CC BY
22
4. Семиотрочев В.Л., Рощин В.В., Мухамедов С.М. Материалы эпидемии холеры в совхозе Джетысай, Джетысайского района, Сыр-Дарьинской области, Казахской ССР // Сборн. работ. ФГБУ «ФНИЦЭМ» им. Н.Ф. Гамалеи, 1969. Вып. 15. С. 284-286.
5. Heiberg B. Des reactions de fermentation chez les vibrions // Coumpt. rend. Soc. Biol., 1939. № 115. 984.
6. Smith H.L., GnerR. // Proc. Cholera. Res. Segmp. Honolulu, 1965.
7. Ривкус Ю.З., Зайцева Т.С., Кочаровская Е.Ю.и др. Способность лизировать эритроциты человека как фактор патогенности Vibrio cholerae // Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол., 1999. № 6. С. 86-87.
8. Gotschlich F. Uber cholera und choleraahnliche Vibrionen unter den aus Mekka zurückkommenden Pilgern // Ztschr Infektr,1906. 53. 281.
9. Семиотрочев В.Л., Курмангалиева А.А., Дмитровский А.М. Применение сифлокса для лечения и профилактики холеры // Здравоохранение Казахстана, 1993. № 12. С. 8-12.
10. Семиотрочев В.Л. Современное представление о причинах возникновения эпидемий холеры. // Современные инновации, 2017. № 8 (22). Москва, 2017. С. 51-58.
ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ НЕФРОНОВ ПОЧЕК И ВЕСА ТЕЛА КРЫС ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПИЩЕВОЙ ДЕПРИВАЦИИ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ У НЕАДАПТИРОВАННЫХ И АДАПТИРОВАННЫХ ЖИВОТНЫХ Айдарбекова З.М.1, Махмудова Ж.А.2, Айдарбекова А.3 Email: [email protected]
'Айдарбекова Зифаргуль Мусулманкуловна — доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой, кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии;
2Махмудова Жылдыз Ахматовна — доктор биологических наук, заведующая кафедрой, кафедра биохимии с курсом общей и биоорганической химии, Кыргызская государственная медицинская академия им. И.К. Ахунбаева; 3Айдарбекова Айжан — доктор медицинских наук, профессор, кафедра терапевтической стоматологии, Кыргызско-Российский Славянский университет им. Б.Н. Ельцина, г. Бишкек, Кыргызская Республика
Аннотация: электронная микроскопия нефронов почек характеризуется нарастанием гипергранулярности миоэпителиоидных клеток юкстагломерулярного комплекса, более выраженного, чем в предыдущих уровнях исследования, на фоне уменьшения в них массы функционирующих ультраструктур. При этом изменяется тонус гломерулярной артериолы, нарушается ультраструктура гемодинамических эквивалентов клубочков, падает уровнень гломерулярной фильтрации, постепенно истощается ультраструктурный материальный субстрат деятельности почечных канальцев. Все эти изменения постепенно приводят к развитию структурно-функциональной дестабилизации и декомпенсации. Исключение составляют темные клетки собирательных трубок, состояние которых характеризуется увеличением массы органоидов и гладкостенных везикул.
Ключевые слова: высокогорье, адаптация, почки, пищевая депривация, нефрон, электронная микроскопия.
ELECTRONIC MICROSCOPY FEATURES OF KIDNEY NEFRONS AND WEIGHTS OF RAT BODIES IN LONG-TERM FOOD DEPRIVATION AT HIGHLANDS FOR UNADAPTED AND ADAPTED ANIMALS Aidarbekova Z.M.1, Makhmudova Zh.A.2, Aidarbekova A.3
'Aidarbekova Zifargul Musulmankulovna — Doctor of medical sciences, Professor, Head of the Department, DEPARTMENT OF HISTOLOGY, CYTOLOGY AND EMBRYOLOGY;
2Makhmudova Zhyldyz Akmatovna - Doctor of biological sciences, Head of the Department, DEPARTMENT OF BIOCHEMISTRY WITH GENERAL AND BIOORGANIC CHEMISTRY COURSES, KYRGYZ STATE MEDICAL ACADEMY NAMED AFTER I.K. AKHUNBAEV;
3Aidarbekova Aijan — Doctor of medical sciences, Professor, DEPARTMENT OF THERAPEUTIC STOMATOLOGY, B. YELTSIN KYRGYZ-RUSSIAN SLAVIC UNIVERSITY, BISHKEK, REPUBLIC OF KYRGYZSTAN
Abstract: electron microscopy of kidney nephrons is characterized by increase of hypergranulation of myoepithelian cellsof juxtaglomerular complex, ultrastructure disturbance of hemodynamic equivalents of glomerulus, decreaseof the glomerular filtration. At the same time the tone of the glomerular arteriolus changes, the ultrastructure of hemodiameric glomerular equivalents is disturbed, the level of glomerular filtration decreases, the ultrastructural material substratum of renal tubule activity is gradually depleted. All this increasingly results in development of structural and functionaldestabilizing and decompensation. The exception is dark cells of collecting tubes, the state of which is characterized by an increase in the mass of organoids and smooth-walled vesicles. Keywords: highlands, adaptation, kidneys, food deprivation, nebron, electron microscopy.
УДК 612.46:613.695
Адаптация организма к суровым условиям высокогорья очень сложный и далеко не изученный вопрос (9, 11). Почки являются одним из главных регуляторов кислотно-щелочного равновесия в организме при горной гипоксии.
В клинической практике часто возникают состояния, которые по своему воздействию на организм могут быть отнесены к экстремальным. По данным А.С. Жуковой (8), на первые и вторые сутки голодания потеря веса у старых крыс была значительно больше, чем у молодых. У молодых крыс вес снижался на 2,7% и 4,7%, а у старых на 5,5% и 5.9% соответственно. К 120 часам голодания у молодых крыс потеря веса составляла 18%, а у старых всего 6,7%, т.е. почти в 3 раза меньше.
У крыс Вистар 1-, 3- и 5-дневное голодание вызывало прогрессирующее снижение массы тела (13). В первую очередь снижалась масса жировой ткани, печени, матки, кишечника и мышц, через 5 дней голодания - масса почек. Масса сердца не изменялась. При адаптации организма к этим экстремальным влияниям почки занимают одно из ведущих мест (1, 2, 3, 5, 6). Голодание и недостаточное питание вызывает уменьшение массы почек в пределах 25-45%, в зависимости от степени потери массы тела животных и их возраста (4). Недостаточное питание в течение 1617 дней снижало удельный вес печени (вес органа), общий вес тела на 13%, удельный вес почки увеличивался на 13%, а удельный вес сердца не изменялся (14).
Для почки характерен высокий уровень адаптации и приспособления к различным условиям деятельности (1, 3, 5, 6, 7, 10, 12).<
Повышенный интерес к изучению приспособительных реакций организма к голоданию вызван социальными потребностями, а также широким использованием его как метода лечения целого ряда заболеваний.
Если в условиях долины встречаются работы по изучению влияния длительного голодания на структуру и функцию почек (2, 5, 6), то в условиях высокогорья такие данные единичны.
Целью наших исследований явилось изучение ультраструктурных изменений нефронов почек при длительном голодании в условиях высокогорья у неадаптированных и адаптированных животных.
Материал и методы
Опыты проведены на 255 белых крысах-самцах, весом 120-130 гр. в условиях долины -барометрическое давление (Рв) - 705 мм рт.ст. Высокогорные серии опытов были выполнены на экспериментальной базе института высокогорья (ИФиЭПВ HAH KP), расположенной на перевале Туя-Ашу - 3200 м над ур.м. и Рв - 515 мм рт.ст.
Подопытные животные были лишены пищи при свободном доступе к воде и забивались путем декапитации через 3-е и 6 суток от начала опыта (по 12-15 животных на срок). На всем протяжении экспериментов контролировался вес животных. Почки после взвешивания фиксировались в жидкости ФСУ. Морфометрические исследования проводились на парафиновых срезах, окрашенных гематоксилин - эозином, ШИК - реакцией. Число митозов определялось на каждом 4-5 срезе окрашенном гематоксилин - эозином. Подсчет митозов производился при помощи иммерсионного объектива 90х на МБИ-6. В каждом сроке исследования просматривались 10000-12000 клеток и полученные данные выражались в промилле - Полученные при морфометрии цифровые данные обрабатывались методом вариационной статистики по Фишеру-Стьюденту (1973). Достоверными считались различия, удовлетворяющие (р<0,05).
Для электронно-микроскопического исследования кусочки почечной ткани фиксировали забуферным 1% раствором четырехокиси осмия (рН = 7,2). Заливка материала проводилась в аралдит. Резка на ультратоме ЬКВ-4800. Просмотр ультратонких срезов осуществлялся в микроскопе JEM-100 В.
Результаты и их обсуждение.
К началу опыта масса крыс составляла 130,2±2,1 (гр.). Из полученных данных становится очевидным, что исходная масса животных после трехдневного голодания в условиях долины уменьшилась в среднем на 10,9%, а масса почек при этом изменилась на 4,2%. После 6-суточного голодания масса тела уменьшилась на 21,4%. Масса почек после 6-ти суток голодания снизилась на 8,9%. Следовательно, в условиях долины падение массы тела и массы почек было относительно равномерно на протяжении всего эксперимента.
В условиях высокогорья полученные данные свидетельствуют о том, что на высоте 3200 м над ур.м. потеря массы тела у неадаптированных животных после трехдневного голодания составила 19,9%, а масса почек уменьшилась на 11,4%, тогда как у адаптированных животных потеря массы тела была равна 28,6%, а масса почек уменьшилась на 15,2%.
Сопоставление динамики изменения массы тела крыс и почек показывает отрицательное влияние компонентов «горного комплекса» при длительном голодании. Значительно более выраженно падение как массы тела, так и массы почек в горах. Непропорциональное уменьшение массы почек и организма указывает на значительную роль почек в процессе развития компенсаторно-приспособительных реакций организма при адаптогенезе.
В интактных почках крыс митотическая активность (МА) проксимального отдела нефрона (ПОН) клеток в условиях долины была равна 0,42±0,018%о. При длительном голодании в течение трех суток в условиях долины МА клеток ПОН снижалась и была равна 0,35±0,011%о (Р<0,05), а через шесть суток длительного голодания МА в клетках ПОН равнялось 0,27±0,016%о (р<0,05). Подсчет МА клеток собирательных трубочек (СТ) в почках интактных животных в условиях долины составлял 0,35±0,021%о. Через трое суток длительного голодания МА клеток СТ в почке снижалась и составляла - 0,27±0,013%о (Р<0,05). Через шесть суток после опыта МА была 0,19±0,01%о (р<0,05).
Таким образом, при изучении МА клеток СТ при длительном голодании на уровне долины с увеличением срока, наблюдалось еще большее снижение митотической активности.
Из полученных данных становится очевидным, что через 3 суток после длительного голодания в условиях высокогорья митотическая активность клеток проксимального отдела нефрона была равна 0,25±0,015%0 (р<0,05), а через 6 суток снижалась и была равна 0,16±0,012%0 (р<0,05). В СТ МА клеток через 3 суток от начала опыта была равна 0,22±0,021%0 (р<0,05), а через 6 суток составляла 0,12±0,013%0 (р<0,05).
Таким образом, при изучении МА клеток СТ при длительном голодании на уровне высокогорья наблюдалось с увеличением срока опыта еще большее снижение МА.
Электронно-микроскопическое исследование почек при голодании на уровне высокогорья характеризуется следующими изменениями. Так, в миоэпителиоидных клетках юкстагломерулярного комплекса с увеличением длительности голодания отмечалось нарастание количества секреторных гранул. При этом секреторные гранулы заполняли весь объем цитоплазмы. Их форма варьировала от круглоовальной до многоугольной. Ядра клеток имеют неправильную форму. Содержат глубокие инвагинации цитоплазмы. Кариоплазма просветляется, а хроматин определяется в виде глыбок различной величины. Клеточные ультраструктуры выявляют очередную тенденцию уменьшения количества и размеров. Митохондрии, наряду с уменьшением количества, содержат просветленный матрикс. Канальцы гранулярного эндоплазматического ретукулума также уменьшаются в количестве и размерах. В той же мере изменяется содержание рибосом и полисом. Прослойки вещества базальной мембраны между эпителиальными клетками расширяются (рис. 1).
Рис. 1. Накопление секреторных гранул в миоэпителиодных клетках юкстагломерулярного комплекса через 3 суток голодания, проведенного в условиях высокогорья на неадаптированных животных. Ув. 12000х
Плотное пятно во все исследованные сроки изменяется незначительно. Состоит из несколько более плотной цитоплазмы. Клетки плотного пятна содержат немногочисленные органоиды и базальные интердигитирующие отростки.
Клетки Гурмагтига через 3 и 6 суток после голодания характеризуются уменьшением своих размеров, содержат многочисленные клеточные ультраструктуры. Ядра приобретают неправильную форму, отдельно уплотнены. В части клеток Гурмагтига можно обнаружить плотные гранулы полигональной формы. Структура этих гранул различна, часть гранул имеет гомогенную, другая - мелкозернистую структуру содержимого. Базальная мембрана, ограничивающая клетки Гурмагтига, расширена.
Клубочек почечного тельца через 3 и 6 суток голодания состоит из расширенной кровенаполненной клубочковой капиллярной сети. Базальная мембрана несколько расширена. Эндотелиальные капилляры уплощены и содержат многочисленные поры. Клетки висцерального листка капсулы клубочка увеличены в размерах. Трабекулы удлинены. Цитоподии расширены, в апикальной части обнаруживают значительную электронную плотность. Мезангиальная зона - сосудистый полюс занимает несколько меньший, нежели в контроле объем. Сами мезангиоциты характеризуются плотной цитоплазмой, снижением содержания ультраструктур. Ультраструктура клеток проксимального отдела нефрона характеризуется значительным количеством пиноцитозных структур в апикальной части. Щеточная каемка содержит удлиненные микроворсинки, тесно соприкасающиеся между собой. Ядра их округлой или овальной формы.
Кариоплазма просветлена. В цитоплазме отмечается увеличение содержания лизосом. Отдельные участки цитоплазмы содержат лизосомы и характеризуются значительным просветлением. Кроме лизосом, в цитоплазме, преимущественно в ее апикальной части, содержатся светлые вакуоли. Митохондрии лишены базально-апикальной ориентации. Форма различна. Отдельные митохондрии имеют матрикс с очаговыми просветлениями и редуцированными кристами. Насыщенность клеток рибосомами и полисомами значительно отличается от контроля. Гранулярный эндоплазматический ретикулум содержит уплощенные полости. Пластинчатый комплекс состоит преимущественно из вакуолей и везикул. Отмечается сужение его зоны. Базальная мембрана проксимальной части канальцев нефрона
неравномерно утолщена (рис. 2).
Рис. 2. Увеличение числа пиноцитозных инвагинаций, накопление электронноплотных лизосом в клетках ПОН, через 3 суток голодания, проведенного в условиях высокогорья на неадаптированных животных. Ув.
10000х
В дистальной части канальцев нефрона при голодании наблюдается увеличение количества и размеров апикальных цитоплазматических выростов. Ядра клеток обычной формы, несколько пикнотизированы, содержат 1 -2 ядрышка. В цитоплазме появляются многочисленные светлые вакуоли. Вакуоли имеют различную величину и равномерно распределены по всему объему. Базальная часть клеток содержит складки, между которыми содержатся митохондрии. В этой же зоне обнаруживаются рибосомы и полисомы. Митохондрии этих клеток гетерогенны, по плотности матрикса, количеством крист и своими размерами. Наряду с митохондриями, где уплотненный матрикс, встречаются и митохондрии со значительно просветленным матриксом, вплоть до вакуолизации. Кристы несколько укорачиваются и не имеют упорядоченной ориентации. Пластинчатый комплекс состоит в основном из вакуолей и везикул. Базальная мембрана дистальной части канальца расширена. Кроме вышеизложенного состояния клеток дистальной части канальца нефрона при голодании, обнаруживаются клетки, имеющие просветленную цитоплазму. Отличительным признаком этих клеток является наличие вакуолей
больших размеров. Это происходит на фоне значительно заметного уменьшения количества и величины клеточных органелл.
В собирательных почечных трубочках при голодании отмечается преобладание вставочных клеток над главными. Эти клетки содержат многочисленные митохондрии, имеющие довольно плотный матрикс, и тесно упакованные, упорядочные кристы. Между митохондриями расположены многочисленные гладкостенные везикулы. Апикальная поверхность темных (вставочных) клеток имеет выросты типа микроворсинок, базально-развитую систему клеточных отростков. Канальцы гранулярного эндоплазматического ретикулума - узкие. Рибосомы и полисомы немногочисленны. Пластинчатый комплекс состоит из расширенных вакуолей и везикул. Базальная мембрана собирательных почечных трубочек имеет обычную структуру. Заключение.
Длительное голодание у адаптированных в течение месяца к высокогорью крыс приводит к структурно-функциональным изменениям в почках. Изменения обнаруживаются во всех отделах нефрона, юкстагломерулярном комплексе и собирательных трубках. Эти изменения отличаются от изменений, наблюдаемых на уровне долины и менее выражены чем таковые у неадаптированных крыс в условиях высокогорья.
Проведенное нами исследование ультраструктуры почек обнаруживает целый ряд особенностей, характерных для голодания на уровне высокогорья без адаптации и связанных с его длительностью и адаптацией к условиям высокогорья. Суть этих особенностей сводится к нарастанию гипергранулярности миоэпителиоидных клеток юкстагломерулярного комплекса, более выраженного, чем в предыдущих уровнях исследования, на фоне уменьшения в них массы функционирующих ультраструктур. При этом изменяется тонус гломерулярной артериолы, нарушается ультраструктура гемодинамических эквивалентов клубочков, падает уровень гломерулярной фильтрации, постепенно истощается ультраструктурный материальный субстрат деятельности почечных канальцев. Все эти изменения постепенно приводят к развитию структурно-функциональной дестабилизации и декомпенсации. Исключение составляют темные клетки собирательных трубок, состояние которых характеризуется увеличением массы органоидов и гладкостенных везикул.
Список литературы / References
1. Айдарбекова З.М. Влияние длительного голодания на морфометрические показатели почек адаптированных животных в условиях гор. // Известие ВУЗов. Бишкек, 2011. № 1. С. 96-100.
2. Акбаров А.А. Структурно-функциональные особенности интактных и оставшейся после односторонней нефрэктомии почек в некоторых экстремальных состояниях. Автореф. дисс... канд. мед.наук. Ташкент, 1979. 18 с.
3. Белкин В.Ш. Морфологические аспекты адаптации к высокогорной гипоксии. Душанбе. -Дониш, 1990. С. 235-257.
4. Верезовский В.А., Носарь В.И. Влияние голодания на напряжение кислорода в тканях у кроликов // Патолог. Физиология и экспериментальная терапия, 1987. Вып. 1. С. 61-64.
5. Гайнуллин М.Г. Структурно-функциональная характеристика почек при адаптации к кровопотере, голоданию и односторонней нефротомии. Автореф. дисс... канд. биол. наук. Ташкент, 1989. 24 с.
6. Гонтмахер В.М., Сагдуллаев 3.3., Гайнуллин М.Г. Некоторые структурные аспекты функциональной перестройки почек при адаптации к голоданию. // Архив анат., гистол. и эмбриол., 1986. № 91. № 12. C. 90-94.
7. Григорьев А.И. Влияние факторов космического полета на функциональное состояние почек человека. Функциональное состояние почки при экстремальных состояниях. Всесоюз. симпозиум. Л., 1976. С. 131-141.
8. Жукова А.С. Возрастные особенности мобилизации жира из аденоидной ткани при голодании // Адаптационные процессы в организме при старении. Минск, 1977. С. 45-51.
9. Захаров Г.А. Обмен веществ и расход энергии в горах // Экологический вестник Кыргызстана. Бишкек, 1977. С. 9-11.
10. Иванова Л.Н., Лавриненко В.А., Бабина А.Б. Структура и концентриующая способность почек крыс Браттлборо в условиях длительного введения вазопрессина. // Бюлл. экспер. биол. и медиц., 2008. № 11. С. 580-584.
11. Сиротинин Н.Н. О лечебном и профилактическом действии горного климата // Тр.конф. по высокогорью и холодовой травме. Фрунзе. Изд. АН. Кирг. ССР, 1962. С. 3, 4.
12. Федосеева Л.А., Дымшиц Г.М., Маркель А.Л. Характеристика рениновой системы почки у крыс линии НИСАГ со стресс чувствительной артериальной гипертензией. // Бюлл. экспер. биол. и медиц., 2009. № 2. С. 134-138.
13. Cycyb C., Padcpovich L., Jankobuh B. Ефекат петодневного гладованье на телесну масу органа и ниаое глюкозе у крови опште и портне циркулацине // Cpn.apx. целок лек., 1985. Т. 113. № 3. С. 213-219.
14. Lec B.C., Stemmer K.L., Petezing H.G. Essential trace metals and specific organ weight in diet-restricted and ab libfed rats//Biol.Trace Elem.Res.,1985. Vol. 8. P. 1-19.
ФОРМАЛИЗМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ Макаров Л.М.1, Поздняков А.В.2 Email: [email protected]
'Макаров Леонид Михайлович — кандидат технических наук, профессор, кафедра конструирования и производств радиоэлектронных средств, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича;
2Поздняков Александр Владимирович — доктор медицинских наук, профессор, кафедра медицинской биофизики, Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет,
г. Санкт-Петербург
Аннотация: рассмотрена процедура формирования системы позиционирования изотопов -стабильных изотопов, на основе базовых показателей атомарной конструкции химического элемента периодической системы. Установлены принципы формирования изотопных кластеров различных химических элементов, представлены количественные показатели схем создания групп стабильных изотопов, участвующих в биосинтезе клеточных структур организма человека. Указана сопряженность энергетических процессов клеточного синтеза с энергетическим процессом ядерного синтеза, определяющих продолжительность жизни человека. Ключевые слова: изотопы, клеточный биосинтез, энергетика сопряженных процессов.
FORMALISM OF POSITIONING OF STABLE ISOTOPES Makarov L.M.1, Pozdnyakov A.V.2
'Makarov LeonidMikhaylovich - PhD in System analysis, Associate Professor, DEPARTMENT OF DESIGNING AND PRODUCTION OF RADIO-ELECTRONIC MEANS, ST. PETERSBURG STATE UNIVERSITY OF TELECOMMUNICATIONS OF THE PROF. M.A. BONCH-BRUYEVICH;
2Pozdnyakov Alexander Vladimirovich - Doctor of Medical Sciences, Professor, DEPARTMENT OF MEDICAL BIOPHYSICS, ST. PETERSBURG STATE PEDIATRIC MEDICAL UNIVERSITY, SAINT PETERSBURG
Abstract: the procedure of formation of system of positioning of isotopes - stable isotopes, on the basis of basic indicators of an atomic design of chemical element ofperiodic system is considered. The principles of formation of isotope clusters of various chemical elements are established, quantitative indices of schemes of creation of groups of the stable isotopes participating in biosynthesis of cellular structures of a human body are presented. The associatively of the power processes of cellular synthesis to power process of nuclear fusion defining life expectancy of the person is specified. Keywords: isotopes, cellular biosynthesis, power of the interfaced processes.
УДК 519.61 + 530.145 DOI: ' 0.2086'/2304-2338-20'8-'26-005
Современные представления об атомарной конструкции химических элементов, представленных в табличной форме, создавались на основе естественнонаучных знаний и представлений о планетарной модели.
Самодостаточность атомарных конструкций, как общее понятие долговременного существования материи, трактовалась исключительно с позиции понимания естественных природных процессов. Расширение этих представлений на основе базовых понятий квантовой теории внесли серию новых понятий, в частности, понимание сложного строения атома.
