CC BY
62
УДК: 611.362:615.272.4
МЕХАНИЗМЫ РЕГЕНЕРАЦИИ ПЕЧЕНИ КРЫС ПРИ АЛИМЕНТАРНОЙ ДИСЛИПИДЕМИИ Наталия Владимировна БИВАЛЬКЕВИЧ, Юлия Константиновна КАРАМАН
Владивостокский филиал Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания СО РАМН
— НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения
Исследованы механизмы регенерации ткани печени крыс в динамике развития алиментарной дислипиде-мии. Показано, что в зависимости от времени воздействия гепатогенным рационом и степени повреждения органа приоритет отдается разным способам регенерации. При стеатозе печени на 30-е сутки воздействия гиперкалорийным рационом сохранение функциональных способностей печени осуществляется за счет гипертрофии гепатоцитов. При стеатогепатите, развивающемся через 90 суток эксперимента, восстановление структурно-функционального потенциала печени происходит посредством увеличения полиплоидизации ядерного аппарата гепатоцитов. В условиях развития фиброза печени, наблюдаемого к 180 суткам воздействия на крыс гепатогенной нагрузкой, реализация программы регенерации происходит за счет пролиферации гепатоцитов менее зрелых форм.
Ключевые слова: печень, регенерация, алиментарная дислипидемия
Актуальной проблемой современной гепато-логии является изучение механизмов регенерации печени, поскольку ее репарационные возможности в норме и при различных заболеваниях обуславливают сохранение структурной целостности и функциональной активности органа, что в конечном итоге способствует поддержанию гомеостаза на уровне всего организма. В этом направлении большинство работ посвящено исследованию репарационного ответа печени на химические, механические, физические воздействия [1, 2]. Вместе с тем доказано. что алиментарный фактор играет не менее важную роль в формировании метаболических нарушений, способствующих развитию и быстрому прогрессированию заболеваний печени [3]. Регенерационные механизмы печени в условиях алиментарной дис-липидемии (ДЛП) изучены недостаточно, остаются неизвестными и способы регенерации печени в зависимости от степени ее функциональных нарушений и глубины структурных повреждений.
В настоящей работе изучены механизмы регенерации печени при алиментарной дислипиде-мии у крыс. Алиментарную ДЛП и структурнофункциональные нарушения в печени формировали воздействием на крыс гиперкалорийным гепатогенным рационом (19% топленого говяжьего сала и 2% холестерина от общей массы рациона) в течение 180 суток [4]. Критерием развития модели ДЛП служил уровень холестерина в крови и печени крыс, превышавший исходный более чем на 1/3. Анализ ткани
печени проводили через 30, 90 и 180 суток кормления крыс экспериментальным рационом. Группой контроля служили крысы, находившиеся на стандартном рационе. Морфологическую характеристику ткани печени, среднюю площадь гепатоцитов оценивали на гистологических срезах, окрашенных гематоксилин-эозином и по Ван-Гизону (выявление коллагена). Плоидность гепатоцитов изучали на препаратах-мазках окрашенных по Фельгену [5]. Морфометрический анализ осуществляли с помощью программы «VideoTest Морфология 4.0».
Изучение морфологического строения ткани печени животных контрольной группы не выявило отклонений. «Плоидометрический профиль» ядер гепатоцитов крыс контрольной группы был представлен тремя уровнями плоидности: диплоидные гепатоциты (2с), на долю которых приходилось 28,1 % клеток от общего числа гепатоцитов, тетра-плоидные (4с) - 66,3 % и октаплоидные клетки (8с)
- 5,6 % (рис.). Число двуядерных клеток печени составляло 24,7 % от общего числа гепатоцитов.
Воздействие на крыс гиперкалорийным рационом в течение 30 суток способствовало формированию стеатоза печени, увеличению размеров гепа-тоцитов в 2 раза за счет гипертрофии цитоплазмы. Плоидометрическая характеристика гепатоцитов существенно не изменялась. Отмечалась тенденция к снижению класса диплоидных ядер. Следовательно, сохранение функциональной активности гепато-цитов в условиях возросшей жировой нагрузки на
Бивалькевич Н.В. - мл. науч. сотр. лаб. биомедицинских исследований, e-mail:[email protected] Караман Ю.К. - к.б.н., науч. сотр. лаб. биомедицинских исследований
Рис. Доля ядер гепатоцитовразной плоидности в печени крыс с алиментарной ДЛП на 30, 90, 180 сутки гепатогенной нагрузки
Примечание: (*) - статистическая значимость различий относительно контрольной группы: * - р < 0,05;
** - р < 0,01; *** - р < 0,001.
печень при формировании ДЛП происходило за счет их гипертрофии. Процесс гипертрофии клеток является одним из механизмов быстрой регенерации, дающих временное улучшение функциональных показателей [2, 6].
На 90-е сутки эксперимента установлено развитие стеатогепатита, что подтверждалось обнаружением фокальных участков некроза, жировой дистрофией печени. Плоидометрический анализ выявил снижение числа диплоидных гепатоцитов в 2,7 раза, увеличение уровня тетраплоидных и октаплоидных ядер на 13 % и 52 % соответственно по сравнению с контрольной группой. Выявлялся класс гепатоцитов 16с-плоидности, число которых составило 2 % от общего числа исследуемых клеток. Увеличение объема ядер способствовало увеличению размеров гепато-цитов в 1,3 раза относительно контрольной группы. Количество двуядерных гепатоцитов снизилось на 21 %. Повышение полиплоидизации ядерного аппарата гепатоцитов свидетельствует о включении новых регенерационных механизмов репарации органа за счет увеличения синтеза генетического материала. По данным литературы повышение уровня плоидности клеток при заболеваниях печени, в частности при циррозе, отмечается как у грызунов, так и у человека [7]. Известно, что значительное увеличение очагов некроза в печени стимулирует регенерационные процессы посредством повышения количества полиплоидных гепатоцитов, что необходимо для сохранения энергетического и пластического резерва клеток. Высокоплоидные гепатоциты, вследствие наличия в них продублированного несколько раз генетического материала, отличаются большей устойчивостью, являются более дифференцированными, процессы гетеросинтеза в них преобладают над аутосинтезом [2, 7].
К 180-м суткам эксперимента в перипортальной зоне печени обнаруживались коллагеновые волокна, подтверждающие развитие фиброза. Размеры ге-патоцитов увеличивались в 2,2 раза в сравнении с контрольной группой за счет гидропической и баллонной дистрофии. Это подтверждалось обнаружением в цитоплазме гепатоцитов оптически пустых вакуолей, которые способствовали смещению ядер к периферии клетки. При этом распределение по классам плоидности показало уменьшение пула 2с и 8с ядер гепатоцитов и повышение количества 4с. Число двуядерных гепатоцитов увеличивалось на 10%. Следовательно, при обширном структурном повреждении печени реализация программы регенерации происходит не путем увеличения плоидно-сти, что наблюдалось на 90-е сутки эксперимента, а по-видимому, за счет пролиферации гепатоцитов менее зрелых форм, либо клеток желчных протоков. Данный механизм регенерации способствует сохранению клеточного пула печени и ее функций. С одной стороны это является одним из защитных механизмов, способствующих поддержанию нормального функционирования печени, с другой - привлечение для регенерации органа гепатоцитов менее зрелых форм происходит при серьезном тканевом повреждении.
Полученные результаты исследования показали, что в зависимости от времени воздействия гепатогенным рационом и степени повреждения органа приоритет отдается разным способам регенерации. На 30-е сутки воздействия на крыс гепатогенным рационом, при формировании стеатоза, сохранение функциональных способностей печени осуществляется за счет гипертрофии клеток, являющейся главным механизмом срочной репарации. На 90-е сутки эксперимента на фоне развившегося стеато-
гепатита восстановление и сохранение структурнофункциональной целостности печени осуществляется посредством увеличения синтеза генетического материала и повышения числа высокоплоидных клеток. К 180-м суткам эксперимента, при высокой степени повреждения органа, развитии фиброза механизмы регенерации печени регулируются за счет пролиферации клеток менее зрелых форм гепатоци-тов, что подтверждается увеличением количества двуядерных, готовых к делению гепатоцитов. Таким образом, механизмы регенерации печени при алиментарной дислипидемии включают в себя 3 основных следующих друг за другом этапа: гипертрофия, полиплоидизация, пролиферация.
Литература
1. Молодых О.П., Непомнящих Л.М., Лушникова Е.Л., Клинникова М.Г Апоптоз: снижение общей численности популяции гепатоцитов мышей после гипотермии // Бюл. эксперим. биол. 2000. 9: 336-341.
Molodih O.P., Nepomnjashchih L.M., Lushnikova E.L.,
Kalinnikova M.G. Apoptosis: decrease in an aggregate number of population hepatocyts mice after hypothermia //
The bull. of exp. boil. 2000. 9: 336-341.
2. Сакута Г А., Кудрявцев Б.Н. Клеточные механизмы регенерации цирротически измененной печени крыс // Цитология. 2005. 47 (5): 379-387.
Sacuta G.A., Kudryavtsev B.N. Cellular’s regeneration
MECHANISMS OF REGENERATION OF THE LIVER OF RATS AT ALIMENTARY DYSLIPIDEMIA Nataliya Vladimirovna BIVALKEVICH, Yulia Konstantinovna KARAMAN
Vladivostok Branch of the Far Eastern Center of Physiology and Pathology of Respiration SB RAMS - Institute of Medical Climatology and Rehabilitative Treatment
Mechanisms of regeneration of the tissue liver of rats in dynamics of development alimentary dyslipidemia are investigated. It is shown, that depending on time of influence the diet and the damage degree of organ the priority is given by to different ways of regeneration. At steatosis a liver, for 30 days of influence of hyperhigh-calorie diet, preservation of functional abilities of a liver is carried out by the expense of a hypertrophy of hepatocyts. At steatohepatitis, developing in 90 days of experiment, restoration of structurally functional potential of a liver occurs by means of increase polyploydization the nucleusis of hepatocyts. In the conditions of development fibrosis a liver, observed for 180 days of influence on rats hepatogenous loading, realisation of the program of regeneration occurs at the expense of proliferation hepatocyts of less mature forms.
Key words: liver, regeneration, alimentary dyslipidemia
Bivalkevich N.V. - Junior scientist of lab. of biomedicine researches, e-mail: [email protected] Karaman Yu.K. - Cand. Biol. Sci., research worker of lab. of biomedicine researches
mechanisms of cirrhotic rat s liver // Cytology. 2005. 47 (5): 379-387.
3. Буеверова Е.Л., Драпкина О.М., Ивашкин В.Т. Атерогенная дислипидемия и печень // Рос. мед. вести. 2008. 1: 17-23.
Bueverova E.L., Drapkina O.M., Ivashkin V.T. Atherogenous dyslipidemia and liver // The Rus. med. vesti. 2008. 1: 17-23.
4. Fan J. Effect of low-calorie diet on steatohepatitis in rats with obesity and hyperlipidemia // World J. Gastroenterol. 2003. 9(9): 2045-2049.
5. Пирс Э. Гистохимия. М.: Изд-во иностр. литературы, 1962. 967 с.
Pirs А. Gystochemistry. М.: Publishers of the foreign literature, 1962. 967 p.
6. Урываева, И.В. Репликативный потенциал гепа-тоцитов и стволовые клетки печени // Известия АН. Серия биологическая. 2001. 6: 728-737.
Urivaeva I.V. Replications potential of hepatocytes and liver stem cells //News АS. A series biological. 2001. 6: 728-737.
7. Бродский В.Я. , Урываева И.В. Клеточная полиплоидия. Пролиферация и дифференцировка. М.: Наука, 1981. 259 с.
Brodsky V. Ja, Urivaeva I.V. Cellular polyploidy. Proliferation and differentiation. М: The science, 1981. 259 p.
