CC BY
8
СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МОЗЖЕЧКА ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА 11-12 НЕДЕЛЬ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ Школьников В. С., Залевский Л. Л.
В ходе исследования установлены макрометрические параметры полушарий и червя мозжечка плодов человека 11-12 недель, а также структурная организация, морфометрические параметры структур мозжечка и морфология радиальной глии.
^ючевые слова: полушария мозжечка, червь мозжечка, морфометрические параметры, внутриутробное развитие, радиальная глия.
Стаття надшшла 12.01.2017 р.
STRUCTURAL ORGANIZATION OF THE CEREBELLUM OF HUMAN FETUSES OF 11-12 WEEKS OF INTRAUTERINE DEVELOPMENT Shkolnikov V. S., Zalevskiy L. L.
The study established micrometrical parameters of the hemispheres and of the worm of cerebellum human fetuses of 11-12 weeks, as well as structural organization, morphometric parameters of the structures of the cerebellum and the morphology of radial glia.
Key words: cerebellar hemispheres, the worm of the cerebellum, morphometric parameters, fetal development, radial glia
Рецензент Чайковський Ю.Б.
УДК 611.844+[611-018:547.96]:616.441-008.64-092.9
ОСОБЛИВОСТ1 ГЛ1КОМУ ОЧНОГО ЯБЛУКА НА ТЛ1 МЕРКАЗОЛЫ-ШДУКОВАНОГО Г1ПОТИРОЗУ ЗА ДАНИМИ ЛЕКТИНОВО1 ПСТОХ1МП
З використанням рутинних пстолопчних методiв та 6 лектишв pi3H0i вуглеводно! специфiчностi (PNA, HPA, SNA, LABA, WGA та CNFA), дослщжували вплив мерказолш-шдукованого ппотирозу на морфолопчш особливост та вуглеводш детермiнанти очного яблука щура. Встановлено, що на тлi ппотирозу розвиваються ознаки кератишзаци i локального вщшарування поверхневих шарiв переднього еттелш рогiвки, лiмфоцитарна iнфiльтрацiя простору навколо розширених венозних синусiв, локальнi вщшарування епiтелiю передньо! камери, дегенеративнi змши нейронiв внутрiшнього ядерного шару спювки. Методи лектиново! riстохiмi! продемонстрували шдвищене експонувавання рецепторiв WGA, CNFA, LABA у поеднанш з редукцieю HPA- та SNA-реактивних вуглеводних детермiнант у складi фотосенсорного шару сiткiвки; порушення експонування рецепторiв лектину CNFA у зовшшньому та внутрiшньому сiтчастих шарах; накопичення рецепторiв лектину LABA в перикарюнах амакринних та ганглiонарних нейрошв. У структурних компонентах рогiвки за умов експериментального ппотирозу спостер^алася редукщя рецепторiв лектинiв HPA та CNFA у передньому еттелп на rai посилення !хнього експонування у кератоцитах та колагенових волокнах строми. Виявлеш морфофункщональш змiни та модифiкацiя такому структурних компонента очного яблука вщдзеркалюють альтерацiю фотосенсорно! та провiдних функцш сiткiвки, а також порушення адгезивних властивостей еттелто та прозоростi строми ропвки.
Ключовi слова: лектинова гiстохiмiя, очне яблуко щура, мерказолiл-iндукований гшотироз.
Робота е фрагментом НДР "Лектино- та iмуногiстохiмiчний аналiз вуглеводних детермшант нормальных та патологiчно змiнених клтин i тканин " № державноI реестраци 0113и000207.
Поширешсть ендокринно! офтальмопатп { особливост И прояв1в в Укра!ш констатувати досить складно у зв'язку з вщсутшстю проспективных дослщжень у цьому напрямку. Разом ¿з тим вщомо, що шсля подш на ЧАЕС спостерпаеться рют захворювань щитопод!бно! залози, що може ¿ндукувати прирют ендокринних офтальмопатш [7].
Лектини тюно зв'язаш з дослщженням структури { функцп кл1тннннх мембран, цитоплазматичних гл1кокон'югат1в та вуглеводних детермшант екстрацелюлярних структур, яю зазнають виражених змш як при р!зномаштних ф!зюлопчних станах, так { в умовах патологи (порушеннях кл1тинного метабол1зму, злояюснш трансформации кттин, аглютинаци в1рус1в та мшрооргашзм!в тощо) [3, 4]. Зокрема, з використанням метод1в лектиново! пстох!ми показана особливють зв'язування лектишв р1зно! вуглеводно! специф!чност з1 структурними компонентами очного яблука статевозрших тварин (ссавщв) в норм! [18, 19].
Задокументована роль ендогенних лектишв у процесах розвитку очного яблука [13]. Охарактеризована експрешя та розподш рецептор1в лектишв у ситавщ щура в норм!, показана специф!чшсть зв'язування окремих лектишв з шгментним еп!тел!ем та !х роль у процесах адгезп п!гментного ! фотосенсорного шар!в штювки, продемонстрована специф!чн!сть зв'язування з нейронами та нейрогаею с!тк!вки [12].
Разом !з тим, у доступн!й науковш л!тератур! в!дсутн! результати досл!джень модифшацп та перерозпод!лу гл!кокон'югат!в очного яблука на тт експериментального г!потирозу.
Метою роботи було дослщити морфолог!чн! особливост!, цитотопограф!ю рецептор!в лектин!в та особливост! глшому функц!ональних апарат!в очного яблука щур!в за умов експериментального мерказолш^ндукованого г!потирозу.
Матерiал та методи дослщження. Дослщи проводили на 35 статевозрших щурах самцях лшп Вiстар масою 180-240 г (10 контрольних i 25 дослiдних). При проведенш дослiджень дотримувались мiжнародних правил та принцишв «Свропейсько! конвенци про захист хребетних тварин, яю використовуються для експеримеш!в та з iншою науковою метою» (Страсбург, 1986) i «Загальних етичних принципiв експериментiв на тваринах» (Кшв, 2001) та Закону Украши № 3447-1У «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» вiд 21.02.2006.
Експериментальний гiпотироз викликали щоденним згодовуванням з 1жею мерказолiлу («Здоров'я», Харюв) з розрахунку 5 мг/кг маси тша впродовж двох тижнiв. Дослщжуваний матерiал (щитоподiбнi залози i очт яблука) забирали пiсля евтанази тварин шляхом передозування ефiрного наркозу; фшсували у розчинi Буена. Оглядовi препарати зафарбовували гематоксилiном та еозином. Лектиногiстохiмiчнi дослiдження проводили з використанням панелi з 6 лектинiв рiзноl вуглеводно! специфiчностi (табл.1).
Вiзуалiзацiю рецепторiв лектишв здiйснювали у системi 3,3'-дiамiнобензидину тетрапдрохлориду в присутностi Н2О2. Для контролю специфiчностi гiстохiмiчних реакцiй було використано вилучення лектин-пероксидазних кон'югатiв з протоколу зафарбовування. Контроль функци щитоподiбноl залози здшснювали шляхом вивчення морфологи тироцш!в та коло!ду. Огляд та фотографування гiстологiчних препаратiв проводився на мшроскош «Огапиш», обладнаним камерою «Echoo-Iшager 502000» з використанням програми «TopView 3.2».
Таблиця 1
Назва лектину Джерело його отримання Вуглеводна специф1чшсть
PNA Насiння apaxicy (Arachis hypogaea) ßDGal > DGalNAc-DGal
HPA Статева залоза виноградного слимака (Helix pomatia) aDGalNAc
SNA Кора бузини чорно! (Sambucus nigra) NeuNAc(a2-6)DGal
LABA Кора золотого дощу (Laburnum anagyroides) aLFuc
WGA Зав'язки пшеницi (Triticum vulgare) DGlcNAc > NeuNAc
CNFA Гриб грузлик димчастий (Clitocybe nebularis) GalNAcß1-4GlcNAc
Статистичну обробку даних проводили за допомогою комп'ютерно! програми Microsoft Office Excel 2003 та STATISTICA.6 (USA) [1] з визначенням «М» та середньо! похибки «m», яю представлено у таблицях та графшах. У роботi використовували три рiвнi доcтовiрноcтi: * -р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001.
Результати дослiдження та Тх обговорення. Доcлiдження щитоподiбних залоз контрольних та експериментальних тварин показало, що у щурiв доcлiдноi групи макроскотчно щитоподiбнi залози були збiльшеними у 2-3 рази порiвняно з контрольноi групою. Мiкроcкопiчно тироiднi фолiкули набували неправильноi cкладчаcтоi форми, не мютили колоiду або ж вiн був присутнш у малих кiлькоcтях; кубiчний епiтелiй тироiдних фолiкулiв контрольноi групи тварин набував цилiндричноi форми на rai гiпотирозу. Так, у щурiв контрольноi групи висота тироцитiв була у межах 9,31±0,49 мкм, тодi як у доcлiдних тварин висота цих клiтин дорiвнювала 13,29±0,29 мкм, р<0,001; cпоcтерiгалаcь також гiперплазiя тироцитiв та гiперемiя органа. Подiбнi змiни морфологи щитоподiбноi залози в нормi та при експериментальному ппотиреоз^ що був iндукований введенням 5мг/кг мерказолiлу, cпоcтерiгали також Луцик С.О., Ященко А.М., 2012 [5]. При дослщженш структур очного яблука щурiв з експериментальним гiпотирозом за допомогою рутинних пстолопчних методiв, найбiльш виражеш морфологiчнi змiни були iдентифiкованi у ропвщ i проявлялися кератинiзацieю i локальним вiдшаруванням поверхневих шарiв переднього ештелда, набряком та iнфiльтрацieю лiмфоцитами проcторiв навколо розширених венозних синушв, локальними вiдшаруваннями ендотелiю передньоi камери. Спостер^алася також незначна iнфiльтрацiя лiмфоцитами вiйкового тiла, дегенеративнi змiни нейрошв внутрiшнього ядерного шару ciткiвки. Подiбнi змiни в ядерних шарах штювки щурiв при стрептозотоциновому дiабетi описаш також iншими авторами [2]. Поряд iз вищезазначеним, cпоcтерiгалиcя змiни у асоцшованих структурах очного яблука, а саме, спостер^алась iнтенcивна лейкоцитарна шфшьтращя гардеровоi залози. Остання, за даними George A Parker, 2016 [16], продукуе у щурiв лiпiди, мелатонш, порфiрин, мае фотопротекторну дiю та служить джерелом феромошв.
Змiни у функцюнальних апаратах очного яблука, правдоподiбно, обумовленi тим, що при гiпотирозi пригнiчуютьcя вci види обмiнiв, порушуеться утилiзацiя кисню тканинами, гальмуються окиснювальш реакцii i знижуеться активнicть низки ферментних систем. Так, порушення бшкового обмiну призводить до уповiльнення розпаду i синтезу бiлка, порушень
обмшу жиру, накопичення в тканинах гткопротешв, муцину, палуроново! кислоти та хондроiтин-сульфатiв [6, 8]. 1х надлишок змшюе коло!дну структуру сполучно! тканини, шдсилюе И гiдрофiльнiсть i утримуе натрш, що в умовах сповiльненого лiмфовiдтоку призводить до формування мiкседеми. На мехашзм затримки в тканинах води i натрiю може впливати також надлишок вазопресину, продукцiя якого у фiзiологiчних умовах гальмуеться тиро!дними гормонами [8]. Лектиногiстохiмiчнi дослiдження функцiональних апара^в очного яблука показали специфiчнiсть зв'язування лектишв з структурними компонентами ропвки (табл. 2) та сiткiвки (табл. 3). 1нтенсившсть гiстохiмiчноl реакци оцшена напiвкiлькiсним методом двома незалежними спостер^ачами: + + + iнтенсивне зв'язування; + + помiрне зв'язування; + слабке зв'язування; - зв'язування вщсутне. Використаш абревiатури: БМ - базальна мембрана; БШ -базальний шар; ПТТТ - поверхневий шар; КВ - колагеновi волокна; КЦ - кератоцити.
Таблиця 2
Специфiчнiсть зв'язування лектишв зi структурними компонентами ропвки в нормн та за ___умов експериментального гшотирозу_
Лектни Група тварни Ропвка
Переднш еттелш Передня межова пластника Строма ропвки Задия межова пластника Ендотелш
ЯКА К + + ПШ - БШ + ++ КВ + КЦ + -
Д +++ ПШ + БШ +БМ + + КВ +КЦ + -
ШОА К +++ - + КВ +КЦ - +
Д +++ + ++КВ ++КЦ + +
ЬАВА К + ПШ + + КВ +КЦ + +
Д ++ ПШ + ++КВ ++КЦ + +
С№А К +++ ++ ++КВ ++КЦ ++ +
Д + + + + +
НРА К +++ + +КВ +КЦ + +
Д + + ++КВ ++КЦ ++ +
РЫА К +ПШ + + + +
Д ++ПШ + +КВ +КЦ + +
Таблиця 3
Специфiчнiсть зв'язування лектинiв зi структурними компонентами сiткiвки в норм1 та за _умов експериментального гiпотирозу_
Лектин С1тювка
Щ1ГЭ1ШЭ ИИИ1ИЭШ1Ц Фотосеисоринй шар Зовшшия межова [еретинка :3 '3 .1 & £ 0 ой Зи н р .:3 '3 а & ■з а вй ой З ит с а сг '3 а ^ 1 * нй Вин р '3 ^ а уй ни т н а сг Ганглюнарний шар Шар иервовнх волокои Внутршня ва перетинка
ЯЫА + +++ВС + + + + + + +
+ ++ВС +ЗС + + + + + + ++
ШОА + +++ + ++ + ++ + - -
++ +++ ++ ++ПГ ++СК ++ ++С К ++ ++ +++
ЬАВА + + + + + + ++ПК + +
++ +++ + + +++АК ++ +++ПК + +++
ОКРА ++ +++ + ++ + ++ + + +
++ +++ + +ПГ ++ ЕС + ++ + + ++
НРА + + + + + + + +
- + + + + + + +
РЫА ++ + + + + ++ + ++
+ + + + + + + +++
1итеиснвшсть пстох1м1чио! реакци оцшеиа иатвкшьюсинм методом двома незалежними спостершачамн: + + + штеиснвие зв'язування; + + пом1рие зв'язування; + слабке зв'язування; - зв'язування вщсутне. Використаш абрев1атурн: ВС - виутршиш сегмент паличок; ЗС - зовшшиш сегмент паличок; ПГ - промеиевнй глюцнт; ГК - горнзоитальш клiтнин; ЕС - ендотелш судни; ПК - перикарюн; АК -амакрниш клiтнин; СК - синаптичний контакт; К - контрольна група; Д - дослщна група.
Лектин CNFA. У контрольних тварин експонування рецепторiв лектину спостерпалася у всiх шарах переднього ештелда рогiвки та у кератоцитах i колагенових волокнах строми (рис. 1А). На тлi гшотирозу виявлено зниження реактивностi з означеним лектином як переднього ештелда, так i строми рогiвки (рис. 1Б). У сишвщ контрольних тварин найвища афiннiсть лектину CNFA була задокументована стосовно ештелюципв пiгментного шару, а також паличок i колбочок фотосенсорного шару (рис. 1В). На тлi гiпотирозу пiдвищувалась iнтенсивнiсть зв'язування лектину з променевими глiоцитами та з зовшшньою i внутрiшньою межовими перетинками. Позитивна реакщя вiдслiдковувалась з ендотелieм судин сiткiвки. В дiлянцi синаптичних контактiв у зовнiшньому та внутршньому сiтчастих шарах експонування рецепторiв лектину CNFA пiдвищувалось (рис. 1Г). У гардеровш залозi рецептори лектину CNFA виявлялися у складi секреторних гранул над'ядерно! зони окремих гландулоципв, що правдоподiбно, залежить вiд фазн секреторного циклу останшх.
А Б В Г
Рис.1. Цитотопограф1я рецептор1в лектину CNFA у структурних компонентах очного яблука. А ропвка дослщ; В - сптавка контроль, Г - атгавка дослщ. Зб.х280.
ропвка контроль, Б
Лектин WGA демонстрував подiбну до CNFA специфiчнiсть зв'язування зi структурними компонентами ропвки. На тлi гiпотирозу виявлено посилення експонування рецепторiв цього лектину, особливо, у дшянках контактiв мiж клiтинами базального та промiжного шарiв переднього епiтелiю, на поверхнi кератоципв та колагенових волокон строми ропвки (рис. 2А, Б). У ситавщ на тш гiпотирозу також спостерпалося посилення реактивностi лектину WGA у шгментному та фотосенсорному шарах, з променевими глюцитами, внутрiшньою та зовшшньою межовими перетинками, у дшянках синаптичних контакпв мiж вiдростками нейронiв у зовшшньому та внутрiшньому сiтчастих шарах (рис. 2Г).
А Б В
Рис. 2. Рецептори лектину WGA у структурних компонентах очного яблука. А сптавка контроль; Г - сптавка дослщ. Зб. х280.
Г
ропвка контроль; Б - ропвка дослщ; В
Модифiкацiя рецепторiв лектину WGA у мiсцях локатзацп вiдросткiв променевих глiоцитiв може бути обумовлена !хньою активацieю при ендокриннш офтальмопатi!. За даними [11, 26] кттинам Мюллера належить провiдна роль у шдтриманш ретинального компоненту, метаболiзмi i захистi завдяки продукцi! нейротрофних факторiв, видаленн! продуктiв метаболiзму, регуляцп об'ему екстрацелюлярного простору, водного та юнного гомеостазу; означенi клiтини вид^ють нейротрансмiтери, регулюють функцiю ендотелiального бар'еру, модулюють iмуннi та запальнi вщповщь
Клiтини Мюллера також вiдiграють роль у реактивному глiозi - процесс який включае морфологiчнi, бiохiмiчнi i фiзiологiчнi змiни пiд впливом патолопчних чинникiв, служать джерелом патологiчного фактору ангiогенезу-VEGF при ретинальнiй неоваскуляризацi! за умов дiабетично! гiпоксi!. Нашi попередш дослiдження виявили збiльшення кiлькостi судин у ситавщ при тиро!днiй офтальмопатп, iндукованiй введенням Ь-тироксину [10]. Радiальнi глiоцити сiткiвки служать також мшенню для судинних ускладнень при дiабетичнiй ретинопатi! [11, 26]. Ц!кавим е
той факт, що щ клггини також можуть потребувати VEGF для !хнього виживання шд дieю патологiчних чинникiв [23].
Лектин LABA. У ропвщ контрольних тварин незначне експонування рецепторiв фукозоспецифiчного лектину LABA констатували у стромi рогiвки та у поверхневих шарах переднього ештелда на тлi знижено! реактивностi цього лектину з кл^инами парабазального та промiжного шарiв (рис. 3А). За умов гшотирозу експонування фукозоглшашв пiдвищувалось у у поверхневих шарах переднього ештелда, кератоцитах i колагенових волокнах строми рогiвки (рис. 3Б). У ситавщ на rai гiпотирозу також спостерiгалося посилення реактивносп з лектином LABA внутршньо! межово! перетинки, фотосенсорного шару, перикарiонiв амакринних та ганглюнарних нейрошв, що може свщчити про змши 1хньо1 функщонально! активноси (рис. ЗГ).
4
1 щ
Рис. 3. Рецептори лектину ЬАВА у структурних компонентах очного яблука. А - ропвка контроль; Б - ропвка дослiд; В -сiткiвка контроль; Г - сптавка дослiд. Зб. х280.
Лектии НРА виявляв зиачиу афiииiсть до поверхневих шарiв переднього ештелда ропвки контрольних тварин на тлi ареактивностi клiтин базального та парабазального шарiв (рис. 4А). За умов гшотирозу спостерпалася редукцiя вуглеводних детермiнант БОаВДАс у поверхневих шарах переднього ештелда та у базальнш мембраш, що, правдоподiбно, служило причиною порушень адгезн мiж епiтелiем та базальною мембраною в окремих донках рогiвки. Рiвночасно задокументовано посилення експонування рецепторiв цього лектину в структурних компонентах строми ропвки - кератоцитах та колагенових волокнах (рис. 4Б). Зв'язування лектину НРА зi структурними компонентами ситавки було гомогенним як в умовах контролю, так i дослщу (рис. 4В, Г).__
А Б В Г
Рис. 4. Рецептори лектину HPA у структурних компонентах очного яблука. А - ропвка контроль; Б - ропвка дослщ; В -сптавка контроль; Г - сптавка дослщ. Зб. х280.
Лектин SNA. Сiалоспецифiчний лектин SNA у ропвщ виявив високу спорщненють до поверхневих шарiв переднього ештелда i дещо нижчу - до базального та парабазального шарiв (рис. 5 А). На rai гiпотирозу спостерпалося посилення експонування рецепторiв цього лектину у базальнш мембраш, донках мiжклiтинних контактiв базального i парабазального шарiв та зниження реактивностi кератоцитiв та колагенових волокон строми ропвки (рис. 5Б). У ситавщ контрольних тварин штенсивне зв'язування лектину SNA була виявлена у внутршшх сегментах паличок та колбочок; на rai гшотирозу задокументовано зниження експонування рецепторiв цього лектину вищезазначеними структурами у поеднанш з шдвищенням !хнього експонування у шарi нервових волокон (рис. 5В, Г).
А Б В Г
Рис. 5. Специфiчнiсть зв'язування лектину SNA зi структурними компонентами очного яблука. А - ропвка контроль; Б ропвка дослщ; В - спгавка контроль; Г - сптавка дослщ. Зб. х280.
Лектин PNA. У ропвщ контрольних тварин pDGal-специфiчний лектин PNA виявляв незначну спорщнешсть до поверхневих шарiв переднього ештелда та строми рогiвки. На тш гiпотирозу спостерiгалося пiдвищення реактивностi поверхневих шарiв переднього епiтелiю рогiвки. У ситавщ контрольних тварин лектин PNA демонстрував помiрну реактивнiсть з ушма шарами; на тлi гiпотирозу виявлено посилення експонування вуглеводних детермiнант DGal у шарi нервових волокон та внутршнш межовiй перетинцi.
Таким чином, у ропвщ тварин контрольно! групи щентифшовано значний вмiст глiкополiмерiв з вуглеводними детермшантами DGlcNAc, DGal(pi-4)DGlcNA, NeuNAc(a2-6)DGal (рецепторiв лектинiв WGA, CNFA, SNA) у вшх шарах переднього ештелда, тодi як термiнальнi залишки aDGalNAc та aLFuc (рецептори лектинiв HPA та LABA), в бшьшосп випадюв, були локалiзованi у поверхневих шарах переднього ештелда. За умов експериментального ппотирозу спостерiгалася редукцiя рецепторiв HPA та CNFA у передньому ештели у поеднанш з посиленням !хнього експонування у кератоцитах та колагенових волокнах строми рогiвки. Нагромадження останшх може впливати на процеси адгезп епiтелiю з базальною мембраною та прозорють рогiвки, яка пов'язана з продукщею кератоцитами кристалiнiв та кератансульфату. Правдоподiбно, змiна структури глiкому кератоципв вiддзеркалюе порушення синтезу рогiвкових кристатшв та кератансульфату, що, у свою чергу, впливае на прозорють ропвки.
За даними [22] неактивш кератоцити синтезують рогiвковi кристалiни, якi, аналопчно до кришталикових, допомагають пiдтримувати прозорють ропвки i забезпечувати оптимальну рефракцда [17]. Вони також е частиною антиоксидантного захисту рогiвки [21]. У людини кристалiни представленi ALDH1A1, ALDH3A1, ALDH2 та TKT [17, 20]. Для бшьшосп ссавщв характернi iншi панелi кристалiтiв, як от BCP54/ALDH3A1, глютатюн^-трансфераза, а також актин для мишей та риб [17]. Вважають, що кератансульфат, який синтезуеться кератоцитами, допомагае шдтримувати оптимальну гiдратацiю ропвки; генетичш порушення синтезу кератансульфату призводять до розвитку плямисто! дистрофi! ропвки [15].
Виявлена нами на rai гiпотирозу модифiкацiя глiкому переднього ештелда та кератоципв рогiвки може бути одним iз пускових механiзмiв апоптозу, зменшення кiлькостi кератоцитiв i одним iз патогенетичних механiзмiв виникнення кератоконусу. У непошкодженiй рогiвцi кератоцити знаходяться в неактивному сташ i активуються при пошкодженнi чи запаленнi рiзного генезу [25]. Задокументована нами при експериментальному гiпотирозi полiморфноядерна лейкоцитарна шфшьтращя строми рогiвки свiдчить про наявшсть запального процесу, який може викликати пошкодження рогiвки та кератоцитiв, що розташоваш у цьому регiонi i стимулювати апоптоз, на що, зокрема, вказують [25]. Будь-який збш в високооргашзованому процесi загоення може призвести до помутнiння рогiвки. Надмiрний апоптоз кератоципв може бути частиною патолопчного процесу, який лежить в основi розвитку кератоконуса. З iншого боку, лейкоцитарна шфшьтращя ропвки стимулюе апоптоз кератоципв, який викликаеться дiею сигнальних молекул синтезованих верхнiми шарами ропвки, таких як: штерлекш 1-альфа (1Л-1-альфа) та фактор некрозу пухлин-альфа (ФНП-альфа). Iншi сусiднi кератоцити пiд дiею тих же сигнальних молекул активуються, пролiферують i починають синтезувати матриксш металопроте!нази, останнi сприяють ремоделюванню тканини [24, 25].
У ситавщ штактних щурiв виявлено пiдвищену реактившсть лектинiв WGA, CNFA, SNA (накопичення вуглеводних детермiнант DGlcNAc, DGal(P1-4)DGlcNA та NeuNAc(a2-6)DGal) у складi пiгментного ештелда та дендрипв фотосенсорних нейронiв. Подiбна селективнiсть взаемодi! паличок i колбочок ситавки осла з лектином WGA була продемонстрована в роботi [18]. Натомють aLFuc-специфiчний лектин LABA та специфiчний до залишкiв aDGalNAc лектин HPA виявляли низьку спорщнешсть з означеними структурами. Решта шарiв ситавки демонстрували незначну реактивнiсть з використаними лектинами.
На rai гiпотирозу спостериалося пiдвищене зв'язування лектинiв WGA, CNFA, LABA з паличками i колбочками фотосенсорного шару у поеднанш з редукщею рецепторiв лектинiв HPA та SNA. Одночасно було щентифшовано посилене експонування лектину CNFA в дшянках синаптичних контактiв у зовнiшньому та внутршньому сiтчастих шарах. Окрiм того, задокументовано високий рiвень експонування фукозоглшашв у перикарiонах амакринних та ганглюнарних нейронiв. Ми пов'язуемо високий рiвень експонування зовнiшнiми сегментами паличок i колбочок рецепторiв лектинiв WGA та CNFA з тим фактом, що родопсин та йодопсин е глшопроте!нами. За даними [14, 27] родопсин людини мютить вуглеводш детермшанти DGlcNAc та DGal, тодi як для йодопсину курей характернi залишки DGalNAc. Накопичення вуглеводних детермiнант DGlcNAc, DGal(P1-4)DGlcNA та aLFuc у зовнiшнiх сегментах фотосенсорних
нейрошв на rai ппотирозу може бути обумовлено зниженням метаболiчних процесiв реутилiзацil родопсину та йодопсину, що свiдчить про дегенеративш змiни фотосенсорних нейронiв. Пщвищена реактивнiсть aLFuc-специфiчного лектину LABA з перикарюнами ганглiонарних нейронiв сiткiвки на rai гiпотирозу, правдоподiбно, обумовлена змшою 1хньо1 функцюнально1 активностi з наступною дегенерацieю окремих нейронiв, що шдтверджуеться попередньо проведеними нами дослiдженнями препарапв, зафарбованих гематоксилiном та еозином [9].
1. Морфолопчш дослiдження очного яблука виявили негативний вплив експериментального ппотирозу на структурш компоненти ропвки, що проявлялося кератинiзацieю i локальним вiдшаруванням поверхневих шарiв переднього ештелда, набряком та лiмфоцитарною iнфiльтрацieю простору навколо розширених венозних синусiв, локальним вщшаруванням ендотелiю передньо! камери. Поряд iз вищезазначеним, спостерiгалась незначна шфшьтращя лейкоцитами вiйкового тiла, дегенеративнi змши нейронiв внутрiшнього ядерного шару ситавки та асоцiйованих структур очного яблука, а саме, гландулоципв гардерово! залози, li iнтенсивна лейкоцитарна iнфiльтрацiя.
2. На rai мерказолш^ндуковано1 ендокринно! офтальмопати спостерiгалася пiдвищена реактивнiсть паличок i колбочок фотосенсорного шару сiткiвки з лектинами WGA, CNFA та LABA (вуглеводних детермшант DGlcNAc, DGal(ß1-4)DGlcNA та aLFuc вiдповiдно) у поeднаннi з редукщею рецепторiв лектинiв HPA та SNA (термшальних залишкiв NeuNAc(a2-6)DGal та aDGalNAc). Паралельно констатували посилення експонування рецепторiв лектину CNFA в дшянках синаптичних контактiв у зовнiшньому та внутршньому сiтчастих шарах. Задокументовано шдвищену реактивнiсть перикарiонiв амакринних та ганглюнарних нейронiв з лектином LABA. Виявлена перебудова рецепторiв лектинiв та змша глiкому структурних компонентiв сiткiвки на rai гiпотирозу може свiдчити про змiну функцюнально1 активностi нейронiв та впливати на проведення нервових iмпульсiв.
3. У передньому ештелп ропвки на rai експериментального гiпотирозу спостерпалася редукцiя рецепторiв лектинiв HPA та CNFA (термшальних залишюв aDGalNAc та DGal(ß1-4)DGlcNA) у поeднаннi з посиленням 1хнього експонування у кератоцитах та колагенових волокнах строми. Змiна вуглеводних детермшант глiкополiмерiв може впливати на процеси адгези епiтелiю з базальною мембраною та прозорiсть рогiвки, яка пов'язана з продукщею кератоцитами кристалшв та кератансульфату.
4. Лектини WGA i CNFA можна рекомендувати для використання у якост селективних гiстохiмiчних маркерiв паличок i колбочок фотосенсорного шару ситавки та маркерiв кератоципв рогiвки. Лектин LABA - як маркер ганглюнарних нейрошв ситавки. Лектин CNFA можна вважати молекулярним зондом для вщстеження фаз секреторного циклу гландулоципв гардерово1 залози.
Перспективи подальших дослгджень полягають у вивчент вуглеводних детермшант структурних KOMnoHeHmie очного яблука з використанням ширшоi nанелi лектишв за умов експериментального гтотирозу.
1. Gumetskiy R. Ya. Matematichni metodi v biologiyi: teoretichni vidomosti, programovaniy praktikum, kompyuterni testi / R. Ya. Gumetskiy, B. M. Palyanitsya, M. E. Chaban // - Lviv: Vischa shkola, -2004. - 111 s.
2. Demin Yu.A. Patomorfologicheskie izmeneniya setchatki kryis pri streptozototsinovom diabete 2 tipa posle vvedeniya kriokonservirovannyih mezenhimalnyih stvolovyih kletok platsentyi / Yu.A. Demin, M.Yu. Demina // Svit meditsina ta biologiyi. - 2015. - No.4(54). - S.117-120.
3. Korsun V.D. Fitolektinyi. Rukovodstvo po klinicheskoy fitoterapii / V.D. Korsun, V.M. Lahtin, E.V. Korsun // - M.: Prakticheskaya meditsina, 2007. - 286 s.
4. Lutsik A.D. Lektinyi v gistohimii / A.D. Lutsik, E.S. Detyuk, M.D. Lutsik // - LvIv: Vischa shkola, - 1989. - 144 s.
5. Lutsik S.O. Eksperimentalniy gipotiroyidizm obumovlyue posilene eksponuvannya vuglevodnih determinantaLFuc, ßDGal ta DGalNAc u nadnirkovih zalozah schuriv / S.O. Lutsik, A.M. Yaschenko // Svit meditsini ta biologiyi. - 2012. - No. 2. - S. 123 - 127.
6. Pankiv V.I. Praktichna tireoyidologiya / V.I. Pankiv // - Donetsk - 2011. - 224 s.
7. Polyakova S. I. Vstrechaemost i rannie proyavleniya endokrinnoy oftalmopatii po dannyim obraschaemosti v GU «Institut glaznyih bolezney i tkanevoy terapii im. V.P.Filatova NAMN Ukrainyi» / S. I. Polyakova, Avis Kayali // Tavricheskiy mediko-biologicheskiy vestnik. - 2012. - T.15, No.3. - Ch. 3 (59). - S. 137-141.
8. Pristupyuk O. M. Gipotireoz: ushkodzhennya organiv ta sistem / O. M. Pristupyuk // Mezhdunarodnyiy endokrinologicheskiy zhurnal. - 2011. - No.4(36). - S. 104-109.
9. Schur M.B. Morfologichni aspekti funktsionalnih aparativ ochnogo yabluka na tli ekzogennogo gipotirozu, indukovanogo merkazolilom / M.B. Schur, A.M. Yaschenko // Morfologiya. - 2016. - T.10, No.3. - S. 336-341.
10. Schur M. B. Morfologichni osoblivosti strukturnih komponentiv ochnogo yabluka pid vplivom L-tiroksinu / M.B. Schur, H.I. Strus, A.M. Yaschenko // Visnik problem biologiyi i meditsini. - 2016. - No.2 (3). - S. 279-283.
11. Bai Y. Muller cell-derived VEGF is a significant contributor to retinal neovascularization / Y. Bai, J.X. Ma, J. Guo // J Pathol. - 2009. - Vol. 219(4). - P. 446-454.
12. Cho E.Y. Expression pattern of Glycoconjugates in Rat Retina as Analysed by Lectin Histochemistry / E.Y. Cho, H.L. Choi, F.L. Chan // The Histochemical Journal. - 2003. - Vol. 34. Issue 11. - P. 589-560.
13. Ebrahimi V. Histochemical study of retinal photoreceptors development during pre- and postnatal period and their association with retinal pigment epithelium / V. Ebrahimi, E. Vojoudi, A. Fazel [et al.] // Iran J Basic Med Sci. - 2014. -Vol.17(7). - P. 483-489.
14. Fujita S. Structural studies of the N-linked sugar chains of human rhodopsin / S. Fujita, T. Endo, J. Ju // Glycobiology. -1994. - Vol. 4. - P. 633-640.
15. Funderburgh J.L. Keratan sulfate: structure, biosynthesis, and function / J.L. Funderburgh // Glycobiology. - 2000. - Vol.10 (10). - P. 951-958.
16. George A Parker Picut-Atlas of Histology of the Juvenile Rat / Parker A George, A. Catherine. - Academic Press, - 2016. - 439 p.
17. Jester J. V. Corneal crystallins and the development of cellular transparency / V. J. Jester // Semin Cell Dev Biol. - 2008. -Vol. 19(2). - P. 82-93.
18. Khaled Aly Glycohistochemical, Immunohistochemical and Electron Microscopic Examination of the Bovine Eyeball / Aly Khaled. - Munich, -2003. - 206 p.
19. Khaled Aly Lectin binding in normal donkey eyeball / Aly Khaled // Veterinary Science Development. - 2013. - Vol. 7. - P. 39-46.
20. Lassen N. Antioxidant function of corneal ALDH3A1 in cultured stromal fibroblasts / N. Lassen, A. Pappa, W.J. Black // Free Radic. Biol. Med. - 2006. - Vol.41 (9). - P.1459-1469.
21. Lassen N. The role of corneal crystallins in the cellular defense mechanisms against oxidative stress / N. Lassen, W.J. Black, T. Estey // Semin Cell Dev Biol. - 2008. - Vol.19 (2). - P.100-112.
22. Müller L.J. Novel aspects of the ultrastructural organization of human corneal keratocytes / L.J. Müller, L. Pels, G.F. Vrensen // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 1995. - Vol.36 (13). - P. 2557-2567.
23. Saint-Geniez M. Endogenous VEGF is required for visual function: evidence for a survival role on muller cells and photoreceptors / M. Saint-Geniez, A.R. Maharaj, T.E. Walshe // PLoS ONE. - 2008. - Vol. 3(11). - P. e3554.
24. West-Mays J.A. The keratocyte: Corneal stromal cell with variable repair phenotypes / J.A. West-Mays, D.J. Dwivedi // Int J Biochem Cell Biol. - 2006. - Vol. 38(10). - P. 1625-1631.
25. Wilson S.E.Apoptosis in the initiation, modulation and termination of the corneal wound healing response / S.E. Wilson, S.S. Chaurasia, F.W. Medeiros // Exp. Eye Res. - 2006. - Vol. 85 (3). - P. 305-311.
26. Wang J. Muller cell-derived VEGF is essential for diabetes-induced retinal inflammation and vascular leakage / J. Wang, X. Xu, M.H. Elliott // Diabetes. - 2010. - Vol.59. - P. 2297-2305.
27.Yvonne D'Souza B. Comparison of lectin binding of drusen, RPE, Bruch's membrane, and photoreceptors / B. D'Souza Yvonne, J.P. Jones, R.E. Bonshek // Molecular Vision. - 2009. - Vol.15. - P. 906-911.
ОСОБЕННОСТИ ГЛИКОМА ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА НА ФОНЕ МЕРКАЗОЛИЛ-ИНДУЦИРОВАННОГО ГИПОТИРЕОЗА ПО ДАННЫМ ЛЕКТИНОГИСТОХИМИИ Щур М.Б., Струс Х.И., Ященко А.М., Луцик А.Д.
С использованием рутинных гистологических методов и 6 лектинов различной углеводной специфичности (PNA, HPA, SNA, LABA, WGA и CNFA), исследовали влияние мерказолил-индуцированного гипотиреоза на морфологические особенности и углеводные детерминанты глазного яблока крыс. Установлено, что на фоне гипотиреоза развиваются признаки кератинизации и локального отслоения поверхностных слоев переднего эпителия роговицы, лимфоцитарная инфильтрация пространства вокруг расширенных венозных синусов, локальные отслоения эпителия передней камеры, дегенеративные изменения нейронов внутреннего ядерного слоя сетчатки. Методы лектиново! гистохимии продемонстрировали повышенное экспонирование рецепторов WGA, CNFA, LABA в сочетании с редукцией HPA- и SNA-реактивных углеводных детерминант в составе фоторецепторного слоя сетчатки; нарушение экспонирования рецепторов лектина CNFA во внешнем и внутреннем сетчатых слоях; накопление рецепторов лектина LABA в перикарионах амакринних и ганглионарных нейронов. В структурных компонентах роговицы в условиях экспериментального гипотиреоза наблюдалась редукция рецепторов лектинов HPA и CNFA в переднем эпителии на фоне усиления их экспонирования в кератоцитах и коллагеновых волокнах стромы. Выявленные морфофункциональные изменения и модификации гликома структурных компонентов глазного яблока, отражают альтерацию фотосенсорной и проводниковых функций сетчатки, нарушения адгезивных свойств эпителия и прозрачности стромы роговицы.
Ключевые слова: лектиновая гистохимия, глазное яблоко крысы, мерказолил-индуцированный гипотиреоз.
Стаття надшшла 2.02.2017 р.
PECULIARITIES OF GLYCOME OF THE EYEBALL ON THE BACKGROUND OF MERCAZOLILE-INDUCED HYPOTHYROIDOSIS BY LECTINOGISTOCHEMISTRY DATA
Shchur M. B., Strus Kh. I., Yashchenko A. M., Lutsyk A. D.
The lectin panel included PNA, HPA, SNA, LABA, WGA and CNFA, conjugated to horseradish peroxidase. Lectin receptor sites were visualized with 3,3'-diaminobenzidine in the presence of H2O2. For routine histological examination sections were stained haematoxylin and eosin. These modifications in rods and cones lectin labeling were supplemented with the increased CNFA binding in the areas of synaptic contacts in the outer and inner reticular layers, as well as with enhanced exposure of LABA receptor sites (aLFuc) in pericarions of amacrine and ganglionic neurons of retina. In the cornea under experimental hypothyroidism it was detected reduction of HPA and CNFA labeling (aDGalNAc and GalNAc(pi-4)GlcNAc determinants) in the anterior epithelium, which was accompanied with the increased reactivity of these same lectins with stromal keratocytes and collagen fibers. Reported drift in corneal lectin binding apparently indicates negative influence of hypothyroidism on epithelial adhesion to Bowman's membrane and corneal transparency conditions, the latters depending on crystallins and keratan sulphates produced by keratocytes. Detected rearrangements in carbohydrate determinants of retinal compartments presumably reflect alterations in the functional activity of neurons and subsequent disturbancies in nerve impulses transduction. Lectins WGA, CNFA, LABA and HPA can be recommended for selective histochemical labeling of structural components of the rat eyeball.
Key words: lectin histochemistry, rat eyeball, mercazolil-induced hypothyroidism.
Pe^roeHT CpomeHKO r.A.
