CC BY
11УДК 611.453:57.044
ИЗМЕНЕНИЯ ГИСТОАРХИТЕКТОНИКИ КОРКОВОГО ВЕЩЕСТВА НАДПОЧЕЧНИКОВ КРЫС, ПОДВЕРГАВШИХСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ НИЗКИХ ДОЗ ЭНДОКРИННОГО ДИСРАПТОРА ДДТ С ПЕРВОГО ДНЯ ПОСТНАТАЛЬНОГО ПЕРИОДА
Н.В. Яглова, Д.А. Цомартова, В.В.Яглов
ФГБНУ «НИИ морфологии человека», лаборатория развития эндокринной системы (зав. - д.м.н. Н.В. Яглова)
Для корреспонденции: 117418, г.Москва, ул. Цюрупы, д.3 E-mail: yaglova@mail.ru, dtsomartova@mail.ru, vyaglov@mail.ru
РЕЗЮМЕ
Целью исследования было изучение гистоархитектоники коркового вещества надпочечников крыс пубертатного возраста, подвергавшихся воздействию низких доз эндокринного дисраптора ДДТ с первого дня постнатального периода. Проводилось морфологическое и морфометрическое исследование надпочечников крыс мужского пола. Установлено, что воздействие низких доз эндокринного дисраптора ДДТ на развивающийся организм с первых дней жизни изменяет к началу периода полового созревания гистоархитектонику коркового вещества надпочечников крыс в виде уменьшения сетчатой зоны и изменения ее структурной организации, не сплошного, а очагового расположения клубочковой зоны, уменьшения промежуточной камбиальной зоны, появления локусов дискомплексации эндокриноцитов в пучковом слое, эктопии пучкового слоя в мозговое вещество и нарушениями гемоциркуляции в корковом веществе.
Ключевые слова: эндокринные дисрапторы, ДДТ, надпочечники, постнатальный онтогенез
SUMMARY
ALTERATION OF ADRENAL CORTEX HISTOARCHITECTONICS IN RATS EXPOSED TO LOW DOSES OF ENDOCRINE DISRUPTING CHEMICAL DICHLORODIPHENYLTRICHLOROETHANE FROM THE FIRST DAY OF POSTNATAL
PERIOD
N.V. Yaglova, D.A. Tsomartova, V.V.Yaglov
The aim of the research is an investigation of histoarchitectonics of the adrenal cortex of rats exposed to low doses of DDT from the first day of postnatal period until puberty. Light microscopy of and morphometrical investigation of equatorial sections of the adrenals male rats were performed. Low-level exposure of rats to endocrine disrupting chemical DDT from the first days of life until puberty resulted in altered histoarchitectonics of the adrenal cortex due to reduction of zona reticularis and its morphological reorganization, focal organization of zona glomerulosa, decrease of zona intermedia, local discomplexation of endocrine cells in zona fasciculata, ectopic cells of zona fasciculata in the adrenal medulla, and impaired blood circulation in the adrenal cortex.
Key words: endocrine disrupting chemicals, DDT, adrenal gland, postnatal development
Эндокринные дисрапторы - экзогенные вещества и композиции веществ, способные влиять на эндокринную функцию природных гормонов, нарушая любые этапы продукции и взаимодействия гормонов с клетками-мишенями, в ничтожно низких дозах, аналогичных дозам естественных гормонов, которые тем самым нарушают гомеостатические реакции, приводя к развитию различных патологических состояний, оказывая неблагоприятное воздействие как на организм, так и его потомство [8]. Одним из первых веществ, для которого были установлены свойства эндокринного дисрапто-ра, является дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ). Его массивное использование в прошлом веке в качестве инсектицида и в настоящее время с разрешения Всемирной организации здравоохранения для борьбы с переносчиками маля-
рии, лейшманиоза и трипаносомоза, а также длительный период распада обусловили его персистенцию во всех экосистемах планеты. Ранее ДДТ рассматривался как эндокринный дисраптор антиандрогенного действия, но исследования показали, что нарушает также и функционирование щитовидной железы [3, 4]. Данных о дисрапторном действии ДДТ на надпочечники крайне мало [8]. Ранее проводились исследования о влиянии больших доз метаболитов ДДТ на корковое вещество надпочечников, однако вопрос о возможности не токсического, а дисрапторного действия низких доз, потребляемых человеком с продуктами питания, до сих пор остается открытым.
Целью настоящего исследования было изучение гистоархитектоники коркового вещества надпочечников крыс пубертатного возраста,
подвергавшихся воздействию низких доз эндокринного дисраптора ДДТ с первого дня по-стнатального периода.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследование проведено на новорожденных самцах (n=20) крыс линии Вистар. Расчет потребляемой дозы ДДТ выполняли согласно требованиям к определению низких доз для ДДТ (50 мкг/кг/сут) и нормативов содержания ДДТ в продуктах питания в России [1]. Животные опытной группы (n=10) вместо воды получали растворы о,п-ДДТ («Sigma-Aldrich», США) в течение 6 недель: в подсосный период новорожденные крысы опытной группы потребляли ДДТ с молоком матери, получавшей вместо воды раствор о,п-ДДТ с концентрацией 20мкг/л, а затем, c трехнедельного возраста, самостоятельно аналогичный раствор ДДТ. Среднесуточное потребление ДДТ крысами составило 3,71±0,15мкг/кг. Животные контрольной группы (n=10) получали водопроводную воду. Отсутствие в воде и корме ДДТ, его метаболитов и родственных хлорорганических соединений было подтверждено методом газожидкостной хроматографии. Животных выводили из эксперимента передозировкой золетила в возрасте 6 недель, что соответствует пубертатному периоду. Эксперимент выполнен в соответствии с Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных, утвержденными приказом Минздрава СССР № 577 от 12.08.1977 г., и этическими принципами, установленными Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей. После стандартной гистологической проводки изготавливали экваториальные срезы надпочечников, которые затем окрашивали гематоксилином и эозином. Исследование гистологических препаратов проводили методом световой микроскопии и компьютерной морфометрии с использованием программы "Image ProPlus" ("Leica Microsystems", Австрия). Статистическую обработку осуществляли с помощью пакета прикладных программ Statistica 7.0 (Statsoft Inc., США). Центральные тенденции и рассеяния количественных признаков, имеющих приближенно нормальное распределение, описывали средним значением М и стандартной ошибкой среднего значения m. Сравнение независимых групп по количественному признаку выполняли с помощью t-критерия Стьюдента с учетом значений критерия Левена о равенстве дисперсий, а также критерия Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при р<0,01.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Надпочечник крыс контрольной группы в начале периода полового созревания был полностью сформирован. Он был покрыт соединительнотканной капсулой и на срезах имел округлую форму. Соотношение их площадей составляло 88 и 12%, соответственно. В корковом веществе отчетливо выделялись клубочко-вая, пучковая и сетчатая зоны. Клубочковая зона располагалась непосредственно под капсулой, была хорошо выражена на всем протяжении и была представлена клетками с просветленной цитоплазмой и округлыми ядрами. Клетки формировали типичные клубочковые структуры. Между клубочковой и пучковой зонами часто обнаруживалась промежуточная зона, характеризующаяся неравномерностью ширины и прерывистостью. Промежуточная зона была представлена скоплениями клеток с резко оксифильной цитоплазмой, продолговатыми гиперхромными ядрами и плохо визуализирующейся плазмолеммой. Пучковая зона в корковом веществе надпочечника являлась самой большой по занимаемой площади. Клетки пучковой зоны имели кубическую форму и отличались крупными размерами. Они располагались радиально в виде трабекул, между которыми располагались сосуды микроциркуляторного русла. Ядра в клетках округлой формы, располагались центрально, цитоплазма характеризовалась умеренной ок-сифилией и наличием липидных капель. В корковом веществе также хорошо была выражена сетчатая зона, представленная трапециевидными и полигональными клетками небольшого размера, с округлыми ядрами и более, чем в пучковой зоне, оксифильной цитоплазмой. Небольшие скопления клеток сетчатой зоны обнаруживались в мозговом веществе.
У крыс, потреблявших с рождения низкие дозы ДДТ, в начале периода полового созревания надпочечники имели немного меньший размер, чем у животных контрольной группы (табл. 1). На срезах корковое и мозговое вещество были хорошо выражены. Однако ширина коркового вещества была статистически значимо меньше, чем у контрольных крыс (табл. 1). Клубочковая зона была выражена менее равномерно. В некоторых случаях отмечалось очаговое отсутствие клеток клубочковой зоны, вместо которых под капсулой располагалась промежуточная зона. Клетки клубочковой зоны формировали типичные структуры. В отличие от контрольной группы их цитоплазма обнаруживала слабобазофильные тинкториальные свойства. Площадь клубочковой зоны в экваториальных срезах надпочечника, тем не менее, не имела статистически значимых отличий от контрольных значений (табл. 1). Под клубочко-вой зоной располагалась пучковая зона, так как промежуточная зона у крыс данной группы была крайне слабо выражена (табл. 1). У некото-
рых животных обнаруживались очаговые кровоизлияния между клубочковой и пучковой зонами, участки дистрофии клеток пучковой зоны и нарушение цитоархитектоники в виде скопления типичных эндокриноцитов пучковой зоны, не имеющих радиального трабекулярного строения. Встречались многоядерные клетки. Площадь, занимаемая пучковой зоной, соответ-
ствовала значениям контрольной группы (табл. 1). Наблюдалось появление клеток пучковой зоны в мозговом веществе. У некоторых животных на границе пучковой и сетчатой зон имелись очаги кровоизлияний. Площадь сетчатой зоны у крыс, подвергшихся действию дис-раптора, была статистически значимо меньше, чем у контрольных животных (табл. 1).
Таблица 1.
Изменения структуры коркового вещества надпочечников крыс, потреблявших низкие до_зы ДДТ с первых дней жизни (М±т)_
Показатель ^^^^^^^^^^^^^^ Контрольная Опытная
Диаметр надпочечников, мкм 2670,30±67,81 2571,50±64,59
Толщина коркового вещества, мкм 897,75±23,31 776,25±19,91*
Площадь клубочковой зоны, мм2 0,44±0,02 0,43±0,02
Площадь промежуточной зоны, мм2 0,09±0,002 0,04±0,002*
Площадь пучковой зоны, мм2 2,32±0,11 2,31±0,12
Площадь сетчатой зоны, мм2 2,02±0,09 1,79±0,06*
Примечание. * - статистически значимые отличия от контрольной группы.
Размеры эндокриноцитов сетчатой зоны и их ядер не отличались от таковых в контрольной группе (табл. 2), но цитоплазма клеток имела менее оксифильную окраску. Диаметр сосудов микроциркуляторного русла соответствовал значениям контрольной группы (табл. 2).
Количество клеток в мм площади среза сетчатой зоны было увеличено, но общее количество клеток в сетчатом веществе не имело статистически значимых отличий от значений контрольной группы (табл. 2).
Таблица 2.
Изменения морфологических характеристик сетчатой зоны коркового вещества надпочечников крыс, потреблявших низкие дозы ДДТ с первых дней жизни (М±т)
Контрольная Опытная
Количество эндокриноцитов в мм2 среза сетчатой зоны 6983,75±197,15 7650,00±115,85*
Общее количество эндокриноцитов в срезе сетчатой зоны 14085,94±704,30 13678,20±410,34
Площадь эндокриноцита, мкм2 66,70±3,07 71,85±2,08
Площадь ядра эндокриноцита, мкм2 22,00±0,51 22,89±0,15
Диаметр сосудов микроциркуля-торного русла 9,24±0,42 9,88±0,36
Примечание. * - статистически значимые отличия от контрольной группы.
Исследование показало, что длительное воздействие низких доз эндокринного дисрап-тора ДДТ на развивающийся организм влияет на морфогенез интерреналовой ткани. Наибольшие изменения наблюдаются в пучковой и сетчатой зонах. Изменяется структурная организация пучковой зоны, о чем свидетельствует наличие участков нетрабекулярного строения, помимо этого появляются признаки трофических нарушений в виде дистрофически измененных эндокриноцитов и очагов кровоизлияний, что обычно наблюдается у крыс при дистрессе [7]. Возможно, что появление многоядерных клеток является проявлением компенсаторных изменений в органе. Появление клеток пучковой зоны в толще мозгового вещества
свидетельствует о нарушении развития сетчатой зоны. Морфометрический анализ показывает, что ведущую роль в уменьшении толщины коркового вещества играет именно сужение сетчатой зоны. Помимо этого наблюдается изменение структуры сетчатой зоны, которая в начале пубертатного периода, то есть после наступления адренархе у крыс [6], представляет собой более плотно расположенные тяжи клеток. Изменения в клубочковой зоне также связаны с неравномерностью ее распределения в корковом веществе. Причиной этого может быть как нарушение ее развития, так и нарушение баланса между гибелью и пролиферацией клеток, на что указывает крайне слабая выраженность промежуточной зоны, которая являет-
ся источником низкодифференцированных про-лиферирующих клеток [2, 5]. Подобный дисбаланс мог быть следствием дисрапторного действия ДДТ на эндокринную систему в целом. Появление участков кровоизлияний в корковом веществе типично для острых токсических поражений, в том числе и высокими дозами ДДТ [9] и его производных, однако потребляемая крысами доза ДДТ была крайне низкой и соответствовала уровню фонового воздействия ДДТ на организм человека, что указывает на необходимость более тщательного изучения безопасности доз, соответствующих максимально допустимым уровням в продуктах питания.
ВЫВОДЫ
Воздействие низких доз эндокринного дис-раптора ДДТ на развивающийся организм с первых дней жизни изменяет к началу периода полового созревания гистоархитектонику коркового вещества надпочечников крыс в виде уменьшения сетчатой зоны и изменения ее структурной организации, не сплошного, а очагового расположения клубочковой зоны, уменьшения промежуточной камбиальной зоны, появления локусов дискомплексации эндокри-ноцитов в пучковом слое, эктопии пучкового слоя в мозговое вещество и нарушениями гемо-циркуляции в корковом веществе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. СанПин 2.3.2.1078-01. - 2008.
2. Яглов В.В., Яглова Н.В. Основы частной гистологии. - М.: изд. «КолосС», 2011. - 431с.
3. Яглова Н.В., Яглов В.В. Изменения тиреоид-ного статуса крыс при длительном воздействии низких доз дихлордифенилтрихлорэтана // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013; 156(12):720-722.
4. Яглова Н.В., Яглов В.В.Изменения продукции тиреоидных гормонов при длительном воздействии низких доз эндокринного дизраптора дихлордифенилтрихлорэтана // Биомедицинская химия. 2014;60(6):655-660.
5. Mitani F., Mukai K., Miyamoto H., Suematsu M., Ishimura Y. Development of functional zona-tion in the rat adrenal cortex // Endocrinology. 1999;140:3342-3353.
6. Pignatelli D., Xiao F., Gouveia A., Ferreira J., Vinson G. Adrenarche in the rat // Journal of Endocrinology. 2006;191:301-308.
7. Rosol T., Yarrington J, Latendresse J., Capen C. Adrenal gland: structure, function, and mechanisms of toxicity // Toxicologic Pathology 2001; 29(1):41-48.
8. State of the Science of Endocrine Disrupting Chemicals - 2012. An assessment of the state of the science of endocrine disruptors prepared by a group of experts for the United Nations Environment Programme and World Health Organization. 2012: 289.
9. Yarrington J., Latendresse J., Capen C. Toxic responses of the adrenal cortex. In: Comprehensive Toxicology, Sipes I., McQueen C., Gandol. A. (eds). - Oxford: Elsevier Science, 1996:637- 649.
