CC BY
87
Вестник Челябинского государственного университета. 2013. № 7 (298). Биология. Вып. 2. С. 119-123.
БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ. ЦИТОЛОГИЯ. ГИСТОЛОГИЯ
Д. Р. Солянникова, Г. В. Брюхин
ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПЕНСАТОРНО-ПРИСПОСОБИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ ПОПУЛЯЦИИ ТУЧНЫХ КЛЕТОК ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПОЛОВОЗРЕЛОГО ПОТОМСТВА САМОК КРЫС С ХРОНИЧЕСКИМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ПОРАЖЕНИЕМ ПЕЧЕНИ В УСЛОВИЯХ ИММОБИЛИЗАЦИОННОГО СТРЕССА
Изучается влияние иммобилизационного стресса на диапазон компенсаторно-приспособительных реакций популяции тучных клеток щитовидной железы у животных, рождённых от самок с хроническим экспериментальным поражением печени, вызванным введением супернатанта E. coli. С помощью гистохимического метода у животных определено количество тучных клеток щитовидной железы и изучены их разновидности по уровню гранулярного насыщения и степени дегрануляции. Выявлено: снижение интенсивности роста числа тучных клеток в условной единице площади, увеличение содержания биологически активных веществ в популяции, снижение интенсивности дегрануляции. Наблюдаемые изменения могут свидетельствовать о снижении функциональной активности популяции тучных клеток щитовидной железы экспериментальных животных.
Ключевые слова: щитовидная железа, тучные клетки, хроническое поражение печени, потомство самок крыс.
Введение. Известно, что для оценки состояния различных систем организма используется метод функциональной нагрузки, позволяющий оценить диапазон компенсаторно-приспособительных реакций различных органов. В процессе жизнедеятельности организм постоянно подвергается неблагоприятным воздействиям различной силы и характера, стрессорным нагрузкам. Стресс представляет собой выработанную в процессе эволюции приспособительную реакцию организма, включающую в себя все системы, в том числе нервную, иммунную, эндокринную [3]. Щитовидная железа, являясь эндокринным органом, совместно с другими системами и органами принимает активное участие в адаптации организма к различным видам стресса посредством компенсаторно-приспособительных реакций. Причём продолжительность и выраженность последних определяется степенью зрелости и функциональной активностью органа. Важным компонентом микроокружения щитовидной железы является популяция тучных клеток, которые активно реагируют на любые морфофункциональные изменения компонентов её паренхимы, а значит, принимают участие в адаптационных реакциях органа. В связи с этим, целью нашего исследования явилась оценка диапазона компенсаторноприспособительных реакций тучных клеток щитовидной железы потомства самок крыс с хрони-
ческим экспериментальным поражением печени в условиях стрессорной нагрузки.
Материалы и методы. В эксперименте были использованы белые беспородные лабораторные самки крысы массой 180-200 г и их потомство на 70-е сутки постнатального онтогенеза. Хроническое поражение печени создавали путем двукратного введения лабораторным животным супернатанта 6-дневной культуры E. coli (штамм АТСС 25922) [4]. Иммобилизационный стресс вызывали по общепринятой методике путём помещения животных в специальные футляры, ограничивающие их двигательную активность [1; 3]. Животные были разделены на 4 группы: 1) потомство от интактных самок (контрольная группа: 10 животных); 2) потомство от самок с хроническим поражением печени, обусловленным введением супернатанта E. coli (группа «E. coli»: 10 животных); 3) потомство от интактных самок, подвергшееся иммобилизационно-му стрессу (группа «Контроль - стресс»: 10 животных); 4) потомство от самок с хроническим поражением печени, обусловленным введением супернатанта E. coli, подвергшееся иммобили-зационному стрессу (группа «E. Coli - стресс»). Выделенную щитовидную железу фиксировали в формалине. Серийные гистологические срезы органа толщиной 6 мкм окрашивали 0,1 % раствором толуидинового синего. Подсчитывали
количество тучных клеток на условную единицу площади: 9,7 • 102 мкм2. Подсчёт производили при увеличении 400. Изучался весь срез щитовидной железы, затем по пропорции определяли количество клеток в условной единице площади. Кроме этого, оценивали субпопуляционный состав тучных клеток по степени их гранулярного насыщения и дегрануляции (доли каждого типа клеток в общей популяции), а также вычисляли индекс насыщения и индекс дегрануляции [2]. При обработке полученных результатов использовались методы вариационной статистики: определение среднего арифметического и его ошибки М ± м. Достоверность результатов оценивалась с помощью непараметрического критерия Манна — Уитни.
Результаты и обсуждение. Как видно из табл. 1, у животных контрольной группы иммо-билизационный стресс приводит к увеличению количества тучных клеток щитовидной железы на 60,5 %, в то время как у подопытных животных содержание мастоцитов увеличивается на 28,1 %. При этом содержание изучаемых клеток у животных группы «Е. соП - стресс» повышено в сравнении с животными первой контрольной группы и практически равно показателям у контрольных крыс, подвергшихся иммобилизации.
Анализ субпопуляционного состава тучных клеток по степени гранулярного насыщения с последующим вычислением индекса насыщения позволяет оценить первый этап секреторного цикла клеток — синтез биологически активных веществ, в частности гепарина, гистамина и серотонина. Выявлено (табл. 2), что у животных контрольной группы в условиях иммобилизацион-ного стресса наблюдается снижение доли очень тёмных тучных клеток на 15,5 %, тёмных — на 21,6 %; происходит увеличение относительного содержания светлых мастоцитов на 50,1 %, очень светлых — на 143,6 %. Это может говорить о переходе популяции в активное функциональное состояние. При этом число гранул может уменьшаться либо в связи со снижением их новообразования, либо с интенсивным выбросом.
У подопытных животных при воздействии данной функциональной нагрузки выявлена противоположная тенденция: увеличение содержания очень тёмных тучных клеток на 21,4 % и снижение количества тёмных форм на 5,8 %, светлых — на 43,6 %, очень светлых — на 18,0 %. Причём по сравнению с группой «Контроль — стресс» у крыс группы «E. coli — стресс» отмечено увеличение количества очень тёмных тучных клеток и снижение числа тёмных, светлых и
Таблица 1
Содержание тучных клеток в щитовидной железе экспериментальных животных (М ± т)
Возраст, Экспериментальная группа
сутки «Контроль» «E. coli» «Контроль - стресс» «E. coli - стресс»
70 27,1 ± 1,553 (n = 10) 35,03 ± 1,011* (n = 10) 43,49 ± 2,124* (n = 10) 44,89 ± 1,385 (n = 10)*, ***
Результаты статистически достоверны (р < 0,05) по сравнению с «Контролем» (*) и группой «E. coli» (***)
Таблица 2
Субпопуляционный состав тучных клеток щитовидной железы экспериментальных животных
по степени гранулярного насыщения (M ± m) (%)
Типы клеток Экспериментальная группа
«Контроль» (n = 10) «E. соїі» (n = 10) «Контроль -стресс» (n = 10) «E. coli - стресс» (n = 10)
Очень тёмная клетка Тёмная клетка Светлая клетка Очень светлая клетка 49,46 ± 0,899 35,94 ± 0,904 5,97 ± 0,715 8,64 ± 1,068 42,25 ± 0,993* 28,11 ± 1,094* 8,18 ± 0,888 21,46 ± 1,498* 41,8 ± 0,934* 28,19 ± 0,834* 8,96 ± 0,521* 21,05 ± 1,493* 51,31 ± 0,973**, *** 26,48 ± 0,891* 4,61 ± 0,695**, *** 17,6 ± 1,673*
Результаты статистически достоверны (р < 0,05) по сравнению с «Контролем» (*), группой «Контроль -стресс» (**) и группой «E. coli» (***)
очень светлых мастоцитов. Следовательно, в популяции тучных клеток повышается содержание биологически активных веществ, но возможно, не так интенсивно как у группы «Контроль». Точное их содержание можно оценить, вычислив индекс гранулярного насыщения (рис. 1).
У животных контрольной группы при действии иммобилизационного стресса происходит снижение индекса гранулярного насыщения тучных клеток на 61,0 %, тогда как у подопытных животных в данных условиях значение исследуемого показателя увеличивается на 100,8 %. При этом индекс гранулярного насыщения выше у животных группы «Е. СоП — стресс» по сравнению с животными группы «Контроль — стресс» и ниже, как и предполагалось ранее, чем у животных группы «Контроль».
Изучение субпопуляционного состава тучных клеток по степени дегрануляции позволит оценить интенсивность второго этапа секреторного цикла — выделение биологически активных веществ. Отмечено (рис. 2), что у интактных животных в условиях иммобилизационного стресса наблюдается снижение содержания недегранули-рующих тучных клеток на 62,7 %, слабо дегранулирующих форм на 3,5 %, а также происходит увеличение числа умеренно дегранулирующих клеток на 50,3 %, сильно дегранулирующих на 216,7 %. Следовательно, наблюдаемое ранее снижение содержания биологически активных веществ в тучных клетках происходит за счёт интенсивного выброса их гранул, а значит, данная популяция клеток обладает повышенной функциональной активностью.
о
ё
я ^
х
iS я
Л з ^ о
О Й
« К <а
4 к
5
101
8-
6-
4-
2-
**
***
□ Контроль И E.coli
Ш Контроль-стресс ■ E.coli-стресс
Возраст,сут
Рис. 1. Индекс гранулярного насыщения тучных клеток щитовидной железы экспериментальных животных
Результаты статистически достоверны (р < 0,05) по сравнению с «Контролем» (*), группой «Контроль стресс» (**) и группой «E. coli» (***)
О ч
Контроль E.coli Контроль- E.coli-стресс
стресс
■ Н/д/клетка ■ Сб/д/клетка
□ У/д/клетка □ Сн/д/клетка
Группа
Рис. 2. Субпопуляционный состав тучных клеток щитовидной железы экспериментальных животных по степени дегрануляции
Результаты статистически достоверны (р < 0,05) по сравнению с «Контролем» (*), группой «Контроль стресс» (**) и группой «E. coli» (***)
0
* *
S
К
О Я « S
ч I
я £
SC5
а
и
о
ч
2,3 2,22,121,91,
WWW
70
□ Контроль И E.coli
И Контроль-стресс ■ E.coli-стресс
Возраст, сут
Рис. 3. Индекс дегрануляции тучных клеток щитовидной железы экспериментальных животных
Результаты статистически достоверны (р < 0,05) по сравнению с «Контролем» (*), группой «Контроль — стресс» (**) и группой «E. coli» (***)
У подопытных животных в условиях стрессор-ной нагрузки вновь выявлена противоположная картина. Количество недегранулирующих тучных клеток увеличилось на 12,4 %, слабо дегранулирующих мастоцитов на 19,5 %, но снизилось содержание умеренно и сильно дегранулирующих форм на 23,9 % и 63,7 % соответственно. При этом у животных экспериментальной группы «E. coli — стресс» содержание недегранули-рующих и слабо дегранулирующих тучных клеток увеличено, а умеренно и сильно дегранулирующих клеточных форм, наоборот, снижено по сравнению с контрольными животными, подвергшимися иммобилизационному стрессу. По сравнению с интактными крысятами выявлено снижение доли недегранулирующих, слабо дегранулирующих тучных клеток и увеличение числа умеренно и сильно дегранулирующих ма-стоцитов, а значит, функциональная активность тучных клеток повышена. Но иммобилизацион-ный стресс значительно снизил её интенсивность.
Полученные данные позволяют вычислить индекс дегрануляции тучных клеток (рис. 3). Как видно из рисунка, у животных контрольной группы при действии иммобилизационного стресса происходит увеличение индекса дегрануляции тучных клеток щитовидной железы на 30,0 %, в то время как у подопытных животных в данных условиях величина индекса дегрануляции мастоцитов снижается на 15,4 %. При этом выявлено, что у животных группы «E. coli — стресс» значение исследуемого показателя ниже, чем у живот-
ных группы «Контроль — стресс» и выше, чем у крысят группы «Контроль».
Выводы и заключение.
1. Иммобилизационный стресс у подопытных животных вызывает менее интенсивное увеличение количества тучных клеток щитовидной железы.
2. У подопытных животных, подвергшихся иммобилизационному стрессу, в популяции тучных клеток щитовидной железы наблюдается увеличение содержания биологически активных веществ, однако менее выраженное, чем у интакт-ных животных.
3. У подопытных крыс в условиях стресса, наблюдается снижение интенсивности выброса биологически активных веществ тучных клеток щитовидной железы в окружающие ткани, но она выше, чем в «Контроле».
Таким образом, результаты данной серии исследований позволяют сделать заключение о том, что у подопытных крыс иммобилизацион-ный стресс приводит к снижению выраженности функциональной активности популяции тучных клеток щитовидной железы. В свою очередь, это может свидетельствовать о снижении диапазона их компенсаторно-приспособительных реакций. При этом подобное явление наблюдается и у Т-тироцитов щитовидной железы [5], что, возможно, в итоге не позволит данному органу адекватно, в полном объёме принимать участие в адаптации организма к внешним воздействиям различного генеза и различной силы.
Список литературы
1. Ведяев, Ф. П. Модели и механизмы эмоциональных стрессов / Ф. П. Ведяев, Т. М. Воробьева. Киев : Здоровя, 1983. 136 с.
2. Линднер, Д. П. Морфометрический анализ популяции тучных клеток / Д. П. Линднер, И. А. Поберий, М. Я. Розкин и др. // Арх. патологии. 1980. Т. XLII. Вып. 6. С. 60-64.
3. Меерсон, Ф. З. Адаптация, стресс и профилактика. М. : Наука, 1981. 278 с.
4. Солянникова, Д. Р. Морфофункциональная характеристика популяции парафолликулярных
клеток щитовидной железы потомства самок крыс с хроническим экспериментальным поражением печени / Д. Р. Солянникова, Г В. Брюхин // Роль патологии печени матери в нарушении развития реактивности и резистентности потомства в условиях эксперимента : сб. науч. тр. Вып. 2. Челябинск : ЧГМА, 2009. С. 49-53.
5. Солянникова, Д. Р. Морфологическая характеристика щитовидной железы половозрелого потомства самок крыс с хроническим экспериментальным поражением печени в условиях иммоби-лизационного стресса // Морфология. 2011. Т. 140. № 5. С. 62-63.
