CC BY
59
УДК 611.6+59.084:615.37
ОСОБЕННОСТИ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ НЕПОЛОВОЗРЕЛЫХ КРЫС ПОСЛЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИММУНОСУПРЕССОРА © Захаров А.А.
Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки, ЛНР, 91045, Луганск, кв. 50-летия Обороны Луганска, 1г
Резюме
Влияние иммуносупрессивного состояния на структуру и функционирование мужской половой системы установлено клиническими исследованиями, однако, морфологические изменения органов в подобных условиях не были изучены, тем более в детском возрасте.
Цель. Определение в эксперименте морфологических изменений предстательной железы после системной иммуносупрессии.
Методика. Эксперимент проведен на 60 неполовозрелых белых крысах-самцах. Иммуносупрессию моделировали путем введения циклофосфамида в дозировке 1,5 мг/кг массы тела внутримышечно в течение 10 сут. Животные, которым вводили эквивалентные объемы 0,9% раствора натрия хлорида по той же схеме, входили в контрольную группу. Крыс выводили из эксперимента под эфирным наркозом через 1, 7, 15, 30 и 60 сут. после прекращения введения препарата.
Результаты. Изучались объёмно-линейные показатели предстательной железы, а также микроморфометрические параметры: высота, ширина и объём клеток эпителия, больший и меньший диаметры и объём ядер эпителиоцитов.
Заключение. Статистически значимое снижение органометрических и микроморфометрических параметров железы в сравнении с показателями контрольных групп животных наблюдалось на ранних сроках эксперимента (1, 7 и 15 сут.), что вызвано прямым угнетающим действием циклофосфамида на биосинтетический аппарат клетки, а также нарушением эндокринной регуляции морфогенеза органа и реакцией на системную иммуносупрессию.
Ключевые слова: предстательная железа, крысы, циклофосфамид, иммуносупрессия
FEATURES OF MORPHOMETRIC INDICES OF THE PROSTATE GLAND OF THE IMMATURE RATS AFTER IMMUNOSUPPRESSOR ADMINISTRATION Zakharov A.A.
St. Luka Lugansk State Medical University, 1g, kv. 50-letija Oborony Luganska, 91045, Lugansk, LPR
Abstract
The influence of the immunosuppressive state on the structure and functioning of the male reproductive system was established by clinical studies; however, morphological changes in organs under such conditions were not studied, especially in childhood.
Objective. To determine experimentally the morphological changes in the prostate gland after systemic immunosuppression.
Methods. The experiment was carried out on 60 immature white male rats. Immunosuppression was modeled by administration of cyclophosphamide at a dosage of 1.5 mg/kg body weight intramuscularly for 10 days. Animals that received equivalent volumes of 0.9% sodium chloride solution according to the same scheme were included in the control group. Animals were taken out from experiment under ether anesthesia on 1, 7, 15, 30 and 60 days after discontinuation of the drug administration.
Results. Volume-linear parameters of the prostate gland, as well as micromorphometric indices (height, width and volume of epithelial cells, larger and smaller diameters and volume of epithelial cells), were studied.
Conclusion. Statistically significant decrease of the organometric and micromorphometric parameters of the gland in comparison with the parameters of the control groups of animals was observed at the early stages of the experiment (1, 7and 15 days), which is caused by the direct inhibitory effect of
12
cyclophosphamide on the biosynthetic apparatus of the cell, as well as the disruption of endocrine regulation of organ morphogenesis and the response to systemic immunosuppression.
Keywords: prostate gland, rats, cyclophosphamide, immunosuppression
Введение
Активность исследователей в изучении морфологии мужской половой системы остаётся высокой, что связано не только с познавательным интересом к этой актуальной проблеме медицины, но и определяется постоянно увеличивающимся спектром современных задач, имеющих большое медицинское и социальное значение. К числу последних относится проблема мужского бесплодия, вызванного иммуносупрессивной терапией.
Исследования последних лет в области иммуноморфологии показали также, что сходное состояние иммунной системы возникает и при воздействии различных экологически неблагоприятных техногенных факторов среды Г31. Среди них особую роль играют разнообразные антропогенные воздействия, в том числе медицинского характера, вызывающие активную реакцию со стороны регуляторных систем организма. В последние годы доказана роль иммуносупрессии в изменении органометрических параметров и морфоструктуры органов не только иммунной, а также эндокринной и костной систем [7, 8].
Особенно высокая реактивность в ответ на экзогенные стимулы наблюдается со стороны организма в детском возрасте, на что указывает ряд исследователей в области иммуноморфологии, онкологии, педиатрии Г61. Однако, при всём многообразии клинических данных касаемо нарушений со стороны репродуктивной системы в разнообразных экзогенных условиях, в современной литературе практически отсутствуют сведения о структурных изменениях органов мужской половой системы при иммуносупрессии, особенно в детском возрасте. Одним из важнейших мужских репродуктивных органов является предстательная железа. Совместно с содержимым семенных пузырьков её секрет формирует основной объём семенной жидкости, определяя её количественный и качественный биохимический состав, а также бактерицидные свойства. В связи с вышеизложенным, целью данного исследования явилось установление в эксперименте морфологических изменений предстательной железы после системной иммуносупрессии.
Методика
Эксперимент проведен на 60 неполовозрелых белых крысах-самцах, полученных из вивария лабораторных животных ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки». При работе с животными руководствовались Директивой 2010/63/Еи Европейского Парламента и Совета Европейского Союза по охране животных, используемых в научных целях Г4]. Иммуносупрессию моделировали путем введения циклофосфамида в дозировке 1,5 мг/кг массы тела внутримышечно в течение 10 сут. Животные, которым вводили эквивалентные объемы 0,9% раствора натрия хлорида по той же схеме, входили в контрольную группу. Грызунов выводили из эксперимента под эфирным наркозом через 1, 7, 15, 30 и 60 сут. после прекращения введения препарата. Предстательную железу взвешивали на торсионных весах WT-1000, рассчитывали относительную массу органа, определяли линейные размеры с помощью штангенциркуля ШЦ-1: длину, ширинуи толщину. По формуле объёма эллипсоида рассчитывали объём органа:
V _ тАВС
где А - длина, В - ширина и С - толщина предстательной железы [9].
Как у большинства грызунов, предстательная железа крыс состоит из 4 парных долей: вентральных, дорсальных, латеральных и передних. Передние доли, представляющие собой коагулирующие железы, отличаются по строению от других долей, поэтому их рассматривают как самостоятельные образования Г111. Дорсальные и латеральные доли предстательной железы крыс не имеют принципиальных отличий структурной организации, поэтому их часто объединяют термином «дорсолатеральная доля простаты», в ней чаще возникают патологические изменения, что делает её важным объектом исследований, результаты которых могут быть экстраполированы на человека [10].
После фиксации 10% нейтральным формалином предстательная железа подвергалась стандартной гистологической проводке, полученные срезы толщиной 5-6 мкм окрашивались гематоксилин-эозином и фотографировались с помощью автоматизированного морфометрического комплекса «01ушршСХ-41». Микроморфометрические измерения объектов проводили путём загрузки полученных цифровых изображений в компьютерную программу АСКОН «Компас-3D12.0». На микроскопическом уровне в предстательной железе изучали высоту, ширину и объём клеток эпителия, больший и меньший диаметры и объём ядер эпителиоцитов. Объём ядра рассчитывали по формуле объёма вытянутого эллипсоида вращения:
V = ^
где V - объём ядра, А - больший диаметр, В - меньший диаметр [9].
Полученные данные обрабатывали с использованием лицензионной программы «StatSoftStatistica уб.0». Применялись методы параметрической статистики, так как применение критерия Шапиро-Уилка позволило установить нормальное распределение показателей в выборке. Достоверность различий между показателями экспериментальных и контрольных групп определяли с помощью критерия Стьюдента-Фишера (р<0,05).
Результаты исследования и их обсуждение
Предстательная железа крысы является альвеолярно-трубчатой, окружена соединительнотканной капсулой, отдающей перегородки вглубь органа. Его паренхиму составляют отдельные альвеолярные железы, первая группа которых размещена в слизистой оболочке мочеиспускательного канала, вторая - в соединительной ткани вокруг мочеиспускательного канала и третья, формирующая паренхиму железы. Секреторные отделы органа неполовозрелых крыс имеют округлую или вытянутую форму, их просвет содержит небольшое количество секрета (рис. 1). Стенка выстлана однослойным кубическим эпителием, включающим секреторные и базальные клетки.
Рис. 1. Участок предстательной железы животных неполовозрелого возраста на 7 сутки наблюдения: А - после применения циклофосфамида; Б - в контроле. 1 - эпителий желез, 2 -соединительная ткань. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение: приближение: Zoom 18,5; объектив: PlanCN 10x/0.25 ®/-/FN22
Органометрические параметры предстательной железы неполовозрелых животных контрольной группы претерпевали закономерные изменения: абсолютная и относительная массы, линейные и объёмные показатели органа увеличивались соответственно возрасту крыс (табл. 1).
Таблица 1. Динамика органометрических показателей предстательной железы неполовозрелых крыс контрольных групп
Параметры Сроки наблюдения, сут.
1 7 15 30 60
Абсолютная масса, мг 87,11±1,68 88,24±1,72 90,15±1,89 95,42±3,14 102,47±3,08
Относительная масса, мг/г 0,64±0,03 0,68±0,02 0,56±0,01 0,65±0,02 0,65±0,02
Длина, мм 9,43±0,18 9,90±0,26 11,21±0,12 13,91±0,21 15,95±0,58
Ширина, мм 5,82±0,10 5,91±0,12 8,03±0,14 10,83±0,40 11,96±0,31
Толщина, мм 3,80±0,11 3,90±0,12 6,11±0,14 8,40±0,13 9,32±0,09
Объём, мм3 108,85±3,12 119,27±5,45 286,17±6,21 662,76±45,25 928,78±35,21
После применения иммуносупрессора принцип строения предстательной железы не изменился, в то же время были определены изменения морфометрических показателей органа. Так, статистически значимая динамика органометрических показателей была выявлена на ранних сроках наблюдения: абсолютная масса уменьшалась на 6,72%, 7,22% и 10,28% на 1, 7 и 15 сут. после окончания введения препарата. Значения относительной массы изменялись аналогично: уменьшение показателей составило 12,92%, 10,98% и 6,13% соответственно срокам наблюдения.
Линейные и объёмные параметры органа после применения циклофосфамида претерпевали сходные изменения. Так, достоверные отклонения были установлены на ранних сроках наблюдения (рис. 2).
Рис. 2. Изменения длины (А),ширины (Б), толщины (В) и объёма (Г) предстательной железы после применения циклофосфамида и в контроле. * - достоверное отличие от контрольных данных (Р<0,05)
Морфометрические показатели клеток эпителия предстательной железы неполовозрелых крыс контрольных групп претерпевали изменения с увеличением срока наблюдения (табл. 2).
После применения циклофосфамида морфометрические показатели эпителия секреторных отделов предстательной железы достоверно уменьшались относительно контрольных данных. Так, высота клеток снижалась на 6,54%, 6,73% и 8,71%, ширина - на 7,03%, 7,54% и 8,47% соответственно 1, 7 и 15 сут. наблюдения. Объём эпителиоцитов уменьшался на 18,77%, 19,42% и 23,60% в аналогичные сроки (рис. 3).
Таблица 2. Динамика микроморфометрических параметров эпителиоцитов желез простаты неполовозрелых крыс контрольных групп
Параметры Сроки наблюдения, сут.
1 7 15 30 60
Высота эпителия, мкм 13,66±0,25 14,22±0,21 14,87±0,26 15,68±0,59 17,54±0,45
Ширина эпителия, мкм 10,17±0,24 10,56±0,21 11,28±0,26 11,74±0,59 13,87±0,45
Объём эпителиоцита, мкм3 993,59±20,36 1118,02±32,25 1305,92±41,36 1511,28±108,32 2234,19±101,23
Больший диаметр ядра, мкм 5,94±0,26 6,15±0,24 6,24±0,17 6,35±0,28 6,87±0,19
Меньший диаметр ядра, мкм 3,50±0,03 3,56±0,04 3,68±0,07 4,08±0,12 4,56±0,28
Объём ядра, мкм3 38,10±0,95 40,81±1,12 44,25±1,44 55,35±4,85 74,79±4,52
Размеры ядер эпителиоцитов также претерпевали достоверные изменения по сравнению с данными контрольной группы животных. Так, больший диаметр ядра после применения иммуносупрессора достоверно уменьшался на 10,12%, 9,54% и 10,68%, меньший диаметр - на 4,48%, 4,49% и 4,89% на 1, 7 и 15 сут. наблюдения соответственно.
Рис. 3. Участок предстательной железы неполовозрелых крыс на 7 сут. наблюдения: А - после применения циклофосфамида, Б - в контроле. 1 - ядра секреторных эпителиоцитов, 2 - базальные клетки, 3 - соединительная ткань. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение: приближение: Zoom 18,5;объектив: PlanCN 40x/0.65 «/0.17/FN22
Параметр объёма ядер эпителиальных клеток, опосредованно свидетельствующий об их функциональной активности, также значимо уменьшался под влиянием иммуносупрессора. Снижение показателей было установлено на ранних сроках наблюдения на 17,95%, 17,46% и 19,21% (1, 7, 15 сут.). Данный факт может объясняться механизмом действия циклофосфамида, в основе которого лежит образование поперечных сшивок между нитями ДНК и РНК, а также ингибирование синтеза белка. Через 30 и 60 сут. после завершения введения циклофосфамида значимых отличий между показателями экспериментальной и контрольной групп по всем показателям ядер установлено не было, что, видимо, свидетельствует о превалировании адаптационных процессов в эпителии и органе в целом на поздних сроках наблюдения.
Полученные результаты исследования коррелируют с данными литературы. Так, Алексеев Ю.Д. и соавт. (2015) указывают на увеличение органометрических параметров предстательной железы человека с увеличением возраста, что объясняется постепенным созреванием и ростом
структурно-функциональных элементов органа Г11. Уменьшение линейно-объёмных показателей железы, а также параметров её эпителиоцитов в сравнении с контрольными данными может быть связано с нарушением гипофизарной регуляции морфогенеза незрелых компонентов органа в условиях иммуносупрессии, на что указывает Бобрышева И.В. (2016), а также системным цитостатическим действием препарата [2]. Ещенко Ю.В. и соавт. (2010) указывают на необратимые повреждения эпителия железы и, соответственно, снижение её функциональной активности после воздействия на организм экспериментальных животных солями тяжёлых металлов, что, по-видимому, аналогично длительному действию циклофосфамида в небольшой дозировке в качестве иммуносупрессора [5].
Выводы
1. Предстательная железа неполовозрелых крыс подвергалась закономерным структурным преобразованиям с увеличением возраста и массы тела животных, а также интенсивно реагировала на длительное применение небольших доз препарата, вызывающего системную иммуносупрессию.
2. Снижение органометрических параметров железы в сравнении с показателями контрольных групп животных наблюдалось на ранних сроках наблюдения (1, 7 и 15 сут.), что вызвано прямым угнетающим действием циклофосфамида на биосинтетический аппарат клетки, а также нарушением эндокринной регуляции морфогенеза органа и реакцией на системную иммуносупрессию.
3. Уменьшение микроморфометрических данных эпителиоцитов предстательной железы крыс экспериментальных групп происходило синхронно и однонаправленно с макроскопическими показателями и, по-видимому, указывало на снижение интенсивности синтетических процессов в органе, и, как следствие, на угнетение темпов созревания и функционирования железы.
4. Дальнейшее изучение изменений предстательной железы будет проведено в условиях экспериментальной иммуносупрессии в возрастном аспекте.
Литература
1. Алексеев Ю.Д, Савенкова Е.Н., Ефимов А.А. и др. Сравнительный анализ органометрических показателей мужских половых желез человека в различные возрастные периоды // Бюллетень медицинских Интернет-конференций. - 2015. - Т.5, №7. - С. 993-996. [Alekseev Ju.D, Savenkova E.N., Efimov A.A. i dr. Bjulleten' medicinskih Internet-konferencij. Bulletin of medical Internet conferences. - 2015. -Т.5, N7. - P. 993-996. (in Russian)]
2. Бобрышева И.В. Морфофункциональные особенности гонадотропных эндокриноцитов дистальной части аденогипофиза крыс при экспериментальной иммуносупрессии // Ульяновский медико-биологический журнал. - 2016. - №3. - С. 134-142. [Bobrysheva I.V. Uljanovskij mediko-biologicheskij zhurnal. Ulyanovsk Medical Biological Journal. - 2016. - N3. - P. 134-142. (in Russian)]
3. Боровская Т.Г. , Гольдберг В.Е., Полуэктова М.Е. и др. Сравнительная экспериментальная оценка отдаленных последствий гонадотоксичности цитостатических препаратов разных групп // Рак и репродукция / Под ред. А.А. Параконной. - М.: Галеон, 2012. - Гл. 4.1. - С.133-139. [Borovskaja T.G., Gol'dberg V.E., Polujektova M.E. i dr. Rak i reprodukcija /Pod red. A.A. Parakonnoj. Cancer and reproduction / Ed. A.A. Paraconnoy. - Moscow: Galeon, 2012. - Ch.4.1. - P. 133-139. (in Russian)]
4. Директива 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета Европейского Союза по охране животных, используемых в научных целях // НП «Объединение специалистов по работе с лабораторными животными». - Санкт-Петербург, 2012. - 48 с. [NP «Ob#edinenie specialistov po rabote s laboratornymi zhivotnymi». NP «Association of experts in working with laboratory animals». - St. Petersburg, 2012. - 48 p. (in Russian)]
5. Ещенко Ю.В., Новицкий В.В., Бовт В.Д. и др. Действие хелатирующих агентов на предстательную железу у крыс // Бюллетень сибирской медицины. - 2010. - №3. - С. 65-68. [Eshhenko Ju.V., Novickij V.V., Bovt V.D. i dr. Bjulleten' sibirskoj mediciny. Bulletin of Siberian Medicine. - 2010. - N3. - P. 65-68. (in Russian)]
6. Зборовская А.А., Алейникова О.В. Эпидемиология злокачественных новообразований у детей и подростков Беларуси // Онкопедиатрия. - 2015. - Т.2, №3. - С. 216-222. [Zborovskaja A.A., Alejnikova O.V. Onkopediatrija. Oncopediatrics. - 2015. - Т.2, N3. - P. 216-222. (in Russian)]
7. Кащенко С.А. Взаимосвязь морфогенеза костей с иммунной системой лабораторных крыс в условиях иммуносупрессии // Украинский морфологический альманах. - 2008. - №1. - С. 87-88. [Kashchenko S.A.
Ukrainskij morfologicheskij al'manah. Ukrainian morphological almanac. - 2008. - N1. - P. 87-88. (in Russian)]
8. Кащенко С.А., Бобрышева И.В. Структурные преобразования хромофобных клеток аденогипофиза при иммуносупрессии, вызванной введением циклофосфамида // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. - 2016. - №2. - С. 83-84. [Kashchenko S.A., Bobrysheva I.V. Rossijskij mediko-biologicheskij vestnik imeni akademika I.P. Pavlova. Academician I.P. Pavlov Russian medical and biological bulletin. - 2016. - N2. - P. 83-84. (in Russian)]
9. Киселев В.В., Федченко С.Н. Возрастные особенности биометрических характеристик надпочечников белых крыс под действием ксеногенной спинномозговой жидкости // Украшський морфолопчний альманах. - 2012. - Т.10, №4. - С. 48-50. [Kiselev V.V., Fedchenko S.N. Ukrai'ns'kyj morfologichnyj al'manah. Ukrainian Morphological Almanac. - 2012. - Т.10, N4. - P. 48-50. (in Russian)]
10. Саяпина И.Ю., Целуйко С.С. Долевая специфика ультраструктурной организации простаты крыс в норме и при остром холодовом стрессе // Дальневосточный медицинский журнал. - 2012. - №2. - С. 108-112. [Sajapina I.Ju., Celujko S.S. Dal'nevostochnyj medicinskij zhurnal. Far East Medical Journal. - 2012. - N2. - P. 108-112. (in Russian)]
11. Шерстюк О.А. и др. Роль анатомических знаний в диагностике и лечении заболеваний простаты // Вюник проблем бюлогп i медицини. - 2013. - Т.2, №3. - С. 56-61. [Sherstjuk O.A. i dr. Visnyk problem biologii i medycyny. Bulletin of Biology and Medicine. - 2013. - Т.2, N3. - P. 56-61. (in Russian)]
Информация об авторе
Захаров Алексей Александрович - кандидат медицинских наук, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки». E-mail: [email protected]
