CC BY
13
7 Mechanisms
Regulatory Mechanisms
in Biosystems
ISSN 2519-8521 (Print) ISSN 2520-2588 (Online) Regul. Mech. Biosyst., 8(3), 363-368 doi: 10.15421/021756
Morphological and biochemical mechanisms of changes in buccal epithelocytes and erythrocytes in children suffering psycho-emotional stress
R. Z. Gan*, S. L. Popel'**
*Ivano-Frankivsk National Medical University, Ivano-Frankivsk, Ukraine **Precarpathian National University named after V. Stefanik, Ivano-Frankivsk, Ukraine
Article info
Received 04.07.2017 Received in revised form
29.07.2017 Accepted 04.08.2017
Ivano-Frankivsk National Medical University, Galitcka Str., 2, Ivano-Frankivsk, 76025, Ukraine.
Precarpathian National University named after V. Stefanik, Shevchenko Str., 57, Ivano-Frankivsk, 76018, Ukraine. Tel.: +38-097-87-41-446. E-mail:
popelsergij@gmailcom
Gan, R. Z., & Popel', S. L. (2017). Morphological and biochemical mechanisms of changes in buccal epithelocytes and erythrocytes in children suffering psycho-emotional stress. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 8(3), 363-368. doi: 10.15421/021756
The article provides experimental data on the impact of psychoemotional stress on cytological, morphometric, immunological and biochemical indicators in 7-11 year old children. We examined 100 children of primary school age, who were divided into the main group (50 children who had been resettled from the war zone in Eastern Ukraine) and the control group (50 children, who live in Ivano-Frankivs'k). We used morphological (light-optical and electromicroscopic) and mor-phometric analysis of buccal epithelium and peripheral blood erythrocytes, biochemical methods for identifying the products of peroxidation of lipids, ceruloplasmin and ferritin according to widely used methods. Morphological methods revealed that under psychoemotional stress, the size of the nuclei and buccal epithelial cells significantly decreases, and their nucleo-cytoplasmic ratio changes towards increase in the share of cytoplasm, and the indicators of coefficient of buccal epithelial cell shape indicate significant deformation of those cells. Similar changes were observed in the erythrocytes of peripheral blood. In the blood, we observed an increase in the CD95+ concentration of lymphocytes. Clearly manifested changes in morphological and morphometric indicators of buccal epithelium and erythrocytes when there is an increase in the CD95+ level of lymphocytes indicate the development of a systematic apoptosis reaction of the studied cells in the condition of psychoemotional stress. Also we observed clearly manifested changes in the coefficient of erythrocytes' shape, their size and perimeter, increase in the number of reversibly and irreversibly changed cells, which with increase in free radical oxidation, indicates disorders in the organism's antioxidant protection system in general and requires a pathogenically grounded programme of treating complications related to psychoemotional stress among 7-11 year old children who were resettled fom the combat zone in Eastern Ukraine.
Keywords: lipid peroxidation; antioxidant protection; buccal epitheliocytes; erythrocytes; apoptosis
Mop^o^orinm Ta ôioxiMÎHm Mexam3Mu 3MÎH öyKa^bHHx enrre^^HTiB Ta eрнтроцнтiв y grrefi 3a ncuxoeMO^HHoro crpecy
P. 3. raH*, C. R. nonenb**
*IeaHO-@paHKiecbmü HatyOHanbHUü MeömHUü yHieepcumem, IeaHO-0paHKiecbK, YKpaïHa **npmapnamcbKUü HatyOHanbHUü ymeepcumem iMeHi Bacum CmefyaHum, leam-OpaHKiecbK, YKpaïHa
HaBegeHo eKcnepnMeHTanbHi gam npo BnnnB ncnxoeMoninHoro cTpecy Ha nnTonoriHHi, Mop^ioMeTpnHHi, iMyHonorinm Ta 6ioxiMinm noKa3HHKH y giTen 7-11 poKiB. 06crexeHo 100 giren Monogmoro mKinbHoro BiKy, «Knx noginnnn Ha ocHOBHy rpyny (50 giTen, nepeceneHnx i3 30HU 6onoBnx gin) i KomponbHy rpyny (50 giTen, «Ki nocTinHo npoxnBaroTb y M. iBaHo-OparniBCbK). BnKoHaHo Mop^onorinm (cBirnoomuHHe Ta eneKTpoHHoMiKpocKoninHe) Ta Mop^oMeTpnHHe gocnigxeHHa 6yKanbHoro eniTeniro Ta epurponmiB nepn^epinHoï KpoBi, 6ioxiMinHe BnaBneH-H3 npogyKTiB nepeKHCHoro oKncHeHH« ninigiB, nepynonna3MiHy Ta ^epnTHHy 3a 3aranbHonpnnHaTUMn MeTogaMn. Mop^onorinHUMn MeTogaMn gocnigxeHHa BCTaHoBneHo, ^o 3a ncnxoeMoninHoro cTpecy nno^a «gep i nnTonna3Mn 6yKanbHnx eniTenionmÎB 3HaHHo 3MeHmyen>ca, a ïx agepHo-nnTonna3MaTmHe cniBBigHomeHHa 3MiHroeTbca Ha KopncTb nacTKn nnTonna3MU, npn цboмy noKa3HUKn Koe^iniema ^opMn 6yKanbHnx eniTenionmîB BKa3yroTb Ha 3HaHHy ge^iopMoBamcTb nnx KniTnH. nogi6Hi 3MiHn Big6yBaroTbc« b epnTponnTax nepn^epinHoï KpoBi. y KpoBi cnocTepiraeTbc» 36inbmeHHa кoнцeнтpaцiï CD95+ niM^ionniiB. Bnpaxem 3MiHU Mop^ionoriHHnx i Mop^oMeipnHHnx noKa3HHKÎB 6yKanbHoro eniTeniro Ta epniponnriB 3a 36inbmeHHa piBH« CD95+ niM^onnTiB BKa3yroTb Ha po3BnToK cncreMHoï peaKniï anonrcay BUBHeHnx KniTUH 3a ncnxoeMoninHoro cTpecy. npn nboMy cnocrepiraroTbca Bnpaxem 3Mmn Koe^inieHTa ^opMn epнтpoцнтiв, ïx rmo^i Ta nepnMeTpa, nigBn^yen>ca KinbKiCTb 3BopoTHo- Ta He3BopoTHo 3MiHeHnx KniTUH, ^o Ha Tni nocnneHHa BinbHopagnKanbHoro oKncHeHHa cBigwn> npo nopymeHHa aHTnoKcngaHTHoï cncTeMn 3axncTy opraHi3My b ninoMy Ta noipe6ye naToreHera^Ho o6rpyHToBaHoï nporpaMn niKyBaHHa ycKnagHeHb, noB'«3aHnx i3 ncnxoeMoninHUM cTpecoM y giTen 7-11 poKiB, ari 6ynn BUMymeHo nepeceneHi i3 3oHn BegeHHa 6onoBnx gin Ha Cxogi yKpaïHn.
Knmnoei cMoea: nepeKncHe oKncHeHHa ninigiB; amnoKcngaHTHnn 3axncT; 6yKanbHi emTenionnm; epuTponnra; anonTo3
Вступ
За псиxоeмоцiйного стpeсy в piзниx тканинаx виявляються глибокГ бiоxiмiчнi поpyшeння та змeншeння кiлькостi дeзiн-токсикантГв, що зyмовлюе акгивацто пpоцeсiБ цитолГзу (Gloire et al., 2QQ8; Ahmad et al., 2Q11). Внyтpiшньотканинна гшоксш сyпpоводжyе псиxоeмоцiйнi peакцiï piзноï етюлоги та часто пpоявляеться на слизоБЮ оболонкаx. Особливо чyтливi до гтокси повepxнeвi eпiтeлiоцити. Aналiзyючи стан emтелiоци-тГв, дослГдники цитолопчного матepiалy часто обмeжyють ïx вивчeння за pаxyнок ощнювання нeкpозозанальноï активност! за системою Metavir i встановлeння iндeксy пстолопчнм активно-стГ запального нpоцeсy за Knodell (Godin et al., 2QQ9). Зовам шзначна кшькють нpаць стосyеться отpимання даню, як1 базу-ються на доказовиx моpфомeгpичниx мeтодаx, що дозволяе дати об'ективнy оцГнку стану бyкальниx eнiтeлiоцигiБ y piз-номанпнй натологiчнiй i, що важливiшe, на нашy думку, me-peдпатологiчнiй ситуаци. Зо^см^ остантми pоками окpeмi автсри нpовeли нодiбнi снpоби н1д час визначeння нлощi ядep eнiтeлiоцитiБ i подали об'ективну оцГнку цього показника за piзниx станiв оpганiзмy (Moscicka-Studzinska et al., 2QQ9; Nikolovski et al., 2Q17).
На думку Sundaramoorthy et al. (2Q16) i Zotti et al. (2Q16), наявтсть piзниx нepeдпатологiчниx i натологiчниx нpоцeсiБ, у тому числГ цитолiтичниx, бeзносepeдньо вiдобpажаеться на стpyктypi мeмбpани epитpоцитiБ. За псиxоeмоцiйного стpeсy вiдбyваеться каскад функциональню зм1н, якi вiдобpажаються на piзномy piБнi оpганiзацiï живоï матepiï. Водночас за такиx умов багато автоpiв виявили активацию нpоцeсiБ нepeкисного ок^^ння лЫдав i знижeння функций сисгеми антиоксидант-ного заxистy (Swanepoel et al., 2Q11; Das et al., 2Q12). Окpeмi ав-тоpи вказують на нepeбiльшeння yдБiчi - yтpичi вмюту малонового дiальдeгiдy за такого стану. У свою чepгy, Gloire et al. (2QQ8) i Choi (2Q16) вказують, що гшоксГя - один з основний фактс^ запуску нpоцeсiБ анонтозу. Однак щ данi нотpeбyють yточнeння, що визначило актyальнiсть нашого дослiджeння.
Мета цього дослiджeння - оxаpактepизyвати моpфологiчнi та моpфомeгpичнi змгни бyкальниx eнiтeлiоцигiБ та epитpоци-тiБ на тлi визначeння piБня CD95+ лiмфоцитiБ i пpоцeсiв mepe-кисного окиснeння лЫдав за псиxоeмоцiйного стpeсy в дiтeй 7-11 pокiв.
Матерiал i методи дослвджень
Обстeжeно 5Q дiтeй вгком 7-11 pокiв, нepeсeлeниx на Пpикаpнатгя iз зони бойовиx дiй на Сxодi У^аши. В yсix дiтeй тд час клiнiко-нсиxологiчного обстeжeння сностepiгали ознаки нсиxоeмоцiйного стpeсy. Цi дiти B^eœm до основноï гpyни обстeжeння. Конфольну гpyнy складають 5Q нpактично здоpовиx дiтeй цього вшу, якi гфоживають ностiйно в м. 1вано-Фpанкiвськ i яким нpоводили обстeжeння в мeжаx гфофшак-тичного огляду в оpганiзованиx дитячиx колeктиваx.
Цитологiчний аналiз бyкальниx eнiтeлiоцитiБ у кiлькостi 5QQ оди^^нм клiтин нpоводили на м^ожои! Leica CME за дономогою аналiзатоpа зобpажeнь (вiдeокамepа Sony ExwaveHad SSC-DC58AP). Mоpфомeтpичнe дослiджeння гфо-водили з викоpистанням бази нpогpамного забeзнeчeння UTHSCSA Image Tool® (Mishra et al., 2Q17). Для цього готува-ли цитолопчн нpeнаpати-вiдбигки щiчноï новepxнi слизовоï оболонки ноpожнини pота та забаpвлювали ïx за Романов-ським - Пмза за peкомeндацiями Tredoux et al. (2Q15) i Klegarth (2Q17). Визначали такi моpфомeгpичнi ноказники emтелiоцитiв як площа нpофiлю цiлоï клггини та ïï ядpа, сиiБвiдношeння мГж илощeю нpофiлю eнiтeлiоцита та пpофiлeм ïï ядpа, коeфiдiент фоpми emтелiоцита та його ядpа (Moscicka-Studzinska et al., 2QQ9).
Mоpфофyнкцiональний стан ж мeншe тж 3QQ epитpоцитiБ у дггей ощнювали на мазкаx, забаpвлeниx за Романовським -Гiмза. АналГз нpоводили за такими моpфомeтpичними ноказ-никами: площа, нepимeтp нpофiлю, к^ф^ент фоpми.
Р!зн! види дeфоpмацiï epитpоцитiв виявляли за дономогою сканувального eлeктpонного мiкpоскона JEOL-25M-T22QA (Яноня). Пpeнаpати кpовi для сканyвальноï eлeктpонноï мГ^о-скопй готували загальнонpийнятим методом.
Стан нpоцeсiв нepeкисного окиснeння лЫдав ощнювали за кшьюстю малонового дiальдeгiдy, активнiсть каталази, тpанс-фepин i цepyлоилазмiн визначали з ypаxyванням peкомeндацiй Godin (2QQ9).
У дггей у тeстi iмyнофлyоpeсцeнцiï визначали фeнотин лГмфоцигГв нepифepiйноï ^овГ за iдeнгифiкацiею дифepeнцi-йованиx антигенв Гз застосуванням моноклональниx ангитiл, яю налeжать до кластepа дифepeнцiацiï CD95+ (Fas/CD95) - ано-нгозу лГмфоцитГв (Debatin et al., 2QQ9; Choi, 2Q16).
Для ощнювання стyнeня вipогiдностi peзyльтатiБ дослгд-жeння нpоводили ваpiацiйний аналГз отpиманиx peзyльтатiБ. Уа юльюст ноказники навeдeнi у вигляд M i m, дe M -œpe№e аpифмeтичнe, m - жкибка сepeднього аpифмeгичного. Вipогiднiсть piзницi визначали тсля нepeвipки на жфмаль-нсть pознодiлy за t-кpитepiем Стьюдeнга. ^^лядИний аналГз нpоводили за дономогою к^ф^ента ^perau^ Пipсона.
Результати
На цитологiчниx нpeнаpатаx виявили дeстpyктиБнi змГни emтeлiоцитiв (pис. 1). У багатьоx emтeлiоцитаx виявлeно гро-цeси, якГ свщчать нpо гiдpоиiчнy дисфофто. В окpeмиx мг^о-нpeнаpатаx зyстpiчаеться нeзначна кшькють eиiтeлiоцитiБ, в ядpаx якиx виявляються глибки кондeнсованого xpоматинy з маpгiнальним pозташyванням. Пpи цьому новнГстю збepeжeна цшстсть ядepноï оболонки. Цитоплазма в такт eиiтeлiоцитаx yщiльнeна. У дeякиx eнiтeлiоцитаx визначаються вeликi ацидо-фшьт гpанyли.
Рис. 1. Циголопчна картина букального eиiтeлiю у дггей основжд гpyии з виpажeними ознаками нсиxоeмощйного стpeсy
ПГд час моpфомeтpичного дослiджeння виявлeно змeншeн-ня сepeдньоï площГ нpофiлю цитоплазми eиiтeлiоцитiБ та ïx ядep на 17,5% (вГдповГдно з 1,49 i Q,Q3 мкм2 у конфольнш гpyиi дiтeй до 1,23 i Q,Q1 мкм2 в основнй гpyиi (Р < Q,Q5). Ц -нpичина збiльшeння сиiБвiдношeння мГж илощeю цитоплазми бyкальниx eиiтeлiоцитiБ та ïx ядep, що досягае в основнй ipym дiтeй Q,19 i Q,QQ3 (P < Q,Q5). Збiльшeння коeфiщента фоpми eнiтeлiоцитiБ та ïx ядep вГдповГдно до 1,25 i Q,Q7 (P < Q,Q5) i 1,18 i Q,Q6 (P < Q,Q5) свГдчить нpо тс, що ïx MmypH стають мeнш о^углими та бгльш нepiБномipними. НаБeдeнi сepeднi ноказники оцГнюють стан бyкальниx emтeлiоцитiв загалом. Pозглядаючи зокpeма нpeдставництБо букальню eнiтeлiоцитiБ Гз piзним мeтpичним pознодiлом ïx площГ, ми зауважили, що найбгльша кшькють Гз ниx (77,9%) мае площу 8Q-16Q мкм2, тод як у дггей контpольноï групи вона становить 1QQ-25Q мкм2
(85,6%) (рис. 2). Приблизно таю ж спiввiднoшeння встaнoвлeпi пд час визнaчeння плoщi ядра (рис. 3). 85,4% ядep мають площу 15-30 мкм2 (у дiтeй кoнтpoлъпoï групи - 78,5% клпин мають ядра плoщeю 20-50 мкм2). ПГд час псиxoeмoцiйпoгo стpeсy гiстoгpaмa розподшу спiввiднomeнпя плoщi ядра до плoщi клiгини дeщo змщуетгься вправо. При цьому вeличинa пшв змeншyеться, ane з'являеться бiльшe клiгин iз високими зпaчeннями цього показника (рис. 4). Коливання досягають 0,050,30 (77,8%), тoдi як у детей кoнтpoлъпoï групи вони становлять 0,10-0,30 (66,6%). Контури emтeлioцитiв змшюються в папрям-ку збiльшeння кiлъкoстi дeфopмoвaниx клпип, про що свщчить мeгpичний пepepoзпoдiл клiгип: piзкo змeншyеться кiлъкiсть клъ гип iз пайнижчими зпaчeнпями коефшГента форми па гpeтинy збiлъmyегься вГдсоток клiгип величиною 1,20-1,39, yчeтвepo -клiгип зi зпаченпям коефщента форми 1,40-1,59 i з'являеться популящя клiгип iз вищими зпаченпями коефкцента форми (рис. 5). При цьому певпа кiлъкiсть клпин деформована та мае коефкцент форми 1,70-2,39 (7,4%). Tasnx клiтин у детей коп-гpoлъпoï групи пе виявлено, а пд час псикоемоц^йпого стресу показник ïx коефшГента форми перебшьшуе 1,80.
Форма ядра також виявляе зпачну деформацию (рис. 6), що xapaктepизyеться збiлъmeнпям коефщента форми з 1,30 до 1,59 (у детей контрольна групи - пе бшьше 1,29).
У дiтeй осповжй групи пiд час псиxoeмoцiйпoгo стресу площа еритроцит1в зменшуеться до 40,1 i 0,43 мкм2 (у кон-трольнш гpyпi вопа стаповить - 47,4 i 0,26 мкм2, P < 0,05). При цьому в основнш грут дней прослГдковуеться морфомет-ричпий перерозподш еритроцитгв, оскшьки переважають клъ тини загальпою площею 35,2-55,3 мкм2.
Периметр epитpoцитiБ зменшуеться до 24,2 i 0,16 мкм i 89,4% ytix ^трощ™ мають периметр 21,8-25,2 мкм, тoдi як у детей кoптpoлъпoï групи цей показник стаповить 22,6-30,9 мкм.
Серед еритроципв нaйбiльшi вiдxилeнпя спостерггаються за показником коефщепта ïx форми: у середньому вГн зпачпо зпижуеться до 1,04 i 0,002 (у контрольнш грут його значення стаповлять 1,10 i 0,003, P < 0,05).
При цьому пГк пстограми розподшу еритроципв за показ-пиком форми у детей тд час псиxoeмoцшпoгo стресу перебу-вае в мeжax 1,10-1,15 (58,1% ytix еритроцитГв, тоде як у контрольнш грут гаю еритроцити виявляються тальки в 9,6%).
До того ж у 91,4% детей контрольна групи достатньо ба-гато еритроцитГв мають цей показник у деапазот 0,95-1,05 (P < 0,05), а тд час псиxoeмoцiйпoгo стресу (89,3% детей ос-пoвпoï групи) - лише 0,91 (P < 0,05).
Водночас, тд час визначення стапу процесГв ПОЛ та АОСЗ установлено, що у циx самю дтей за псиxoeмoцiйпoгo стресу вмст малопового дГальдепду пiдБищyеться до 6,36 i 0,02 нмоль/л (у контрольнш грут цей показник стаповить тшь-ки 3,86 i 0,02 нмоль/л), тобто за псиxoeмoцiйпoгo стресу його р1вень збГльшуеться в 1,64 раза (P < 0,05). При цьому концентрация каталази у детей за псиxoeмoцшпoгo стресу також щд-вищуеться до 75,4 i 3,3 мг Н2О2/л (у контрольпгй грут цей показник стаповить тальки 66,1 i 2,5 мг Н2О2/л, P < 0,05). У детей осповжд групи тд час псиxoeмoцiйпoгo стресу зпачпо зменшуеться вмст церулоплазмГну та трапсферину (вщповщно до 10,11 i 0,17 i 0,19 i 0,003 ммоль/л; у детей контрольна групи ц показники стаповлять, вщповщно, 28,95 i 0,81 та 0,26 i 0,002 ммоль/л, P < 0,05). На такому фот бioxiмiчниx показ-никГв у детей осповжй групи вщбуваеться деформаця еритро-цитГв i зменшенпя ïx площГ та периметра (рис. 7).
За псиxoeмoцiйнoгo стресу у детей осповжд групи рГвень CD95+ лГмфоцитГв рГзко збшьшувався до 7,1 i 0,33 (P < 0,05), тоде як у контрольнш грут вш становись лише 2,17 i 0,23 (табл.).
Дат про сгпввщношенпя аншоксидатжд системи до рГвня CD95+ лГмфопинв у детей осповжд групи (рис. 8) вказують на юпу-вапня прямого кореляциного зв'язку мис концентращею малопового дальдепду (r = 0,78) та каталази (r = 0,75) та середнього обер-пеного кореляцшпого зв'язку мГж цими показниками та вмстом цepyлoглaзмiнy (r = -0,45) та трапсферину (r=-0,45).
Обговорення
У процеа морфолопчного дослщженпя виявлено пору-шеппя форми кштип букального епгтелГю та ïx ядер, що xapa^ терпо для пepmoï стадо апопгозу (Nikolovski et al., 2017). 1з да-пиx лгтератури (Mishra et al., 2017) вГдомо, що змгна форми клг-типи та ïï ядра, а також наявтсть aцидoфiлъниx грапул свГд-чать про апоптоз, тому що за некрозу у клiтинниx мeмбpaпax (зокрема, ядра та клпиннш оболонщ) вщбуваеться деструктив-н змгни шшого xapaктepy.
16 % 14 -12 -1G -
5 -
6 -4 -2 -
G--
1,0 1,0 1,0 1,0 ■III
Poзмipm групи, мкм
Контрольна група
Осповпа група
Рис. 2. Пстограма розподшу площГ дeсквaмoвaниx букальню emтeлioцитiв (мкм2) у дней кoптpoлъпoï (n = 50) та осповжй груп (n = 50)
% 30
25 20 15 1050
□
4,0 1
Poзмipпi групи, мкм
Контрольна група
Осповпа група
Рис. 3. Пстограма розподшу величини площГ ядра дeсквaмoвaниx бyкaлъпиx emтeлioцитiв (мкм2) у детей кoптpoлъпoï (n = 50) та основшм груп (n = 50)
3530 2520 15105-G-
□
5,0 5,0
□
Юз
_Poзмipm групи, мкм
Контрольна група
Осповпа група
Рис. 4. Пстограма розподшу сшввГдношення площГ ядра та цитоплазми дeскБaмoвaниx букальнш: епГтелГоцитГв (мкм2) у дгтей кoнтpoлъпoï (n = 50) та oснoвнoï груп (n = 50)
10,0
27,0
20,0
14,0
12
4,Q
□
^ i Kонтpольна rpyг
28,Q
19,Q
17,Q
3,Q 3,Q
2,Q 2,Q
-т-тл
В**
s â i 8 á s R ^ ^ ^ ^ ^
POзмipнi групп,
9,Q
3,Q
Q
И í
Kонтpольна rpyI
3Q,Q
lg нТй йТ3^^ rpyии,
§ ÏS ÍÍ g ""
Основна rpyиа
Рис. 5. Пстограма pозиодiлy коeфiцiента фоpми дeскБамоБаниx бyкальниx eиiтeлiоцитiБ (мкм ) у дггей контpольноï (n = 5Q) та основно'1 групи (n = 5Q)
Рис. б. Пстограма pозиодiлy коeфiцiента фоpми ядpа дeсквамованиx бyкальниx eиiтeлiоцитiБ (мкм2) у дггей контpольноï (n = 5Q) та основно'1 групи (n = 5Q)
ШШ W
I Wk % - * I
ШШ
Шк i 1
Шк JÊÊ Ч
т ^ К
_____
-я
Рис. 7. Змгна фоpми (а) та pозмipiв (б) epитpоцитiБ у дггей за исиxоeмоцiйного стpeсy: сканувальна eлeктpонна мiкpоскоиiя Таблиця
Вмют фepмeнтiБ антиоксидантно! системи, иpодyктiБ иepeкисного окиснсння лшвдв та piБeнь CD95+ лГмфоципв в epитpоцитаx дггей контpольноï та основнох груп (M i m, n = 5Q)
Показники
Гpyпа
малоновий дiальдeгiд, нмоль/л
каталаза, мг Н2ОУл
цepyлоилазмiн, ммоль/л
гpанcфepин, ммоль/л
CD95+ лГмфоцигГв, ум. од.
^н^льна гpyпа Основна гpyпа
3,86 i Q,Q2 6 36 i QQ2*
66,12 i 2,48 75,44 i 3,32*
28,95 i Q,81 1Q,11 i Q,17*
Q,26 i Q,QQ2 Q,19 i Q,QQ3*
2,17 i Q,23 7,1Q i Q,33*
Примтка: * - P < Q,Q5 вщносно конгpольноï гpyпи.
Так само, як й шшГ аБтоpи, ми вважаемо, що тд час ^овс-дсння моpфомeтpичного дослГДЖСННЯ eиiтeлiоцитiБ ^вслюс^-ся вплив сyб'ектиБниx фактоpiБ на ощнювання моpфологiчниx змш (Tredoux et al., 2Q15; Zotti et al., 2Q16).
Динамка моpфомeтpичниx змш площГ бyкальниx сиГтслГо-ципв та ïx ядep у нашиx дослiджeнняx збГгаеться з peзyльтата-ми iншиx автоpiв (Moscicka-Studzinska et al., 2QQ9), яю визначали моpфологiчнy xаpактepистикy оpганiзмy тБаpин за иcиxо-смо^йного dpecy за даними змшами в eиiтeлiальниx клiтинаx iншиx оpганiБ.
Виялст нами змши осноБниx дБOx показникГв (малонового дiальдeгiдy та каталази) свщчать ^о иосилсння иpоцeсiБ me-peкисного окиснсн^ лшвдв з yтБоpeнням иiдБищeноï кГлькос-т Бiльниx pадикалiБ. На фон! змш цepyлоилазмiнy та тpанcфe-
pази щ зpyшeння вказують на иогipшeння стану АОСЗ у дггей за псиxоeмоцiйного стpeсy.
На думку Ahmad et al. (2Q11) i Ellis et al. (2Q12), збiльшeння вмюту фepитинy та залГза на фон! змeншeння кшькосп тpанc-фepинy у ^овГ БiдиоБiдае за активнють дeстpyктивного иpоцe-су за исиxоeмоцiйного cipecy у клiтинаx усього оpганiзмy. Цс, за даними iншиx аБтоpiБ (Bergamini et al., 2QQ4; Karle, 2QQ9; Bianchini et al., 2Q13), стае можливим за умов здатносп ^x комионeнтiБ до шдукци иpоцeciБ ^pernc^ro окиcнeння лшь дГв i ослаблсння антиокcидантноï системи заxиcтy оpганiзмy. У сукупносп ni фактоpи cтБоpюють на клггинн мeмбpани си-сгемний внлив, що cиpичиняе Бтpатy ïx стшкосп до ди Бiльниx pадикалiБ i yнeможливлюе оиip шшим комионeнтам окисного cipecy за такиx умов.
n
Зважаючи, що еритроцити у сканувальному електронному мжроскоп! мають вигляд дискоцита з невеликими вщхилен-нями в1д округло! форми, що вщображено у показнику коефь щента !х форми, результата, яю ми отримали, свщчать про значн змши форми еритроципв за психоемоцшного стресу. На думку багатьох автор1в (Godin et al., 2009; Reinhart et al., 2009; Ellis et al., 2012), це пов'язано саме з пiдвищенням про-цес1в перекисного окиснення лiпiдiв на фот зниження системи антиоксидантного захисту оргатзму.
Тобто посилення вшьнорадикальних реакцш та ослаблення антиоксидантного захисту та змш у букальних ентгелюцитах i еритроцитах периферично! кровi пов'язанi м1ж собою. Ранте це було показано тд час вивчення Морфофункцюнальних еритроципв людини та тварин за моделювання рiзних патоло-гiчних станв (Sprague et al., 2010; Ahmad et al., 2011; Swanepoel et al., 2011; Das et al., 2012).
1
0.0 - * —-*-
§
■Й 0 ---
^ Малоновий Каталаза
о диальдегiд
ЦерулоплазмцД'рансфераза -0.6 CD95+лiмфоцитiв
Рис. 8. Кореляцшна залежнсть мiж показниками антиоксидантно! системи та концентращею продукпв перекисного окиснення лЫдав в основнш груп! дней (n = 50) за психоемоцшного стресу:
* - в1ропдтстъ коефщента кореляци P < 0,05
Останн1ми роками велика увага придшяеться апоптозу клгтин !мунно! системи тд час психоемоцшного стресу (Zhang et al., 2008; Zotti et al., 201б).
Нин! апоптоз розглядаеться як результат ди внутршньо-клгтинно! генетично! програми незалежно в!д причини (нормально! або патолопчно!), що викликала !! виникнення. П!д час апоптозу ядро та цитоплазма тддаються пжнозу, а кттин-на оболонка «герметизуеться» з експозищею на зовн1шн1й по-верхнi лгщдного чинника, що викликае швидкий фагоцитоз макрофагами без розвитку запально! реакци. Ц данi тдтверд-жуються нашими морфометричними знахщками як у букальних ештетоцитах, так i в еритроцитах перифершно! кров!
Ми також тдтверджуемо, що апоптоз принципово в1др1з-няеться в1д некрозу, тд час якого вщбуваеться набухання та розрив кттин !з неминучим розвитком запалення. За таких умов макрофаги не продукують прозапальн цитокши тд час фагоцитозу апоптотичних тiлепъ, проте збшьшують продукцто антизапальних цитокмв. Найважливша ознака апоптозу -штернуклеосомальний розпад ядерно! ДНК, що дае можли-вгсть виявляти апоптичнi клпини in situ за допомогою реакци TUNEL. У розвитку апоптозу ключове значення мають каспа-зи, до субстрапв яких вщносять життево важлив! бшки ядра. Тому виявлет нами морфологчн змши в ядр1 букальних епгге-люцитгв можуть опосередковано служити доказом апоптично-го сценарта за психоемоцшного стресу.
Важливу роль у розвитку апоптозу виконуе пошкодження мтгохондрш !з виходом !з них у цитоплазму потужного активатора каспаз - цитохрому С. Це явище пов'язане з1 змшою екс-преси генв родини Вс1-2, що перебувають щд контролем гена р53, активнiсть якого визначае вступ клпини на шлях апоптозу (Sagan et al., 2010). Завершення багатьох 1мунолопчних проце-
с!в апоптозом зумовлене взаемодею рецептора Fas (CD95/APO-1) i його лгганда FasL, широко розповсюджених у кттинах !мун-но! системи. Цей мехатзм самостшно або разом !з перфорин-гранзимовим компонентом - головт шляхи цитотоксичного юлшгу, що здiйснюегъся Г- i NK-клп'инами. Ел1мшацш цих клпин, що вже виконали свою функцто, також вщбуваеться за допомогою FAS-опосередкованого апоптозу (Choi, 2016). Кло-нальна делецш незриих Г-кттин у вилочковш залоз1 вщбува-еться без участ! Fas/FasL системи. Апоптоз здшснюеться тд час таких 1мунолопчних реакцш як делецш В-тмфоципв у гермштативних центрах за активаци антигеном i захист !муно-прившейованих органв. За адекватно! регуляци апоптозу вш пiдгримуе клпинну р1вновагу в 1муннш системi. Ослаблення або посилення темпв апоптозу шдукуе патологга !мунно! системи (Gloire et al., 2008).
Нашi данi вказують на те, що за психоемоцшного стресу у дней основно! групи р1зко збшьшуеться рiвенъ CD95+ л!мфоци-тв, що свщчить про Fas-залежний апоптоз. Мехатзми, як! зу-мовлюють гшерекспреста Fas i тдвищення р!вня апоптозу, пов'язат з розвитком внутрiшнъоклiтинного оксидативного стресу та шдукщею монооксигенування у клпинах (Shelton et al., 2013; Sundaramoorthy et al., 2016). За даними цих автор!в, за цих умов у р!зних кл!тин органзму розвиваються морфолопч-н та морфометричн змши, подабш до виявлених нами, пере-будова структури букальних епiтелiопитiв i еригропитiв у д!-тей основно! групи тд час психоемоц!йного стресу.
У зв'язку з викладеним вище ми обрали саме цей вжовий контингент д!тей, у яких ще досить добре прац^ють меха-н!зми у вилочковгй залозi, а виявлений нами п1двищений р!-вень CD95+ лiмфопитiв п!д час психоемоцшного стресу вимагае подальшого досл1дження.
Даш, отримат п!сля проведеного кореляц1йного аналзу м1ж показниками антиоксидантно! системи, р!внем продукттв перекисного окиснення лшщв i р!внем CD95+ лiмфопитiв, певною мрою узгоджуються з результатами дослвджень, отриманими гншими авторами в!дносно того, що люди з вираженими наслщками пси-хоемоц1йцно! травми мають значно вищий рiвенъ продукт1в моди-фжованого окиснення б]лк1в та л1п1д1в, за вираженого понижения таких антиоксидантних ферменпв як супероксиддисмутаза та каталаза, у рая зменшення вм!сту в!дновленого глутатюну на фон! зниження активност! глутатюнредуктази та глутат1онпероксидази (Baskevich, 2017).
Висновки
За психоемоц!йного стресу виявляються морфолопчт зм1ни букальних епiтелiоцитiв, як1 тдтвержуються морфометричними показниками i свщчать про зменшення площ1 робочо! поверхт кл1тин, гндукцгю апоптозу, що пов'язано з активащею процес!в перекисного окиснення лшщв та пригн!ченням функ-цюнально! здатност! антиоксидантно! системи захисту органз-му д1тей 7-11 рок1в. Морфометричт зм1ни еитроциттв периферично! кров1, як1 проявляються зменшенням площ1, периметра та р1зного виду деформац1ями, вщповщають морфолог1чним зм1нам букальних епгтел1оцит1в, що у поеднант з р1зким збшь-шенням р!вня CD95+ л1мфоци11в свщчить про системний характер змш в органз^п д1тей пгд час психоемщшного стресу.
Установлен! зм1ни морфолопчного та морфометричного стану букальних епiтелiоцитiв i еритроци11в св1дчать, що в комплексних досл1дженнях ц! кл1тини можуть застосовуватись як модельн! об'екти тд час установлення системних реакц!й оргатзму на вплив р1зних патолог1чних фактор!в.
Запропонован! п!дходи !з застосуванням морфометричних метод!в у досл!дженн1 букальних еп1тел1оцит1в та еритроцит1в !з визначенням стану процес!в перекисного окиснення л!п1д!в i антиоксидантно! системи захисту - об'ективне та суттеве до-повнення для виявлення ознак психоемоц!йного стресу та призначення патогенетично обгрунтовано! програми медично! реаб!л1тац!!.
References
Ahmad, M. K., Amani, S., & Mahmood, R. (2011). Potassium bromate causes cell lysis and induces oxidative stress in humanerythrocytes. Environmental Toxicology, 29(2), 138-145.
Baskevich, O. V. (2017). Condition of erythrocyte membranes in people with mental and behavioural disorders caused by alcohol consumption. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 8(2), 111-117.
Bergamini, C., Stefania Gambetti, S., Dondi, A., & Cervellati, C. (2004). Oxygen, reactive oxygen species and tissue damage. Current Pharmaceutical Design, 10(14), 1611-1626.
Bianchini, K., & Wright, P. A. (2013). Hypoxia delays hematopoaesis: Retention of embryonic hemoglobin and erythrocytes in larval rainbow trout, Oncorhynchus mykiss, during chronic hypoxia exposure. Journal of Experimental Biology, 216(23), 4415-4425.
Choi, J. W. (2016). Fas (CD95/APO-1) associations between soluble APO-1 (Fas/CD95) concentrations and hematopoaetic activity in healthy women. Acta Haematologica, 116(2), 137-140.
Das, D. K., Chakraborty, C. B., Mitra, A. K., Maiti, G. H., & Ray, A. K. (2012). Quantitative microscopy approach for shape-based erythrocytes characterization in anaemia. Journal of Microscopy, 249(2), 136-149.
Debatin, K.-M. (2009). Sensitivity and resistance - apoptosis in the APO-1 (Fas/CD95) system. Oncology Research and Treatment, 19(1), 3-5.
Ellis, C. G., Milkovich, S., & Goldman, D. (2012). What is the efficiency of ATP signaling from erythrocytes - regulate distribution of O2 supply within the microvasculature? Microcirculation, 19(5), 440-450.
Gloire, G., Charlier, E., & Piette, J. (2008). Regulation of CD95/APO- 1/Fas-induced apoptosis by protein phosphatases. Biochemical Pharmacology, 76(11), 1451-1458.
Godin, D. V., Gray, G. R., & Frohlich, J. (2009). Study of erythrocytes in a hereditary hemolytic syndrome (HHS): Comparison with erythrocytes in lecithin:cholesterol acyltransferase (LCAT) deficiency. Scandinavian Journal of Haematology, 24(2), 122-130.
Karle, H. (2009). Destruction of erythrocytes during experimental fever. Acta Medica Scandinavica, 186, 349-359.
Klegarth, A. R. (2017). Buccal swabs. The International Encyclopedia of Primatology, 1-1.
Mishra, R., Dhar, S. S., Mishra, H., & Asthana, A. K. (2017). Carcinoma buccal mucosa with multiple cutaneous metastases. Annals of International Medical and Dental Research, 3(2), 1-9.
Mortensen, E. (2009). Studies on the osmotic fragility of normal human erythrocytes. Acta Medica Scandinavica, 174(3), 289-297.
Mortensen, E. (2009). Studies on the osmotic fragility of normal human erythrocytes. Acta Medica Scandinavica, 173(6), 693-697.
Moscicka-Studzinska, A, Kijenska, E., & Ciach, T. (2009). Electroosmotic flow as a result of buccal iontophoresis - Buccal mucosa properties. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 72(3), 595-599.
Nikolovski, D., Dugalic, S., & Pantic, I. (2017). Iron oxide nanoparticles decrease nuclear fractal dimension of buccal epithelial cells in a time-dependent manner. Journal of Microscopy, 1(1), 1-8.
Reinhart, W. H., Zehnder, L., & Schulzki, T. (2009). Stored erythrocytes have less capacity than normal erythrocytes - support primary haemostasis. Thrombosis and Haemostasis, 101(4), 720-723.
Sagan, D., Jermnim, N., & Tangvarasittichai, O. (2010). CD95 is not functional in human erythrocytes. International Journal of Laboratory Hematology, 32(6), 244-247.
Shelton, R. L., Mattison, S. P., & Applegate, B. E. (2013). Volumetric imaging of erythrocytes using label-free multiphoton photoacoustic microscopy. Journal of Biophotonics, 7(10), 834-840.
Sprague, R S., Bowles, E. A., Achilleus, D. M., & Ellsworth, L. (2010). Erythro-cytes as controllers of perfusion distribution in the microvasculature of skeletal muscle. Acta Physiologica, 202(3), 285-292.
Sundaramoorthy, R., Velusamy, Y., Balaji, A. P. B., Mukheijee, A., & Chandra-sekaran, N. (2016). Comparative cytotoxic and genotoxic effects of permeth-rin and its nanometricform on human erythrocytes and lymphocytes in vitro. Chemico-Biological Interactions, 257, 119-124.
Swanepoel, A. C., & Pretorius, E. (2011). Scanning electron microscopy analysis of erythrocytes in thromboembolic ischemic stroke. International Journal of Laboratory Hematology, 34(2), 185-191.
Tredoux, S., Mfolozi, S., & Shires, K. (2015). Efficiency ofbuccal DNA sampling device in the mortuary. Journal of Forensic Investigation, 3(2), 6.
Zhang, S., Witasp, E., Lauwen, M., & Fadeel, B. (2008). Brief cross-linking of Fas/APO-1 (CD95) triggers engulfment of pre-apoptotic target cells. FEBS Letters, 582, 3501-3508.
Zotti, F. D., Lobysheva, I., & Balligand, J.-L. (2016). Nitric oxide and hemoglobin form a paramagnetic compound quantifiable by Electron Paramagnetic Resonance (EPR) spectroscopy in venous erythrocytes that reflects vascular NO bioavailability in vivo. Archives of Cardiovascular Diseases Supplements, 8(3), 217.
