Структурно-метаболічні перетворення на етапах постнатального онтогенезу Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

© Попадинець О.Г.

УДК 611.62 + 591.462 + 591.3 + 57.032

СТРУКТУРН0-МЕТАБ0Л1ЧН1 ПЕРЕТВОРЕННЯ НА ЕТАПАХ ПОСТНАТАЛЬНОГО ОНТОГЕНЕЗУ

Попадинець О.Г.

ДВНЗ Чвано-Франшський нацiональний медичний ушверситет", м.1вано-Франшськ

В работе представлены результаты комплексного исследования структурных изменений в стенке мочевого пузыря, а также про- и антиоксидантной систем на этапах постнатального онтогенеза, которое проводилось в эксперименте на 20 неполовозрелых и 20 половозрелых белых беспородных крысах-самцах. Сосудистые преобразования в исследуемые возрастные периоды происходят параллельно с трансформациями клеточных и неклеточных элементов стенки мочевого пузыря, что обеспечивает адекватность тканевого гомеостаза в онтогенезе. Всё это ассоциирует с процессами пероксидации и функционированием антиоксидантных систем, что свидетельствует о их взаимосвязи и взаимообусловленности, а также строгом контроле целой иерархической системой регуляции.

Ключевые слова: мочевой пузырь, постнатальный онтогенез, про- и антиоксидантные системы.

Вступ

Проблема дослщження вкових законом1рностей розвитку оргаыв е предметом одного 1з важливих на-прямюв сучасноТ морфологи - ауксологи (вковоТ антропологи) [6]. Перманентнють розвитку в онтогенез! зумовлена асинхроннютю I гетерохроннютю складо-вих оргашв I тканин оргашзму [5]. 1з в1ком вщбуваеть-ся ктькюна I як1сна змша ц1л1сност1 систем орган1зму в результат! перебудови Тх структури I, як наслщок, специф1чна реакц1я орган1зму на зовншш I внутр1шн1 впливи, а в умовах вковоТ дез1нтеграц1Т центр1в регу-ляц1Т гомеостазу ц1 зм1ни можуть стати пусковим ме-хашзмом розвитку р1зноман1тних захворювань [4]. Од-нак, за результатами анал1зу св1тових л1тературних джерел, дан1 про постнатальн онтогенетичн1 пере-творення складових стшки сечового м1хура мало ви-вчеш, в той час як вщомо про високу частоту його уражень у структур! уролопчноТ патологи незалежно вщ в1ку [1].

Мета дослщження

Виходячи 1з вище зазначеного, метою нашоТ робо-ти було вивчити морфофункцюнальы особливост1 сечового м1хура у пер1од статевого становлення та ста-тевоТ зр1лост1 паралельно 1з досл1дженням про- I ан-тиоксидантноТ систем, оск1льки ц1 процеси взаемо-пов'язан1 та взаемообумовлен1.

Матерiал та методи дослщження

Для досягнення поставлено! мети було використа-но 20 нестатевозртих I 20 статевозртих бтих безпо-родних щур1в-самц1в, масою 120-150 г та 160-180 г вщповщно. Вс1х тварин утримували в нормальних умовах в1вар1ю на повноц1нному харчуванн без об-межень у питшй вод1. Евтаназ1я тварин - шляхом пе-редозування еф1рного наркозу. Застосовано тонку ш'екцю кровоносних судин паризькою синьою, псто-лог1чн1 (забарвлення гематоксилЫом I еозином, фук-сел1ном за Хартом (виявлення еластичних волокон), трихромне забарвлення за Масоном (щентиф1кац1я колагенових волокон), альц1ановим син1м за Стщме-

ном (виявлення глiкозамiноглiканiв), толущиновим си-HiM (вiзуалiзацiя мастоцитiв)); iмуногiстохiмiчний (для селективного забарвлення синаптичних структур ви-користан полiклональнi антитiла i системи вiзуалiзацiï Poly Vue Mouse/Rabbit HPR Kit); електронномiкроско-пiчний та бiохiмiчнi методи. Стан процесiв перекисно-го окиснення лт^фв (ПОЛ) оцiнювали за динамкою накопичення первинних - дieновi кон'югати (ДК) i вто-ринних ТБК-активних продук^в (ТБК-АП) (тi, що реа-гують i3 тiобарбiтуровою кислотою) зпдно методики Тимирбулатова Р.А., Селезньова Е.М. (1981). Для ви-значення стану антиоксидантного захисту (АОЗ) ви-вчали активнють глутатiонпероксидази (ГП), глутатю-нредуктази (ГР) кiнетичними спектрофотометричними методами. 1нтенсивнють окиснювальноТ модифiкацiï бiлкiв (ОМБ) визначали за методом ДубишноТ G.G. i стват. (1995). У результат окиснення бiлкiв можуть утворюватися альдепдн i кетоновi групування амЫо-кислотних залишш, якi взаeмодiють iз 2,4-ДФГ (дишт-рофенiлгiдразон). Оптичну щiльнiсть визначали на спектрофотометрi Specord M-40. У залежност вiд пе-реважання в молекулах бтка амiнокислот нейтрального (валЫ, лейцин, iзолейцин i Ы.) або основного (ль зин, арпшн i iн.) характеру утворюються альдепд-динiтрофенiлгiдразони або кетон-динiтрофенiлгiдра-зони нейтрального або основного характеру (АДФГНХ, КДФГНХ та АДФГОХ, КДФГОХ вiдповiдно). Вони мають рiзнi дiапазони спектру поглинання. АДФГНХ визначали при довжинi хвилi 356 нм, АДФГОХ - 430 нм, КДФГНХ - 370 нм та КДФГОХ - 530 нм. Визначення рiвня середньомолекулярних пептидiв (СМП) базуеться на прямм спектрофотометри депро-теïнiзованого супернатанта кровi, отриманого пюля осадження бiлкiв 10% розчином трихлороцтовоТ кис-лоти. При довжин хвилi 254-258 нм визначаеться ну-кпеопротеТновий компонент СМП (СМП254), при 278282 - протешовий компонент (СМП280). Нуклеопроте-1'новий показник - за рахунок продук^в обмiну нуклео-протеïнiв, протешовий - продуктiв протеолiзу бiлкiв. Метаболiзм колагену оцiнюють за вмютом у сироватцi кровi оксипролЫу, який е типовим його бiохiмiчним

маркером. ОксипролЫ окиснюють хлорамiном iз на-ступною конденсацieю парадиметиламЫобензаль-дегiдом, при цьому утворюеться хромоген червоного кольору. Аналiз морфометричних показникiв проводили за методами непараметричноТ статистики iз ви-користанням коефiцiента Манна-Уiтнi.

Результата дослвдження та 1х обговорення

Сечовий мiхур грушоподiбноТ форми з розшире-ним краыальним полюсом - верхiвкою, видовженим каудально ттом, яке продовжуеться у дно i вузьку шийку. При Ы'екцп кровоносних судин розчином пари-зькоТ синьоТ помiтне поступлення барвника в основы артерп-джерела кровопостачання сечового мiхура (парнi кранiальнi i каудальн мiхуровi артерiТ). 1х мапс-тральн гiлки добре вiзуалiзуються в стЫц органа у прохiдному свiтлi, а поряд швидко iн'екуються звивис-т вени, якi супроводжують цi артери, що може свщчи-ти про функцюнування артерiо-венозних анастомозiв.

Морфометричн параметри кровоно

У результат в адвентицп формуються широкопетлис-тi сiтки, а незабаром у м'язовш оболонцi спостер^а-еться вже багатокутна об'емна реш^ка. У подальшо-му, при потраплянн iн'екцiйноТ маси у судини слизовоТ оболонки, прослiдковуються прилеглi однi до одних кiльцеподiбнi обiдки. Таким чином, густа атка артерiй рiзного дiаметру пронизуе стiнку сечового мiхура, роз-ташовуючись у прошарках сполучноТ тканини. Артери штопороподiбно звивистi, анастомозують мiж собою, формуючи густi рiзноформнi сплетення. Застосован iн'екцiйний i гiстологiчнi методи дослщження допомог-ли з'ясувати анпоарх^ектошку та виявити складовi судинного русла iз наступним Тх морфометричним аналiзом (табл.1, 2). У нестатевозрiлих тварин ланки гемомiкроциркуляторного русла вже мають дефУти-вну будову iз характерними типо- i органоспецифiч-ними ознаками. Потовщення спнки артерiй вiдбува-еться за рахунок Тх середньоТ оболонки, ускладнюеть-ся структура еластичного каркасу артерм i вен.

Таблиця 1

судин сечового мiхура нестатевозрлих щурiв у нормi, М ± т

№ п/п Кал1бр судин Слизова болонка М'язова болонка Адвентиц1йна болонка

просвп- товщина ст1нки просв1т товщина ст1нки просв1т товщина ст1нки

1. Артери (80-120 мкм) 98,71±6,91 32,76±0,98 98,92±6,92 32,79±1,31 99,04±4,95 32,81 ±1,64

2. Артери (50-80 мкм) 7 8,36±3,92 21,81 ± 1,53 78,68±5,51 21,92±1,10 79,98±4,79 22,21 ±1,55

3. Артерюли (20-50 мкм) 36,74±2,20 12,25±0,61 36,95±2,59 12,83±0,77 37,21 ±1,12 13,38±0,80

4. Прекаглляри (10-20 мкм) 14,82±1,04 6,54±0,26 14,98±1,05 6,61 ±0,39 15,02±1,05 7,09±0,49

5. Каглляри (5-10 мкм) 7,03±0,28 1,18±0,08 7,08±0,42 1,21 ±0,06 7,24±0,51 1,26±0,05

6. Посткаптяри (15-30 мкм) 18,14±0,91 2,89±0,09 18,27±1,28 2,9±1,17 18,65±1,12 2,95±0,15

7. Венули (30-60 мкм) 43,04±2,15 4,27±0,17 43,13±1,73 4,33±0,26 43,83±2,19 4,71 ±0,24

8. Вени (60-100 мкм) 77,95±5,46 5,1±0,26 78,31 ±5,48 5,22±0,26 78,42±5,49 6,04±0,18

9. Вени (100-140 мкм) 120,02±3,60 9,13±0,64 120,21 ±6,01 9,45±0,47 120,54±6,03 9,63±0,67

Таблиця 2

Морфометричн параметри кровоносних судин сечового мiхура статевозртих щурв у нормi, М ± т

№ п/п Кал1бр судин Слизова болонка М'язова болонка Адвентиц1йна болонка

просв1т товщина ст1нки просв1т товщина ст1нки просв1т товщина ст1нки

1. Артери (80-120 мкм) 83,36±4,17 30,61 ±1,53 84,15±3,37 31,06±0,93 83,98±5,88 31,11±1,87

2. Артери (50-80 мкм) 76,18±3,81 19,94±1,39 76,83±5,38 20,01 ±1,20 76,26±4,58 20,21 ±1,01

3. Артерюли (20-50 мкм) 34,27±2,40 9,72±0,39 32,41 ±2,27 9,12±0,27 33,89±1,69 9,04±0,27

4. Прекаптяри (10-20 мкм) 14,08±0,99 5,03±0,20 14,13±0,42 5,18±0,26 14,92±1,04 5,49±0,27

5. Каптяри (5-10 мкм) 6,92±0,21 1,15±0,05 7,06±0,49 1,2±0,04 7,19±0,29 1,27±0,08

6. Посткаптяри (15-30 мкм) 18,12±1,09 2,86±0,11 18,23±1,28 2,89±0,12 18,61 ±0,56 2,93±0,18

7. Венули (30-60 мкм) 42,35±2,96 4,23±0,30 42,44±2,12 4,31 ±0,17 43,75±2,19 4,69±0,23

8. Вени (60-100 мкм) 77,49±2,32 5,08±0,20 78,07±2,34 5,14±0,15 78,34±3,92 6,01 ±0,25

9. Вени (100-140 мкм) 112,64±5,63 7,57±0,23 111,99±7,84 7,49±0,37 112,73±3,38 7,6±0,30

Слизова оболонка складчаста, за винятком дтян-ки мiхурового трикутника. Добре вiзуалiзуються шти-ни уротелiю (перехiдного епiтелiю), яга формують три шари. У базальному шарi вони невеликi, у промiжно-му - полiгональнi, а в поверхневому - велик з округлим ядром. Мiжклiтиннi сполучення представлен щiльними контактами та десмосомами. У середшй оболонцi сечового мiхура нестатевозртих тварин збь

льшуеться кiлькiсть гладких мюцтчв паралельно iз збiльшенням колагенових i еластичних волокон, тому вона вже добре виражена i представлена колагеново-еластичним каркасом iз вплетеними трьома шарами гладких мюцтчв. У цих клiтинах поступово редуку-ються органели бюсинтезу i збiльшуються елементи скоротливого апарату, ускладнюються мiжклiтиннi ко-нтакти. У зовнiшнiй оболонцi багато колагенових во-

локон (рис.1). При забарвленн альц1ановим сишм в основшй речовин1 сполучноТ тканини ми виявляли гл1-козамшоглкани. Процеси синтезу I розпаду колагену на етапах постнатального онтогенезу вщображаеться на вмют1 в сироватц1 кров1 оксипрол1ну, який у нестатевозртих щур1в становить (76,2±1,59) мкмоль/л, а у статевозртих - (72,8±2,52) мкмоль/л. Важливе зна-чення мае структурно-функцюнальний стан тих кл1тин сполучноТ тканини, як1 синтезують велику к1льк1сть бюлопчно активних речовин, е активними учасниками обмшних, асим1ляц1йних процес1в в оргашзмк Так, за нашими даними, у нестатевозртих щур1в густина ма-стоцит1в на одиницю площ1 ст1нки сечового м1хура становить 128,49± 29,63, з яких 32,64± 11,85 в стан1 дегрануляци. У статевозр1лих тварин ц1 показники складають 75,97± 16,04 та 20,92±6,09 в1дпов1дно. Ви-являються вони в ус1х оболонках ст1нки сечового мь хура, в основному, поблизу кровоносних судин. Мас-тоцити е пол1морфними. Популяц1я Тх представлена кгмтинами 1з р1зною насичен1стю метахроматичними гранулами. Субм1кроскоп1чно структура ядра гомогенна, у цитоплазм! велика ктькють гранул р1зноТ елект-ронноТ щ1льност1, у м1жгранулярних пром1жках пом1тн1 мембранн1 органели, а бтя ядра част1ше локал1зу-ються м1тохондр1Т. У статевозр1лих тварин ускладню-еться конф1гурац1я структурних елемент1в у оболонках ст1нки сечового м1хура (рис.2). За морфометричними даними ТТ товщина у нестатевозр1лих тварин становить (371,39±14,85) мкм, зокрема, оболонок: слизовоТ - (169,44±10,17) мкм, м'язовоТ - (184,17±12,89) мкм та адвентиц1йноТ - (17,78±1,24) мкм; у статевозртих -(386,18±23,17) мкм, (179,49±7,18) мкм, (187,99±13,16) мкм та (18,70± 1,31) мкм вщповщно

Рис. 1. Субм'кроскоп'мна органзаця структурних елементiв стiнки сечового мiхура нестатевозртих щурiв. 1 - ядро фiбробласта, 2 - канальц i цистерни гранулярноТ ендоплазматичноТ стки, 3 - основна речовина, 4 -рiзнонаправленi пучки колагенових волокон, 5 - ядро гладкого моцита, 6 - мiтохондрn, 7 - мю-мюцитарт контакти, 8 - безмieлiнове нервове волокно. Зб.: А - 8000, Б - 4000.

Рис.2. Гстоструктура тнки сечового м'хура статевозрлих щурв. 1 - артеря, 2 - вена, 3 - гладю мiоцити, 4 - мiжм'язовi сполучнотканинн прошарки. Забарвлення за Хартом (А), за Масоном (Б). Зб.: ок. 10, об.

20 (А), 40 (Б).

Спнка сечового м1хура в ус1х його анатом1чних ча-стинах насичена складовими вегетативних нервових сплетень. При 1мунопстох1м1чному виявлены синап-тоф1зинпозитивн1 термшали в1зуал1зуються у вигляд1 округлоТ форми гранул, ланцюжюв у тюному взаемо-зв'язку 1з гладкими мюцитами, кровоносними судина-ми. Площа експресп синаптоф1зину в 1 мм2 ст1нки се-

тварин становить статевозртих

чового м1хура нестатевозртих (11421,36±456,85) нт2, у

(9931,55±695,10) нт2. Ядра нейрошв вегетативних сплетень округлоТ або овальноТ форми, хроматин розподтений р1вном1рно; у цитоплазм! перикарюна знаходяться мембранн! та немембранн! органели. Виявляли ми також ! недиференцшоваш нервов! кл!тини ¡з великим ядром (частше у нестатевозр!лих тварин) та клп"ини гл1Т. В аксоплазм! в!зуал!зуються м!тохонд-р1Т, нейроф!брили ! нейральн! м!кротрубочки. У ст1нц1 сечового м!хура статевозр!лих щур!в част!ше стають пом!тн! м!ел!нов! волокна ¡з притаманними Тм структу-рними елементами, що узгоджуеться ¡з концепц1ею про особливосп онтогенетичних перетворень м1ел1но-вих волокон вюцеральних нерв1в [7, 8]. Пщтверджу-еться також I стимулюючий вплив аферентноТ 1ннер-вац1Т, завдяки чому забезпечуються процеси росту I розвитку, у вщповщност1 1з функц1ональними потребами [2].

Вище зазначеш структурн1 перетворення в ст1нц1 сечового м1хура супроводжуються бюх1м1чними реак-ц1ями - перекисним окисненням л1п1д1в, яке е норма-льним ф1зюлопчним процесом I зд1йснюеться пщ контролем фермент1в антиоксидантноТ системи [3]. Так, ми виявили, що у нестатевозртих щур1в р1вень ГП та МДА е в 1,3 рази вищий, шж у статевозртих. Це ми пояснюемо активнютю метабол1чних процес1в у дан1й в1ков1й грут, що пов'язано з1 становленням морфофу-нкц1ональних особливостей орган1в та систем (табл.3).

Таблиця 3

Показники системи ПОЛ-АОЗ, ОМБ, СМП у тварин нестатевозрлого (А) та статевозрлого (Б) eiKy в HopMi, M ± m

ГП ммоль/х в/мг ГР нмоль/ хв/мг ТБК-АП нмоль/л ДК нмоль/л АДФГНХ од/мл КДФГНХ од/мл АДФГОХ од/мл КДФГОХ од/мл СМП254 ум. од. СМП280 ум. од.

А 0,24 ±0,01 0,34 ±0,01 3,806 ±0,009 0,804 ±0,001 1,776 ±0,001 1,886 ±0,001 0,781 ±0,001 0,192 ±0,001 0,242 ±0,001 0,270 ±0,001

Б 0,18 ±0,01 0,44 ±0,01 5,130 ±0,007 0,603 ±0,001 2,992 ±0,001 2,926 ±0,001 0,968 ±0,001 0,204 ±0,001 0,304 ±0,001 0,311 ±0,001

Висновки

Судинне русло зазнае змЫ у зв'язку i3 вiковою пе-ребудовою та зммною потреби в KpoBonocTa4aHHi i трансформуеться разом i3 становленням i ростом оболонок стiнки сечового мiхура. Аналiзуючи про- i антиоксидантний захист у щурiв цих двох вкових груп, ми вiдмiтили, що на кожному iз дослiджених етапiв розвитку е свм фоновий рiвень Тх показникiв. Встано-влено, що процеси пероксидацiТ лiпiдiв та бiлкiв i антиоксидантний захист формують цтюну систему, яка, перебуваючи в стаж динамiчноТ рiвноваги, забезпечуе адекватнiсть метаболiчних реакцiй морфофункцюна-льним запитам на кожному iз етапiв розвитку.

Перспективи подальших розробок у даному напрямку Враховуючи особливостi становлення структурних елемен^в стiнки сечового мiхура на даних етапах по-стнатального онтогенезу, перспективним е з'ясування Тх динамки в Ыших вкових групах та в умовах впливу рiзноманiтних факторiв.

Лггература

1. Возiанов О.Ф. Урологiя / О.Ф.Возiанов, О.В.Люлько. -Днiпропетровськ: РВА «Дыпро-УА1_», 2002. - 830 с.

2. Воробъёва О.Б. Влияние химической деафферентации на нейроциты интрамуральных ганглиев двенадцатиперстной кишки в постнатальном онтогенезе белой крысы / О.Б. Воробъёва // Морфология. - 2006. - Т. 130, №5. - С. 33.

3. Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток / Е.Е.Дубинина. - Санкт-Петербург: «Мед. Пресса», 2006. - 397 с.

4. Макарова Т.М. Девастационное влияние функционального запроса в определенные фазы циклов изменчивости органов / Т.М. Макарова, О.В. Рагозина, В.С. Мальцева // Морфология. - 2010. - Т. 137, №4. - С. 119.

5. О законах индивидуального развития человека и животных / Л.П. Тельцов, И.Р. Шашанов, В.А. Здоровинин // Морфология. - 2006. - Т. 129, №4. - С. 122.

6. Ольховський В.О. Вiковi особливост зовышньоТ будови нервiв шлунка людини / В.О. Ольховський // Вюник морфологи. - 2003. - №1. - С. 1 - 3.

7. Ольховський В.О. Закономiрностi макромiкроскопiчноТ та мiкроскопiчноТ оргаызацп нервово-судинних структур шлунка людини / В.О. Ольховський // Biomedical and Biosocial Anthropology. - 2004. - №2. - С. 65.

8. Становлення структурно! оргаызацп нервiв внутршжх ор-гажв у постнатальному онтогенезi людини / С.М. Калаш-ыкова, В.М. Лупир, В.В. БобЫ [та ш.] // Вюник проблем бюлоги i медицини. - 2006. - Вип.2. - С.214-215.

Summary

STRUCTURAL AND METABOLIC TRANSFORMATIONS AT POSTNATAL ONTOGENESIS STAGES O.G. Popadynets

Key words: urinary bladder, postnatal ontogenesis, pro- and antioxidant systems.

The paper presents the results of complex study of the urinary bladder wall structural transformations and pro- and antioxidant systems at postnatal ontogenesis which was performed in the experiment at 20 immature and 20 mature white outbred male rats. Vascular transformations during the studied age periods take place in parallel with transformations of cellular and non-cellular elements of the urinary bladder wall which provides the adequacy of tissue homeostasis in ontogenesis. The above-stated associates with peroxidation processes and functioning of antioxidant systems which in its turn testifies of their interconnection and interconditionality, as well as of strict control of the whole hierarchic regulatory system.

Higher State Educational Establishment "Ivano-Frankivsk national medical university", Ivano-Frankivsk

Mamepian Hadiumoe do pedaKuil 11.05.2012p.