CC BY
79
Научные исследования
Субмикроскопическая организация канальцев нефрона почек крыс при экспериментальном атеросклерозе и в условиях его генной коррекции
ромашкина Е.А.
Винницкий национальный медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Украина
Romashkina O.A.
Vinnytsia National Medical University named after N.I. Pirogov, Ukraine Submicroscopic organization of rats’ kidneys’ nephron tubules in the experimental atherosclerosis and in the condition of its gene correction
Резюме. На основе воспроизведенной модели экспериментального атеросклероза сделан сравнительный анализ субмикроскопической организации проксимальных и дистальных извитых канальцев нефрона почек крыс в условиях генной коррекции. Полученные данные позволят провести сравнительную оценку влияния генной терапии на течение экспериментального атеросклероза.
Ключевые слова: атеросклероз, почка, крыса, генная коррекция.
Summary. The comparative analysis of the submicroscopic organization of rats’ kidneys’ nephron’s proximal as well as distal convoluted tubules in the condition of gene correction has been made on the base of the restored model of the experimental atherosclerosis. The obtained data will be able to make the comparative evaluation of the gene therapy influence upon the experimental atherosclerosis run.
Keywords: atherosclerosis, kidney rat, gene correction.
Несмотря на значительный научный интерес к состоянию почек при разнообразных патологических состояниях организма, до сих пор недостаточно изучены изменения, происходящие в почках при атеросклерозе, а также условия лечения и профилактики этого заболевания с помощью использования гена аполипопро-теина Е (апо Е) - гена главного белка липопротеидов высокой плотности, обладающих выраженными антиатеросклеротическими функциями [1-8].
Цель исследования - изучение электронно-микроскопических изменений канальцев нефрона почек крыс в условиях экспериментального атеросклероза и его коррекции геном апо Е.
Материалы и методы Эксперимент длительностью 30 дней проводили на половозрелых белых лабораторных кры-сах-самцах со средним значением массы тела 189±20,51 грамма. Подопытных животных разделили на 5 групп: 1 группа - интактные крысы, которые находились в
126 I МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОБЗОРЫ: клиническая практика и здоровье 4 2015
Научные исследования
обычных условиях вивария; животным 2 группы вводили 4(6)метил-2-тиоурацил для угнетения функции щитовидной железы; животным 3, 4 и 5 групп создавали модель экспериментального атеросклероза по методике Аничкова путем внутрижелудочного введения в течение 30 дней с помощью зонда с оливой кристаллического холестерина на подсолнечном масле в дозе 0,5 г/ кг массы тела крысы и дополнительно 4(6)метил-2-тиоурацил в такой же дозе.
Крысам 4 группы с профилактической целью вводили ген апо Е по 50 мкг ДНК на животное внутримышечно один раз в 1-й день эксперимента. Животным 5 группы с лечебной целью ген апо Е вводили в той же дозе в 15-й день эксперимента.
По завершении эксперимента массу животных измеряли на настольных весах типа РН-10ц УЗ. Всех подопытных животных выводили из эксперимента путем декапитации под эфирным наркозом. Взятие материала для электронно-микроскопического исследования проводили по общепринятым правилам (Д.С. Саркисов, Ю.Л. Перова, 1996; Б. Уикли, 1975). Маленькие кусочки вырезали из средней части коры органа. Материал фиксировали в 2,5% растворе глутаральдегида с активной реакцией среды pH 7,2-7,4, приготовленном на фосфатном буфере
Миллонига. Постфиксацию материала проводили 1% раствором осмия на буфере Миллонига в течение 60 мин, после чего осуществляли его дегидратацию в спиртах и ацетоне и заливали в смесь эпоксидных смол и аралдита. Ультратонкие срезы, сделанные на ультрамикротоме УМПТ-7, окрашивали 1% водным раствором уранилацетата, контрастировали цитратом свинца и изучали в электронном микроскопе ПЭМ-125К. Эффективность действия апо Е оценивали по динамике ультраструктурных изменений в структурных компонентах нефрона почек крыс.
Результаты и обсуждение
Электронно-микроскопическое исследование структурных компонентов нефронов коры почек у крыс 1 группы не выявило видовых особенностей их ультраструктуры. Исследование ультраструктурной организации эпителиоцитов проксимального отдела канальцев нефро-нов показало, что особенностями их строения является наличие на апикальной поверхности большого количества микроворсинок. Они расположены плотно друг к другу, а между ними имеются узкие щели. В базальных участках цитоплазмы клеток плазмолемма образует узкие складки, ориентированные перпендикулярно и значительно вдающиеся в цитоплазму. Наблюдаются митохондрии округло-овальной или
127 I МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОБЗОРЫ: клиническая практика и здоровье 4 2015
Научные исследования
вытянутой формы, располагающиеся главным образом параллельно между складками мембран. В цитоплазме эпителиоцитов имеется гранулярная эндоплазматическая сеть, представленная небольшими плоскими или умеренно расширенными цистернами, на мембранах которых имеются рибосомы. Ядра округлой формы окружены кариолеммой, между мембранами которой определяется узкое перинуклеарное пространство. Кариоплазму составляет преимущественно эухрома-тин и электронно-плотные крупные ядрышки (рис. 1).
Электронно-микроскопическое исследование канальцев проксимального отдела нефронов почек животных при экспериментальном угнетении функции щитовидной железы показало, что эпителиоциты в составе их стенок располагаются в один ряд, плотно контактируют с базальной мембраной. На апикальной поверхности клеток расположено большое количество микроворсинок. Базальные участки цитоплазмы эпителиоцитов включают складки плазмолеммы, между которыми наблюдаются продолговатой формы митохондрии, расположенные перпендикулярно к базальной мембране. Стенка дистальных извитых канальцев также построена эпите-лиоцитами, для которых характерны мембранные складки в базальных
Рисунок 1
Субмикроскопическая организация эпителиоцита извитого проксимального отдела нефрона почки интактного животного: круглое ядро (1), цитоплазма (2), микроворсинки на апикальной поверхности (3), гемокапилляр (4); ув. 12 000
частях цитоплазмы, а митохондрии располагаются параллельно им. Апикальные участки цитоплазмы более светлые, в них содержится мало органелл. На поверхности эпители-оцитов имеются небольшие микроворсинки.
Электронно-микроскопическое исследование канальцев нефронов почек крыс в условиях экспериментального атеросклероза установило, что в эпителиоцитах проксимального отдела имеются округлые ядра, смещенные у части клеток в апикальный участок. Часто наблюдается повреждение микроворсинок, их фрагментация, а иногда отслаивание от поверхности эпителиоцитов. В просветах канальцев видны поврежденные клетки, они деструктивно изменены, имеют осмиофильное ядро и цитоплазму (рис. 2).
128 I МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОБЗОРЫ: клиническая практика и здоровье 4 2015
Научные исследования
Рисунок 2
изменения эпителиоцита проксимального отдела нефрона почки животного в условиях экспериментального атеросклероза: фрагмент ядра (1), поврежденные микроворсинки
(2) , деструктивно измененный эпителиоцит в просвете канальца
(3) ; ув. 12 000
В цитоплазме базальных участков эпителиоцитов присутствуют гипертрофированные митохондрии со светлым матриксом и поврежденными кристами. Протяженность мембранных складок уменьшена, они располагаются неупорядоченно. В базальных частях цитоплазмы эпителиоцитов дистальных извитых канальцев мембранные складки также уменьшены в размерах и местами нечеткие. Митохондрии располагаются беспорядочно, у них имеется электронно-плотный матрикс, поэтому кристы в них плохо контурируются. Базальная мембрана умеренной толщины, отграничивает кровеносные капилляры с расширенными просветами. Пери-нуклеарные и апикальные участки
цитоплазмы эпителиоцитов просветленные, отекшие, в них содержится мало органелл. Микроворсинок на апикальной поверхности клеток мало.
Проведенное исследование ультраструктуры коры почек животных в условиях профилактики экспериментального атеросклероза геном апо Е установило, что ультраструктура канальцев нефронов в коре почек в условиях этого опыта сохраняется. В проксимальных и дистальных отделах у эпителиоцитов имеются круглые ядра с четкими ядерными мембранами, перинукле-арные пространства неширокие, равномерные. В кариоплазме часто наблюдаются ядрышки и большое количество рибосомальных гранул. В цитоплазме эпителиоцитов обнаруживаются гипертрофированные и средних размеров митохондрии, имеющие четкие кристы. Часть митохондрий в базальных участках клеток расположена между складками плазмолеммы. На апикальной поверхности эпителиоцитов проксимальных канальцев видны длинные микроворсинки (рис. 3).
В эпителиоцитах дистальных извитых канальцев базальные участки цитоплазмы содержат протяженные и хорошо контурирован-ные мембранные складки. Между ними наблюдаются упорядоченно расположенные митохондрии,
129 I МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОБЗОРЫ: клиническая практика и здоровье 4 2015
Научные исследования
Рисунок 3
изменения эпителиоцита проксимального отдела нефрона почки животного в условиях профилактики экспериментального атеросклероза геном апо Е: круглое ядро (1), базальный участок цитоплазмы (2), просвет гемокапилляра (3); ув. 12 000
ориентированные преимущественно перпендикулярно базальной мембране. В апикальных участках эпителиоцитов мало органелл, поэтому они более электронно-прозрачные.
Электронно-микроскопическое исследование проксимальных извитых канальцев нефронов коры почек животных в условиях лечения экспериментального атеросклероза геном апо Е также установило лучшее состояние эпи-телиоцитов в составе их стенок. В просветах канальцев нет поврежденных и десквамированных клеток, изменения микроворсинок на апикальной поверхности и мембранных складок в базальной части цитоплазмы не такие значительные. У большинства эпителио-
цитов имеются ядра с присущей им круглой формой и расположенные в базальном полюсе. Мембраны карио-леммы четкие, перинукле-арные пространства равномерные. В кариоплазме преобладает эух-роматин и имеются ядрышки. В цитоплазме эпителиоцитов, обладающей умеренной электронной плотностью, наблюдаются средние по размеру и отдельные гипертрофированные митохондрии, расположенные главным образом между складками плазматической мембраны. Выявляются первичные и вторичные лизосомы в виде ауто-фагосом, утилизирующие поврежденные органеллы (рис. 4).
Рисунок 4
организация эпителиоцита проксимального отдела нефрона и гемокапилляра почки животного в условиях лечения экспериментального атеросклероза геном апо Е: круглое ядро (1), складки плазмолеммы (2), микроворсинки на апикальной поверхности (3), лизосомы (4), просвет капилляра (5); ув. 15 000
130 I МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОБЗОРЫ: клиническая практика и здоровье 4 2015
Научные исследования
В дистальных отделах извитых канальцев нефронов почек животных у большинства эпителиоцитов умеренные изменения. В кариоплазме круглых ядер преобладает эухрома-тин, глыбки хроматина небольшие, иногда наблюдается ядрышко. Улучшается ультраструктура цитоплазмы. В ее базальных частях имеются протяженные мембранные складки, между которыми преимущественно упорядоченно расположены митохондрии. Однако присутствуют органеллы с осмио-фильным матриксом и поврежденными кристами. Определяются утолщенные канальцы эндоплазматической сети и вакуолеобразные структуры. Апикальные участки набухшей плазмолеммы образуют выпячивания, инвагинации, имеют небольшие микроворсинки.
Выводы:
1. В канальцах нефрона почек половозрелых белых лабораторных крыс интактной группы и животных при экспериментальном угнетении функции щитовидной железы не обнаружено изменений их ультраструктуры.
2. У животных в условиях экспериментального атеросклероза установлены существенные деструк-
тивные изменения в эпителиоцитах канальцев проксимального и дистального отделов нефронов.
3. У крыс с экспериментальным атеросклерозом при коррекции геном апо Е выявлены признаки нормализации ультраструктурных компонентов клеток канальцев нефронов.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Атеросклероз и факторы риска: клиническое значение аполипопротеинов в развитии ИБС: руководство для врачей / Г.Г.Арабидзе, К.И.Теблоев. - М.: Литера, 2008. - 240 с.
2. Липовецкий Б.М. Атеросклероз и его осложнения со стороны сердца, мозга и аорты. (Диагностика, лечение, профилактика). - СПб.: СпецЛит, 2008. - 143 с.
3. Фидарова А.М. Морфологические и функциональные изменения почек при экспериментальной острой почечной недостаточности у крыс / А.М.Фидарова, Т.Р.Бораздова, Л.А.Акоева // М- лы межвуз. науч. конф. «Фундаментальные проблемы морфологии». - Махачкала, 2007. - С.81-84.
4. Баскевич О.В. Особливосл будови ниркових ллець у щурiв рiзного вку в нормi та пюля впли-ву загальноУ глибокоУ ппотермУУ: автореф. дис. ... канд. мед. наук. - КиУв, 2011. - 19 с.
5. Борис Р.М. // Свгт медицини та бюлопУ. -2013. - №3(39). - С.13-15.
6. 1ваночко В. М. Морфолопчний стан струк-турних компонента фтьтрафйно-реабсорб-фйного бар'еру нирок у нормi i при хрошчшй алкоголiзацiУ напоями рiзноУ якосл та мщ-носл: автореф. дис. ... канд. мед. наук. - 1ва-но-Франювськ, 2003. - 20 с.
7. Gotto A. M. Jr. // J. Am. Coll. Cardiol. - 2005. -N46. - P.1219-1224.
8. Smith S. C, Allen J., Blair S. N. et al. // Circulation. - 2006. - N113. - P.2363-2372.
Поступила 03.04.2015 г.
131 I МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОБЗОРЫ: клиническая практика и здоровье 4 2015
