CC BY
17
— медико-биологические науки —
УДК 611.08:611.3:57.085 Д.С. Белолюбская, И.В. Николаева, Е.Р. Поскачина, И.В. Воронов
влияние аиофиаиэированного экстракта
AMARANTHUS RETROFLEXUS L. НА МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ
показатели гепатоцитов белых крыс
ПРИ ИНТОКСИКАЦИИ ХЛОРИДОМ КАДМИЯ
Авторами проведено исследование влияния лиофилизированного экстракта Amaranthus retroflexus L. на морфометрические показатели гепатоцитов крыс, подвергнутых воздействию хлорида кадмия. У крыс, получавших хлорид кадмия, выявлены дегенеративные изменения и выраженная гипертрофия гепатоцитов вследствие токсической гиперплазии органелл, вакуолизации ядер и цитоплазмы, снижение ядерно-цитоплазматического отношения. На фоне применения лиофилизированного экстракта из Аmaranthus retroflexus L. наблюдаются достоверные изменения показателей в сторону показателей нормы, свидетельствующие об антиоксидантном действии биологически активных веществ, входящих в состав лиофили-зированного экстракта.
Ключевые слова: кадмий, окислительный стресс, интоксикация, антиоксиданты, амарант, экстракт, печень, морфометрия, крысы, гепатоциты.
D.S. Belolyubskaya, I.V. Nikolaeva, E.R. Poskachina, I.V. Voronov
Influence of the lyophilized extract Amaranthus retroflexus L. on morphometric indicators of hepatocytes of white rats after intoxication by
cadmium chloride
The article is dedicated to the research of the lyophilized extract Amaranthus retroflexus L'. effect on morphometric parameters of rats' hepatocytes exposed to cadmium chloride. The rats who got the shot of cadmium
БЕЛОЛЮБСКАЯ Дария Степановна - к.м.н., доцент кафедры гистологии и микробиологии МИ СВФУ Адрес: г. Якутск, ул. Ойунского 27. Тел.: 89142976118. E-mail: b_d_st@mail.ru
BELOLYUBSKAYA Daria Stepanovna - Candidate of Medical Sciences, Assistant Professor of histology and microbiology, Medical institute of M.K. Ammosov North-Eastern Federal University. Address: Yakutsk, Oyunskogo St., 27, office 416. Tel.: 89142976118. E-mail: b_d_st@mail.ru
НИКОЛАЕВА Ирина Васильевна - к.б.н., доцент кафедры гистологии и микробиологии МИ СВФУ Адрес: г. Якутск, ул. Ойунского 27. Тел.: 89142215710. E-mail: Nikolaeva_I_V@mail.ru
NIKOLAEVA Irina Vasilyevna - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of histology and microbiology, Medical institute of M.K. Ammosov North-Eastern Federal University. Address: Yakutsk, Oyunskogo St., office 416. Tel.: 89142215710. E-mail: Nikolaeva_I_V@mail.ru
ПОСКАЧИНА Елена Рудольфовна - к.б.н., н.с. ИБПК СО РАН. Адрес: 677890, г. Якутск, пр. Ленина, 41. E-mail: poskachinalena@yandex.ru
POSKACHINA Elena Rudolfovna - Candidate of Biological Sciences, Research Officer in the Institute for Biological Problems of Cryolithozone of the Siberian Branch of RAS. Address: 677890, Yakutsk, Prospekt Lenina St., 41. Tel.: 9247631902. E-mail: poskachinalena@yandex.ru
ВОРОНОВ Иван Васильевич - к.б.н., н.с. ИБПК СО РАН. Адрес: 677890, г. Якутск, пр. Ленина, 41. E-mail: viv_2002@mail.ru
VORONOV Ivan Vasilyevich - Candidate of Biological Sciences, Research Officer in the Institute for Biological Problems of Cryolithozone of the Siberian Branch of RAS. Address: 677890, Yakutsk, Prospekt Lenina St., 41. Tel.: 9241711104. E-mail: viv_2002@mail.ru
chloride have degenerative changes and marked hypertrophy of hepatocytes as a result of toxic hyperplasia organelle, vacuolization of nuclei and cytoplasm, reduction of nuclear-cytoplasmic ratio. After an injection of lyophilized extract Amaranthus retroflexus L. there are significant changes towards the normal range indicating about an antioxidant action of biologically active substances that compose the lyophilized extract.
Keywords: cadmium, oxidative stress, intoxication, antioxidants, amaranth, extract, liver, morphometry, rats, hepatocytes.
Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами является одной из актуальнейших проблем современной индустрии и общества, в частности, в промышленных городах, экономических и социальных центрах [1, 5]. Среди главных загрязнителей среды обитания кадмий признается одним из самых проблемных и патогенных элементов [2, 3]: угнетает синтез белков и нуклеиновых кислот, является разобщителем дыхания и фосфорилирования, ингибитором целого ряда ферментов [4]. Основным токсикологическим свойством кадмия является способность связывания с сульфгидрильными группами глутатиона (основного эндогенного антиок-сиданта), что приводит к повышенному образованию свободных радикалов и, как следствие, развитию окислительного стресса, лежащего в основе многих заболеваний и патологических состояний [3].
Растения рода Amaranthus отличаются высоким содержанием биологически активных веществ, в том числе обладающих антиоксидантными свойствами, благодаря чему представляют большой интерес для лечебно-профилактического применения. Изучение эффективности применения лиофилизированного экстракта Amaranthus retroflexus L. при интоксикации хлоридом кадмия может послужить для дальнейшего выяснения перспектив его использования как источника антиоксидантов для человека при различных негативных воздействиях.
Таким образом, целью данной работы является исследование морфометрических показателей гепатоцитов белых крыс при кадмиевой интоксикации на фоне применения лиофилизиро-ванного экстракта из Amaranthus retroflexus L.
Материалы и методы. В работе использовались беспородные белые крысы в возрасте 5-6 мес (n=12). Животные были разделены на 3 группы: 1-я - интактная группа, 2-я - животные, получавшие хлорид кадмия в течение 14 дней из расчета 5 мг/кг массы тела; 3-я группа -животные, получавшие хлорид кадмия в той же дозе и лиофилизат из Amaranthus retroflexus L. с пищей (5мг/кг массы тела). Лиофилизированный экстракт из биомассы Amaranthus retroflexus L. был получен в лаборатории экологической и медицинской биохимии, биотехнологии и радиационной биологии ИБПК СО РАН. Эксперимент проводился в условиях одного вивария, животные содержались в условиях ad libitum. Содержание и манипуляции над животными проводили в соответствии с требованиями Европейской конвенции о защите позвоночных животных (Страсбург, 1986) и принципами Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным. Взятый материал фиксировали в жидкости Карнуа в течение 1ч. Последующую заливку в парафин осуществляли стандартным способом, срезы окрашивали гематоксилином-эозином. Компьютерная морфометрия проводилась при помощи цифровой фотокамеры ToupCam и морфометрической программы PhotoM1.21. Статистический анализ полученных данных проведен с помощью программы Statistica 10. Различия считали достоверными при P<0,05.
Результаты исследования. Исследование показало, что интоксикация кадмием приводит к значительным изменениям структуры печеночных долек. Выявлены нарушения внутрипече-ночной циркуляции, расширение внутридольковых вен и инфильтрация паренхимы лимфоцитами. Встречались гепатоциты с признаками пикноза ядра и кариолизиса.
Морфометрические показатели гепатоцитов крыс, подвергнутых воздействию хлорида кадмия, достоверно отличались от показателей интактной группы и демонстрировали признаки токсического поражения печени. Так, наблюдались дегенеративные изменения, включающие вакуолизацию в ядрах и в цитоплазме печеночных клеток, набухание их с просветлением ядра. Морфометрическое измерение гепатоцитов в центролобулярной зоне долек показало достоверное увеличение площади сечений ядер на 18 %, цитоплазмы - на 39 % (табл.). На фоне
наблюдаемой гипертрофии гепатоцитов выявлено, что ядерно-цитоплазматическое отношение клеток при этом уменьшилось.
Таблица
Морфометрические параметры гепатоцитов крыс при кадмиевой интоксикации и применении лиофилизированного экстракта из Атагап^ш retroflexus Ь
^Площадь поперечного сечения, мкм2 Группа - ядер гепатоцитов центроло-булярной зоны - цитоплазмы гепатоцитов центролобулярной зоны
1-я группа (интактная) 35,1±0,95 171,9±5,79
2-я группа (CdCl,) 41,3±0,82* 239,4±5,54*
3-я группа (CdCL+лиофилизат) 37,6±1,06** 230,6±6,64*
Примечание: * - отличия статистически достоверны по сравнению с 1 группой (Р<0,05).
** - отличия статистически достоверны по сравнению со 2 группой (Р<0,05).
У крыс 3-й группы, затравленных хлоридом кадмия на фоне применения лиофилизированного экстракта из Ämaranthus retroflexus L., морфометрические измерения гепатоцитов также продемонстрировали признаки гипертрофии печеночных клеток, при этом площади сечения ядер гепатоцитов не имели достоверных различий с показателями нормы, тогда как достоверно различались по сравнению с данными 2-й группы. Снижение ядерно-цитоплазматического отношения у 3-й группы при этом также сохранилось.
Полученные данные показали, что при интоксикации хлоридом кадмия в печени подопытных животных регенерация гепатоцитов происходит за счет их выраженной гипертрофии, вследствие токсической гиперплазии органелл, вакуолизации ядер и цитоплазмы, что сопровождается снижением ядерно-цитоплазматического отношения. На фоне применения лиофилизированного экстракта из Ämaranthus retroflexus L. наблюдаются достоверные изменения параметров в сторону показателей нормы, что свидетельствует об антиоксидантном действии биологически активных веществ, входящих в состав лиофилизированного экстракта, ослабляющих токсическое действие хлорида кадмия, но не предотвращающих или существенно минимизирующих его последствия.
Литература
1. Авцын, А.П. Микроэлементозы человека [Текст] / А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш и др. // АМН СССР. - 1991. - С. 361-370.
2. Котельникова, С.В. Сравнительная характеристика перекисного окисления липидов при интоксикации солью кадмия в разных органах и тканях белых крыс в зимний и летний периоды [Текст] / С.В. Котельникова, А.В. Котельников, Н.Г. Соколова // Вестник АГТУ - 2006. - № 3. - С. 214-217.
3. Котельникова, С.В. Сезонные особенности перекисного окисления липидов в разных органах и тканях крыс при воздействии солью кадмия [Текст] / С.В. Котельникова, О.И. Новакова, А.В. Котельников // Вестник АГТУ - 2010. - № 1. - С. 63-65.
4. Сивцева, Н.Е. Экологическая оценка состояния территории г.Якутска по суммарному показателю загрязнения почвенного покрова [Текст] / Н.Е. Сивцева, Я.Б. Легостаева, В.С. Макаров и др. // Вестник СВФУ им. М.К. Аммосова. - 2011. - Т. 8. - № 2. - С. 30-35.
5. Теплая, Г.А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды (обзор литературы) [Текст] / Г.А. Теплая // Астраханский вестник экологического образования. - 2013. - № 1. - С. 182-191.
References
1. Avcyn, A.P. Mikroelementozy cheloveka [Tekst] / A.P. Avcyn, A.A. Zhavoronkov, M.A. Rish i dr. // AMN SSSR. - 1991. - S. 361-370.
2. Kotel'nikova, S.V. Sravnitel'naya kharakteristika perekisnogo okisleniya lipidov pri intoksikatsii sol'yu kadmiya v raznikh organakh i tkanyakh belykh krys v zimniy i letniyj periody [Tekst] / S.V Kotel'nikova, A.V. Kotel'nikov, N.G. Sokolova // Vestnik AGTU. - 2006. - № 3. - S. 214-217.
3. Kotel'nikova, S.V Sezonnye osobennosti perekisnogo okisleniya lipidov v raznikh organakh i tkanyakh krys pri vozdeystvii sol'ju kadmiya [Tekst] / S.V. Kotel'nikova, O.I. Novakova, A.V Kotel'nikov // Vestnik AGTU. - 2010. - № 1. - S. 63-65.
4. Sivtseva, N.E. Ekologicheskaya otsenka sostoyaniya territoriy g. Yakutsk po summarnomu pokazatelyu zagryazneniya pochvennogo pokrova [Tekst] / N.E. Sivtseva, Ya.B. Legostaeva, V.S. Makarov i dr. // Vestnik SVFU im. M.K. Ammosova. - 2011. - T. 8. - № 2. - S. 30-35.
5. Teplaya, G.A. Tyazhelye metally kak faktor zagryazneniya okruzhayushhey sredi (obzor literaturi) [Tekst] / G.A. Teplaya // Astrahanskiy vestnik ekologicheskogo obrazovaniya. - 2013. -№ 1. - S. 182-191.
