CC BY
9
Сидельников А.И. ©
Аспирант, кафедра физиологии, хирургии и акушерства, Ставропольский государственный аграрный университет
ОЦЕНКА МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТОК ПОЧЕЧНЫХ КАНАЛЬЦЕВ КРОЛИКОВ ПОСЛЕ ЧАСТИЧНОЙ НЕФРЭКТОМИИ
Аннотация
В статье представлено сравнение параметров ядерно-цитоплазматического отношения (ЯЦО) в клетках проксимальных и дистальных канальцев почек кроликов после частичной нефрэктомии с применением кетгута и аллопланта. Проведено экспериментальное исследование на лабораторных животных. Установлено, что минимальное значение ЯЦО в проксимальных канальцах было на третьи сутки вдали от рубца при использовании кетгута (0.12±0.004), а максимальное - на шестидесятые сутки в зоне близкой к рубцу (0.26±0.006) в почках, где применяли кетгут. В дистальных канальцах минимальное значение данного параметра было на третьи сутки вдали от рубца при использовании кетгута (0.16±0.005), а максимальное - на восемнадцатые сутки в зоне близкой к рубцу (0.28±0.004) в почках, где применяли кетгут. Функциональная активность клеток проксимальных и дистальных канальцев почек кроликов, оцененная по параметрам ядерно-цитоплазматического отношения, изменяется волнообразно и зависит от срока после выполнения операции, применяемого для закрытия дефекта шовного материала (кетгут или аллоплант) и зоны повреждения органа (в зоне близкой к рубцу или вдали от нее).
Ключевые слова: кролики, почки, проксимальные канальца, дистальные канальца, ядерно-цитоплазматическое отношение, аллоплант, кетгут.
Keywords: rabbits, kidney, proximal tubule, distal tubule, nuclear-cytoplasmic ratio, Alloplant, catgut.
Введение
В последние годы возрастает интерес ученых к изучению репаративных процессов в почках после хирургических вмешательств. Основой существования биологической системы является стабильность состава внутренней среды. Основную функцию по поддержанию гомеостаза и экскреции метаболитов выполняют почки [2, 4, 6, 12].
Важной составляющей живой клетки является ядро, оно выполняет комплекс общих функций по хранению генетической информации, ее воспроизведение и реализация - обеспечение синтеза белка [1, 7].
Разработка технологий адекватного заживления раны почки и восстановления ее целостности относятся к одной из сложных проблем регенеративной хирургии и урологии [8]. До настоящего времени не разработаны эффективные методы оптимизации заживления ран почки (послеоперационной, травматической и т. д.) [5, 10], восстановления ее паренхимы для обеспечения анатомической целостности почки и достижения гемостаза раневой поверхности [3, 5].
Цель исследования - изучить ядерно-цитоплазматическое отношение (ЯЦО) в клетках проксимальных и дистальных канальцев почек во взаимосвязи с использованием для ушивания раны почки различного шовного материала (нитей кетгута и аллопланта), при выполнении частичной нефрэктомии.
Материал и методика
© Сидельников А.И., 2016 г.
Объектом исследования служили самцы кроликов породы шиншилла в возрасте 6-8 месяцев и массой тела 3-4 кг.
В эксперименте было использовано 36 кроликов, разделенных на 2 группы по 18 животных. Проводили частичную нефрэктомию с ушиванием операционной раны в первой опытной группе кетгутом (HELM, Германия), во второй - аллоплантом (ФГУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», г. Уфа) и отбирали пробы для гистологического исследования.
Для изучения микроморфометрических показателей элементов нефрона проводили эвтаназию кроликов в соответствии с Директивой 2010/63/EU ЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА по охране животных, используемых в научных целях, и проводили отбор тканей почек для гистологического исследования.
Материал, взятый для гистологического исследования, фиксировали в 10%-ном водном растворе нейтрального формалина, проводили через спирты возрастающей крепости и ксилол, а затем заливали в гистологическую среду «Гистомикс» с использованием гистологического процессора замкнутого типа Tissue-Tek VIP™ 5 Jr. производства Sakura (Япония).
Гистологические срезы для обзорных целей окрашивали гематоксилином и эозином согласно рекомендациям, изложенных в руководстве В. В. Семченко с соавторами [3]. Исследование гистологических срезов проводили с помощью светового микроскопа OLYMPUS-BX 43 (Япония) и фотоаппарата OLYMPUS С 300 (Япония). На каждом гистосрезе фотографировали 10 случайно выбранных полей зрения с использованием объективов 40х (для обзорных целей) и 100х (для морфометрических исследований). Ядерно-цитоплазматическое отношение клеток проксимальных и дистальных канальцев рассчитывали по формуле: ЯЦО=Sя/Sц, где: Sa - площадь ядра клетки; Sц - площадь цитоплазмы.
Морфометрические исследования проводили с использованием программы VideoTesTMaster 4.0 для Windows.
Анализ полученных числовых показателей проводили с помощью однофакторного дисперсионного анализа и критерия Ньюмена-Кейлса в программе PrimerofBiostatics 4-03 для Windows. Достоверными считали различия при p<0.05.
Результаты исследований
На фиксированных и окрашенных гистосрезах изучение ядерно-цитоплазматического отношения (ЯЦО) в почечных канальцах кроликов, проводили с учетом срока после выполнения операции, зависимости от применяемого для закрытия дефекта шовного материала (кетгут или аллоплант), зоны повреждения органа (в зоне близкой к рубцу или вдали от нее).
В ходе исследования нами установлено, что ЯЦО в клетках проксимальных канальцев изменяется волнообразно (табл. 1, рис. 1).
ц
с
С ■ » «V* * V
КI
■
А
Б»
Л Нь
*
9 «
а , Ч * Г'1* 4 * Ж »V
* 4 *«. V : > /* • *
Рис.1. Почечные канальцы в зоне близкой к рубцу на восемнадцатые сутки при
использовании аллопланта
Окраска гематоксилином и эозином (х 400).
Таблица 1
Ядерно-цитоплазматическое отношение в клетках проксимальных канальцев в почках кроликов после частичной нефрэктомии с применением кетгута и
аллопланта
Сроки Кетгут, М±т Аллоплант, М±т
исследования В зоне рубца Вдали от рубца В зоне рубца Вдали от рубца
(п=300) (п=300) (п=300) (п=300)
Во время 0.15±0.003 0.15±0.003
операции
3 сутки 0.16±0.004 0.12±0.004*& 0.19±0.004*# 0.16±0.003#&
6 сутки 0.16±0.005 0.14±0.003*& 0.17±0.004# 0.16±0.003#&
12 сутки 0.15±0.003* 0.13±0.002 0.20±0.005*# 0.17±0.003*#&
15 сутки 0.15±0.004 * 0.15±0.004 * 0.16±0.004 * 0.15±0.003
18 сутки * 0.22±0.006 0.13±0.002*& 0.18±0.004*# 0.16±0.003#&
60 сутки 0.26±0.006* 0.19±0.004*& 0.20±0.005*# 0.17±0.003#&
Примечание: статистическая значимость различий с более ранним сроком исследования: * - р<0.05; между одной и той же зоной при использовании разных шовных материалов одного срока исследования: # - р<0.05; между разными зонами при использовании одного шовного материала и одного срока исследования: & - р<0.05.
Установлено, что при сравнении с более ранним сроком исследования, к третьим суткам ЯЦО в клетках проксимальных канальцев достоверно (р<0.05) увеличивается в почках ушитых аллоплантом на 21.05% в зоне близкой к рубцу и на 6.25% вдали от него, и при использовании кетгута достоверно (р<0.05) уменьшилось только вдали от рубца на 20%. К шестым суткам после проведения нефрэктомии ЯЦО достоверные (р<0.05) изменения отмечены лишь вдали от рубца при использовании кетгута - увеличение на 14.29%. На двенадцатые сутки ЯЦО в проксимальных канальцах достоверно (р<0.05) увеличилось в почках ушитых аллоплантом на 15% в зоне близкой к рубцу и на 5.88% вдали от него, а при использовании кетгута достоверно (р<0.05) уменьшилось только в зоне близкой к рубцу на 6.25%. К пятнадцатым суткам после операции отмечено достоверное (р<0.05) снижение значений данного параметра в почках ушитых аллоплантом на 20% в зоне близкой к рубцу и на 11.76% вдали от него, при этом в почках
ушитых кетгутом - достоверное (р<0.05) повышение только вдали от рубца на 13.33%. На восемнадцатые сутки установлено достоверное (р<0.05) повышение ЯЦО при использовании аллопланта на 11.11% в зоне близкой к рубцу и на 6.25% вдали от него, а при использовании кетгута - достоверное (р<0.05) снижение на 13.33% вдали от рубца и повышение на 31.82% в зоне близкой к рубцу. С восемнадцатых по шестидесятые сутки значения данного параметра достоверно (р<0.05) повышаются в почках ушитых кетгутом на 15.38% в зоне близкой к рубцу и на 31.58% вдали от него, а при использовании аллопланта увеличились только в зоне близкой к рубцу на 10%.
Сравнивая данные между зонами исследования, установлено, что после частичной нефрэктомии ЯЦО в проксимальных канальцах вдали от рубца достоверно (р<0.05) меньше на третьи и шестые сутки, как при использовании кетгута, так и аллапланта. На двенадцатые сутки достоверные (р<0.05) изменения данного параметра отмечены лишь при использовании аллопланта - вдали от рубца он ниже на 15%. На пятнадцатые сутки достоверных отличий не обнаружено. На восемнадцатые и шестидесятые сутки ЯЦО в проксимальных канальцах достоверно (р<0.05) ниже вдали от рубца как в почках ушитых кетгутом, так и аллоплантом.
При сравнении одной и той же зоны исследования с использованием кетгута и аллопланта установлено, что с третьих по двенадцатые сутки ЯЦО в клетках проксимальных канальцев почек ушитых аллоплантом достоверно (р<0.05) больше как в зоне близкой к рубцу, так и вдали от него, по сравнению с кетгутом. На пятнадцатые сутки достоверных отличий не обнаружено. На восемнадцатые сутки в почках ушитых аллоплантом отмечено, что ЯЦО в зоне близкой к рубцу было достоверно (р<0.05) меньше на 18.18%, а вдали от рубца достоверно (р<0.05) больше на 18.75%, по сравнению с этими же зонами в почках, где применяли кетгут. На шестидесятые сутки значение данного параметра было достоверно (р<0.05) меньше в почках ушитых аллоплантом, как в зоне близкой к рубцу (на 23.08%), так и вдали от него (на 10.53%).
При анализе ЯЦО в клетках дистальных канальцев почек (табл. 2) установлено, что при сравнении с более ранним сроком исследования к третьим суткам достоверное (р<0.05) изменение было только в зоне близкой к рубцу при использовании кетгута -больше на 10%. На шестые сутки отмечено достоверное (р<0.05) повышение данного параметра только при использовании кетгута, как в зоне близкой к рубцу (на 9.09%), так вдали от него (на 20%). На двенадцатые сутки достоверных изменений ЯЦО не выявлено. С двенадцатых по восемнадцатые сутки отмечено достоверное (р<0.05) понижение данного параметра в дистальных канальцах при использовании кетгута на 18.18% в зоне близкой к рубцу и на 10.53% вдали от него, а при использовании аллопланта - только в зоне близкой к рубцу на 18.18%. К восемнадцатым суткам, по сравнению с пятнадцатыми, достоверное (р<0.05) изменение отмечено лишь в зоне близкой к рубцу в почках ушитых аллоплантом - снижение ЯЦО на 35.71%. К шестидесятым суткам значение данного параметра в клетках дистальных канальцев почек ушитых кетгутом достоверно (р<0.05) понижается в зоне близкой к рубцу на 17.86% и повышается на 19.05% вдали от него, а при использовании аллопланта достоверно (р<0.05) повышается только в зоне близкой к рубцу на 14.29%.
Таблица 2
Ядерно-цитоплазматическое отношение в клетках дистальных канальцев в почках кроликов после частичной нефрэктомии с применением кетгута и аллопланта
Сроки Кетгут, М±т Аллоплант, М±т
исследования В зоне рубца Вдали от рубца В зоне рубца Вдали от рубца
(п=300) (п=300) (п=300) (п=300)
Во время 0.18±0.004 0.18±0.004
операции
3 сутки 0.20±0.005* 0.16±0.005& 0.20±0.004 0.20±0.004#
6 сутки 0.22±0.007* 0.20±0.005*& 0.21±0.005 0.19±0.004#&
12 сутки 0.22±0.003 0.19±0.003& 0.22±0.006 0.18±0.004&
15 сутки 0.18±0.005* 0.17±0.004* 0.18±0.004* 0.19±0.004
18 сутки 0.28±0.004* 0.17±0.003& 0.18±0.004# 0.19±0.004
60 сутки 0.23±0.005* 0.21±0.004*& 0.21±0.004*# 0.20±0.003
Примечание: статистическая значимость различий с более ранним сроком исследования: * - p<0.05; между одной и той же зоной при использовании разных шовных материалов одного срока исследования: # - p<0.05; между разными зонами при использовании одного шовного материала и одного срока исследования: & - p<0.05.
Сравнивая данные между зонами исследования, установлено, что ЯЦО в клетках дистальных канальцев почек ушитых кетгутом достоверно (p<0.05) меньше вдали от рубца с третьих по двенадцатые и с восемнадцатых по шестидесятые сутки, а при использовании аллопланта только на шестые и двенадцатые сутки.
При сравнении одной и той же зоны исследования с использованием кетгута и аллопланта установлено, что на третьи сутки ЯЦО в клетках дистальных канальцев почек ушитых аллоплантом достоверно (p<0.05) выше вдали от рубца на 20%, по сравнению с кетгутом. На шестые сутки значение данного параметра при использовании аллопланта достоверно (p<0.05) меньше на 5% вдали от рубца, по сравнению с этой же зоной, где применяли кетгут. На двенадцатые и пятнадцатые сутки достоверных отличий ЯЦО обнаружено не было. На восемнадцатые и шестидесятые сутки данный параметр в почках ушитых аллоплантом достоверно (p<0.05) меньше только в зоне близкой к рубцу на 35.71% и 8.7%.
Таким образом, установлено, что минимальное значение ЯЦО в проксимальных канальцах было на третьи сутки вдали от рубца при использовании кетгута (0.12±0.004), а максимальное - на шестидесятые сутки в зоне близкой к рубцу (0.26±0.006) в почках, где применяли кетгут. В дистальных канальцах минимальное значение данного параметра было на третьи сутки вдали от рубца при использовании кетгута (0.16±0.005), а максимальное - на восемнадцатые сутки в зоне близкой к рубцу (0.28±0.004) в почках, где применяли кетгут.
Выводы
Вариации функционального состояния клетки затрагивают клеточный метаболизм: наступают изменения белкового синтеза, а также изменения в депонировании, выработке или выведении разнообразных метаболитов. В результате различных функциональных состояний клетки изменяется ее ядерно-цитоплазматическое отношение. Следовательно, по параметрам ЯЦО принято судить о метаболической активности клетки [11]. Функциональная активность клеток проксимальных и дистальных канальцев почек кроликов, оцененная по параметрам ядерно-цитоплазматического отношения, изменяется волнообразно и зависит от срока после выполнения операции, применяемого для закрытия дефекта шовного материала (кетгут или аллоплант) и зоны повреждения органа (в зоне близкой к рубцу или вдали от нее).
Причиной увеличения ядерно-цитоплазматического отношения может явиться как усиление функциональной активности клетки, так и полиплоидизация в результате активации при повреждении таких форм деления, как амитоз и эндомитоз, которые характерны для почек [9].
Литература
1. Бокуть С.Б., Герасимович Н.В., Милютин А.А. Молекулярная биология: молекулярные механизмы хранения, воспроизведения и реализации генетической информации. Мн.: Высш. шк., 2005. 463 с.
2. Вандер А. Физиология почек; пер. с англ. СПб.: Питер, 2000. 256 с.
3. Гистологическая техника: учебное пособие / В.В. Семченко, С.А. Барашкова, В.Н. Ноздрин, В.Н. Артемьев. 3-е изд. доп. и перераб. Омск. Орел: Омская областная типография, 2006. 290 с.
4. Данников С.П., Квочко А.Н. Постнатальный морфогенез проксимального отдела нефрона нутрий // IX Международна научна практична конференция. 2013. С. 76-79.
5. Казихинуров А.А. Методы гемостаза при операциях на почке с применением аллгенных трансплантантов: автореф. дис.... канд. мед. наук. Уфа, 2003. 43с.
6. Некрасова И.И., Грабик Е.В. Масса и морфометрические показатели органов мочевыделительной системы кошек // Морфология. 2013. Т. 144. № 5. С. 99.
7. Некрасова И.И., Квочко А.Н., Поклад В.М. Масса и морфометрия органов мочевыделительной системы норок // Морфология. 2014. Т. 145. № 3. С. 139.
8. Нигматуллин Р.Т. Очерки трансплантации тканей: курс лекций для врачей. Уфа, 2003. 160 с.
9. Попп Е.А, Дубинина Н.Н., Саматова И.М. Структурно-функциональная характеристика печени матери и плодов в условиях эндотоксикоза и энтеропротекции // Медицина и образование в Сибири. 2014 № 2. С. 1-6.
10. Сафиуллин Р.И. Аллогенные трансплантаты в урологии: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Саратов, 2009. 40 с.
11. Ташкэ К. Введение в количественную цито-гистологическую морфологию. Изд. Академии социалистической республики Румынии, 1980. 192 с.
12. Dannikov S.P., Kvochko A.N., Krivoruchko, A.Yu. Morphometric parameters of nutria kidney structures in postnatal ontogeny // Russian Journal of Developmental Biology. 2014.V. 45. P. 351360.
