CC BY
32
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 62-66
УДК: 611.451.001.6+57.008.5 D01:10.12737/21750
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НАДПОЧЕЧНИКОВ КРЫС В ОТДАЛЕННЫЕ СРОКИ ПОСЛЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ФРАКЦИОНИРОВАННОГО
у-ОБЛУЧЕНИЯ
Ю.Б. ЧЕРКАСОВА, С.Н. ЗОЛОТАРЕВА,А.А. ЖЕМЧУЖНИКОВА
ГБОУ ВПО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н.Бурденко» Министерства здравоохранения России, Ул. Студенческая д.10, г. Воронеж, 394036, Россия, тел.: (4732) 53-02-93,
e-mail: [email protected]
Аннотация. Важным в оценке возможных радиобиологических эффектов представляется исследование нейроэндокринной системы, в первую очередь ее гипоталамо-гипофизарно-адреналового звена, играющего ключевую роль в поддержании гомеостаза и осуществлении адаптации к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Динамика адаптивных биоэффектов сопряжена с вариабельной реакцией адреналового синтеза кортикостероидов и катехоламинов. Экспериментальная модель исследования представлена половозрелыми белыми лабораторными крысами-самцами возрастного интервала от четырех до 28 месяцев, испытавшими фракционированное (пятикратное) у-облучение с суммарной поглощенной дозой 5 мЗв при мощности 50 сГр/ч. Сроки пострадиационного наблюдения составили 12, 18 и 24 месяца. Спустя 12 месяцев после воздействия, по отношению к показателям контроля, площадь мозгового вещества достоверно увеличивалась за счет уменьшения площади коркового, на фоне синхронного снижения светооптической плотности липидов и площади пучковой зоны коры. С последующим отдалением пострадиационного периода отмечалась противоположная реакция надпочечника - соотношение его морфофункциональных структур изменялось в пользу коры, с максимальной ее площадью спустя 18 месяцев после у-облучения, а светооптическая плотность липидов и площадь пучковой зоны увеличивалась. Таким образом, низкоинтенсивное фракционированное у-облучениеусиливаетгормонопоэз пучковой зоны коры надпочечника для обеспечения отдаленного адаптационного синдрома, за исключением пострадиационного срока 12 месяцев, когда ресурсы адаптации не были реализованы.
Ключевые слова:низкоинтенсивное фракционированное у-облучение, надпочечник, отдаленные эффекты.
MORPHO-FUCTIONAL STATE OF RATS ADRENAL GLANDS IN THE REMOTE TERMS AFTER THE LOW-INTENSIVE FRACTIONED y-RADIATIONS
Y.B. CHERKASOVA, S.N. ZOLOTAREVA, A.A. ZHEMCHUZHNIKOVA
Voronezh State N.N. Burdenko Medical University, Studentcheskya str., 10, Voronezh, 394036, Russia, phone: (4732) 53-02-93, e-mail: [email protected]
Abstract. To assess the potential radiobiological effects, the study of the neuro-endocrine system is important, including the hypothalamic-pituitary-adrenal level, which plays a key role in maintaining homeostasis and implementation of adaptation to constantly changing environmental conditions. Dynamics of adaptive bioeffects is accompanied by variable reaction of corticosteroids and catecholamines adrenal synthesis. The experimental model of research is presented by white laboratory rats males of an age interval from 4 to 28 months, after fractioned y- radiations in doses 5 mZv and power 50 sGr/h. Terms of postradiation supervision have made 12, 18 and 24 months. 12 months later after influence, in relation to control indicators, the area of brain substance authentically increased due to reduction of the area cortical, against synchronous decrease in light-optical density of lipids and the area cortex zone 62 asciculate. With the subsequent distance of the post-radiation period opposite adrenal gland reaction was noted - the ratio his mor-pho-functional of structures changed in favor of cortex, with its maximum area 18 months later after y-radiation, and the lightoptical density of lipids and the area cortex zona 62asciculate increased. Thus, the
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2016 - V. 23, № 3 - P. 62-66
low-intensive fractioned y-radiation strengthens adrenal gland cortex zone 63asciculate hormone genesis for providing the remote adaptation syndrome, except for the post-radiation term of 12 months when resources of adaptation haven't been realized.
Key words: low-intensive fractioned y-radiation, adrenal gland, remote effects.
Представления о биоэффектах у-облучения на живые организмы в последние годы существенно изменились. В отличие от больших доз, которые вызывают острые клинические нарушения и могут приводить к быстрому летальному исходу, облучение низкой интенсивности способно модифицировать клеточные и тканевые процессы, что в конечном итоге приводит к изменению многих жизненно важных функций и снижению качества жизни. Несмотря на многочисленные исследования, до настоящего времени не описаны точные и однозначные сведения о механизмах, закономерностях и прогнозах биоэффектов у-облучения в малых дозах на различные системы организма [2,4,5,10-13].
Важным в оценке возможных радиобиологических эффектов представляется исследование нейроэндокринной системы, в первую очередь ее гипоталамо-гипофизарно-адреналового звена, играющего ключевую роль в поддержании гомеостазаи осуществлении адаптации к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Динамика адаптивных биоэффектов сопряжена с вариабельной реакцией адреналового синтеза кортикостероидов и кате-холаминов [1,3,4,6,8-10].
Исследование морфологических изменений в надпочечниках посленизкоинтенсивного у-облученияпозволит оценитьих структурные и функциональные изменения, а также адаптивные резервные возможности, что определит-профилактическую направленность мероприятий радиационно-индуцированных изменений [7,9,10,12].
Цель исследования - изучить морфо-функциональное состояние надпочечников белых половозрелых лабораторных крыс-самцов в отдаленные сроки после низкоинтенсивного фракционированного у-облучения.
Материалы и методы исследования. Экспериментальная модель исследования представлена половозрелыми белыми лабораторными крысами-самцами возрастного интервала от четырех до 28 месяцев, испытавшими фракционированное (пятикратное) у-облучение с суммарной поглощенной дозой
5мЗв при мощности 50 сГр/ч. Сроки пострадиационного наблюдения составили 12, 18 и 24 месяца. В соответствии с планом эксперимента было сформировано 9 групп, в том числе возрастной и биологический контроль. Один надпочечник фиксировали в жидкости Буэна и осуществляли стандартную проводку, с последующей заливкой в парафин и окраской гематоксилином-эозином для обзорных целей. Оценивали соотношение коркового и мозгового вещества, динамику площади пучковой зоны коры надпочечников (ПЗКН) и состояние сосудистого компонента.
Второй надпочечник замораживали и изго-товливали криостатные срезы толщиной 10 мкм с окраской смесью Судана III и IV, для выявления с использованием морфометрической программы Image] светооптической плотности ли-пидных соединений в кортикостероцитах ПЗКН, эквивалентной активности синтеза глюкокорти-коидов. Достоверность результатов оценивали по коэффициенту Стьюдента.
Результаты и их обсуждение. Анализ морфофункционального состояния надпочечников крыс возрастного и биологического контроля не выявил достоверных отличий по исследуемым показателям.
Рассматривая морфологическое состояние надпочечников контрольных групп, следует отметить разрастание их капсулы из плотной волокнистой соединительной ткани и проникновение ее в паренхиму органа к возрасту крыс 28 месяцев. Соотношение площади коркового и мозгового вещества надпочечников крыс изменялось по линейной функции соответственно возрастной динамике в пользу мозгового вещества (рис.1), на фоне перераспределения зон коркового вещества уменьшением клубочковой, сетчатой и увеличением - пучковой, что предполагает поддержание обеспеченности организма глюкокортикоидами. Морфологическая структура клеток ПЗКН с возрастом существенно не изменяется, кортикостероцитысветлые, крупные, угловатые, в ядрах заметны ядрышки. Однако, интенсивность гормонопоэза клеток ПЗКН плавно убывала, что характеризовалось
10ШМАЬ ОБ ШШ МБЭТСАЬ ТБСНМОШСТББ - 2016 - V. 23, № 3 - Р. 62-66
уменьшением светооптической плотности ли-пидов в прямой зависимости от возраста лабораторных крыс (рис. 2). Кортикоциты клубоч-ковой зоны начального периода наблюдения 12 месяцев мелкие с эксцентрично расположенным ядром, интенсивно окрашены, с возрастом светооптическая плотность липидов в нихснижается. Размеры клеток сетчатой зоны и содержание в них липидосодержащих веществ с увеличением возрастной категории линейно уменьшалось. Отмечались некоторые признаки склерозирования внутриорганной стромы и сосудистого компонента коркового и мозгового вещества надпочечников в возрастной динамике, выражающегося в утолщении соединительнотканных прослоек и снижении кровенаполнения микроциркуляторного русла.
Рис. 1. Соотношение коркового и мозгового вещества надпочечников в экспериментальных группахи группах возрастного контроля. Примечание: * - р<0,05 по отношению к контролю
Рис. 2. Светооптическая плотность липидов и площадь пучковой зоны коры надпочечников в отдаленные сроки после низкоинтенсивного фракционированного у-облучения.
Примечание: * - р<0,05 по отношению к контролю
Исследование биоэффектов низкоинтенсивного фракционированного у-облучения показало вовлеченность надпочечников в отдаленный адаптационный ответ с изменениями в
структуре железы. Спустя 12 месяцев после воздействия, по отношению к показателям контроля, площадь мозгового вещества достоверно увеличивалась за счет уменьшения площади коркового, на фоне синхронного снижения све-тооптической плотности липидов и площади ПЗКН, а также ухудшения васкуляризации (рис. 1,2). Было отмечено, что в морфологии кортикоцитов клубочковой зоны коры надпочечников не происходило достоверных изменений в хронодинамике эксперимента, тогда как клетки пучковой и сетчатой зон надпочечников крыс с возрастом 16 месяцев уменьшались в размере и содержали гиперхромные ядра.
С последующим отдалением пострадиационного периода отмечалась противоположная реакция надпочечника на у-облучение - соотношение его морфофункциональных структур изменялось в пользу коры, с максимальной ее площадью спустя 18 месяцев после у-облучения, а светооптическая плотность липидов и площадь ПЗКН увеличивалась (рис. 1,2). В экспериментальной хронодинамике структура архитектоника клеточных тяжей пучковой зоны существенно не изменялась, кортикостероциты увеличивались в размерах, цитоплазма приобретала выраженную ячеистую структуру, ядра увеличивались. Кровенаполнение сосудистого русланад-почечников значительно выросло во всех его зонах, с выраженным полнокровием капилляров пучковойи сетчатой зон в сроки наблюдения 18 и 24 месяца, что позволяет предположить напряженное функционирование органа. Морфологическая картина мозгового вещества надпочечников облученных крыс во все пострадиационные сроки отличалась от контроля изменением цитоархитектоники расположения клеток и сглаженностью их контуров, однако размеры клеток и ядер не изменялись.
Заключение. Резюмируя полученные данные, можно отметить модулирующее влияние низкоинтенсивного фракционированного у-облучения на надпочечники лабораторных крыс, проявляющееся в усилении активности пучковой зоны коры для обеспечения глюкокортико-идными гормонами формирования отдаленного адаптационного синдрома, за исключением пострадиационного срока 12 месяцев, когда ресурсы адаптации не были реализованы.
Литература
1. Воронцова З.А., Дедов В.И., Есауленко И.Э., Ушаков И.Б., Хадарцев А. А. Системный анализ морфо-функциональных изменений в щитовидной железе при воздействии электромагнитного излучения низкой интенсивности: Монография. Тула: «Тульский полиграфист», 2004. 228 с.
2. Воронцова З.А., Зюзина В.В. Оценка иммунного статуса слизистой оболочки тощей кишки в модельном алгоритме эффектов у-облучения // Аллергология и иммунология. 2011. Т.12. №1. С.59.
3. Воронцова З.А., Ушаков И.Б., Хадарцев А.А., Есауленко И.Э., Гонтарев С.Н. Морфофункциональные соотношения при воздействии импульсных электромагнитных полей / Под ред. И.Б. Ушакова. Тула: Изд-во ТулГУ - Белгород: ЗАО «Белгородская областная типография», 2012. 368 с.
4. Воронцова З.А., Черкасова Ю.Б., Золотарева С.Н. Морфолого-статистическая характеристика взаимодействия периферических эндокринных желез в экспериментальной модели отдаленных последствий у-облучения // Вестник новых медицинских технологий. Электронный журнал. 2014. №1. Публикация 2-22. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2014-1/4797.pdf (Дата обращения: 30.04.2014). DOI: 10.12737/3867
5. Золотарева С.Н. Моделирование и прогнозирование морфофункционального состояния слизистой оболочки тощей кишки в условиях модификации эффектов ионизирующего облучения: автореф. дис. ... к.б.н. Тула: ТулГу, 2009. 23 с.
6. Логачева В.В., Воронцова З.А. Эффекты комбинированных радиационных факторов в иерархичности их морфофункциональных проявлений на уровне эндокринного звена // Вестник новых медицинских технологий. 2012. Т.19, №2. С. 309-311.
7. Слюсарева О.А., Воронцова З.А., Зюзина В.В., Афанасьев Р.В. эффективность малых доз у-облучения в морфологостатистическом алгоритме экспериментальных исследований // Вестник новых медицинских технологий. 2011. Т.18, №2. С. 166-169.
References
Vorontsova ZA, Dedov VI, Esaulenko IE, Ushakov IB, Khadartsev AA. Sistemnyy analiz morfo-funktsional'nykh izmeneniy v shchitovidnoy zheleze pri vozdeystvii elektromagnitnogo izlucheniya nizkoy intensivnosti [System analysis of morphological and functional measurable-tions in the thyroid gland under the influence of low-intensity electromagnetic radiation]: Monografiya. Tula: «Tul'skiy poligrafist»; 2004. Russian.
Vorontsova ZA, Zyuzina VV. Otsenka immunnogo sta-tusa slizistoy obolochki toshchey kishki v model'nom algoritme effektov y-oblucheniya [Evaluation of mucosal immune status of the jejunum in the modeling algorithm effects of y-irradiation]. Allergologiya i im-munologiya. 2011;12(1):59. Russian. Vorontsova ZA, Ushakov IB, Khadartsev AA, Esaulenko IE, Gontarev SN. Morfofunktsional'nye sootnosheniya pri vozdeystvii impul'snykh elektromagnitnykh poley [Morphological and functional relations under the influence of pulsed electromagnetic fields] / Pod red. I.B. Ushakova. Tula: Izd-vo TulGU - Belgorod: ZAO «Belgo-rodskaya oblastnaya tipografiya»; 2012. Russian. Vorontsova ZA, Cherkasova YuB, Zolotareva SN. Mor-fologo-statisticheskaya kharakteristika vzaimodeyst-viya perifericheskikh endokrinnykh zhelez v eksperi-mental'noy modeli otdalennykh posledstviy y-oblucheniya [Morfological and statistical characteristics of interaction of peripheral endocrine glands in experimental model of remote consequences y-irradiation]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. Elektron-nyy zhurnal [internet]. 2014[cited 2014 Apr 30];1[about 4 p.]. Russian. Available from: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2014-1/4797.pdf. DOI: 10.12737/3867
Zolotareva SN. Modelirovanie i prognozirovanie mor-fofunktsional'nogo sostoyaniya slizistoy obolochki toshchey kishki v usloviyakh modifikatsii effektov io-niziruyushchego oblucheniya [Modelling and forecasting of morpho-functional state of the mucous membrane of the jejunum in a modification of the effects of ionizing radiation] [dissertation]. Tula (Tula region): TulGu; 2009. Russian.
Logacheva VV, Vorontsova ZA. Effekty kombiniro-vannykh radiatsionnykh faktorov v ierarkhichnosti ikh morfofunktsional'nykh proyavleniy na urovne endo-krinnogo zvena [Combined effects of radiation factors in hierarchical their morphofunctional endocrine manifestations at link]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2012;19(2):309-11. Russian. Slyusareva OA, Vorontsova ZA, Zyuzina VV, Afanas'ev RV. effektivnost' malykh doz y-oblucheniya v morfolo-gostatisticheskom algoritme eksperimental'nykh issle-dovaniy [Medicinal pathomorphism of experimental diabetes mellitus]. Vestnik novykh meditsinskikh tekh-nologiy. 2011;18(2):166-9. Russian.
8. Стародубов В.И., Еськов В.М., Хадарцев А.А., Яшин А.А., Агарков Н.М., Зарубина Т.В., Кобрин-ский Б.А., Козырев К.М., Пятин В.Ф., Хетагуро-ва А.К., Громов М.С., Воронцова З.А., Филатова О.Е., Глотов В.А., Гонтарев С.Н., Добрынина И.Ю., Лис-топадова Н.А., Матвеев Н.В., Ведясова О.А., Курако-ва Н.Г., Руанет В.В., Логинов С.И., Добрынин Ю.В., Свешников А.В., Смородинов А.В., Терехов И.В., Яшин М.А., Кантаржи Е.П., Логачева В.В., Шаманский К.А. Системные подходы в биологии и медицине (системный анализ, управление и обработка информации) / Под ред. А.А. Хадарцева, В.М. Есь-кова, А.А. Яшина, К.М. Козырева. Тула: ООО РИФ «ИНФРА», 2008. 372 с.
9. Черкасова Ю.Б. Модельное представление морфо-функционального состояния системы периферических эндокринных желез в условиях отдаленности последствий у-облучения: автореф. дис. ... к.м.н. Тула: ТулГу, 2009. 23 с.
10. Черкасова Ю.Б. Модельное представление морфо-функционального состояния системы периферических эндокринных желез в условиях отдаленности последствий у-облучения: дис. .к.м.н. Тула: ТулГу, 2009. 152 с.
11. Черкасова Ю.Б., Жемчужникова А.А., Логачева В.В. Гиперплазия фолликулярного эпителия как реакция на однократное у-облучение в отдаленные пострадиационные сроки // Журнал анатомии и гистопатологии. 2015. Т.4, №3. С.131.
12. Черкасова Ю.Б., Логачева В.В. Сравнительный аспект биоэффектов у-облучения в эксперименте и модельном прогнозировании // Белые ночи 2013. Материалы Юбилейной международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию основания Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности, 2013. С. 291-294.
13. Шишкина В.В., Воронцова З.А. Модифицирующие эффекты отдаленных последствий у-облучения в диапазоне малых доз // Вестник новых медицинских технологий. 2012. Т.19, №2. С. 308-309.
Starodubov VI, Es'kov VM, Khadartsev AA, Yashin AA, Agarkov NM, Zarubina TV, Kobrinskiy BA, Kozyrev KM, Pyatin VF, Khetagurova AK, Gromov MS, Vorontsova ZA, Filatova OE, Glotov VA, Gontarev SN, Dobrynina IYu, Listopadova NA, Matveev NV, Vedya-sova OA, Kurakova NG, Ruanet VV, Loginov SI, Do-brynin YuV, Sveshnikov AV, Smorodinov AV, Terek-hov IV, Yashin MA, Kantarzhi EP, Logacheva VV, Shamanskiy KA. Sistemnye podkhody v biologii i me-ditsine (sistemnyy analiz, upravlenie i obrabotka in-formatsii) [Systems approaches in biology and medicine (system analysis, management and processing of information)] / Pod red. A.A. Khadartseva, V.M. Es'ko-va, A.A. Yashina, K.M. Kozyreva. Tula: OOO RIF «INFRA»; 2008. Russian.
Cherkasova YuB. Model'noe predstavlenie morfo-funktsional'nogo sostoyaniya sistemy perifericheskikh endokrinnykh zhelez v usloviyakh otdalennosti pos-ledstviy y-oblucheniya [Model representation of mor-pho-functional state of peripheral endocrine system in a remote consequences of y-irradiation] [dissertation]. Tula (Tula region): TulGu; 2009. Russian. Cherkasova YuB. Model'noe predstavlenie morfo-funktsional'nogo sostoyaniya sistemy perifericheskikh endokrinnykh zhelez v usloviyakh otdalennosti pos-ledstviy y-oblucheniya [Model representation of mor-pho-functional state of peripheral endocrine system in a remote consequences of y-irradiation] [dissertation]. Tula (Tula region): TulGu; 2009. Russian. Cherkasova YuB, Zhemchuzhnikova AA, Logacheva VV. Giperplaziya follikulyarnogo epiteliya kak reakt-siya na odnokratnoe y-obluchenie v otdalennye postra-diatsionnye sroki [Follicular epithelium hyperplasia in response to a single y-irradiation in the remote terms postradiation]. Zhurnal anatomii i gistopatologii. 2015;4(3):131. Russian.
Cherkasova YuB, Logacheva VV. Sravnitel'nyy aspekt bioeffektov y-oblucheniya v eksperimente i model'nom prognozirovanii. Belye nochi 2013. Materialy Yubiley-noy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konfe-rentsii, posvyashchennoy 20-letiyu osnovaniya Mezh-dunarodnoy akademii nauk ekologii i bezopasnosti zhiznedeyatel'nosti; 2013. Russian. Shishkina VV, Vorontsova ZA. Modifitsiruyushchie effekty otdalennykh posledstviy y-oblucheniya v di-apazone malykh doz [Modifying effects of long-term effects y-irradiation in the low dose range]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2012;19(2):308-9. Russian.
