CC BY
13
DOI 10.29254/2077-4214-2018-4-2-147-271-276
УДК 611:616.12;616.127;611.08
Довгаль Г. В., Довгаль М. А., Шевченко I. В.
ПОРУШЕННЯ МОРФОГЕНЕЗУ СЕРЦЯ ЩУР1В В РАННЬОМУ ПОСТНАТАЛЬНОМУ ПЕР1ОД1 П1Д ВПЛИВОМ АЦЕТАТУ СВИНЦЮ ТА ЗА УМОВ КОРЕКЦП ДЗ «Дншропетровська медична академiя МОЗ УкраТни» (м. Днiпро)
Зв'язок публшацш з плановими науково-дослщ-ними роботами. Дослiдження виконано згiдно теми кафедральноТ науковоТ роботи кафедри анатомп лю-дини державного закладу «ДшпропетровськоТ медич-ноТ академи Мiнiстерства охорони здоров'я УкраТни», «Морфогенез оргашв та систем оргашзму людини та експериментальних тварин в онтогенезi в нормi та шд впливом зовнiшнiх чиннишв», № державноТ реестра-ци 01170006976.
Вступ. Свинець (РЬ) токсикант полпропно'Т дм - на-копичуеться у серц i мае виражену кардiотоксичну д^ [1]. Загальний цитотоксичний вплив ацетату свинцю лише частково дослiджено бiохiмiчними i морфоло-гiчними методами. Так, шдукований окислювальний стрес пов'язаний з порушенням рiвноваги мiж гене-ращею та утилiзацiею активних форм кисню (АФК) I ендогенних механiзмiв антиоксидантного захисту [2]. Це викликае патобiохiмiчний каскад пошкодження мембранних лiпiдiв, нуклеТнових кислот та бiлкiв [3]. На морфолопчному рiвнi довготривале пероральне вживання ацетату свинцю викликае фокальну шем^ i пошкодження мiокарду [1,4]. Ушкодження мiокарду пов'язують з порушенням пстогематичного бар'еру, ремодулюванням мiжклiтинного простору, зокрема значним збшьшення позаклiтинних бiлкiв (ламшшу, колагену та фiбронектину), що е структурними озна-ками шщацп фiброзу [5,4]. Бiлки позаклiтинного ма-триксу в^грають певну роль у фiзiологiчнiй робот1 серця, морфогенезi серця та регенерацп. При пошко-дженнi вщбуваеться ремоделювання матриксу рядом ферментiв, зокрема матриксними металопротеТнази (ММРs). Цi ензими е одними з ключових протеаз поза-клп"инного матриксу, якi залучеш до змiни мiжклiтин-ного простору. На моделi iнфаркту мiокарду встанов-лено, що у перифокальнiй щодо iнфаркту зонi зростае експресiя судинного ендотелiального фактору росту (VEGF), що розглядаеться як мехашзм спрямованого анпогенезу навколо дiлянки пошкодженого мiокарду [6]. Пщ впливом свинцю встановлено зниження VEGF у печiнцi, хоча застосування а-токоферолу пригшчу-вало цитотоксичну дш свинцю i збiльшувало синтез цього фактору росту [7,8]. Тому сполуки з антиокси-дантною дiею розглядають як потенцшш протекторн1 засоби i корекцп токсичного впливу сполук свинцю. Разом з тим, структурнi основи пошкодження мюкар-ду в ранньому онтогенезi при штоксикацп сполуками свинцю та молекулярно-бюлопчна оцiнка змiн потре-буе подальшого вивчення.
Мета дослщження - дослiдити змiни морфогенезу серця за умов експозицп ацетату свинцю та впливу лтошну i iнулiну у щурiв.
Об'ект i методи дослiдження. Дослщження про-веденi на самицях щурiв лшп Wistar. Тварин утриму-вали за стандартних умов вiварiю ДЗ «ДМА МОЗ УкраТни»: температура повпря 22±2°С, вологiсть повiтря 55±15%, 12-годинний свiтлий/темний цикл, вiльний
доступ до води та Тж Вибiр in vivo моделi на лабора-торних щурах зумовлений подiбнiстю еташв розвитку серцево-судинноТ системи щурiв i людини, низьким рiвнем спонтанних вад розвитку, можлив^ю чiтко-го визначення настання вагiтностi, вiдносно короткою тривал^ю пренатального перiоду онтогенезу, а також зручшстю у моделюваннi хрошчного впливу важких металiв на оргашзм [9]. Вiдповiдно до мети дослщження, тварин було роздiлено на чотири групи:
Група 1 - контрольна група; Група 2 - група з хрошчною експозищею ацетату свинцю; Група 3 - група з хрошчною експозищею ацетату свинцю i додаванням лтошну; Група 4 - група з хрошчною експозищею ацетату свинцю i додаванням шулшу.
Експериментальну модель вщтворювали шляхом введення 2,5%-го розчину ацетату свинцю iз розра-хунку 50 мг/кг маси тша щура на добу. Розчин вводили внутршньошлунково через зонд один раз на добу щоденно протягом всього термшу ваптносп. Водн1 розчини лiкопiну (Hubei Pharmaceutical) i шулшу вводили аналопчним способом iз розрахунку 500 мг/ кг маси тша щура на добу. Самиц контрольноТ групи отримували дистильовану воду. Матерiалом досли дження слугували серця новонароджених щурiв (1, 5 i 7 доба шсля розродження дослщних самок щурiв). Для пстолопчного дослiдження вилученi серця i фт-сували протягом 24 годин у 10%-му розчиш нейтрального забуференого формалшу, зневоднювали у ети-ловому спиртi зростаючоТ концентрацп, просочували хлороформом i заливали у парафш. З отриманих па-рафiнових блошв за допомогою санного мiкротома виготовляли пстолопчш зрiзи товщиною 5 мкм. Де-парафiнованi зрiзи забарвлювали гематоксилшом та еозином.
Для iмуногiстохiмiчного дослiдження депарафшо-ванi зрiзи товщиною 5 мкм були помЦеш на скель-ця з адгезивним покриттям SuperFrost Plus та поддавали нагрiванню на водянш банi протягом 20 хвилин у 0,01М цитратному буферi (рН 6,0) за температури 98-101°С для демаскування антигешв. Активнiсть ен-догенноТ пероксидази пригнiчували 3% розчином перекису водню, шсля чого промивали зрiзи у 0,01 М розчиш фосфатно-сольового буфера i наносили бло-куючу сироватку для перешкоджання неспецифiчно-му зв'язуванню реагенлв з тканинними компонентами. 1нкубацш з первинними антитшами (a-SMA, VEGF, ММР-9) проводили у вологш камерi термостату за температури 37°С у вiдповiдностi до шструкцш фiрми-виробника, пiсля чого надлишок антитiл вiдмивався за допомогою фосфатного буфера. 1нкубацш зрiзiв iз вторинними антитшами, мiченими бiотином, проводили за шмнатноТ температури протягом 20 хвилин, шсля чого зрiзи повторно промивали у буферк Вiзуалi-зацш iмуногiстохiмiчноТ реакцп проводили з викорис-танням системи детекцп LSAB (Labelled Streptavidin-Biotin) i хромогену дiамiнобензидину (DAB), пiсля чого
Рис. 1. Пстолопчне та ÍMyHoricToxÍMÍ4He дослiдження серця на 1 добу постнатального розвитку за експозицм ацетату свинцю. 1A-1D: зменшення розмiрiв ядер кардюмюципв мюкарду (гематоксилш-еозин); 2A-2D: ¡мунопстох^чна локалiзацiя a-SMA у коренi аорти. a-SMA експресуеться у гладкомязових кл^инах, у грyпi 2 i 4 рiвень iмyнопозитивного забарвлення менший порiвняно до контролю; 3A-3D: iмyногiстохiмiчна локалiзацiя ММР-9 у серцi; ММР-9 експресуеться у ендотелюцитами i клiтинами сyбендотелiального шару мiокардy; у грyпi 2, 3 i 4 рiвень iмyнопозитивного забарвлення рiзко зменшений щодо контролю; 4A-4D: iмyногiстохiмiчна локалiзацiя VEGF у серщ; ММР9 експресуеться у ендотелiоцитами передсердя, шлyночкiв i клiтин кровоносних судин мюкарду; Рiзке зменшення iмyнопозитивного забарвлення у грyпi 2, не виявлено рiзницi у рiвнi експресм VEGF у грyпi 3 i 4
щодо групи 1. Цша подiлки 20 цм.
зрiзи додатково забарвлювали гематоксилшом Майе-ра [10].
Препарати, забарвленi за пстолопчними та Гмуно-пстохГмГчними методиками, вивчали за допомогою свГтлового мiкроскопа Leica CM E (Leica Microsystems, НГмеччина) при збшьшеннях х40, х100, х400, х1000, i фотографували цифровою фотокамерою Olympus BX 51 (Япошя). Оцiнка рiвня ГмунопстохГмГчно'|' реак-цп проводилась, як описано у публтацп для VEGF та шших антигенiв [11]. Для оцшки вибирали чотири тест-зони (збшьшення х400), у яких пiдраховували вщсоток клГтин з позитивним iмунозабарвленням. Кожнш тест-зонi у дослiджуваному зразку призначали значення у балах, вГд 0 до 4. Значення балГв наступне: 0 - негативна реакцiя; 1 - число клГтин Гз позитивним фарбуванням менше 5%; 2 - число клГтин Гз позитивним фарбуванням вГд 5 до 50%; 3 - число клГтин Гз позитивним фарбуванням бшьше 50%, але слабкою ре-акцГею; 4 - число клГтин Гз позитивним фарбуванням бшьше 50% з вираженою реакцГею до антигена (до-слГджуваного бГлка). МорфометрГю серця проведено з використанням програмного забезпечення CarlZeiss (AxioVision SE64 Rel.4.9.1) при збГльшеннГ х400.
Статистичну оцГнку проводили з використанням непараметричних методГв. КритерГй Колмогорова-СмГрнова використано для визначення нормальност1
розподшу вибiрок даних. Мiжгрупову рiзницю визна-чали за непараметричним критерieм Крускала-Уолка. Результати морфометричного дослiдження наведено у виглядi середнього значення i похибки середнього (M±m). Вибiрки даних аналiзували з використанням програмного забезпечення Origin Lab version 8.0.
Результати дослщження та Тх обговорення. Псто-логiчнi дослiдження показали структурнi змiни серця у групах 2, 3 i 4. У Bdx дослщжених групах з експози-цieю ацетату свинцю реестрували морфогенез камер серця, оболонок серця - ендо-, мiо- i ешкарда. На 1 добу постнатального розвитку кардюмюцити форму-вали волокна у шлуночках i передсердях мюкарда. У термiн 5-7 доби вiдмiчено збiльшення щiльностi волокон кардюмюцилв у шлуночках серця, мiжшлуночко-вш перегородцi i лiвому передсердi. Ендокард структурно незмшений i реестрували у всiх камерах серця. У мiокардi виявлено судини рiзного калiбру, вислан1 ендотелiем та тонким шаром гладком'язових ^тин. Порiвняно з групою 1 виявлено збiльшення штерсти-цшного простору мiж волокнами кардiомiоцитiв. У грут 2 реестрували карiопiкноз, а в окремих зразках фокальну редукцш ^тин, що свiдчило про ушко-дження кардiомiоцитiв, тобто дистрофiчнi змши (рис. 1). У групi 3 загиблих ^тин у мiокардi не вiдмiчено, але мiжклiтинний простiр був суттево збiльшений
Рис. 2. Р^зниця експресмa-SMA, MMP-9 i VEGF у м^окард^ щур^в на 1 добу постнатального розвитку за методом de la Torre NG. Примггка, тут i далк * - достовiрно щодо групи 1 (P<0,05); ** - достовiрно щодо групи 2 (P<0,05).
щодо групи 1. У груш 4 морфогенез мюкарду не мав суттевоТ рiзницi щодо групи 2, лише зазначено збшь-шення товщини стiнки лiвого шлуночка.
Рисунок 1 шюструе результати гiстологiчного до-слщження. У всiх групах з ацетатом свинцю вiдмiчено зменшення розмiрiв ядер кардюмюцилв. Виявлено змiни експресГТ SMA, ММР-9 i VEGF у мюкардк 1му-нопозитивне забарвлення а-SMA вiдмiчено у корен1 аорти та великих судинах мюкарду, особливо шлуноч-шв серця. Рiвень забарвлення, що свщчить про екс-пресiю бiлка, був меншим у груш 2 i 4 у ва термiни спостереження. У групi 3 вiрогiдноТ рiзницi щодо груп 1 не встановлено (рис. 2).
Експресiю ММР-9 виявлено у ендотелюцитах пе-редсердя, шлуночюв i клiтин кровоносних судин мюкарду. Рiвень ММР-9 був значно меншим у вах групах порiвняння (групи 2, 3 i 4) щодо контролю (група 1). Тенденцш до активацп експресГТ ММР-9 вiдмiчено у групi 4.
Рiвень VEGF був рiзко зниженим у груш 2, не виявлено вiрогiдноТ рiзницi мiж контролем (група 1) I групами з введенням дослщжуваних засобiв (група 3 i 4). lмуногiстохiмiчнi дослiдження показали рiзницю експресм VEGF мiж 1, 5 i 7 добами у групi 2.
Рисунок 3 шюструе результати кшьшсноТ оцiнки серця, що зроблено морфометричним методом на пстолопчних мiкропрепаратах. Змши значень зб^а-ються з описаною пстолопчною картиною i додатково шдтверджують змiни морфогенезу серця за експози-цГГ ацетату свинцю. Так, у груш 2 вiрогiдно меншими були довжина серця на 1 i 5 добу (Р<0,05), товщини стшки лiвого передсердя у всi термши дослiдження (Р<0,05). Товщина стiнки правого шлуночка була мен-шою на 7 добу, а лiвого на 1 i 7 добу (Р<0,05). На основ1 результатiв гiстологiчного, iмуногiстохiмiчного та мор-фометричного дослiджень зроблено заключення про порушення i затримку морфогенезу мiокарду за екс-позицГГ ацетату свинцю.
У групi 3 i 4 данi морфометрп також засвiдчили структурнi порушення, особливо л, що пов'язанi з збiльшенням лiвого шлуночка, у меншiй мiрi мiжшлу-ночковоТ перетинки. Разом з тим встановлено статис-тично значуще вщновлення на рiвнi мiжшлуночковоТ перегородки за введення лтошну i iнулiну, додатково лiвого шлуночка i передсердя при дГГ iнулiну, що е пов'язано з цитопротекторноТ дм. Останне позначи-лось на збiльшеннi довжини серця на 5 добу спостереження, тобто прискорення морфогенезу серця за експозицГГ ацетату свинцю.
Сполуки свинцю характеризуються високою ток-сичшстю, здатшстю накопичуватись у органах, викли-кати структурш i функцiональнi порушення [12,13]. Кшьтсть наукових даних щодо вад розвитку серце-во-судинноТ системи викликаних свинцем е недо-статньою для розумшня закономiрностей Тх розвитку i можливост профiлактики та лтування. Вiдповiдно до опублiкованих дослiджень [14] експозицГя свинцю на пренатальному розвитку викликала зниження активности ферменлв антиоксидантного захисту (супер-оксиддисмутази, глутатюнпероксидази i глютатюнре-дуктази) у потомствк Разом з тим, in vitro дослГдження продемонстрували активацiю iншого протекторного ферменту гемоксигенази-1, що суперечить досли дженням in vivo [15]. Тому бiохiмiчнi та молекуляр-но-бiологiчнi методи дають суперечлив^ а iншi про-тилежнi результати. В цьому контекст морфологiчнi дослiдження дозволяють достовiрно встановити дис-трофiчнi порушення та вади морфогенезу серця.
У попередшх дослГдженнях [16] на ультраструктурному рiвнi нами виявлено ушкодження кардюмюци-лв, а саме порушення комплексу мiофiбрил, набряк цитоплазми i фрагментацiю мггохондрш. Вiдомо, що a-SMA (альфа-актин гладких мюцилв) переважно екс-пресуеться у гладких мюцитах судин i мiофiбробластах i вiдiграе важливу роль у фiброгенезi. Рiвень експресм a-SMA корелюе з активацГею мiофiбробластiв i ремо-делюванням структурноТ оргашзацм тканин. У власних дослГдженнях виявлено вiрогiдне зменшення рГвня a-SMA за експозицм ацетату свинцю, що було наслГд-ком цитотоксичного ураження клГтин строми органу. Про вГдповГдно змГни може свГдчити ензими позакли тинного матриксу - MMPs. Зокрема, ММР-9 задiяна у багатьох фГзюлопчних i патологiчних процесах у серцг Як вГдомо з лггератури, сполуки свинцю мають несе-лективну цитотоксичну дм, але роль MMP-9 у пошко-дженнi мюкарду на тл ¡нтоксикацм свинцем залиша-лась невiдомою. У in vitro дослГдженнях виявлено, що свинець збшьшував рiвень ММР-9 у культурГ клГтин С6. In vivo дослГдження засвГдчили збшьшення експресм MMP-9 у головному мозку у ранньому постнатально-му розвитку [17]. А застосування ¡нпбггорГв ензиму зменшувало проникшсть свинцю через гематоенце-фалГчний бар'ер [18]. Ц даш засвГдчили зв'язок ступе-ня проникнення свинцю через пстогематичш бар'ери у тканини та рГвнем експресГГ ММР-9, тобто ¡з збшь-шенням експресГГ ензимГв мГжклГтинного простору, зменшуеться бар'ерна функщя мГкросудин i зростае проникшсть свинцю та його цитотоксична дГя. Проте у
Рис. 3. Змши морфометричних nоказникiв серця на 1, 5 i 7 Примiтка, тут i далИ * - достовiрно щодо групи
власних достдженнях виявлено рвке зменшення екс-преси ММР-9 у мюкарду хоча тенденцю до експреси на 7 добу виявлено. Ц змти оцтено як прояв додат-кового пошкодження стромальних елементт, тобто неселективноТ' загибел1 кардюмюцитт та фГброблас-тт. Зменшення шлькосп активних ф1бробласпв, ймо-вфно, спричинило низький ртень ММР-9. У ¡ншм пу-бл1кацГТ зменшення вмкту колагену у мюкард1 також ощнено як прояв пошкодження строми [19].
Важливе мкце у морфогенез! серця поадае ан-гюгенез, який перебувае тд регуляторним фактором росту VEGF. Погляд на участь VEGF у ангюгенез1 при експозицп свинцю також е суперечливою. Так, тд впливом свинцю виявлено активащю експресГТ VEGF астроцитГв при експозици свинцем [20,21]. У ¡нших дослщженнях показано зниження VEGF у пе-ч1нц[, а введення а-токоферолу сприяло ангюгенезу [7,8]. VEGF може мали важливе значення при реге-неративних процесах. На модел1 ¡нфаркту мюкарду встановлено, що експрест VEGF у перифокальшй щодо ¡нфаркту зон зростае, що розглядаеться як ме-хаызм спрямованого ангюгенезу навколо дтянки пошкодженого мюкарду [6]. У ¡ншм публтаци цтьо-ва доставка VEGF до перифокальноТ зони покращу неоангюгенез мюкарду [22]. У проведеному нами дослщженш показано зменшення клп"ин з ¡муно-позитивним забарвленням до VEGF, але вщммено тенденщю росту у м1ж 1 Г 7 добами постнатального розвитку. Описан1 результати дозволили припустити порушений та ослаблений потенщал мюкарду до ангюгенезу при ¡нтоксикацп ацетатом свинцю.
З лп"ературних джерел вщомо, що застосування засобт з антиоксидантною дгёю дозволило пригнгги-ти кардютоксичну д1ю ацетату свинцю, зменшити пе-роксидацю, тдтримати ртень ряду фермент^ (глу-татюн редуктази, супероксиддисмутази та ¡н.) [4], сприяло морфогенезу серця, запобГгало пошкоджен-ню судин, розвитку ф1брозу Г запальних процеав у мюкард1 [23]. Мелатошн пригычував накопичення свинцю у серц [19].
Вибф лтошну в якосп потенцшного коректора при моделюванн хроычноУ свинцевоТ ¡нтоксикацГТ зумовлений його здатшстю пригычувати оксида-тивний стрес, у той час як вибф ¡нулшу пояснюеть-
добу постнатального розвитку за експозицй' ацетату свинцю.
1 (P<0,05); ** - дост^рно щодо групи 2 (P<0,05).
ся даними, що свщчать про його здатнiсть адсорбува-ти i посилювати виведення свинцю з оргашзму [24]. Лiкопiн з вп"амшом Е зменшував токсичний вплив свинцю на бiохiмiчнi показники кровi [25]. Цито-протекторна дiя комбиацп лтошну i епiкатехiну полягала у зменшенн рiвня ензимiв печiнки, якi е маркерними показниками при ураженнi печшки (аланiнтрансамiнази, аспартаттрансамiнази, лужноУ фосфатази, у-глутамттрансферази) i зменшення пе-роксидаци лт^в [26]. Нажаль, тiльки у окремих пу-блiкацiях описано гiстофункцiональне вщновлення органiв за експозицй' ацитату свинцю. Так, у робот [8] лише часткове збтьшення a-SMA-позитивних клiтин вздовж синусоУдних капiлярiв печiнки було структур-ним доказом протекторно'' дй' лтотну, тодi як рiвень MMP-1 та MMP-9 був рiзко зниженим, а каспази-3 рiзко збiльшеним, що вказувало на глибоке пору-шення строми органу. У робот встановлено збть-шення VEGF у групi з лтшом i iнулiном i додатково a-SMA у групi з лтотном. Тим не менше, на основ1 гiстологiчних та морфометричних дослiджень зро-блено висновок про порушення морфогенезу серця за хрошчноУ експозицй' ацетату свинцю та часткову протекаю мiокарду за введення ЫулЫу i лiкопiну.
Висновок. Морфогенез серця у термши 1-7 доби постнатального розвитку був пригычений ацетатом свинцю, що на морфолопчному рiвнi обумовлено цитотоксичною дiею щодо мюкарду. Порушений морфогенез серця характеризувався зменшенням експреси a-SMA, MMP-9 i VEGF у мiокардi у вс тер-мiни раннього постнатального розвитку i е Гмунопс-тохiмiчним проявом пошкодження кардюмюцитв i фiбробластiв. Лтошн i iнулiн покращили морфогенез серця, що виявлено на основi збтьшення експресГТ a-SMA у групГ 3, VEGF у грут 3 i 4 та товщини камер серця.
Перспективи подальших досл1джень. ДослГдити морфогенез серця на пренатальному розвитку тд впливом ацетату свинцю та за умов корекцп.
Лггература
1. Winiarska-Mieczan A, Krusinski R, Kwiecien M. Tannic Acid influence on lead and cadmium accumulation in the hearts and lungs of rats. Adv Clin Exp Med. 2013 Sep-0ct;22(5):615-20.
2. Sharma S, Thakur A. Biochemical studies on the mice heart regarding lead acetate induced oxidative stress. Int J Pharm Sci Res. 2017;8(3):1388-92. DOI: 10.13040/IJPSR.0975-8232.8(3).1388-92
3. Patra RC, Rautray AK, Swarup D. Oxidative Stress in Lead and Cadmium Toxicity and Its Amelioration. Veterinary Medicine International. 2011;1:9.
4. Debosree Ghosh, Syed Benazir Firdaus, Elina Mitra, Aindrila Chattopadhyay, Sanjib K. Pattari, Santanu Dutta, et al. Aqueous leaf extract of Murraya koenigii protects against lead-induced cardio toxicity in male wistar rats. International Journal of Phytopharmacology. 2013;4(2):119-32.
5. Lee UE, Friedman SL. Mechanisms of Hepatic Fibrogenesis. Best Practice & Research. Clinical Gastroenterology. 2011;25(2):195-206. Available from: http://doi.org/10.1016/j.bpg.2011.02.005
6. Zhao T, Zhao W, Chen Y, Ahokas RA, Sun Y. Vascular endothelial growth factor (VEGF)-A: role on cardiac angiogenesis following myocardial infarction. Microvascular Research. 2010;80(2):188-94. Available from: http://doi.org/l0.1016/j.mvr.2010.03.014
7. Das KK, Jargar JG, Saha S, Yendigeri SM, Singh SB. А-tocopherol supplementation prevents lead acetate and hypoxia-induced hepatic dysfunction. Indian Journal of Pharmacology. 2015;47(3):285-91. Available from: http://doi.org/10.4103/0253-7613.157126
8. Dovhal HV, Dovhal MA, Romanenko OA. The expression of immunohistochemical markers in the fetal liver after maternal exposure of lead acetate and under the correction. Science Review. 2017;7:17-9.
9. Ema M, Endoh K, Fukushima R. Historical control data on developmental toxicity studies in rodents. Congenital Anomalies. 2014;54:150-61. DOI: 10.1111/cga.12050
10. George L. Kumar, Lars Rudbeck. Immunogistohimicheskie metody: rukovodstvo: DAKO. Per. s angl. pod red. Franka GA, Malkova PG. 2011; 224 s. [in Russian].
11. De la Torre NG, Buley I, Wass JA, Turner HE. Angiogenesis and lymphangiogenesis in thyroid proliferative lesions: relationship to type and tumour behaviour. Endocr Relat Cancer. 2006 Sep;13(3):931-44.
12. Barbosa FJr, Sertorio JT, Gerlach RF, Tanus-Santos JE. Clinical evidence for lead-induced inhibition of nitric oxide formation. Arch Toxicol. 2006 Dec;80(12):811-6.
13. Silveira EA, Lizardo JHF, Souza LP, Stefanon I, Vassallo DV. Acute lead-induced vasoconstriction in the vascular beds of isolated perfused rat tails is endothelium-dependent. Braz J Med Biol Res. 2010 May;43(5):492-9. DOI: 10.1590/S0100-879X2010007500027
14. Babu MS, Gopal NV, Reddy KP. Post natal antioxidant enzyme activity of rat brain regions during developmental lead exposure. Environ Biol. 2007;28:21.
15. Cabell L, Ferguson C, Luginbill D, Kern M, Weingart A, Audesirk G. Differential induction of heme oxygenase and other stress proteins in cultured hippocampal astrocytes and neurons by inorganic lead. Toxicol Appl Pharmacol. 2004;198:49-60.
16. Dovgal GV, Shevchenko IV. Ultrastrukturni osnovi kardiotoksichnoyi diyi acetatu svincyu na morfogenez sercya. Vistnik problem biologiyi i medicine. 2018;2(144):306-10. [in Ukrainian].
17. Li N, Li X, Li L, Zhan P, Qiao M, Zhao Q, et al. Original Research. The expression of MMP2 and MMP9 in the hippocampus and cerebral cortex of newborn mice under maternal lead exposure. Experimental Biology and Medicine. 2016;241(16):1811-8. Available from: http://doi. org/10.1177/1535370216647808
18. Liu X, Su P, Meng S, Aschner M, Cao Y, Luo W, et al. Role of matrix metalloproteinase-2/9 (MMP2/9) in lead-induced changes in an in vitro blood-brain barrier model. International Journal of Biological Sciences. 2017;13(11):1351-60. Available from: http://doi.org/10.7150/ijbs.20670
19. Ghosh D, Mitra E, Firdaus SB, Ghosh AK, Chattopadhyay A, Pattari SK, et al. Melatonin protects against lead-induced cardio toxicity: involvement of antioxidant mechanism. Int J Pharm Pharm Sci. 2013;5(3):806-13.
20. Hossain MA, Bouton CM, Pevsner J, Laterra J. Induction of vascular endothelial growth factor in human astrocytes by lead. Involvement of a protein kinase C/activator protein-1 complex-dependent and hypoxia-inducible factor 1-independent signaling pathway. J Biol Chem. 2000 Sep. 8;275(36):74-82.
21. Barbeito AG, Martinez-Palma L, Vargas MR, Pehar M, Manay N, Beckman JS, et al. Lead exposure stimulates VEGF expression in the spinal cord and extends survival in a mouse model of ALS. Neurobiology of Disease. 2010;37(3):574-80. Available from: http://doi.org/10.1016/j. nbd.2009.11.007
22. Rosano JM, Cheheltani R, Wang B, Vora H, Kiani MF, Crabbe DL. Targeted Delivery of VEGF after a Myocardial Infarction Reduces Collagen Deposition and Improves Cardiac Function. Cardiovasc Eng Technol. 2012 Jun;3(2):237-47.
23. Marwa A, Ahmed and Khaled M, Hassanein A. Cardio protective effects of Nigella sativa oil on lead induced cardio toxicity: anti inflammatory and antioxidant mechanism. J. Physiol. Pathophysiol. December 2013;4(5):72-80.
24. Hernandez-Martinez AR, Molina GA, Jimenez-Hernandez LF, Oskam AH, Fonseca G, Estevez M. Evaluation of Inulin Replacing Chitosan in a Polyurethane/Polysaccharide Material for Pb2+ Removal. Molecules. 2017 Nov;29;22(12). DOI: 10.3390/molecules22122093
25. Usama M, Mahmoud Abdel-Basset M. Ebied, Salwa M. Mohamed. Effect of lead on some haematological and biochemical characteristics of Clarias gariepinus dietary supplemented with lycopene and vitamin E. Egypt. Acad. J. Biolog. Sci. 2013;5(1):67-89.
26. Komousani TA, Moselhy SS. Modulation of lead biohazards using a combination of epicatechin and lycopene in rats. Hum Exp Toxicol. 2011 Oct;30(10):1674-81. DOI: 10.1177/0960327110396536. Epub 2011 Jan 24
ПОРУШЕННЯ МОРФОГЕНЕЗУ СЕРЦЯ ЩУР1В В РАННЬОМУ ПОСТНАТАЛЬНОМУ ПЕР1ОД1 П1Д ВПЛИВОМ АЦЕТАТУ СВИНЦЮ ТА ЗА УМОВ КОРЕКЦП
Довгаль Г. В., Довгаль М. А., Шевченко I. В.
Резюме. Метою роботи було дослщити змши морфогенезу серця за умов експозици ацетату свинцю та впливу лтопшу i шулшу у щурiв. Дослщження проведет на самицях щурiв лши Wistar. Вщповщно до мети до-слщження, тварин було роздтено на чотири групи: 1 - контрольна група; 2 - група з хрошчною експозищею ацетату свинцю; 3 - група з хрошчною експозищею ацетату свинцю i додаванням лтопшу; 4 - група з хрошчною експозищею ацетату свинцю i додаванням шулшу. Мaтерiaлом дослщження слугували серця новона-роджених щурiв (1, 5 i 7 доба тсля розродження дослщних самок щурiв). Псгалопчш дослщження показали структурш змши серця у групах 2, 3 i 4. У вах дослщжених групах з експозищею ацетату свинцю реестрували морфогенез камер серця, оболонок серця - ендо-, мю- i ешкарда. Виявлено змши експреси SMA, MMP-9 i VEGF у мюкардк Порушений морфогенез серця характеризувався зменшенням експреси a-SMA, MMP-9 i VEGF у мiокардi у вс термши раннього постнатального розвитку i е iмуногiстохiмiчним проявом пошкодження кардюмюцилв i фiброблaстiв. Лтопш i шулш покращили морфогенез серця, що виявлено на основi збшьшен-ня експреси a-SMA у груш 3, VEGF у груш 3 i 4 та товщини камер серця.
Ключовi слова: постнатальний онтогенез, ацетат свинцю, серце, мюкард, лiкопiн, шулш, шлуночки серця, передсердя серця, мiжшлунoчкoвa перетинка, кapдioмioцити, кpoвoнoснi судини.
НАРУШЕНИЕ МОРФОГЕНЕЗА СЕРДЦА КРЫС В РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ АЦЕТАТА СВИНЦА И ПРИ УСЛОВИИ КОРРЕКЦИИ
Довгаль Г. В., Довгаль М. А., Шевченко И. В.
Резюме. Целью работы было исследовать изменения морфогенеза сердца в условиях экспозиции ацетата свинца и воздействия ликопина и инулина в крыс. Исследования проведены на самках крыс линии Wistar. В целях исследования, животных было разделено на четыре группы: 1 - контрольная группа; 2 - группа с хронической экспозицией ацетата свинца; 3 - группа с хронической экспозицией ацетата свинца и добавлением ликопина; 4 - группа с хронической экспозицией ацетата свинца и добавлением инулина. Материалом исследования послужили сердца новорожденных крыс (1, 5 и 7 сутки после родов исследуемых самок крыс). Гистологические исследования показали структурные изменения сердца в группах 2, 3 и 4. Во всех группах, которые были в эксперименте с экспозицией ацетата свинца регистрировали морфогенез камер сердца, оболочек сердца - эндо, мио и эпикарда. Выявлены изменения экспрессии SMA, MMP-9 и VEGF в миокарде. Нарушение морфогенеза сердца характеризовалось уменьшением экспрессии a-SMA, MMP-9 и VEGF в миокарде во все сроки раннего постнатального развития и является иммуногистохимическим проявлением повреждения кардиомиоцитов и фибробластов. Ликопин и инулин улучшили морфогенез сердца, выявлено на основе увеличения экспрессии a-SMA в группе 3, VEGF в группе 3 и 4 и толщины камер сердца.
Ключевые слова: постнатальный онтогенез, ацетат свинца, сердце, миокард, ликопин, инулин, желудочки сердца, предсердия сердца, межжелудочковая перегородка, кардиомиоциты, кровеносные сосуды.
IMPAIRMENT OF THE MORPHOGENESIS OF THE HEART OF RATS IN THE EARLY POSTNATAL PERIOD UNDER THE INFLUENCE OF LEAD ACETATE AND SUBJECT TO CORRECTION
Dovgal G. V., Dovgal M. A., Shevchenko I. V.
Abstract. The aim of the work was to investigate changes in heart morphogenesis under the conditions of lead acetate exposure and the effects of lycopene and inulin in rats. Studies have been carried out on female Wistar rats. Animals were kept in standard vivarium conditions. For the purpose of the study, animals were divided into four groups: 1 - control group; 2 - group with chronic lead acetate exposure; 3 - a group with chronic exposure to lead acetate and the addition of lycopene; 4 - a group with chronic exposure to lead acetate and the addition of inulin. The study material was the hearts of newborn rats (1, 5 and 7 days after birth of the studied female rats). Preparations stained by histological and immunohistochemical methods were studied using a light microscope and photographed with a digital camera. Statistical evaluation was performed using non-parametric methods. The Kolmogorov-Smirnov criterion is used to determine the normality of the distribution of data samples. Intergroup difference was determined by non-parametric Kruskal-Wallis criteria. The results of the morphometric study are presented as the mean and error of the mean (M ± m). Data samples were analyzed using software. Histological studies showed structural changes in the heart in groups 2, 3, and 4. In all the groups that were experimentally with lead acetate, the morphogenesis of the heart chambers and the membranes of the heart - endo, myo, and epicardium - were recorded. On day 1 of postnatal development, the cardiomyocytes formed fibers in the ventricles and atria of the myocardium. At 5, 7 days, an increase in the density of cardiomyocyte fibers in the ventricles of the heart, interventricular septum and left atrium was noted. In all groups with lead acetate, a decrease in the size of the nuclei of cardiomyocytes was observed. Changes in the expression of SMA, MMP-9 and VEGF in the myocardium were revealed. Disturbance of cardiac morphogenesis was characterized by a decrease in the expression of a-SMA, MMP-9 and VEGF in the myocardium in all periods of early postnatal development and is an immunohistochemical manifestation of damage to cardiomyocytes and fibroblasts. Lycopene and inulin improved heart morphogenesis, found on the basis of increased a-SMA expression in group 3, VEGF in group 3 and 4, and thickness of the heart chambers.
Key words: postnatal ontogenesis, lead acetate, heart, myocardium, lycopene, inulin, ventricles of the heart, heart atria, interventricular septum, cardiomyocytes, blood vessels.
Рецензент - проф. брошенко Г. А.
Стаття надшшла 20.11.2018 року
