CC BY
92
Ukrainian Journal of Ecology
UkrainianJournal of Ecology, 2017, 7(4), 25-29, doi: 10.15421/2017_82
ORIGINAL ARTICLE UDC591.144:599
Kernohan index for splenic vessels of cold-blooded animals
O.F. Dunaievska
Zhytomyr National Agroecological University Zhytomyr, Ukraine
E-mail: Oksana [email protected]. Tel.: +38 050 44782 28, ORCID:0000-0002-8999-8211
The article presents the results of the determination of the Kernohan index in vessels of the spleen at cold-blooded animals. The index was calculated for the arteries of the white pulp. in particular. the central artery of a lymphoid nodule and lymphoid sheaths near the vessels. This selection is based on the performance of white pulp filtration and immune functions. The study of the spleen conducted in the phase of morphological and functional maturity of the organ in the wells catfish (age 2 years). the lake frogs (age 24-26 months). and the green lizards (aged 23-25 months). The slices of material were fixed in 10-12 % chilled neutral formalin solution. liquid Carnoy. for microscopic studies; then they were embedded in paraffin. Histological sections have a thickness not exceeding 6 micrometers. Then there are dyeing by hematoxylin and eosin according to Van-Gison technology. Morphometric study of the spleen was performed under light microscopy using a microscope Biolam-Lomo and Micros MC-50. The microphotography of histological preparations was carried out with CAM V 200 video camera. It is mounted on a microscope Micros MC-50. The Kernohan index belongs to the indices which characterizing the functional immunomorphology in the spleen and is used to develop test criteria on in biomonitoring.
The wall thickness of the central artery lymphoid nodule is the smallest in the fish (3.4±1.11 micrometers) and the largest in the frog (20.47±4.46 micrometers), of a lizard, it is of 6.96±of 1.62 micrometers. The inner diameter is the smallest in lizards (4.32±2.44 micrometers) and the largest -in the frog (21.03±3.76 micrometers), in the fish is of 6.48±2.31 micrometers. The frog wall thickness of the central artery of lymphoid nodule and arteries lymphoid sheaths near the vessels are the highest (11.25±1.25 micrometers and 31.25±6.25 micrometers, respectively) among the studied animals. The fish's wall thickness of inner diameter of the artery and arteries lymphoid sheaths near the vessels is 6.25±1.12 micrometers and 16.01±2.55 micrometers; in the lizards - 6.22±1.06 micrometers and was 3.56±0.53 micrometers, respectively. The Kernohan index of arteries lymphoid nodule is the larger than arteries lymphoid sheaths near the vessels by 1.35 times (in fish). by 2.69 times (in frog), and less than by 1.08 times (in lizard). The highest value of Kernohan index was registered for lizard: 3.2±0.61 of ar tery lymphoid nodule and 3.49±0.59 for arteries lymphoid sheaths near the vessels.
Key words: Kernohan index; spleen; fish; frog; lizard; arteries of lymphoid nodule and lymphoid sheaths near the vessels
BM3HaMeHHfl iHgeKcy KepHoraHa gna cygiH cene3iHKi
nofiKmoTepMHMx TBapMH
O.O. .QyHaeBCbKa
XMroMMpcbKMM Hau,ioHa.nbHMM arpoeKonori^HiMyHisepcirer m. XnroMnp, ypaiHa E-mail: Oksana [email protected]. ren: +38 050 4478228, 0RCID:0000-0002-8999-8211
B crarri HaBegeHi pe3ynbrarn BM3HaMeHHn iHgeKcy KepHoraHa cyqi/m cene3iHKi/i y npegcraBHMKiB nofiKmorepMHMX rBapuH. O6m/icneHHa iHgeKcy npoBoginM gna aprepiM 6moi nynbnn, 3oKpeMa, ueHrpa.bHoi aprepii niM^oiflHoro By3.ni/iKa ra nepiaprepia.bHix niM^o'iqHux nixB. Bi/i6ip fpyHryerbca Ha Bi/KoHaHHi 6moro nynbnoro ^mbrpauiMiHoi ra iMyHHoi ^yHKuiw. npoBoflM.M BMBMeHHn cene3iHKM y $a3i Mop^o^yHKuioHanbHoi 3pinocri opraHy coMa 3BMMaMHoro (BiK 2 poKii), xa6n o3epHoi (BiK 24-26 MicauiB), a^ipKH 3eneHoi (BiK 23-25 MicauiB). iHgeKc KepHoraHa Hanexurb go noKa3HiiKiB, ^o xapaKrepn3yrorb ^yHKuioHa.bHy ¡MyHoMop^onoriro cene3iHKM i BMKopMcroByerbCfl gna po3po6Kii recr-Kpurepiro opraHy y 6ioMoHiropnHry. ToB^MHa criHKM ueHrpanbHoi aprepii niM^oigHoro By3niiKa HaMMeHma y pw6M (3,4±1,11 mkm) ra HaM6i.bma y xa6n (20,47±4,46 mkm), y a^ipKH BoHa craHoBirb 6,96±1,62 mkm. BHyipimHiM giaMerp HaMMeHmiM y a^ipKH (4,32±2,44 mkm) i
найбтьший у жаби (21,03±3,76 мкм), у риби складае 6,48±2,31 мкм. У жаби товщина стiнки центральноТ артерГГ лiмфоTдного вузлика та артерiй перiартерiальних лiмфоTдних пiхв найбiльшi (11,25±1,25 мкм та 31,25±6,25 мкм вщповщно) серед дослiджуваних тварин. У риби товщина спнки, внутрiшнiй дiаметр артерГГ перiартерiальних лiмфоíдних пiхв становлять 6,25±1,12 мкм та 16,01±2,55 мкм, у ящiрки 6,22±1,06 мкм та 3,56±0,53 мкм вщповщно. 1ндекс Керногана артерiй лiмфоíдного вузлика бiльший, нiж артерiй перiартерiальних лiмфоíдних пiхв у 1,35 рази (риба), 2,69 рази (жаба) та менший у 1,08 разiв (ящiрка). Найбiльшi значення iндексу Керногана встановлено у ящiрки: 3,22±0,61 для артерп лiмфоíдного вузлика i 3,49±0,59 для артерiй перiартерiальних лiмфоíдних тхв
Ключов1 слова: iндекс Керногана; селезЫка; риба; жаба; ящiрка; артерп лiмфоíдного вузлика i перiартерiальноí лiмфоíдноí тхви
Вступ
Селезiнка - периферичний лГмфощний орган, розташований за напрямком руху кровоносних судин, який виконуе фтьтрацмну, очисну, iмунну, кровотворну, депонуючу функци, та зустрiчаеться у bcíx хребетних. Це единий орган iмунноí системи, що знаходиться на шляху кровотоку з аорти в систему воротньо'|' вени, через який регулярно пролкае значна ктьюсть кровi, що дае пщстави дослiдникам називати íí фтьтром кровоносноí системи. Морфологи, iмунологи i лiмфологи стверджують, що найважливiшими фунщями селезiнки е гемопоетична (пролiферацiя i накопичення лiмфоцитiв), iмунопоетична (антитiлоутворення), i забезпечення рециркуляцп пулу лiмфоцитiв шляхом мiграцií через стiнки посткапiлярних венул i синуав. Селезiнцi належить вагомий внесок в розвиток i пщтримку кл^инно!' i гуморально!' iмунноí в^повд вродженого i набутого iмунiтету, ктьюсний i якiсний склад iмуноцитiв кровк Селезiнка здiйснюе екстрамедулярний гемопоез при умовах дефщиту медулярного (Vishnevskaya, 2015; Bronte et al., 2013). Головна фунщя селезЫки - формування генералiзованоí iмунноí вiдповiдi на дГю рiзних чинникiв, пiдтримка iмунного гомеостазу, необхiдного рiвня адаптацiйного потен^алу органiзму. Проте взаемозв'язок iмунологiчних процеав з структурною оргaнiзaцiею селезiнки вивчений недостатньо (Vishnevskaya, 2015; Volkov, 2015). В.П. Волков (Volkov, 2015) запропонував комплексний алгоритм вивчення Гмуноморфологп селезЫки, бiльшiсть показниюв визначаеться науковцями, проте iндекс Керногана (1К) судин селезiнки не вивчався. 1К для пойкiлотермних тварин буде розраховано вперше, для птaхiв i ссав^в ми його визначили у попередых дослiдженнях (Dunaievska, 2017).
Найчаспше iндекс Керногана розраховуеться для аорти (Fomenko, 2016), оскiльки вЫ дозволяе оцiнити пропускну спроможнiсть судини. Так, вивчен змiни морфометричних пaрaметрiв при систолi i дiaстолi, при крововтрал, зменшення 1К в черевнм чaстинi аорти в порiвняннi з грудною, що свщчить про зниження пропускноí спроможностi аорти цього вщдту (Slavnov et al., 2014). 1К використовуеться також для оцiнки функцюнального стану судин, тому в наукових дослщження остaннiх рокiв його вираховують для характеристики судинного русла привушноí залози (Levkiv, 2014), рiзних за кaлiбром судин в зaлежностi вщ aвтономноí регуляци серцевого ритму (Demus, 2013), судин шлунково-кишкового тракту (Shulgay et al., 2013). Встановлено, що 1К венозних судин пaренхiмaтозних оргaнiв (легенi, серце) залежить вгд вГку людини (Nickel et al., 2016). 1К плечовоí артерп збтьшуеться при лГмфомГ Ходжкiнa, вирaженiсть змЫ залежить вГд стaдií хвороби (Koptev et al., 2011).
Мета дошдження - виявити морфофункцюнальы осо6ливостГ судинного апарату селезiнки представниюв клaсiв холоднокровних тварин, з'ясувати морфометричн показники судин та на основГ отриманих даних розрахувати 1К для розробки тест-критерпв органу в нормк Вони будуть в подальшому використовуватися у патоморфологи, при вивченнi впливу фармаколопчних препaрaтiв, екологiчних чинникГв, умов утримання та годГвлГ тварин, профтактики захворювань, ефективного лiкувaння, отримання високояюсних продуктГв харчування. Встановлення значень 1К е важливим для вивчення фiльтрaцiйноí спроможностГ селезiнки та мкроциркуляцп органу.
Матер1али та методи
Виконане досл^ження е частиною нaуковоí тематики кафедри анатоми i ггстолог^ Житомирського нацюнального aгроекологiчного унiверситету «Розвиток, морфолопя та пстохЫя оргaнiв тварин у норм1 та при патологп», державний реестрацмний № 0113V000900.
Для дослiдження здмснювали в^р селезiнки в стадп морфофункцiонaльноí зртосл у кл^чно здорових статевозртих тварин обох статей у с^вв^ношены 1:1: сомГв звичайних Silurisglanis L. (вк 2 роки), жаб озерних Rana ridibunda P. (вк 24-26 мкя^в), ящфок зелених Lacerta viridis L. (вк 23-25 мГсяцГв) у ктькосп 20-38 особин з Житомирського району. Для мкроскотчних дослщжень шматочки мaтерiaлу фксували в 10-12 %-му охолодженому розчин нейтрального формaлiну, рщиы Карнуа, як в подальшому заливали в парафЫ. Пстолопчы зрГзи виготовляли на санному мкротом1 МС-2, товщиною не бтьше 6 мкм. Для вивчення морфологи кл™н i тканин при св1тловм мкроскопи застосовували фарбування гемaтоксилiном та еозином, за Ван-Пзон. Морфометричнi досл^ження селезiнки проводили при св^ловм мкроскопп за допомогою мкроскопу Биолам-Ломо та Micros MC-50. Визначали товщину спнки центрaльноí артери лiмфоíдного вузлика та íí внутршнм дiaметр, aнaлогiчнi показники вимТрювали для артерп перiaртерiaльних лГмфо!дних тхв. Мiкрофотогрaфувaння пстолопчних препaрaтiв здмснювали вщеокамерою CAM V 200, вмонтовано^ в мкроскоп Micros MC-50. ВС перерaховaнi методики, а також статистична обробка результалв, що були використан при дослiдженнi, використовувались в^пов^но до описаних в поабнику Горальського Л.П. з1 спiвaвторaми (2005).
27
Визначення ¡ндексу Керногана для судин селезНки
1К вираховували за формулою:
1К= — ,
В
де I - це товщина спнки центрально)' артерГГ лiмфоíдного вузлика селезЫки, Э - VI внутрiшнiй дiаметр. Дану формулу для судин селезЫки запропонував В.П. Волков (Уо!коу, (2015).
Уся експериментальна частина дослщження була проведена згiдно з вимогами мiжнародних принципiв «£вропейськоУ конвенцп щодо захисту хребетних тварин, якi використовуються в експериментi та iнших наукових цтях» (Страсбург, 1986 р.) та вщповщного Закону УкраУни «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» (№ 3446-1У вiд 21.02.2006 р., м. КиУв).
Результати та Ух обговорення
У риб, амфiбiй та рептилм селезiнка е органом кровотворення. Вона складаеться з пульпи та сполучноУ основи. Пульпа подтяеться на бiлу i червону. Бта пульпа селезiнки виконуе iмунну функцю 1У основними структурами е лiмфоУднi вузлики (ЛВ) та перiартерiальнi лiмфоУднi пiхви (ПАЛП), якi розташовуються навколо судин. Це дозволяе виконувати фтьтрацмну, очисну та захисну функцп. У пойктотермних тварин, як i у птахiв в ЛВ видiляеться лише перiартерiальна зона, на вiдмiну вщ ссавцiв, у яких ще диферен^юеться свiтлий центр, мантiйна та марпнальна зони. Саме перiартерiальна зона, яка утворена фксованими макрофагами i Т^мфоцитами, фагоцитуе антиген i представляе його Т^мфоцитам. Т-лiмфоцити пiд впливом антигену диферен^юються в ефекторнi клiтини. Поблизу спнки артерiй ПАЛП локалiзуються В^мфоцити i плазмоцити, Т-лiмфоцити, макрофаги.
У дослщжених гiстологiчних препаратах селезiнки чтео виявлялись судини ЛВ i ПАЛП (рис. 1, 2). Центральна артерiя ЛВ часлше розташовувалась ексцентрично, нерщко на перифериУ ЛВ. ПАЛП рщко мали правильну округлу форму, часлше були овально-витягнутими. Артери ЛВ i ПАЛП належать до судин м'язового типу. 1нтима цих артерiй складаеться з ендотелiальних та пiдендотелiального шарiв. Ендотелiальний шар утворений ендотелiоцитами, пiдендотелiальний -пухкою волокнистою сполучною тканиною з колагеновими, еластичними i ретикулярними волокнами. Зус^чались малодиференцiйованi сполучнотканиннi зiрчастi клiтини i гладкi м'язовi кл™ни. Медiю утворювала переважно гладка м'язова тканина, пучки якоУ розташовувались стрально. Мiж пучками знаходилися прошарки волокнистоУ сполучноУ тканини. Важливою особливiстю е еластичний каркас спнки артери, який надае Уй пружностi i завдяки чому просв^ постiйно вiдкритий. Адвенти^я побудована з пухкоУ сполучноУ тканини.
Рис. 1. Артерiя ПАЛП селезЫки сома звичайного. Гематоксилiн та еозин. *400 (a); aртерiя ПАЛП селезЫки жаби
озерноУ. Гематоксилiн та еозин. *105 (b).
За результатами обчислень 1К бiльший за 1 у вах дослiджених препаратах центральноУ артерГУ ЛВ, у артерiй ПАЛП у ящiрки перевищував 3 одиницi, а у риби i жаби був меншим за 1 (таблиця 1).
Таблиця 1. 1ндекс Керногана артерм складових бто'У пульпи селезiнки тварин
Вид тварини
Риба
Жаба
Ящiрка_
ЛВ
1,05±0,22 1,94±0,28 3,22±0,61
ПАЛП 0,78±0,11 0,72±0,13 3,49±0,59
Рис. 2. Центральна артерiя ЛВ селезЫки ящiрки зелено!'. Гематоксилiн та еозин. *5б 9 (a); aртерiя ПАЛП селезЫки ящiрки
зелено!'. Гематоксилiн та еозин. *120 (b).
1К артерiй ЛВ бтьший, нiж артерiй ПАЛП у 1,35 рази (риба), 2,б9 рази (жаба) та менший у 1,08 раза (ящiрка) (див. табл. 1). Товщина спнки центрально! артерй' ЛВ найменша у риби (3,4±1,11 мкм) та найбтьша у жаби (20,47±4,4б мкм), у ящiрки вона становить б,9б±1,б2 мкм. Внутршнм дiаметр найменший у ящiрки (4,32±2,44 мкм) i найбiльший у жаби (21,03±3,7б мкм), у риби складае б,48±2,31 мкм. У жаби товщина спнки центрально!' артери ЛВ та артерш ПАЛП найбтьшм (11,25±1,25 мкм та 31,25±б,25 мкм вiдповiдно) серед дослщжуваних тварин. У риби товщина спнки внутршнм дiаметр артерй' ПАЛП становлять б,25±1,12 мкм та 1 б,01 ±2,55 мкм, у ящiрки б,22±1,0б мкм та 3,5б±0,53 мкм вiдповiдно.
Висновки
1ндекс Керногана е важливою характеристикою судин бто!' пульпи селезiнки i в комплекс морфометричних параметрiв визначае стан функцюнально!' ймуноморФологи селезiнки. Ця величина характеризуе можливкть судини регулювати кровонаповнення завдяки еластичностi спнки. Визначення 1К для селезiнки тварин не проводилось, хоча для людини ця величина належить до основних показниюв, що характеризують функцiональну ймуноморФолопю селезЫки. Найбiльше значення 1К центрально!' артерй л1мфо!'дного вузлика i перiартерiальних л1мфодних пйхв бто!' пульпи селезiнки визначено у жаби, найменше - у риби. Товщина спнки центрально!' артерй' л1мфо!'дного вузлика пойктотермних тварин зростае вйд 3,4±1,11 мкм (риба) до 20,47±4,4б мкм у жаби. Товщина спнки артерй перiартерiальних лймФо!'дних пйхв у риби та ящйрки мають приблизно однаковi значення (б,25±1,12 мкм та б,22±1,0б мкм), у жаби вона майже вдвйчй бтьша (11,25±1,25 мкм).
References
Bronte, V., Pittet, M.J. (2013). The spleen in local and systemic regulation of immunity, Immunity, 39(5), 806-818. doi:10.1016/j.immuni.2013.10.010.
Demus, N.V. (2013). Rist i rozvytok telychok chorno-ryaboyi porody zalezhno vid typiv avtonomnoyi rehulyatsiyi sertsevoho rytmu. Scientific herald of LNUWMB named after S.Z.Gzhytsky, 15, 3(57), 64-70 (in Ukrainian).
Dunaievska, O. (2017). Vyznachennya indeksu Kernohana sudyn selezinky predstavnykiv ptakhiv i ssavtsiv. Scientific Bulletin of the East-European National University named after Lesya Ukrainka. Series: Biological Sciences, 7 (356), 154-157 (in Ukrainian).
Fomenko, L.V., Khonin G.A. (2016). Vidovye osobennosti gistologicheskogo stroeniya arty u neyasyti obyknovennoy, sovy polyarnoy i yastreba-teterevyanika. Bulletin of the Omsk State University. Veterinary science, 1 (21 ), 174-181 (in Russian). Goralsky, L.P., Khomych, V.T., Kononsky, O.I. (2005). Osnovy histolohichnoyi tekhniky i morfofunktsional'ni metody doslidzhen u normi ta pry patolohiyi. Zhytomyr, Polissya, 288 (in Ukrainian).
Ikegami, R., Tanimoto, Y., Kishimoto, М., Shibata, H. (2016). Anatomical variation of arterial supply to the rabbit spleen. J. Vet. Med. Sci, 78(2), 199-202. doi: 10.1292/jvms.15-0297.
Koptev, V.D., Pospelova, T.I., Skvortsova, N.V., Kopteva, L.M. (2011). Vascular wall remodeling of non-Hodgkin malignant lymphomas. Cellular Therapy and Transplantation (CTT), 3(12). doi: 10.3205/ctt-2011 -No12-abstract20. Levkiv, M.O. (2014). Morfolohichna kharakterystyka sudynnoho rusla pryvushnoyi zalozy na riznykh terminakh obturatsiynoho kholestazu. Clinical stomatology, 1, 12-16 (in Ukrainian).
Nickel, V.V., Efremova, V.P. (2016). Age-related changes Kernogan's index of venous vessels hollow and parenchymatous organs at stages of a postnatal ontogenesis. Adv Gerontol, 29(5), 732-736.
Shulgay, A.G., Kitsak, Ya.M. (2013). Morfometricheskaya otsenka osobennostey remodelirovaniya sosudistogo rusla
Bu3HaHeHHfi ¡Hflency KepHoraHa fl/ia cyflMH ce/e3iHKU
terminalnogo otdela podvzdoshnoy kishki pri mekhanicheskoy zheltukhe. Journal of the State Medical University of Grodno, 2, 39-42 (in Russian).
Slavnov, A.A., Dolgikh, V.T. (2014) Morfologicheskie izmeneniya v stenke aorty posle krovopoteri (eksperimentalnoe issledovanie). General reanimatology, 10(4), 37-43 (in Russian).
Vishnevskaya, T.Ya. (2015). Morfofunktsionalnoe obosnovanie adaptatsionnoy plastichnosti selezenki zhivotnykh. Thesis of Doctoral Dissertation. Moscow (in Russian).
Volkov, V.P. (2015). Novyy algoritm morfometricheskoy otsenki funktsionalnoy immunomorfologii selezenki. Universum: Medicine and pharmacology: electronic scientific journal, 5-6 (18). Retrieved from: http://7universum.com/ru/med/archive/item/2341. Accessed on 30.08.2017 (in Russian).
Citation:
Dunaievska, O.F. (2017). Kernohan index for splenic vessels of cold-blooded animals. Ukrainian Journal of Ecology, 7^4), 25-29. I This work Is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0. License
