CC BY
16
CTATTI
УДК 612.46:611.161:616.379-008.64-092.4/.9]:577.164.2
M.P. Красний, B.O. CepricHKO, B.I. Ковалишин, O.O. CepricHKO
ВПЛИВ BITAMIHy C НА УЛЬТРАСТРУКТУРН! ЗМ1НИ ГЕМ0КАП1ЛЯР1В НИРОК У Б1ЛИХ ЩУР1В 3I СТРЕПТОЗОТОЦИНОВИМ Д1АБЕТ0М
На^ональний медичний yHieepcumem iменi Данила Галицького, Льв!в
ВСТУП
Цукровий д1абет (ЦД) нараз1 визнано глобальною медико-софальною проблемою на шдстав1 еп1дем1чно-го характеру розповсюдження цього захворювання, яке посщае сьоме мкце серед провщних причин смертност населення у бтьшост краТн св1ту. Соц1альний тягар ЦД головним чином обумовлено розвитком м1кро- i макро-ангюпатш, якi iстотно знижують тривалкть i якiсть життя хворих. Сьогодн дiабетична нефропатiя розвиваеться у третини хворих на ЦД 1-го типу та залишаеться головною причиною (25-35%) уах випад^в кшцевоТ стади нирковоТ недостатностi в £врош, США та Япони. Про-гресування цукрового дiабету (ЦД) супроводжуеться розвитком склеротичних змш у судинах ниркового клубочка та нирковою недостатшстю [1, 3, 7, 10, 11, 14]. Дiабетична нефропаля (ДН) е одшею iз провiдних причин швалщизаци та смертi хворих на ЦД.
Наразi частково дослiджено особливостi морфоло-гiчних змiн нирок за ЦД методами св™ооптичноТ та електронноТ мтроскопи [1, 3, 8, 11, 22]. Зокрема, акцен-туеться увага на патоморфолопчних змiнах клiтин нефрона та сполучноТ тканини, а розвиток ДН аналн зуеться з позицiй сорбтоловоТ та iнших альтернативних теорiй патогенезу [1-11, 14].
В окремих працях зроблено аналiз ультраструктур-них змш у судинах на раншх етапах розвитку стрептозо-тоцинового дiабету iз залученням гiпотези про Тх коагу-ляцiйний генезис [15]. Натомiсть аналiз системних електронно-мiкроскопiчних змiн клубочкових i периту-булярних гемокапiлярiв нирковоТ кори на раных i пiзнiх стадiях розвитку стрептозотоцинового дiабету в дина-мiцi вiдсутнiй. Водночас сучаснi уявлення про множин-нiсть механiзмiв, за допомогою яких гiперглiкемiя спри-чинюе ушкодження судин, ставлять шд сумшв можли-вiсть Тхнього усунення за допомогою одного фармако-логiчного агента.
Проблемi пошкодження паренхiматозних органiв, у тому чи^ i нирок, за ЦД 2-го типу присвячено значну кшьмсть публ^ацш iз рiзних галузей науки, зокрема морфологи, виконаних iз застосуванням як св™ооптич-них приладiв, так i електронного мiкроскопа у трансмн сiйному або скануючому режимк
Вiдомо також, що поеднаний вплив вггамМв С та Е на лтщний профiль у жiнок, хворих на ЦД 2-го типу з дислiпiдемiею, та в експеримент приводить до полт-шення глюкозного гомеостазу та вiрогiдного зниження концентраци загального холестерину, холестерину лто-протеТыв низькоТ щiльностi та iнтенсивностi перекисно-го окислення лт^в порiвняно з дiабетичним контролем. Що ж до морфолопчних праць, якi стосувалися проблем морфологи в даному питанш, то е лише пооди-нокi повщомлення, що вказують на позитивний вплив втамшу С на регенеративнi процеси кл™н, клiтинних i неклiтинних елеменлв низки органiв.
МАТЕР1АЛ I МЕТОДИ
У статевозрiлих щурiв-самцiв лши Вктар вагою 180200 г (n=10) моделювали дiабет шляхом одноразового внутршньочеревного введення стрептозотоцину (Sigma, США) у дозi 70 мг/кг маси тта. Експериментальнi тварини протягом 1 мкяця отримували перорально плацебо (рос-линну ол^) або вiтамiн С у дозi 7 мг на 100 г маси тта. 1нтактн тварини вщповщного вiку та статi склали контр-ольну групу (n=5). Глюкозу у кровi визначали глюкозоокси-дазним методом. Дiабет дiагностували пiсля досягнення показниюв гткеми ~15,0 ммоль/л. Через 1 мкяць пiсля лiкування вггамшом С проводили евтаназiйну декапiтацiю тварин.
Для електронном^роскотчного дослiдження бюпта-ти нирковоТ кори ф^сували у 2% OSO4 на 0,1 М фосфатному буферi з рН 7,36 впродовж 2 годин. Пкля фшсацм обробку матерiалу здiйснювали за загальноприйнятою методикою [20]. Ультратонк зрiзи з блоюв тканин готува-ли на ультрамiкротомi УМТП-3М i послiдовно контрасту-вали у розчинах урантацетату [22] i цитрату свинцю [21]. Проконтрастованi зрiзи вивчали та фотографували за допомогою електронного мiкроскопа УЕМВ-100К (приско-рююча напруга 75 кВ). Oтриманi дан статистично об-робляли параметричними методами iз застосуванням t критерiю Стьюдента та визначенням показника вiрогiд-ност рiзницi (р).
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
За результатами електронном^роскотчного дослщ-
54
Кл^чна ендокринологiя та ендокринна хiрургiя 2(31) 2010
ження ультраструктуру нирковоТ кори через один мкяць л^ування у вигляд1 щоденного введення бтим щурам, що перебували на четвертому тижн стрептозотоцин-¡ндукованого дебету, вггамЫу С у доз1 7 мг на 100 г маси тта було представлено оптимально розвинутими кланами, клггинними та некл¡тинними елементами як нефронт, так ¡ сполучноТ тканини. Насамперед це стосувалося клубочкових ¡ перитубулярних гемокап¡ляр¡в.
Дещо розширен¡ просв™ клубочкових гемокап¡ляр¡в були заповнен¡ електронно-св^лою плазмою кров¡. У плазм¡ кров¡ виявлялися гомогенно розташован¡ незначн¡ скупчення др^новолокнистого матер¡алу. Kр¡м цього, у центральних частинах просвтв гемокап¡ляр¡в знаходи-лись еритроцити та поодинок¡ тромбоцити. По периферп еритроцит¡в визначалася розвинута, чтко контурована плазматична мембрана. Мж окремими еритроцитами та люменальною поверхнею ендотел^льних кл¡тин завжди виявлялися значн прошарки плазми кров¡ (рис. 1).
Рис. 1. Ультраструктура гемокапшяра, розширений про-св1т якого заповнено еритроцитами, тромбоцитами, плазмою кровь Зб. 10 000.
Тут \ дал1 на рисунках:
БМ — базальна мембрана; Е — еритроцит; ЕК — ендотел1альна кл1тина; ЕПД — епггел1альна кл1тина канальця дистального вщдшу нефрона; ЕПП — епггел1альна клггина проксимального вщдшу нефрона; ЗТ — залишков1 тшьця; М — мггохондрт; МВ — мкроворсинка; ПКГ — просв1т клубочкового гемокапшяра; ПКП — просв1т канальця проксимального вщдшу нефрона; ПМ — плазматична мембрана; ПОД — подо-цит; ППГ — просвгг перитубулярного гемокапшяра; СЕН — субендотел1альний шар;
СЕП — субепггел1альний шар; СТ — сполучна тканина; Т — тромбоцит; ЦП — цитоподт; Я — ядро; Яд — ядерце.
До складу слнки клубочкових гемокаптярт зсереди-ни входили електронно-свг^ ендотел^льы кл¡тини. Ц¡ клггини м¡стили великих розм¡р¡в ядро, заповнене в основному еухроматином. Цитоплазма даних клп"ин була головним чином насичена електронно-св™ою др^но-зернистою палоплазмою. Основна маса цитоплазматич-них органел, рибосоми та полкоми були розташован у цитоплазму прилегл¡й до ядра. Треба також в¡дзначити, що мж базальною плазматичною мембраною ендоте-л^льних кл¡тин ¡ базальною мембраною слнки клубочкових гемокаптярт знаходився електронно-св™ий проша-
рок, субендотел¡альний шар. Базальна мембрана у таких дтянках клубочкових гемокаптярв була тонкою, майже однаковоТ товщини на всьому протяз¡. З ¡ншого боку вка-заних базальних мембран видтявся субеп¡тел¡альний шар, який обмежували термнальы зак¡нчення плазматич-них мембран цитоподм ¡ ф¡льтрац¡йн¡ щтини, що перебували на етапах формування (рис. 2).
Рис. 2. Ультраструктура гломерулярного фшьтра нирково-го тшьця бшого щура з1 стрептозотоциновим д1абетом через один мкяць лшування в1тамшом С. Зб. 46 000.
Пкля л¡кування просв¡ти перитубулярних гемокаптя-р¡в були оптимально розширеними та мктили в основному електронно-св™у плазму кров¡ з поодинокими еритроцитами (рис. 3).
Рис. 3. Ультраструктура перитубулярних гемокапшяр1в та ештел1альних кл1тин канальщв проксимального вщдшу нефрона бшого щура з1 стрептозотоциновим д1абетом через один мкяць л1кування в1тамшом С. Зб. 6 000.
Стшка таких гемокап¡ляр¡в була побудована електрон-но-св¡тлими ендотел¡альними кл¡тинами. Основна маса цитоплазматичних органел клп"ин була сконцентрована у дтянках цитоплазми, наближених до ядра. Серед цитоплазматичних органел розрвнялись поодинок мтохон-дрп з добре розвинутою системою крист, ендоплазматич-ний ретикулум гранулярного типу, поодинок проф^ канальц¡в агранулярного типу, рибосоми, полкоми. Периферичы, базальн¡ частини цитоплазми ендотел^ль-них кл¡тин, що знаходились поблизу ядра, утворювали вузький цитоплазматичний прошарок, що простягався на значну в^цстань вздовж базальноТ мембрани таких гемо-капшярш. Треба в¡дзначити, що периферичн тонк¡ части-
пкг
Клштна ендокринолог¡я та ендокринна х¡рург¡я 2(31) 2010
55
ни ендотел^льних кл1тин мктили значну кшьмсть д1а-фрагмованихфенестр (рис.4).
Рис. 4. Ультраструктура ендотел1альноТ кл1тини, субендо-тел1ального шару та базальноТ мембрани стшки перитубу-лярного гемокапшяра щура з1 стрептозотоциновим д1а-бетом через один мкяць л1кування в1тамшом С. Зб. 10 000.
Цитоплазма ендотел^льних кл1тин у дтянках, прилег-лих до д^фрагмованих фенестр, мала значну електронну щшьнкть. М1ж тонкою базальною мембраною перитубу-лярних гемокаптярт ¡ базальною плазматичною мембраною ендотел^льних клггин виявлявся вузький субендоте-л^льний прошарок, який не завжди мав однакову товщи-ну. До базальних мембран гемокаптярт прилягала основна речовина сполучноТ тканини, наповнена невеликими за розмфами електронно-св1тлими кл^инами. Дан клггини мали велике ядерно-цитоплазматичне сптвщно-шення. 1х ядро було заповнено в основному еухромати-ном, а цитоплазма — дрЮнозернистою палоплазмою, рибосомами, полкомами та профтями ендоплазматич-ного ретикулуму гранулярного типу, що перебував на ета-пах формування, дрЮними м^охондртми. Так кл1тини знаходились у Ясному взаемозв'язку м1ж собою та з ба-зальними мембранами канальцт нефронт. Також вщзна-чено, що л частини стшок перитубулярних гемокаптярт, до складу яких входили д^фрагмоваы фенестри, були у безпосереднш близькост до базальних мембран тих або ¡нших частин канальцт нефрона. Прилегл до вищеописа-них перитубулярних гемокаптярт т¡ або ¡нш¡ частини канальцт нефрон¡в було представлено оптимально роз-винутими базальною мембраною, субендотел^льним шаром, еп¡тел¡альними кл¡тинами та дещо розширеними просвггами.
Нами також виявлено, що цитоплазма окремих етте-л^льних кл¡тин канальц¡в проксимального вщдту нефрона була наповнена значною ктькктю аутофагол¡зосом, цистерн ¡ м^ромюурцт комплексу Гольдж¡, залишковими т¡льцями, оточеними дрЮнозернистою г¡алоплазмою, рибосомами, пол¡сомами, мтохондртми з добре розви-нутими кристами та матриксом. Ядра даних кл^ин мали яйцеподЮну форму ¡ метили в основному еухроматин та оптимально розвинуте ядерце.
Основну ж масу епггел^льних кл¡тин як проксимального, так ¡, надто, дистального вщдту канальцт нефрона було представлено клггинами з середньою електронною
щ¡льн¡стю. Плазматична мембрана таких клггин утворюва-ла спец^лвоваы дупл¡катури складок у базальнш частин¡ цитоплазми, а також аткальнш, у кл¡тинах проксимального вщдту канальцт нефрона утворювала облям¡вку з ткно прилеглих одна до одноТ м¡кроворсинок (рис. 5).
канальця дистальноТ частини нефрона щура з1 стрептозотоциновим д1абетом ¡з великою кшькктю дуплшатур плазматичноТ мембрани та м1тохондр1й через один мкяць лшування в1тамшом С. Зб. 10 000.
ВИСНОВКИ
Отже, отриман¡ нами дан¡ свщчать про можлив¡сть використання антиоксидантного препарату — вггамшу С — як ефективного додаткового компонента комплексно!' антид^бетичноТ терапп, спрямованоТ на блокування основних патогенетичних процеав (оксидативного стре-су та неферментативного гткування), що дозволить ¡стот-но знизити частоту ¡ тяжк¡сть д^бетичноТ нефропати.
Л1ТЕРАТУРА
1. Александрова Е.А. Состояние мембран тромбоцитов у больных СД 1-го типа в зависимости от стадии диабетической нефропатии: автореф. дис. на здобуття наук. сту-пеня канд. мед. наук: спец. 14.01.14 / Е.А. Александрова. — ГУ «ЭНЦ РАМН». — М., 2003. — 20 с. Издано в Москве.
2. Алексевич Я.1. Роль субфракцш тетанотоксину в пошко-дженн ультраструктур нирок / Я! Алексевич, В! Кова-лишин, Д.Л. ПлахтЫ // Актуальш проблеми медицини, бю-логи, ветеринари ¡ стьського господарства. — Львт, 1996. — С. 3-6.
3. Бурлак М.1. Динамтна реносцинтиграфт в д¡агностиц¡ уражень нирок у хворих на цукровий д^бет / М.1. Бурлак,
B.М. Славнов, В.В. Марков // Ендокринолопя. — 1997. — № 1. — С. 30-35.
4. Брагарник М.М. Ультраструктурш особливост ЮГА та деяк показники функци нирок у щур¡в з експерименталь-ним цукровим д¡абетом 1-го типу / М.М. Брагарник // Ендокринолопя. — 1997. — № 2. — С. 18-27.
5. Брагарник М. М. Вплив препарату ¡зодибут на ультраструктуру нирок щурт з тривалим переб^ом цукрового дебету 1-го типу / М.М Брагарник., Т.1. Богданова, 1.М. Мельник // Ендокринолопя. — 2000. — Т. 5, № 1. —
C. 64-70.
6. ЗверевЯ.Ф. Сосудисто-тканевые реакции почек в условиях экспериментальной патологии / Я.Ф. Зверев, С.В. Талалаев,
56
Клштна ендокринолопя та ендокринна хфурпя 2(31) 2010
CTATTI
B.М.Брюханов // Нефрология. — 2000. — Т. 4, № 3. —
C. 82-84.
7. Викулова O.K. Клинико-лабораторные и генетические факторы развития и прогрессирования диабетической нефропатии у больных СД 1-го типа: автореф. дис. на здо-буття наук ступеня канд. мед. наук: спец. 14.01.14 / О.К. Викулова. — ГУ «ЭНЦ РАМН». — М., 2003. — 19 с.
8. Добронравов В.А. Диабетическая нефропатия / В.А. Добронравов // Нефрология. — 2000. — Т.4, № 2. — С. 81-82.
9. Ефимов А.С. Диабетические ангиопатии / А.С.Ефимов — М.: Медицина, 1989. — 288 с.
10. Кривко Ю.Я. Стан ультраструктур сщничного нерва та його супровщноТ' артерп у бших щурт при експериментально-му цукровому д1абет1 / Ю.Я. Кривко // Укр. мед. альманах
— 2001. — Т.4, № 3. — С. 204-209.
11. Кривко Ю.Я. Змши ультраструктури синапав i рухових нейронт передых ропв спинного мозку у щурiв з стрептозотоциновим шдукованим дiабетом / Ю.Я. Кривко // Практична медицина. — 2003. — Т.9, №5. — С. 91-95.
12. Перцева H.O. Дiабетична нефропаля / Н.О. Перцева // Уролопя. — 2000. — Т.4, № 1. — С. 104-109.
13. Пир1гЛ.А. Цукровий дiабет i патолопя нирок / Л.А. Пир^ // Doctor. — № 5. — С. 32-34.
14. Серг1енко O.O. Патогенетичне лкування дiабетичноТ нейропати / О.О. Серпснко, А.М. Урбанович, Ю.Я. Кривко // Експериментальна та ктшчна ендокринолопя. — 2001.
— № 1. — С. 105-114.
15. Серов В.В. Иммунокомплексная болезнь / В.В. Серов // Арх. патол. — 1981. — № 5. — С. 8-9.
16. Зурнаджи Ю.Н. Субмикроскопические перестройки в клу-бочковом отделе нефрона крыс при стрептозотоциновом диабете и возможность их медикаментозной коррекции / Ю.Н. Зурнаджи, А.С. Ефимов, Т.И. Богданова [и др.] // Пробл. эндокринол. — 1987.— Т. 33, № 3. — С. 54-59.
17. Зербино Д.Д. Ультраструктура микроциркуляторных путей в патологии / Д.Д. Зербино // Материалы республиканской конференции. — Львов. — 1974. — С. 174-175.
18. Ильин А.П. Особенности течения хронической почечной недостатности у больных сахарным диабетом, находившихся на гемодиализе / А.П. Ильин, В.Ф. Богоявленский, Е.Е. Смурякова // Проблеми ендокринологи. — 2004. — № 1. — С. 13-18.
19. GlauertA. Fixation, dehydration and embedding of biological specimens. In: Practical methods in electron microscopy. Ed by Glauert A.M. North-Hollond (American Elsevier). — 1975. — 207 p.
20. Monastyrskyi V. Discovery of the trombin-plastem as one of the major regulatory systems et the organism // Експери-
ментальна фiзiол. та б^м. — 2005. — № 4 — С. 47-65.
21. Reynolds E.S. The use of lead citrate at high pH as sn electronopague stain in electron microscopy // J. Cell Biol. — 1963. — 17. — P. 208-212.
22. Stempac J.G., Ward R.T. An improved staining method for electron microscopy // J. Cell Biol. — 1964. — 22. — P. 697701.
РЕЗЮМЕ
Влияние витамина С на ультраструктурные изменения гемокапилляров почек у белых крыс со стрептозотоциновым диабетом М.Р. Красный, В.А. Сергиенко, В.И. Ковалишин, А.А. Сергиенко
С помощью трансмиссионной электронной микроскопии исследованы изменения ультраструктуры гемокапилляров почечной коры у белых крыс на восьмой неделе моделирования стрептозотоцинового диабета и после антиоксидантного лечения витамином C. Полученные данные демонстрируют возможность использования витамина С в качестве эффективного вспомогательного компонента комплексной антидиабетической терапии, направленной на блокирование главных патогенетических процессов (оксидативного стресса и неферментативного гликирования), что позволит существенно снизить частоту и тяжесть диабетической нефропатии.
Ключевые слова: стрептозотоциновый диабет, кора почек, гемокапилляры клубочков, перитубулярные гемокапил-ляры, электронная микроскопия, витамин С.
SUMMARY
Influence of vitamin C on ultrastructural changes of renal cortex in rat streptozotocin-induced diabetes M. Krasny, V. Serhiyenko, V. Kovalishin, A. Serhiyenko
The results of electron transmission microscopy showed changes of ultrastructure of blood haemocapillars of rat renal cortex on the eight weeks of experimental streptozotocin-induced diabetes and after antioxidant administration of vitamin C. ТЬю obtained data indicate the possibility of using the antioxidant vitamin C as an effective additional constituent of complex anti-diabetic therapy intended to prevent the main pathogenic processes (oxidative stress and non-fermentative glycolization). This will enable to reduce the rate and severity of diabetic nephropathy considerably.
Key words: streptozotocin-induced diabetes, renal cortex, haemocapillars, renal cortex peritubular capillars, electron microscopy, vitamin C.
Дата надходження до редакци 04.01.2010 р.
Кл^чна ендокринолопя та ендокринна хiрургiя 2(31) 2010
57
