 384 с.
3. Anisimov S.V., Popovic N. Genetic analysis of melatonin biology // Rev. Neurosci. 2004. Vol. 15. P. 209—230.
4. Anisimov V.N. Effects of exogenous melatonin — a review // Toxicol. Pathol. 2003. Vol. 31, N. 6. P. 589—603.
5. Anisimov V.N. Life span extension and cancer risk: myths and reality // Exp. Gerontol. 2001. Vol. 36. P. 1101— 1136.
6. Anisimov V.N. Melatonin and colon carcinogenesis: I. Inhibitory effects of melatonin on development of intestinal tumors induced by 1,2-dimethylhydrazine in rats / V.N. Anisimov, I.G. Popovich, M.A. Zabezhinski // Carcinogenesis. 1997. Vol. 18. P. 1549—1553.
7. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2012. Т. 14. № 1.
8. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2013. Т. 15. № 11. URL: http://e-pubmed.org/isu15-11.html
REFERENCES
1. Anisimov V.N. Uspekhi gerontologii, 2002, no. 10, pp. 99—125.
2. Shabad L.M. Predrak v eksperimental'no-morfo-logicheskom aspekte, Moscow, Meditsina, 1967, 384 p.
3. Anisimov S.V., Popovic N. Genetic analysis of melatonin biology, Rev. Neurosci., 2004, vol. 15, pp. 209—230.
4. Anisimov V.N. Effects of exogenous melatonin — a review, Toxicol. Pathol., 2003, volume 31, no. 6, pp. 589— 603.
5. Anisimov V.N. Life span extension and cancer risk: myths and reality, Exp. Gerontol., 2001, volume 36, pp. 1101—1136.
6. Anisimov V.N., Popovich I.G., Zabezhinski M.A. Melatonin and colon carcinogenesis: I. Inhibitory effects of melatonin on development of intestinal tumors induced by 1,2-dimethylhydrazine in rats, Carcinogenesis, 1997, volume 18, pp. 1549—1553.
7. Zhurnal nauchnykh statey. Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke, 2012, volume 14, no. 1.
8. Elektronnyy nauchno-obrazovatel'nyy vestnik «Zdorov’e i obrazovanie v XXI veke», 2013, volume 15, no. 11, available at: http://e-pubmed.org/isu15-11.html
Рецензенты:
1. И.Н. Чаиркин — доктор медицинских наук, заведующий кафедрой нормальной анатомии, ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева», г. Саранск
2. А.П. Власов — доктор медицинских наук, заведующий кафедрой факультетской хирургии ФГБОУ ВПО 2МГУ им. Н.П. Огарева», г. Саранск
~ 54 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390 Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
