CC BY
26
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 3 - P. 131-136
УДК: 591.466:616-003.725 Б01: 10.24411/1609-2163-2018-16124
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОАМИНОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИОМЕТРИЯ КРЫС В ПРОЦЕССЕ БЕРЕМЕННОСТИ И ПОСЛЕРОДОВОГО ПЕРИОДА
С.В. ДИНДЯЕВ, Ф.А. РОМАШИН, Д.В. КАСАТКИН
ФГБОУВО ИвГМА Минздрава России, Шереметевский просп., д. 8, Иваново, Ивановская обл., 153012, Россия,
e-mail: [email protected]
Аннотация. При помощи флуоресцентно-гистохимических и цитоспектрофотометрических методов исследования изучены основные биоаминпозитивные структуры миометрия матки крыс в процессе беременности и послеродового периода: симпатические периваскулярные сплетения, тучные клетки, гладкие миоциты. В указанных структурах микроспектрофлуориметрически дифференцированы катехоламины и серотонин, содержания которых в точках зондирования характеризуются высокой степенью линейной корреляции во все сроки исследования. Динамика количества серото-нина и катехоламинов в структурных элементах нервных волокон в течение беременности носит выраженный характер. Наибольшее содержание биоаминов в нервных волокнах наблюдается в 1-4-е сутки беременности. Минимум этих показателей отмечается на 15-16-е сутки. В послеродовом периоде, начиная с 3-х суток, в миометрии регистрируются единичные нервные волокна, с последующим достоверным увеличением содержания в них серотонина и катехоламинов. В тучных клетках и макрофагах дифференцированы гистамин, серотонин и катехоламины, установлена динамика их содержания в разные сроки беременности и послеродового периода. Выявлен спектр корреляционных связей между изменениями оценочных параметров биоаминпозитивных структур. Делается предположение об активном участии биогенных аминов в регуляции морфофункционального состояния миометрия шейки матки в течение беременности и послеродового периода.
Ключевые слова: симпатические нервные волокна, тучные клетки, гладкие миоциты, биогенные амины, матка крыс, миометрий, беременность, послеродовый период.
Актуальность. В процессе беременности и послеродовом периоде матка, как ни один другой орган, претерпевает значительные морфологические и физиологические изменения. Адекватное протекание этих важных процессов обеспечивает многоуровневая система регуляции нейроморфологического профиля, которая регулирует функциональную и регенеративную активность тканевых компонентов органа через влияние на рецепторно-циклазные системы, где в качестве посредников и модуляторов выступают биогенные амины, в том числе гис-тамин, серотонин, катехоламины [1,2,4,6]. Примером масштабных преобразований в органе может служить миометрий [3,5], в котором во время беременности происходит гипертрофия и гиперплазия гладких миоцитов. Процесс структурной инволюции матки в послеродовом периоде сопровождается возвращением морфологических параметров к исходным величинам. Увеличение объемных показателей мио-цитов свидетельствует о функциональной зрелости контрактильной системы, необходимой для обеспечения процесса родов, а в период
послеродовой инволюции происходит возрастание доли малых миоцитов и усиление про-лиферативного потенциала во всех отделах матки [3]. Данный механизм имеет компенсаторно-приспособительный характер, направленный на поддержание гомеостаза биологических структур, где постоянство содержания биоаминов является неотъемлемым условием [2]. В настоящее время изучены биоаминпози-тивные структуры миометрия в течение полового цикла [1]. В то же время отсутствуют данные об их локализации, пространственной кооперации и динамики биоаминовой насыщенности в течение беременности и послеродового периода.
Цель исследования - провести структурно-функциональный анализ биоаминового обеспечения миометрия матки крыс в динамике физиологической беременности и послеродового периода.
Материалы и методы исследования. Работа выполнена в осенне-зимний период на 108 беспородных самках крыс репродуктивного возраста стандартной массы, распределенных
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 3 - P. 131-136
по разным срокам беременности (1, 4, 6, 7, 9, 10, 15, 16, 20, 21 день) и послеродового периода (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 день). Животные содержались в стандартных условиях вивария. Все манипуляции с экспериментальными животными производили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ Минвуза от 13.11.1984 г № 724), экспериментальные исследования проводились в соответствии с «Руководством по содержанию и использованию лабораторных животных» (1996). Умерщвление проводилось путём дислокации шейных позвонков.
Материал исследования: криостатные нефиксированные срезы шейки матки.
Методы исследования: параформальдегид-ный метод Фалька-Хилларпа в модификации Е.М. Крохиной для выявления катехоламинов и серотонина в клеточных элементах [1], флуоресцентно-гистохимический метод А. Бъерклунда в модификации В.Н. Швалёва и Н.И. Жучковой для выявления симпатических нервных волокон [8], флуоресцентно-гистохимический метод Кросса-Эвана-Роста с использованием ортофта-левого альдегида (фирма «MERCK-Schuchardt») для дифференцировки гистамина [9]. Препараты изучались при помощи люминесцентного микроскопа ЛЮМАМ-И3 с фотометрической установкой ФМЭЛ-1А. Микроспектрофлуориметри-ческие эквиваленты содержания гистамина, серотонина и катехоламинов определялись в условных единицах регистрирующего прибора. C целью исключения аутофлуоресценции исследовались препараты, не обработанные реагентом.
Статистический анализ проводился в электронных таблицах Excel, достоверность различия показателей оценивали по критерию Стьюдента. Для выявления и анализа сопряжений изменений оценочных параметров использовался метод рангового корреляционного анализа Спирмэна, критический уровень значимости при проверке статистических гипотез был равным 0,05.
Результаты и их обсуждение. В крио-статных срезах матки крыс, обработанных по методу Фалька-Хилларпа, миометрий дифференцируется по характерному темно-зеленому спектру свечения. В его гладких миоцитах мик-роспектрофлуориметрически регистрируются катехоламины и серотонин. Достоверные колебания уровня данных биоаминов отмечаются как в процессе беременности, так и в послеро-
довом периоде. Во время беременности максимальные значения установлены на 7-е и 15-е сутки, минимальные - на 9-е. В послеродовом периоде достоверное повышение содержания катехоламинов и серотонина выявлено на 1-е и 7-е сутки, снижение - на 4-5-е сутки (р<0,05) (рис. 1).
Рис. 1. Динамика содержания биоаминов в гладких миоцитах миометрия шейки матки в течение беременности и послеродового периода. По оси ординат - среднее значение показателя, по оси абсцисс - дни беременности и послеродового периода, * - достоверность отличий данного оценочного параметра.
Гистамин ■
катехоламины —; серотонин
Миоциты, обработанные по методу Кросса-Эвена-Роста, с целью выявления гистамина, обладали интенсивной зеленовато-желтой флуоресценцией. Содержание этого биоамина характеризуется динамикой, аналогичной се-ротонину и катехоламину (рис. 1).
Тучные клетки миометрия обладают яркой желтовато-зеленой флуоресценцией, в ряде случаев в них различимы отдельные гранулы, содержащие исследуемые амины (рис. 2).
Рис. 2. Тучные клетки миометрия шейки матки. Беременность, 3 сутки. Метод Кросса-Эвана-Роста.
Микроскоп ЛЮМАМ И3, об. 90 имм., гомаль 3; ЦФК «Cannon»
Динамика изменений уровня биоаминов носит колебательный, сопряженный во времени характер, с максимальным повышением их цифровых показателей в период беременности
на 7-е и 20-е сутки, в послеродовом периоде -на 1-е и 7-е сутки (p<0,05) (рис. 3).
1 6 9 IS 20 coat* i 4 в в
Рис. 3. Динамика содержания биоаминов в тучных клетках миометрия шейки матки в течение беременности и послеродового периода. По оси ординат - среднее значение показателя, по оси абсцисс - дни беременности и послеродового периода, * - достоверность отличий данного оценочного параметра.
Гистамин.......; катехоламины —; серотонин _ _ _
В течение беременности и послеродового периода наблюдается высокая степень тесноты положительной линейной корреляции между количеством серотонина и катехоламинов по точкам зондирования, как в тучных клетках, так и в гладких миоцитах (г=0,89-0,94). Определена высокая степень хроносопряжения изменений уровня одноименных биоаминов в мио-цитах и тучных клетках (#=0,731-0,84). Сравнивая изменения содержания биоаминов в тучных клетках и плотности их пространственного распределения в процессе беременности и в послеродовом периоде, можно отметить достоверно высокую или близкую к ней положительную сопряженность динамики указанных параметров (#=0,71-0,863). Высокий уровень хро-носопряжения изменений оценочных параметров биоаминового статуса тучных клеток и миоцитов миометрия указывает на то, что данные структуры влияют на интенсивность обмена серотонина, катехоламинов и гистамина в эффекторных элементах, определяя уровень гомеостаза, как в процессе беременности, так и послеродовом периоде.
Большинство нервных волокон миометрия входит в состав периваскулярных сплетений (ПВС), флуоресцирующих изумрудно-зеленым цветом (рис. 4). От ПВС отходят отдельные терминали. По ходу нервных волокон прослеживаются их основные структурные элементы: яркосветящиеся расширения («варикозы») и более тонкие, с меньшей степенью флуоресценции межварикозные участки («межварико-зы»). Микроспектрофлуориметрически в
нервных волокнах идентифицированы катехоламины и серотонин.
Рис. 4. Периваскулярные нервные сплетения миометрия шейки матки. Беременность, 1-е сутки. Метод Фалька-Хилларпа. Микроскоп ЛЮМАМ И3, об. 90 имм., гомаль 3; ЦФК «Cannon»
\
ч A
ч \ у / /
\ v* / У
1 6 9 15 20 |Н>ды 2 6 в 10
Рис. 5. Динамика содержания серотонина и катехо-ламинов в варикозных расширениях нервных волокон в составе периваскулярных нервных сплетений миометрия шейки матки в течение беременности и послеродового периода. По оси ординат - среднее значение показателя, по оси абсцисс - дни беременности и послеродового периода, * - достоверность отличий данного оценочного параметра. Катехоламины —; серотонин _ _ _
В процессе беременности параметры пространственной архитектоники симпатических нервных волокон матки претерпевают изменения. Плотность пространственного распределения одиночных нервных волокон максимальна с 1-х по 7-е сутки беременности, наименьшие - на 16-е сутки. Параметры пространственной организации ПВС с 4-х суток беременности уменьшаются вплоть до 16-х суток, после чего исчезает видимая флуоресценция нервных волокон. Значительные изменения в течение беременности претерпевает содержание катехоламинов и серотонина в структурных элементах нервных волокон миометрия матки (рис. 5).
Концентрация катехоламинов и серотони-на в варикозных расширениях и межварикозных участках нервных волокон ПВС макси-
мальна на 1-4-е сутки беременности, в дальнейшем происходит постепенное снижение их концентрации до 16-х суток, то есть до времени исчезновения флуоресценции нервных волокон. В послеродовом периоде прослеживается обратная динамика; начиная с 3 суток, в миометрии регистрируются единичные нервные волокна, с последующим появлением в них варикозных расширений и достоверным увеличением содержания серотонина и (p<0,05).
Ранговый корреляционный анализ выявляет взаимосвязь изменений параметров пространственной организации симпатического нервного аппарата миометрия (пространственной плотности волокон в составе сплетений и терминалей, удельной плотности ПВС) и содержания в структурных элементах нервных волокон биоаминов. Наиболее высокая такая сопряженность характерна для терминалей (#=0,837-0,914) и варикозных расширений волокон ПВС (#=0,781-0,914).
Данные корреляционного анализа в очередной раз демонстрируют антагонизм катехо-ламинов и серотонина во влиянии на рецеп-торно-циклазные клеточные системы, указывая на сбалансированность их метаболизма, определяя функциональную активность рабочих структур во время беременности и в послеродовом периоде. Обращает на себя внимание факт снижения биоаминовой насыщенности, а затем и исчезновения структур нервных волокон к концу беременности и появление, с восстановлением исследуемых параметров до исходных значений, в послеродовом периоде. Мы, с рядом других авторов [5] считаем, что данное явление есть не что иное, как физиологическая десимпатизация, по всей видимости, необходимая для обеспечения покоя органа в последние сроки беременности, и, возможно, для создания местной автономной регуляции в процессе будущей родовой деятельности. Важным является факт достоверного увеличения с 15-х суток беременности плотности пространственного распределения в миометрии тучных клеток. По всей видимости, тучные клетки по мере снижения, а затем и исчезновения флуоресценции симпатических нервных волокон частично берут на себя их роль в обеспечении рабочих структур этой оболочки катехолами-
нами и серотонином. Наше предположение косвенно подтверждается В.Н. Швалевым, считающего тучные клетки «участниками состояния нервно-трофических влияний на ткани организма» [7, С. 689].
Заключение. Сравнение уровней хроно-сопряжения изменений параметров оценки насыщенности биоаминами исследуемых структур миометрия матки демонстрирует достоверно высокую взаимосвязь колебаний содержания исследуемых биоаминов по дням беременности и послеродового периода. Установлено достоверное снижение, а в дальнейшем и полное исчезновение как биоаминовой насыщенности, так и самих нервных волокон к концу беременности.
Установленная динамика содержания и количественных взаимоотношений исследуемых моноаминов в структурных элементах симпатических нервных волокон матки позволяет предположить наличие сопряженного участия серотонина и катехоламинов в регуляции функциональной активности миометрия матки во время беременности и в послеродовом периоде.
По результатам рангового корреляционного анализа отмечается положительная корреляционная связь изменений уровня исследуемых биоаминов в клеточных элементах мио-метрия и нервных волокнах в составе перива-скулярных сплетений, наблюдаемая в процессах беременности и послеродового восстановления. Сохранение этой закономерности после родов указывает на единство рабочих компонентов в системе внутриорганного биоамино-вого обеспечения матки.
Данные о динамике в ходе беременности и послеродового периода конкурентных отношений биоаминов, характере взаимодействия более древних и более молодых в филогенетическом отношении интраорганных элементов биоаминового обеспечения рабочих структур подтверждают полученные нами ранее сведения [1] о рабочей кооперации внутриорганных элементов, обеспечивающих оптимальный режим обмена гистамина, серотонина и катехо-ламинов в соответствии с функциональным состоянием матки.
MORPHOFUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF BIOAMIC PROVIDING OF RATS' MYOMETRY DURING PREGNANCY AND THE POSTPARTUM PERIOD
S.V. DINDYAEV, F.A. ROMASHIN, D.V. KASATKIN
Ivanovo State Medical Academy the Ministry of health of Russia, Sheremetyevo Av., 8, Ivanovo, Ivanovo region, 153012, Russia, e-mail: [email protected]
Abstract. Using fluorescence-histochemical and cytospectrophotometric research methods the basic structure of rats' myometrium of the uterus during pregnancy and the postpartum period were studied: sympathetic perivascular plexus, mast cells and smooth myocytes. In these structures, the catecholamines and serotonin were microspectrofluorometrically differentiated, their content at the sensing points were characterized by a high degree of linear correlation at all times of the study. The dynamics of the amount of serotonin and catecholamines in the structural elements of nerve fibers during pregnancy was pronounced. The highest content of bioamines in nerve fibers was observed on the 1-4-th day of pregnancy, the minimum of these indicators being observed on the 15th-16th day. In the postpartum period, starting from 3 days, single nerve fibers were registered in the myometry, followed by a significant increase in the content of serotonin and catecholamines in them. Histamine, serotonin and catecholamines were differentiated in mast cells and macrophages, and the dynamics of their content in different periods of pregnancy and the postpartum period was established. The spectrum revealed correlations between changes in evaluation parameters of bioamin-positive structures. The assumption was made on the active participation of biogenic amines in the regulation of the morphofunctional state of the cervical myometrium during pregnancy and the postpartum period.
Key words: sympathetic nerve fibers, mast cells, smooth myocytes, biogenic amines, rats' uterus, myometrium, pregnancy, postpartum period.
Литература
References
1. Диндяев С.В., Виноградов С.Ю. Морфофунк-циональные аспекты обмена биогенных аминов в миометрии матки крыс в процессе полового цикла // Вестник Ивановской медицинской академии. 2007. Т. 12, № 1-2. С. 19-25.
1. Dindyaev SV, Vinogradov SYU. Morfofunkcion-al'nye aspekty obmena biogennyh aminov v miome-trii matki krys v processe polovogo cikla [Morphological and functional aspects of exchange of biogenic amines in the myometrium of the uterus of rats during the sexual cycle]. Vestnik Ivanovskoj medicinskoj akademii. 2007;12(1-2):19-25. Russian.
2. Диндяев С.В. Внутри- и внеорганные структуры в системе биоаминового обеспечения матки // Сборник научных трудов 8"ШогЫ. Материалы международной научно-практической конференции "Современные направления теоретических и прикладных исследований 2012". Одесса: КУПРИЕНКО, 2012. С. 74-84.
2. Dindyaev SV. Vnutri- i vneorgannye struktu-ry v sisteme bioaminovogo obespecheniya matki. Sbornik nauchnyh trudov SWorld. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Sovremennye napravleniya teoreticheskih i prikladnyh issledovanij 2012" [Intra - and unorganize structure in the system boninovo ensure the the uterus. Collection of scientific papers SWorld. Materials of the international scientific-practical conference " Modern directions of theoretical and applied research 2012"]. Odessa: KUPRIENKO; 2012. Russian.
3. Долгих О.В., Агафонов Ю.В., Зашихин А.Л. Структурные преобразования миометрия крыс в различные физиологические периоды // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Медико-биологические науки.
3. Dolgih OV, Agafonov YUV, Zashihin AL. Struk-turnye preobrazovaniya miometriya krys v razlichnye fiziologicheskie periody [Structural transformation of the myometrium of rats in different physiological periods]. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) feder-al'nogo universiteta. Seriya: Mediko-biologicheskie nauki. 2013;1:30-5. Russian.
2013. № 1. С. 30-35.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2018 - V. 25, № 3 - P. 131-136
4. Лычкова А.Э. Серотонинергическая регуляция эндокринной и мочеполовой систем. М.: Изд-во РАМН, 2014. 467 с.
5. Ушакова Г.А., Петрич Л.Н. Современные представления о механизмах развития родовой деятельности. Обзор // Мать и Дитя в Кузбассе. 2016. № 2 (65). С. 4-10.
4. Lychkova AEH. Serotoninergicheskaya regulya-ciya ehndokrinnoj i mochepolovoj sistem [Serotonergic regulation of endocrine and urogenital systems]. Moscow: Izd-vo RAMN; 2014. Russian.
5. Ushakova GA, Petrich LN. Sovremennye pred-stavleniya o mekhanizmah razvitiya rodovoj deyatel'nosti. Obzor [Modern ideas about the me-chan-isms of development of labor. Review]. Mat' i Ditya v Kuzbasse. 2016;2(65):4-10. Russian.
6. Хадарцев А.А., Морозов В.Н., Хрупачев А.Г., Карасева Ю.В., Морозова В.И. Депрессия антистрессовых механизмов как основа развития патологического процесса // Фундаментальные исследования. 2012. № 4 (часть 2). С. 371-375.
6. KHadarcev AA, Morozov VN, KHrupachev AG, Karaseva YUV, Morozova VI. Depressiya antistresso-vykh mekhanizmov kak osnova razvitiya patologi-cheskogo processa [Depression of anti-stress mechanisms as a basis of development of pathological process]. Fundamental'nye issledovaniya. 2012;4(chast' 2):371-5. Russian.
7. Швалев В.Н. Развитие морфоклинических представлений о нейротканевых связях: роль тучных клеток в нервной трофике // Казанский медицинский журнал. 2010. Т. 91, № 5. С. 687-689.
8. Швалев В.Н., Жучкова Н.И. Улучшение гистохимического выявления адренергических нервных элементов в растворе глиоксиловой кислоты при посредстве диметилсульфоксида (ДМСО) // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1987. Т. ХС111, Вып. 10. С. 91-92.
9. Cross S.W.D., Ewen S.W.B., Rost F.W.D. A study of the methods available for the cytochemical localisation of histamine by fluorescence induced with o-phthalaldehyde or acetaldehyde // Histochem. J. 1971. Vol. 3. P. 471-476.
7. SHvalev VN. Razvitie morfoklinicheskikh preds-tavlenij o nejrotkanevykh svyazyakh: rol' tuchnykh kletok v nervnoj trofike [Development of morphological concepts of neurotic connections: the role of mast cells in the nervous trophism]. Kazanskij medicinskij zhurnal. 2010;91(5):687-9. Russian.
8. SHvalev VN, ZHuchkova NI. Uluchshenie gistok-hi-micheskogo vyyavleniya adrenergicheskikh nerv-nykh ehlementov v rastvore glioksilovoj kisloty pri posredstve dimetilsul'foksida (DMSO) [Improvement of histochemical detection of adrenergic nerve elements in a solution of glyoxyl acid by means of dime-thylsulfoxide (DMSO)]. Arkhiv anatomii, gistologii i ehmbriologii. 1987;XCIII(10):91-2. Russian.
9. Cross SWD, Ewen SWB, Rost FWD. A study of the methods available for the cytochemical localisation of histamine by fluorescence induced with o-phthalaldehyde or acetaldehyde. Histochem. J. 1971;3:471-6.
