CC BY
72
УДК 616.36-092.9-06:616.342-018.25
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНДОКРИННЫХ И ТУЧНЫХ КЛЕТОК СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ ПОТОМСТВА САМОК КРЫС С ХРОНИЧЕСКИМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ПОРАЖЕНИЕМ ПЕЧЕНИ
О.Ю. Смекалина, Г.В. Брюхин ЧелГМА, г. Челябинск
Изучено влияние поражения гепатобилиарной системы на морфофункциональные характеристики тучных и эндокринных клеток двенадцатиперстной кишки потомства самок крыс хроническим Б-галактозаминовым поражением печени. Выявлено, что у экспериментальных животных по сравнению с контролем наблюдается увеличение количества эндокринных и тучных клеток, возможно связанное с компенсаторно-приспособительными механизмами, сопровождающееся увеличением популяции темных, слабо дегранулирующих клеток, что может свидетельствовать о нарушении регуляторных процессов данных клеток.
Ключевые слова: хронические заболевания печени, диффузные эндокринные клетки, тучные клетки, пищеварительная система.
В настоящий момент одной из актуальных проблем практической медицины является решение задач по снижению антенатальной и ранней детской заболеваемости и смертности, которые остаются достаточно высокими. Данные показатели напрямую связаны с состоянием здоровья родителей и, в первую очередь, матери. По данным многих исследований, здоровье женщин репродуктивного возраста не является оптимальным. Во многих случаях осложненного течения беременности причина кроется в наличии экстрагенитальной патологии у женщины. Чрезвычайно распространенной патологией в настоящий момент является патология гепатобилиарной системы, в том числе, в связи с обилием инфекционных заболеваний, затрагивающих данную систему. Так, по данным специалистов, носителей вируса гепатита В в мире на сегодняшний день насчитывается более пяти миллионов. Установлено, что дети матерей с хроническими заболеваниями печени рождаются с отставанием в физическом развитии, предрасположенностью к различным инфекционным заболеваниям. Именно поэтому влияние хронических поражений гепатобилиарной системы на течение беременности и здоровье потомства в настоящее время является одной из наиболее актуальных проблем современной медицины.
Экспериментальным путём было доказано, что у потомства лабораторных животных, имеющих поражение гепатобилиарной системы, отмечаются нарушения различных органов и функциональных систем: иммунной системы [2], репродуктивной системы [5, 11], эндокринной системы [3].
Эндокринные клетки желудочно-кишечного тракта выделяют ряд биологически активных ве-
ществ, обладающих широким спектром как местных, так и системных эффектов [15]. Тучные клетки также выполняют разнообразные функции: регулируют проницаемость слизистой оболочки, участвуют в иммунных реакциях, регулируют кровоток в слизистой оболочке, влияют на пролиферацию других клеток. В конечном итоге, эффекты эндокринных и тучных клеток оказывают непосредственное влияние на функциональное состояние органа и здоровье организма в целом [1].
Исходя из вышесказанного, целью настоящего исследования явилось изучение морфофункциональных характеристик диффузных эндокринно-цитов и интестинальных тучных клеток слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки потомства самок крыс с хроническим экспериметальным поражением печени.
Материалы и методы исследования. В эксперименте были использованы белые лабораторные крысы - самки «Вистар» и их потомство на 45-е и 60-е сутки. Для достижения поставленной цели по общепринятой методике [14] моделировалось хроническое поражение печени с помощью Б-галак-тозамина (опытная группа, 37 особей). В качестве контрольной группы было взято потомство от ин-тактных самок (35 крысят). Поражение гепатобилиарной системы экспериментальных животных верифицировали с помощью морфологических, биохимических и иммунологических методов исследования. Возникающие при этом морфологические изменения, согласно данным литературы, в определенной мере подобны таковым при гепатите В [14]. Работа с экспериментальными животными проводилась в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием лабораторных животных».
Таблица 1
Количественная характеристика эндокриноцитов слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки
Показатель 45-й день 60-й день
Контроль Опыт Контроль Опыт
Количество эндокринных клеток на ворсинку 1,69 ±0,23 1,02 ±0,02* 2,00 ± 0,03 1,92 ±0,03
Количество эндокринных клеток на крипту 1,02 ±0,20 1,21+0,10 0,74 ± 0,01 0,81 ± 0,09
Количество эндокринных клеток на 100 эпителиоцитов ворсинки 1,35 ±0,05 1,06 ±0,04* 1,55 ±0,10 2,12 ± 0,08*
Количество эндокринных клеток на 100 эпителиоцитов крипты 2,11 ±0,06 1,95 ±0,03* 1,63 ±0,14 2,21 ±0,13*
Количество эндокринных клеток на 100 эпителиоцитов слизистой оболочки 1,68 ±0,29 1,52 ±0,01 1,59 ±0,12 2,17 ± 0,09*
* - Здесь и в табл. 2-6 результаты статистически достоверны (р < 0,05).
Таблица 2
Субпопуляционный состав по степени гранулярного насыщения эндокриноцитов слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки
Показатель 45-й день 60-й день
Контроль Опыт Контроль Опыт
Количество очень темных эндокриноцитов, % 15,49 ± 1,47 10,84+ 1,73* 12,72 ±0,51 8,32 ± 0,52*
Количество темных эндокриноцитов, % 37,31 ± 1,20 45,75 ± 1,88* 46,93 ± 0,69 54,97 ±1,13*
Количество светлых эндокриноцитов, % 31,11 ±2,26 36,31 ±2,61 29,38 ± 0,53 30,22 ± 1,43
Количество очень светлых эндокриноцитов, % 16,10 ±0,72 7,08 ±0,91* 10,96 ± 0,52 5,72 ± 0,48*
Индекс гранулярного насыщения 1,21 ±0,14 1,26 ±0,09 1,60 ±0,02 1,81 ±0,11*
Был исследован начальный отдел двенадца-. типерстной кишки. Выделенный материал фиксировали в жидкости Буэна для выявления эндокринных клеток и в абсолютном спирте для выявления интестинальных тучных клеток. В серийных гистологических срезах толщиной 5-6 мкм выявляли эндокринные клетки в эпителии слизистой оболочки общепринятой методикой серебрения по Гримелиусу в модификации Никонова с использованием импрегнации азотнокислого серебра [9]. Тучные клетки выявляли окраской эозинатом метиленового синего [8]. Оценивались количественные показатели эндокринных и тучных клеток. Функциональное состояние клеток оценивалось путем определения их субпопудяционного состава с учетом их гранулярного насыщения и уровня дегрануляции по методике Линднера в нашей модификации, вычисления индексов гранулярного насыщения и дегрануляции [7]. Полученные результаты обработаны статистически.
Результаты собственных исследований. В ходе проведения эксперимента были выявлены следующие закономерности.
У 45-дневных животных оказалось пониженным как общее количество эндокринных клеток на элемент рельефа, так и их концентрация среди эпи-телиоцитов, по сравнению с контролем (табл. 1). К 60-му дню данные показатели, напротив, превысили таковые в контроле. Обращает на себя внимание, что наиболее существенное увеличение
числа эндокриноцитов у подопытных крысят выявлено по сравнению с контролем из расчета на 100 эпителиоцитов слизистой оболочки.
У 45-дневных крысят от матерей с хроническим экспериментальным поражением печени наблюдается достоверное повышение количества эндокринных клеток с высокой степенью гранулярного насыщения преимущественно за счет темных эндокриноцитов, а количество очень темных эндокриноцитов снижено по сравнению с контролем (табл. 2). Более чем в два раза снижено количество очень светлых эндокриноцитов. За счет одновременного увеличения числа темных и светлых клеток индекс гранулярного насыщения практически не отличается от контроля.
У животных на 60-й день в эксперименте наблюдалась аналогичная тенденция, но количество темных эндокриноцитов повысилось более выражено, по сравнению с результатами на 45-й день, что отразилось на индексе гранулярного насыщения клеток.
У потомства крыс от матерей с хроническим О-галактозаминовым поражением печени по сравнению с контролем на обоих сроках происходит резкое повышение количества эндокриноцитов с отсутствием дегрануляции и понижение количества клеток с умеренной и выраженной степенью дегрануляции (табл. 3). Эти изменения находятся в соответствии с изменением индекса дегрануляции эндокриноцитов.
Проблемы здравоохранения
При исследовании количественных характеристик интестинальных тучных клеток получены следующие данные (табл. 4).
Как видно из табл. 4, на 45-е сутки у опытных образцов оказалось повышенным количество тучных клеток, преимущественно за счет клеток, находящихся в слизистой оболочке. На 60-е сутки подобная тенденция не столь очевидна - данные очень слабо разнятся с контролем.
При анализе субпопуляционного состава тучных клеток по степени гранулярного насыщения (табл. 5) было выявлено, что у потомства самок с хроническим поражением гепатобилиарной системы на 45-е сутки в двенадцатиперстной кишке значительно повышено количество темных и снижена субпопуляция светлых тучных клеток по сравнению с контролем, что привело к достоверному повышению индекса гранулярного насыщения.
На 60-й день в опыте по сравнению с контролем повысилось не только количество темных, но и количество очень темных мастоцитов и снизилось количество мастоцитов субпопуляций светлых и очень светлых клеток.
Изучение субпопуляционного состава тучных клеток по степени дегрануляции показало (табл. 6), что на 45-й день в опыте достоверно повышается
количество мастоцитов со слабой степенью дегрануляции и уменьшается количество сильно дегранулирующих тучных клеток, по сравнению с контролем, что отразилось и на индексе дегрануляции. На 60-е сутки подобная тенденция уже не носит достоверный характер.
Обсуждение полученных результатов. Тучные клетки впервые описал Р. ЕЬгНсЬ в 1877 году. Это особая функционально лабильная группа клеток, располагающаяся во всех органах и тканях без исключения, влияющая на микроциркуляцию, трофику тканей и функций клеток микрорайона. В настоящее время четко установленным является наличие двух сублиний тучных клеток: 1) тучные клетки слизистой оболочки кишечника (атипичные, интестинальные) и 2) типичные тучные клетки («соединительнотканные тучные клетки») [13]. Мастоциты рассматриваются как регуляторы тканевого гомеостаза малого радиуса действия [10]. Эти функции реализуются благодаря продукции ими ряда биологически активных веществ, таких как гепарин, гистамин, эозинофильный хемотак-сический фактор анафилаксии, медленно реагирующая субстанция анафилаксии, простагланди-ны, фактор, активирующий тромбоциты, нейтро-фильный хемотаксический фактор анафилаксии [4].
Субпопуляционный состав по степени дегрануляции эндокриноцитов слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки
Таблица 3
Показатель 45-й день 60-й день
Контроль Опыт Контроль Опыт
Количество эндокриноцитов с отсутствием дегрануляции, % 41,31 ±2,12 52,82 ± 1,83* 40,36 ± 1,21 54,32 ± 1,15*
Количество эндокриноцитов со слабой степенью дегрануляции, % 29,12 ±2,37 29,72 ±2,12 24,12 ± 0,93 26,05 ± 0,48
Количество умеренно дегранулирующих эндокриноцитов, % 15,91 ±2,13 8,96 ± 0,28* 16,22 ± 0,87 8,41 ±0,51*
Количество сильно дегранулирующих эндокриноцитов, % 13,09 ±0,11 8,49 ±0,81* 19,30 ±0,65 10,87 ± 0,59*
Индекс дегрануляции 1,002 ±0,08 0,73 ± 0,02* о о" +! гН 0,79 ± 0,02*
Количественная характеристика тучных клеток двенадцатиперстной кишки
Таблица 4
Показатель 45-й день 60-й день
Контроль Опыт Контроль Опыт
Количество тучных клеток в слизистой оболочке на ворсинку 0,83 ± 0,05 1,02 ± 0,02* 1,23 ±0,03 1,26 ±0,04
Количество тучных клеток в слизистой оболочке на крипту 0,39 ± 0,04 0,48 ± 0,03* 0,48 ± 0,07 0,52 ± 0,06
Количество тучных клеток в подслизистой оболочке на ворсинку 0,40 ± 0,06 0,42 ± 0,03 0,56 ± 0,03 0,64 ± 0,07
Количество тучных клеток в подслизистой оболочке на крипту 0,19 ±0,02 0,23 ± 0,01 0,28 ± 0,02 0,35 ± 0,06
Суммарное количество тучных клеток на ворсинку 1,54 ±0,03 2,03 ± 0,02* 1,93 ±0,05 2,06 ± 0,06
Суммарное количество тучных клеток на крипту 0,69 ± 0,02 1,32 ±0,05* 0,89 ± 0,06 1,12 ±0,08
Таблица 5
Субпопуляционный состав по степени гранулярного насыщения тучных клеток двенадцатиперстной кишки
Показатель 45-й день 60-й день
Контроль Опыт Контроль Опыт
Количество очень темных тучных клеток, % 49,31 ±0,37 47,28 ± 0,96 40,14 ± 1,39 46,02 ± 2,04*
Количество темных тучных клеток, % 29,23 ±1,01 32,96 ± 0,73* 29,82 ± 1,28 35,89 ± 1,48*
Количество светлых тучных клеток, % 15,85 ± 1,22 13,07 ± 0,78* 22,08 ± 0,83 15,23 ± 0,78*
Количество очень светлых тучных клеток, % 5,23 ± 1,03 6,05 ± 0,63 8,06 ± 0,37 2,78 ± 0,63*
Индекс гранулярного насыщения 1,86 ±0,21 2,52 ±0,19* 1,36 ±0,04 2,36 ± 0,10*
Таблица 6
Субпопуляционный состав по степени дегрануляции тучных клеток двенадцатиперстной кишки
Показатель 45-й день 60-й день
Контроль Опыт Контроль Опыт
Количество тучных клеток с отсутствием дегрануляции, % 37,81 ± 1,75 39,47 ± 1,01 36,21 ± 1,62 35,41 ± 1,56
Количество тучных клеток со слабой степенью дегрануляции, % 35,32 ± 1,72 40,18 ± 0,65* 30,44 ± 1,29 33,21 ± 1,32
Количество умеренно дегранулирующих тучных клеток, % 18,19 ±0,98 17,48 ± 1,56 23,12 ± 0,87 22,76 ± 1,59
Количество сильно дегранулирующих тучных клеток, % 8,70 ± 0,93 2,26 ±0,19* 10,21 ± 0,63 8,65 ± 0,59
Индекс дегрануляции 0,98 ± 0,05 0,82 ± 0,02* 1,073 ±0,02 1,046 ±0,02
Из тучных клеток при дегрануляции выделяются также лизосомальные протеолитические ферменты, стимулирующие коллагеназную активность, способствующие образованию и разрушению бра-дикинина. В свою очередь, стимуляторами дегрануляции тучных клеток являются многочисленные иммунные и неиммунные факторы, как эндогенной, так и экзогенной природы. К неиммунным эндогенным факторам, в частности, относятся такие, как анафилатоксины, гормоны (гастрин, сома-тостатин, эстрогены), нейропептиды (нейротензин, вещество Р, вазоактивный интестинальный пептид), цитокины. Значительная часть этих стимуляторов выделяется эндокринными клетками диффузной эндокринной системы [6], расположенными в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, при этом основная масса эндокриноцитов, по данным литературы, сосредоточена в двенадцатиперстной кишке. Данные клетки выделяют биологически активные вещества, оказывающие как паракринное, так и системное действие [12]. Таким образом, секреторная активность тучных клеток, в том числе, зависит и от функционирования гормонпродуцирующих клеток слизистой оболочки пищеварительного тракта.
Известно, что при патологии печени матери нарушается внутриутробное развитие. При этом плоды развиваются в условиях стрессового воздействия, обусловленного поступлением из крови матери в кровь плода, в силу нарушения функции печени, токсических метаболитов, усилением развития оксидативного стресса, формированием аутоиммунного компонента, нарушением взаиморе-
гулирующих влияний со стороны различных органов и систем. В нашем эксперименте наблюдалось увеличение количества эндокринных клеток на 60-й день, что коррелировало с повышением в опытной группе количества тучных клеток, по сравнению с контролем. Данную реакцию можно рассматривать как компенсаторно приспособительную, направленную на поддержание гомеостаза. Факт снижения на 45-е сутки количества эндокринных клеток в опыте, с нашей точки зрения, можно объяснить срывом адаптации, учитывая, что данный срок развития у крыс характеризуется началом полового созревания, что сопровождается бурным гормональным всплеском в организме и истощением приспособительных механизмов.
При анализе морфологических критериев, характеризующих функциональные характеристики клеток, было выявлено, что как у эндокриноцитов, так и тучных клеток возникает выраженный дисбаланс между процессами синтеза и выведения биологически активных веществ, что выражается в увеличении количества клеток с высокой степенью гранулярного насыщения и низким уровнем дегрануляции. То есть в данном случае можно предположить нарушение процессов как ауторегуляции клеток, так и регуляции деятельности тучных клеток биологически активными веществами, выделяемыми в норме эндокриноцитами. Выраженность данного процесса именно на 45-й день, по сравнению с 60-м, на наш взгляд, опять же связана с особым гормональным статусом в период полового созревания особей.
Таким образом, полученные данные позволя-
Проблемы здравоохранения
ют сделать заключение, что у самок крыс с хроническим экспериментальным поражением печени рождается потомство с нарушением функционирования различных регуляторных систем организма, в частности, эндокриноцитов и тучных клеток двенадцатиперстной кишки.
Литература
1. Абрамов, В.В. Интеграция иммунной и нервной систем / В.В. Абрамов. — Новосибирск: Наука, 1991. -166 с.
2. Брюхин, Г.В. Влияние хронических холе-статических поражений печени матери на потомство в условиях эксперимента / Г.В. Брюхин // Морфология. —1994. —№ 2. — С. 18—21.
3. Брюхин, Г.В. Морфофункциональная характеристика щитовидной железы потомства самок крыс с хроническим экспериментальным поражением печени различной этиологии / Г.В. Брюхин, О.В. Николина, С.В. Барышева // Морфология. — 2005. - Т. 128. -N2 5.- С. 56-59.
4. Быков, В.Л. Секреторные механизмы и секреторные продукты тучных клеток / В.Л. Быков // Морфология. - 1999. - Т. 115. - №2. -С. 64-72.
5. Вторушина, Е.В. Особенности становления фолликулогенеза в яичниках у потомства матерей с хроническим поражением гепатобилиар-ной системы в условиях эксперимента / Е.В. Вторушина, Г.В. Брюхин // Проблемы репродукции. -2005. - № 2. - С. 23-26.
6. Корнева, Е.А. Гормоны и иммунная система / Е.А. Корнева, Э.К. Шхинек. — Л.: Наука, 1988.-251 с.
7. Морфометрический анализ популяции тучных клеток/Д.П. Линднер, И.А. Поберий, М.Я. Роз-кин, B.C. Ефимов // Архив патологии. - 1980. -Т. 42.-№6. -С. 60-64.
8. Роскин, Г.И. Микроскопическая техника / Г.И. Роскин, Л.В. Левинсон. — М.: Советская наука, 1957. - 467 с.
9. Саркисов, Д.С. Микроскопическая техника / Д. С. Саркисов, М.П. Перова. — М: Медицина, 1991. -563 с.
10. Северин, С.Е. Проблемы избирательной регуляции клеточной активности — от фундаментальных основ к практическим результатам / С.Е. Северин, В.Ю. Катуков, Е.Л. Муйжнек // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. -1998. -Ns 1.-С. 6-15.
11. Сизоненко, М.Л. Становление генеративной функции семенников потомства самок крыс с хроническим поражением печени /М.Л. Сизоненко, Г.В. Брюхин // Проблемы репродукции. - 2009. -№ 1. - С. 16-19.
12. Уголев, А.М. Энтериновая (кишечная гормональная) система / А.М. Уголев. — Л.: Наука, 1978. - 315 с.
13. Galli, SJ. The two faces of mast cell /
S.J. Galli, B.K. Wershtt//Nature381,1996.-P. 21-22.
14. Mieke Joker, A. Immunopathology of Acute Galactosamine Hepatitis in Rats / A. Mieke Joker et al. //Hepatology, 1990. - Vol. 11.-Ns 4.- P. 622-627.
15. Mitschke, H. Funtionelle Pathomorphologie des gastrointestinalen endokrinen Zellsystems. Physi-ologie, Cytochemie, und Ultrastruktur/H. Mitschke// Verdffentlichungen Aus Der Pathologie, 1977. — Vol. 104. -P. 1-23.
Поступила в редакцию 20 октября 2010 г.
