CC BY
5
DOI 10.31718/2077-1096.20.3.200 УДК 616.742+616-092.9+616.441-008.64 Саган Н. Т.
ОСОБЛИВОСТ1 МОРФОФУНКЦЮНАЛЬНИХ ЗМ1Н В ЖУВАЛЬНИХ М'ЯЗАХ ПРИ ЙОДОДЕФ1ЦИТНИХ СТАНАХ
1вано-Франшський нацiональний медичний унiверситет
Проблема йододефциту в Укран набувае все бльшоУ ваги. За даними Дитячого фонду ООН (ЮН1СЕФ), «прихованим голодом» страждають ус без виключення регони УкраУни. Всесвтня аса-мблея охорони здоров'я наголосила, що лiквiдацiя йододефцитних захворювань стане таким же трiумфом охорони здоров'я, як / перемога над натуральною вспою та полiомiелiтом. Тому метою даного досл'дження було встановити особливост/ структурноУ оргашзацУУ жувального м'яза щур'т при експериментально змодельованих йододефцитних станах. Матерiалом для досл'дження був жувальний м'яз 36 блих безпородних щурiв-самцiв, як розподлялися на групи. I група - '¡нтактш; II група -в умовах йододефциту; III - в умовах йододефциту з додаванням струмогенних продукт'т. Ус'! ман'туляцИ з тваринами не суперечили положенням про захист хребетних тварин. Використо-вували бюхiмiчний, г'ютолог'нний, гiстохiмiчний, субмiкроскопiчний, морфометричний та статис-тичний методи досл'дження. Встановлено, що за умов йододефциту в жувальних м'язах звужуеть-ся просвт артерiальних судин, потовщуеться Ух стнка внасл'док набряку оболонок. Кльксть ге-мокапiлярiв на одиницю площi м'язового волокна зменшуеться в усх досл'джених м'язах. Зменшу-еться ктькють м'язових волокон '¡з промiжною активн'ютю сукцинатдег'дрогенази з одночасним зростанням м'язових волокон Iз низькою активнстю сукцинатдег'дрогенази. При цьому в м'язових волокнах!з низькою активнстю сукцинатдег'дрогенази найбльш виражен/ набряков/ змни. При йо-додеф'цит'! з додаванням струмогенних продукт'в у жувальних м'язах прогресуе звуження прос&ту артерiальноУ ланки з потовщенням стнки, де виражен/ набряково-дистроф'чн'! змни. Встановлена тенден^я до зменшення клькост/ гемокапiлярiв на 1 мкм2. Пстоструктурно помтна втрата поперечноУ посмугованост'!. Збльшуеться д'аметр поперечного перер'зу, особливо м'язових волокон !з низькою активнстю сукцинатдег'дрогенази та м'язових волокон '¡з високою активнстю сукци-натдег'дрогенази у власне жувальному м'яз/ нестатевозрлих тварин. Ультраструктурно виявля-ються набряково-дистрофiчнi змни мюфiбрил, м'тохондрш. Таким чином, за умов йододефцитноУ дiети у жувальних м'язах звужуеться просвт артерiальних судин, потовщуеться Ух стнка внасл-док набряку оболонок, який прогресуе при йододеф'цитнш д1'ет1' з додаванням струмогенних проду-кт'в. Зменшуеться кльксть гемокапiлярiв на одиницю площi м'язового волокна в обох групах до-слiдження. Змни в судинному русл/ призводять до перерозподлу клькост/ м'язових волокон та Ух значного набряку.
Ключов1 слова: йододефЩитна д1ета, йододефЩитна д1ета з додаванням струмогенних продукпв, жувальы м'язи, м'язове волокно, судинне русло.
Дослiдження виконано вiдповiдно до плану наукових тематик 1вано-Франювського нацонального медичного унiверситету i е фрагментом науково-дослiдноУ роботи «Морфофункцiональнi та цитогенетичнi особливот органiв i тканин при йододе-фцитних станах, гiпотиреозi» (номер державноУреестрацп 0114и005624).
_ Проблема захворювань _ внаслщ°к нестач Мета дослщження
йоду посщае прюритетне мюце серед вггчизня-
них i мiжнародних дослщжень [1, 2, 3]. За дани- Встановити ^^мсл структурно! °рганн
ми ВООЗ, бтьше 1/3 населення Землi живе в зацп жувального м'яза щурiв при експеримента-зонах розвитку йододефщитних сташв (ЙДС). На льно змодельованих йододефщитних станах.
жаль, Укра'ша посщае 126 мюце в боротьбi з Матерiали та методи дослщження
ЙДС. Кра'на втрачае штелектуальний, освп~нш, .. к ..... _„
проф. есрйний i науковий потенциал. , , Матер^лом для д°слщження був ЖМ 36
Вдоступнш нам медико-бюшпчнш л^ерату^ лих безпородних щу^в-самц1в, якi р03п0дiляли-„ г,.,..:.^ „..;.„/„ ся на групи. I група - штактш, якi служили конт-
е лише фрагментарш вiдомостi про змши в , АП ~ ■ ■ %
м'язах при дефщит горможв щитопоДiбно''' зало- ролем (п=12; 6 мiсячн0г0 ™у, масою 180-200/)
зи [4]. Однак, п?трбно вщзначити, що на сього- I1 гРупа, " експериментальна - в умовах ИД
днi немае робiт, в яких би вивчалася морфолопя (п=12); 111 - експериментальна - в умюмх ЙД з
жувальних м^в (ЖМ) при ЙДС. Ми не виявили додаванням струмогенних пр0дуктiв (п=12). _
жодних робп", в яких була б використана мор- ЙДС моделювализа Д™™0™ базово' й0-
фометрiя та отриманi к!лькюш показники щодо д0дефiцитн0' Дiети (ЙДД) [5]. ЙДС i3 додаванням
¿¡^зу змiн у ЖМ при ЙДС. струмогенних продукт^в моделювали шляхом
, „„„,„„; _________________використання базово' ЙДД, доповнюючи приро-
Це вказуе на необхщнють проведення ком- ^ ^ ^
плекеного ддсеслщження, в якому у тварин вивча- днаимиомтрпуом01гегна(маит ^ТА^е™ 50 ^ тамуться морфрфункцюнальы i особливостi Ж^Л а1а52с200м11Г;0оп1уб,л.(2|т1^р та його структурно-метаболiчнi перетворення в ' ' *-*->■
умовах змодель0ованого йододефiцату (ЙД). матерiалу проводили на 60 добу експерименту.
Уа манiпуляцi' з тваринами не суперечили
АктуальН проблеми сучасно!' медицины
положенням европейсько! конвенцп про захист хребетних тварин, що використовуються для до-слщних та iнших наукових цiлей (Страсбург, 1986), Директивi Ради бвропи 86/609/6ЕС (1986), Закону Украши «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» вщ 15 грудня 2009 року та наказам МОЗ Украши № 690 вщ 23.09.2009 р., № 616 вщ 03.08.2012 р. i вщповщали вимогам комiсiï з питань етики ДВНЗ «1вано-Франшський нацiональний медичний уыверситет» (протокол № 97/17 вiд 19.10.2018 р.). Евтаназш тварин проводили шляхом декаттацп пiд тiопенталовим наркозом.
Для бiохiмiчних дослiджень визначали показ-ники вмюту ТТГ, Т3, Т4 в кровi та йоду в сечi.
Для пстолопчно го дослiдження використову-вали методи забарвлення: гематоксилшом та еозином, фуксилшом за Хартом, гематоксилн ном-основним фуксином-шкриновою кислотою за Ван Гiзоном, аль^ановим синiм за Стщме-ном, трихромне забарвлення за Масоном, PAS [6] та ш'екцш кровоносного русла ефiрно-хлороформною сумiшшю паризькоГ синьок
Для визначення бiохiмiчноï активностi сукци-натдегщрогенази (СДГ) м'язових волокон (МВ) зрiзи забарвлювали за методом М. Нахласа.
Субмiкроскопiчне вивчення матерiалу проводили на електронному мiкроскопi ПЭМ-125 К при прискорюючш напрузi 75 кВ iз наступним фото-графуванням.
Морфометрично визначали: дiаметр просвiту кровоносних судин та товщину стшки, абсолют-ну ктькють МВ рiзного гiстохiмiчного фенотипу та |'х дiаметр, кiлькiсть гемокапiлярiв (Гк) на 1мкм2 поперечного перерiзу м'яза за формулою (X Кк/ X S^), де X Кк - загальна кiлькiсть Гк, XS™ - сумарна площа поперечного перерiзу м'яза [7], дiаметр поперечного перерiзу (ДПП) МВ. Комп'ютерне опрацювання даних здшснювали за допомогою статистичного пакета Stat. Soft. Inc; Tulsa, OK, USA; Statistica 10.
Результати та ïx обговорення
На 60 добу пюля базово' ЙДД при вiзуально-му оглядi у тварин спостерiгаeться змша шкiрних покривiв: посилена втрата та потьмяншня шерс-тi. Тварини стають пасивними, поведiнковi реак-цiï сповтьнеш. Вмiст Т3, Т4 в кровi зменшуеться до: Т3 - (2,98±0,32) нмоль/л (р<0,01), Т4 -(67,25±6,62) нмоль/л (р<0,01). Вмiст йоду в сечi зменшувався до (2,32±0,28) мкг/л (р<0,01) (порн вняно з контролем). На 60 добу пюля базово' ЙДД з додаванням струмогенних продук^в у тварин при вiзуальному оглядi помiтне значне потьмянiння та втрата шерсп, видно дiлянки об-лисшня. Поведiнковi реакцiï характеризуються пасивнiстю та апа^ею. Розвиток ЙД пщтвер-джують результати бiохiмiчних дослiджень, згщ-но з якими вмют гормонiв щитоподiбноï залози зменшувався, порiвняно з нормою, тодi як вмiст ТТГ збтьшувався i становив ТТГ - (0,14±0,01) мкМО/мл (р<0,01), Т3 - (2,41±0,23) нмоль/л
(р<0,01), Т4 - (62,52±6,85) нмоль/л (р<0,01). Вмют йоду в сечi також зменшувався до (1,92±0,11) мкг/л (р<0,01)J
Морфологiчно пiсля ЙДД у експерименталь-них групах у ЖМ артери, в перимiзN, ендомiзN та внутрiшньом'язовi мають менший дiаметр, порн вняно з нормою. Збтьшуеться товщина артерiа-льно'Т стшки. Пстолопчно ендотелiоцити набряк-лi, ядра перемщуються на верхiвки нерiвномiр-них вигишв потовщеноТ' внутршньо'Т еластичноТ' перетинки. Середня оболонка розширена, утво-рена гладком'язовими кл^инами зi збiльшеними ядрами. Зовшшня еластична перетинка потов-щена. Тобто в артерiальному руслi спостер^а-ються набряковi змiни артерiальноl стшки, як можна пояснити впливом недостатност гормонiв щитоподiбноl залози, що призводить до накопи-чення в тканинах глкопроте!ыв iз розвитком слизового набряку. Накопичення мукополюаха-ридiв у судиннш стiнцi зумовлюе порушення еластичностi структур, пщвищення проникностi судинно! стiнки [8].
У ланках гемомiкроциркуляторного русла ЖМ потовщуеться артерюлярна стiнка, просвiт при цьому зменшуеться. Ктькють Гк в 1 мкм2 змен-шувалася на 6,55 % (р<0,05) (у груш експериме-нтального ЙДД) та на_ 10,12 % (р<0,001) (у групi експериментального ЙДД з додаванням струмогенних речовин). Дiаметр венул збтьшуеться. Пстолопчно у венулах i венах ендомiзiю та пе-римiзiю помiтнi слабодиференцшоваш набряклi оболонки.
Ультрамiкроскопiчно ядра ендотелiоцитiв збн льшенi з iнвагiнацiями ядерноУ оболонки. Навко-ло ядра з'являються поодинок вакуолi. У мто-хондрiях пом^ний розрiджений матрикс та деко-мплекса^я гребенiв, апарат Гольдж1 розширю-еться, в ньому утворюються вакуолi зi свiтлим вмiстом, гранулярна ендоплазматична атка складаеться з розширених цистерн i трубочок. Базальна мембрана з неч^кими контурами. Описанi змiни спричиняють порушення кровообн гу та розвиток ппоксп МВ, що сприяе посиленню анаеробного глiколiзу, зменшенню запасу глко-гену, накопиченню пiровиноградноl та молочной кислот та виникненню метаболiчного ацидозу, який стае пошкоджуючим фактором на кл^ини й органи [9, 10].
МВ в обох експериментальних групах характеризуемся нерегулярним чергуванням темних i св^лих смужок. Ядра МВ дещо збтьшеы та бiльш свiтлi. Ендомiзiй та перимiзiй розширенi, втрачають структурну оргашзацш (рис.1).
В II експериментальнш групi (базова ЙДД) при дослщжены СДГ-о'Т активностi МВ ми спо-стерiгали змiну в Т'х розподл Кiлькiсть МВ з по-мiрною активнiстю (ПА) СДГ знижуеться на 6 %, тодi як ктькють МВ з низькою активнiстю (НА) СДГ збiльшуеться на 1,39 %. Кiлькiсть МВ з ви-сокою активнiстю (ВА) СДГ майже не змшюва-лась. В III експериментальнш груш (базова ЙДД з додаванням струмогенних продук^в) ктькють
МВ з ВА СДГ зменшувалася на 4,82 %, МВ з ПА СДГ - на 1,45 %. Ктькють МВ з НА СДГ збть-шувався на 7,3 %. Науковцi пов'язують такий перерозподт волоконного складу зi змiною кро-вопостачання, вважаючи, що бiлi МВ з глкол^и-чним типом живлення менше залежать вiд недо-статност кровопостачання, нiж червонi з окисно-вiдновним типом метаболiзму [7].
Також при ЙД змшюеться ДПП МВ. Вш збть-шуеться у вах трьох типах волокон. Так, ДПП МВ з ВА СДГ збтьшуеться на 0,82 %, МВ з ПА СДГ - на 0,17 %, МВ з НА СДГ - на 0,10 %
базовш ЙДД). ДПП МВ з ВА СДГ збiльшуеться на 1,34 %, МВ з ПА СДГ - на 0,76 %, МВ з НА СДГ - на 0,57 % (при базовш ЙДД). Показник ДПП МВ зростае внаслщок набряку, що пщтвер-джуеться результатами ультраструктурного до-слiдження (порушення поперечной посмуговано-стi мiофiбрил, пiдсарколемальнi просвiтленi збн льшенi ядра, просвiтлена саркоплазма, розши-ренi структурнi компоненти м'язових трiад, гранулярной ендоплазматично^ сiтки та апарата Го-льдж1).
(1)
Рис. 1. Розширення та порушення структури м'жм'язових прошарк1в ЖМ при ЙД (а, в, д) та ЙД з додаванням струмогенних продукт1в (б, г, е) нестатевозрлих тварин. Заб.: а, б - трихромне за Масоном; в, г - модифжац1я забарвлення за Малор¡. Позначення: 1 - колагенов/' волокна та розширення ендом^зю, 2 - саркоплазма МВ.
МВ з ВА СДГ; МВ з ПА СДГ; МВ з ПА СДГ
Рис. 2. Вдносний вмст р1зних типв МВ у ЖМ при експериментальному ЙД (а) та ЙД з додаванням струмогенних продукт1в (б).
АктуальН проблеми сучасно! медицины
10.
Kulymbetov MT, Rashytov MM, Saatov TS. Modelyrovanye eksperymentalnogo gypotyreoza, obuslovlennogo estestvennim xronycheskym defycytom joda v pytanyy[Modeling of experimental hypothyroidism due to natural chronic iodine deficiency in nutrition]. Mezhdunarodnij endokrynologycheskyj zhurnal. 2009; 2 (20): 22-7. (Russian)
Bagrij MM, Dibrova VA, Popadynecz OG, Gryshhuk MI. Metodyky gistologichnyx doslidzhen [Methods of histological examinations]. Vinnycya; 2016. 328 p. (Ukrainian).
Anysymova EV. Morfologycheskye osobennosty mykrocyrkulya-tornogo rusla mishcz chelyustnogo apparata pry gypodynamyy v rannem postnatalnom ontogeneze belix kris [dissertation] [Morphological features of the microcirculatory bed of the muscles of the jaw during hypodynamics in the early postnatal ontogenesis of white rats]. Ulyanovsk; Ulyanovskiy University; 2005. 22 p. (Russian)
Tkachenko VY. Gypotyreoz: patogenetycheskye osnovi klyny-cheskyh proyavlenyj [Hypothyroidism: pathogenetic principles of clinical manifestations]. Simejna medycyna. 2008; 1: 15-9. (Ukrainian).
Solovev VB, Volodyn RN. Yzuchenye roly sukcynatdegydrogenazi v mexanyzmax povishenyya koncentracyy molochnoj kysloti pry poroge anaerobnoj nagruzky[Study of the role of succinate dehydrogenase in the mechanisms of increasing the concentration of lactic acid at the threshold of anaerobic stress]. Yzvestyya visshyx uchebnix zavedenyj. 2016; 4 (16): 38-43. (Russian) Billat VL, Koralsztein JP, Morton RH. Differential modeling of anaerobic and aerobic metabolism in the 800-m and 1,500-m run. J. Appl. Physiol. 2009; 107 (2): 478-87.
Висновки
За умов ЙДД у ЖМ звужуеться npocBiT арте-рiальних судин, потовщуеться Тх стшка внаслщок набряку оболонок, який прогресуе при ЙДД з додаванням струмогенних продук^в. Зменшуеться ктькють гемокапiлярiв на одиницю площi МВ в обох групах дослщження. Змши в судинному ру-^i призводять до перерозподту ктькосп МВ та Тх значного набряку.
Лтература
1. Bodnar PM. Endokrynologiya [Endocrinology]. Vinnycya; 2010. 464 р. (Ukrainian).
2. Kamynskyj AV, Tatarchuk TF. Gypotyreoz y beremennost: novie rekomendacyy po osobennostyam dyagnostyky y taktyke lechenyya [Hypothyroidism and pregnancy: new recommendations on the features of diagnosis and treatment tactics]. Mezhdunarodnij эndokrynologycheskyj zhurnal. 2017; 2: 152-7. (Ukrainian).
3. Boekholdt SM, Titan SM, Wiersinga WM. Initial thyroid status and cardiovascular risk factors: the EPICNorfolk prospective population study. Clin. Endocrinol. (Oxf.). 2010; 72: 404-10.
4. Kravchenko VI, Postol SV. Dynamika zaxvoryuvanosti na pa-tologiyu shhytopodibnoyi zalozy v Ukrayini [Dynamics of the incidence of thyroid pathology in Ukraine]. Mizhnapodnyj endok-pynologichnyj zhurnal. 2011; 3: 26-31. (Ukrainian).
Реферат
ОСОБЕННОСТИ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ЖЕВАТЕЛЬНЫХ МЫШЦ ПРИ ЙОДОДЕФИЦИТНЫХ
СОСТОЯНИЯХ
Саган Н.Т.
Ключевые слова: йододефицитная диета, йододефицитная диета с добавлением струмогенных продуктов, жевательные мышцы, мышечное волокно, сосудистое русло.
Проблема йододефицита в Украине приобретает все больший вес. По данным Детского фонда ООН (ЮНИСЕФ), «скрытым голодом» страдают все без исключения регионы Украины. Всемирная ассамблея здравоохранения отметила, что ликвидация йододефицитных заболеваний станет таким же триумфом здравоохранения, как и победа над натуральной оспой и полиомиелитом. Поэтому целью данного исследования было установить особенности структурной организации жевательной мышцы крыс при экспериментально смоделированных йододефицитных состояниях. Материалом для исследования была жевательная мышца 36 белых беспородных крыс-самцов, которые распределялись на группы. I группа - интактные; II группа - в условиях йододефицита; III - в условиях йододефицита с добавлением струмогенных продуктов. Все манипуляции с животными не противоречили положениям о защите позвоночных животных. Использовали биохимический, гистологический, гистохимический, субмикроскопический, морфометрический и статистический методы исследования. Установлено, что в условиях йододефицита в жевательных мышцах сужается просвет артериальных сосудов, утолщается их стенка вследствие отека оболочек. Количество гемокапилляров на единицу площади мышечного волокна уменьшается во всех исследованных мышцах. Уменьшается количество мышечных волокон с промежуточной активностью сукцинатдегидрогеназы с одновременным ростом мышечных волокон с низкой активностью сукцинатдегидрогеназы. При этом в мышечных волокнах с низкой активностью сукцинатдегидрогеназы наиболее выражены отечные изменения. При йододефиците с добавлением струмогенных продуктов в жевательных мышцах прогрессирует сужение просвета артериального звена с утолщением стенки, где выражены отечно-дистрофические изменения. Установлена тенденция к уменьшению количества гемокапилляров на 1 мкм2). Гистоструктурно заметна потеря поперечной исчерченности. Увеличивается диаметр поперечного сечения, особенно мышечных волокон с низкой активностью сукцинатдегидрогеназы и мышечных волокон с высокой активностью сукцинатдегидрогеназы в собственно жевательной мышце. Ультраструктурно выражены отечно-дистрофические изменения миофибрилл, митохондрий. Таким образом, в условиях йододефицитной диеты в жевательных мышцах сужается просвет артериальных сосудов, утолщается их стенка вследствие отека оболочек, который прогрессирует при йододефицитной диете с добавлением струмогенных продуктов. Уменьшается количество гемокапилляров на единицу площади мышечного волокна в обеих группах исследования. Изменения в сосудистом русле приводят к перераспределению количества мышечных волокон и их значительного отека.
BICHHK yKpaiHCbKa MeduHHa cmoM.amon.ozw.Ha aKodeMin.
Summary
PECULIARITIES OF MORPHOFUNCTIONAL CHANGES OF MASTICATORY MUSCLES IN IODINE-DEFICIENT CONDITIONS Sahan N.T.
Key words: iodine deficient diet, iodine deficiency including goitriferous products, masticatory muscles, muscle fibre, vascular bed.
The problem of iodine deficiency is becoming increasingly important in Ukraine. According to the United Nations Children's Fund (UNICEF), each and all regions of Ukraine suffer from "hidden hunger". The World Health Assembly has stated that the elimination of iodine deficiency will be as much a triumph for health care system as the eradication of smallpox and poliomyelitis. The goal of this study was to establish the peculiarities of structural organization of the masticatory muscles of rats in experimentally induced iodine deficiency. The research material involved masticatory muscle of 36 white outbred male rats, which were divided into groups: group I - intact animals; group II - kept in iodine deficiency condition; group III - exposed to iodine deficiency with the addition of goitriferous food. All manipulations with test animals were performed in agreement with the regulations on the protection of vertebrate animals. The methods used in the study included: biochemical, histological, histochemical, submicroscopic, morphometric and statistical research methods. It has been established that under the conditions of iodine deficiency the lumen of arterial vessels in masticatory muscles becomes narrowed, the vascular vessels become thickened due to membrane oedema. The number of hemocapillaries per unit area of muscle fibre goes down in all the studied muscles. The number of muscle fibres with intermediate succinate dehydrogenase activity decreases with the simultaneous increase in muscle fibres with low succinate dehydrogenase activity. Furthermore, the oedematous changes are the most prominent in muscle fibres with low succinate dehydrogenase activity. In conditions of iodine deficiency with the addition of goitriferous products, we can observe the progression of luminal narrowing of the artery and wall thickening in masticatory muscles where oedematous-dystrophic changes are considerably marked. There is a tendency in the growth in haemocapillaries number per 1 ^m2. Histostruc-turally, the loss of cross striation is quite noticeable. The cross-section diameter increases, especially in muscle fibres with low succinate dehydrogenase activity and muscle fibres with high succinate dehydrogenase activity in the masticatory muscle proper of immature animals. Ultrastructurally, the oedematous-dystrophic changes of myofibrils and mitochondria were revealed. Thus, under the conditions of iodine deficient diet the lumen of arterial vessels narrows in the masticatory muscles, their wall thickens due to oedema of the membranes, which progresses in iodine deficient diet with the addition of goitriferous products. The number of hemocapillaries per unit area of muscle fibre decreases in both study groups. Changes in vascular bed lead to the redistribution of the number of muscle fibres and their significant oedema.
