CC BY
13
АктуальН проблеми сучасно! медицины
УДК 618.36-092.9:611.018:546.81:661.8:616-099 Майор В.В., Шаторна В.Ф.
ВПЛИВ АЦЕТАТУ СВИНЦЮ ТА ЙОГО КОМБ1НАЦ1Й З ЦИТРАТАМИ МЕТАЛ1В НА МОРФОФУНКЦ1ОНАЛЬНИЙ СТАН ПЛАЦЕНТИ ВАГ1ТНИХ САМИЦЬ ЩУР1В
ДЗ «Днтропетровська медична академiя МОЗ Украши», м.Днiпро
Проведене експериментальне досл'дження виявило, що при введенн цитрат'в метал'!в досл'!дним тваринам на фон/ '¡нтоксикацУУ свинцем до 20-У доби ваг'итност'! формуються компенсаторн!' прис-тосування у плацент'!, що призводять до покращення морфофункцюнальних показниюв розвитку у пор!внянн1' '¡з групою '¡зольованого введення свинцю, а саме: збльшення д'!аметру плаценти, розрос-тання лаб'1ринтного в'дд'ту, зростання в'дносного об'ему клтин Кащенко-Гофбауера, збльшення д'аметру центральноУ матково-плацентарноУ артерУУ, що призводить до посиленого кровопоста-чання плаценти. Сукупнють даних ознак сприяе формуванню живого плоду пд час ваг'итност'!, що супроводжуеться хронiчною свинцевою iнтоксикацiею. Кпючов1 слова: ацетат свинцю, цитрат золота, цитрат ср1бла, плацента щур1в.
Дослiдження виконано вiдповiдно договору про наукову с^впрацю мiж Нацюнальним медичним ушверситетом iм. О. О. Бого-мольця, 1нститутом нанобiотехнологiй та ресурсозбереження УкраУни та ДЗ «Дшпропетровська медична академiя МОЗ УкраУни» в рамках науково-дослiдноУ роботи «Бiологiчнi основи морфогенезу оргашв та тварин тд впливом нанометалiв в експериментi», № держ. реестрацУ 0115Ш04879.
Вступ
У тепершшй час загальновщомим фактом е забруднення оточуючого середовища сполуками важких металiв, найпоширешшим серед яких е свинець та його сполуки. Свинець е металом, що контролюеться у багатьох краТнах в якост прюритетного забруднювача довколишнього середовища, його сполуки легко поширюються в атмосферi у виглядi аерозолiв, пилу та смогу. Потрапляючи в оргашзм людини, свинець ура-жае органи кровотворення, нервову, серцево-судинну, травну та ^i системи оргашв [1, 5, 7, 9], досить значним е вплив сполук свинцю на репродуктивну систему, вЫ здатний проходити гемато-плацентарний бар'ер та призводити до патолопчних процеав в органiзмi плоду та плацент [2, 3, 6].
Останшм часом дослщники особливу увагу придтяють вивченню впливу на оргашзм низь-ких концентрацш свинцю, ям в умовах техноген-них забруднень ототожнюють з гранично допус-тимими для об'ектв навколишнього середовища [9, 11, 14, 16]. Для оцшки впливу речовин на оргашзм потрiбно враховувати шформацш про су-купний вплив елеменлв на стан бюлопчних систем. Хiмiчнi елементи функцюнуючи в органiзмi взаемодiють один з одним, ц взаемоди можуть виявлятися у формi синергiчних або антагоню-тичних ефектiв [8]. Фiзiологiчними антагонютами свинцю е цинк, залiзо, кальцш, магнiй, фосфор, селен, а також вп~амЫи А, С, Е, В-комплекс, фо-лiева кислота, сiрковмiснi амшокислоти [8]. По-шук нових бюантагошспв для свинцю е актуальною задачею, дослщження модифiкуючого впливу тих чи шших мiкроелементiв може до-зволити вирiшити питання профiлактики штокси-каци населення промислових територiй.
Мета дослщження
Виявлення особливостей морфофункцюна-льного стану плаценти щурiв, особливостей фе-топлацентарного кровообiгу та пстолопчноТ бу-
дови плаценти, що виникають пщ впливом низь-ких доз ацетату свинцю та при його комбЫова-ному введены з цитратами золота або срiбла.
Об'ект i методи дослщження
Експериментальну частину дослщження проведено на 64 бтих самицях щурiв лн' «Вютар» початковою вагою 150-180г, вiком 2,5-3 мюяцк На пiдготовчому етапi перед проведенням екс-перименту вивчали функцюнальний стан яечни-кiв, визначали стадп естрального циклу шляхом вивчення вапнального мазка, перший день вап-тност визначали за наявнiстю сперматозо'Тфв у вапнальних мазках.
Усi дослiди проводили у вщповщносп до за-конодавства УкраУни [Закон УкраУни № 3447-IV «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» / Вщомост Верховно! Ради УкраУни. - 2006. - № 27. - с.230], правил европейськоТ Конвенци що-до захисту хребетних тварин, ям використову-ються в експериментальних дослщженнях та з шшою науковою метою [European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. -Council of Europe, Strasbourg, 1986. - 53 p.]. Ко-мiсiею з бюетики Дшпропетровсько'Т державноТ медичноТ академп (протокол №1 вщ 22 сiчня 2015 р.) встановлено, що проведет науковi дослщження зародив експериментальних тварин вщповщають етичним вимогам згiдно наказу МОЗ УкраТни № 231 вщ 01.11.2000 року.
Тварини були подтеш на чотири групи по 16 особин: 1 група - тварини, яким вводили розчин ацетату свинцю у дозi 0,05мг/кг; 2 група - тварини, яким вводили розчин ацетату свинцю у дозi 0,05мг/кг та розчин цитрату золота у дозi 1,5 мкг/кг; 3 група - тварини, яким вводили розчин ацетату свинцю у дозi 0,05 мг/кг та розчин цитрату срiбла у дозi 2 мкг/кг; 4 група - контрольна. Розчини дослщжуваних речовин вводили що-денно протягом ваптносп внутршньошлунково через зонд у один й той самий час. Частину тварин (n=32) виводили з експерименту на 16-ту
ТОМ 16, ВИПуСК 4 (56) частина 1 267
добу ваптносл, шшу частину (п=32) на 20-ту до-бу шляхом передозування ефiрного наркозу, ви-лучали плоди та плаценти ваптних щурiв.
Для вивчення плацент на тканинному рiвнi вiдiбраний матерiал був зафксований у розчинi 10% нейтрального формалшу з наступним виго-товленням сершних парафiнових гiстологiчних зрiзiв, що шсля депарафiнування були пофар-бованi гематоксилшом та еозином. Для вияв-лення ступеш накопичення глiкогену у плацент проводили ШИК-реакцiю. Отриманi данi оброб-лялись методом варiацшно' статистики з вико-ристанням критерпв Стьюдента.
Результати дослщжень та \х обговорення
Аналiз результатiв морфометричних показни-кiв контрольно' та дослщних груп показав, що середня маса плацент на 16-тш добi вагiтностi знаходиться у межах 0,282±0,004 - 0,311±0,008 г, на 20-тш добi вагiтностi у межах 0,54±0,01 -0,59±0,02 г. Найбтьша маса плацент на обох дослщжуваних термiнах вагiтностi визначаеться в контрольна групi, для дослщно' групи iзольо-ваного введення ацетату свинцю характерним е зниження маси у порiвняннi iз нормою на 9,3% (р< 0,001) на 16-т1й добi ваптносл та на 3,4% (р>0,05) на 20-тш добi. Отриманi результати схожi з даними, отриманими iншими вченими щодо морфометричних показнимв плаценти пщ дiею розчинiв свинцю [2, 3], а також шших важ-ких металiв, зокрема кадмiю. В групах комбшо-ваного введення ацетату свинцю з цитратами золота або срiбла характерна тенден^я до зни-ження маси плаценти на обох термшах ваптнос-тi у порiвняннi iз контролем без достовiрно' рiз-нищ але перевищуе показники групи iзольова-ного введення на 16-тiй добi вагiтностi на 9,2% (р<0,05) у груш ацетат свинцю + цитрат золота та на 8,8% (р<0,01) у груш ацетат свинцю + цитрат срiбла, що свщчить про наявнють компенса-торних реакцш, направлених на посилення кро-вопостачання плаценти за умов ппоксп, спричи-нено' введенням ацетату свинцю.
Показники дiаметру плаценти контрольно' та дослщних груп на 16-тш добi ваптносл колива-ються в межах 1,04±0,02 - 1,10±0,01 см, на 20-тiй добi вагiтностi - у межах 1,44±0,03 (ацетат свинцю) - 1,51 ±0,04 см (контроль) та не мають статистично достовiрно' рiзницi. Дiаметр плацент груп комбшованого введення дещо вищий за показник дiаметру плацент групи iзольовано-го введення та складае 1,47±0,02 см у груш ацетат свинцю + цитрат золота та 1,46±0,02 см у груш ацетат свинцю + цитрат срiбла.
При пстолопчному дослщженш зрiзiв плаценти 16-1 та 20-1 доби ваптносл за допомогою св^-лово' мiкроскопil були виявленi основнi зони у плацент щурiв, яка складаеться з двох частин: материнсько' та плодово'. Загальний план будо-ви плаценти контрольно'' та дослщних груп не в^зняеться - материнська частина плаценти включае шар децидуально' оболонки та губчасту
зону спонгютрофобласту, плодова частина представлена лабiринтною зоною, в якш безпо-середньо вiдбуваеться обмiн мiж материнською та плодовою кров'ю.
В результат гiстоморфометричних досл^ джень були виявлеш змiни товщини плаценти 16-' та 20-' доби вагiтностi у вах дослiдних групах, а також змша спiввiдношення материнсько-го та плодового шарiв. На 16-тш добi вагiтностi у всiх дослщних груп вщзначаеться вiдставання розвитку плаценти, зниження и загально' товщини у порiвняннi iз контролем. У груш введення ацетату свинцю цей показник нижчий вщ конт-рольних значень на 5% (р<0,05), у груш комбшо-ваного введення ацетату свинцю з цитратом золота - на 14,2% (р<0,0001), у групi комбшацп ацетату свинцю з цитратом срiбла - на 8,1% (р<0,001). При цьому у вах дослщних групах змшюеться сшввщношення материнського та плодового шарiв за рахунок зменшення плодово' частки (лабiринтноТ зони) та зростання материнсько' (децидуальна оболонка та спонпотро-фобласт).
На 20-тш добi вагiтностi проявляються компенсаторы пристосування плаценти у групах комбшованого введення ацетату свинцю та цит-ралв металiв, вiдбуваеться нормалiзацiя показ-ника вiдсоткового спiввiдношення материнсько' та плодово' частин, зростання загально' товщини плаценти за рахунок розростання лабiринтноТ зони, в якш активно проходять процеси анпоге-незу. На 20-тш добi вагiтностi загальна товщина плаценти контрольно' групи складае 2638,47±62,88 мкм, в груш iзольованого введення цей показник вищий у порiвняннi iз контрольною групою у на 12,5% (р<0,001), у груш ацетат свинцю + цитрат золота вищий на 14,5% (р<0,0001), у груш ацетат свинцю + цитрат срiб-ла вищий на 14,7% (р<0,0001).
Адаптивн реакци, що виникають з боку ма-теринсько' та плодово' частин плаценти, напра-вленi на компенсацш нестачi кисню, вщбуваеть-ся збтьшення кiлькостi судин лабiринту та пе-ребудови у материнськiй зош, що не змiнюе спiввiдношення материнсько' та плодово' частин та сприяе пщтримц спiввiдношення об'емiв кровi матерi та плоду в плацентi.
Збтьшенню товщини зони лабiринту, який складаеться iз фетальних капiлярiв та плодових судин, а також синуав, в яких знаходиться ма-теринська кров, на нашу думку, сприяв високий рiвень кл^ин Кащенко-Гофбауера, якi як вiдомо, впливають на процеси морфогенезу плаценти, виробляючи рiзнi фактори росту та цитомни [12, 17]. У групах комбшованого введення ацетату свинцю та цитралв металiв рiвень цих макрофа-пв в декiлька разiв перевищував норму на 20-тш добi вагiтностi (табл.1). Збтьшення ктькосл кш-тин Кащенко-Гофбауера за даними л^ератури може виникати за умов хрошчних гiпоксичних сташв [13, 15, 18].
Актуальн проблемы сучасно! медицины
npuMimxa: ** p < 0,001; *** p < 0,0001 по &дношенню до контрольноi групи;
' p < 0,05; '' p < 0,001; "' p < 0,0001 по &дношенню до групи свинцевоТштоксикацп.
Таблиця 1
Показники мдносного об'ему клтин Кащенко-Гофбауера плацент контрольноi та дослiдних груп, %
Показник Контроль Ацетат свинцю Ацетат свинцю + цитрат золота Ацетат свинцю + цитрат срiбла
16-та доба 20-та доба 16-та доба 20-та доба 16-та доба 20-та доба 16-та доба 20-та доба
Клггини Кащенко- Гофбауера 15,66±0,87 3,66±0,10 21,57±0,96*** 8,88±0,43*** 20,81±1,35** 17,19±0,47***; °°° 17,90±1,45° 12,30±0,61***;°°
Таблиця 2
Показники дiаметру центральноi матково-плацентарноi артери плаценти щура
Доба вагггност Контроль Дослщш групи
Ацетат свинцю Ацетат свинцю + цитрат золота Ацетат свинцю + цитрат срiбла
16 238,68±4,85 215,57±10,10 283,23±8,18**;°°° 274,85±11,72*
20 344,91±12,07 358,08±9,38 349,70±9,54 359,28±15,43
Примiтка: * p < 0,05; ** p < 0,001 по &дношенню до контрольноi групи '""' p < 0,0001 по вiдношенню до групи свинцевоТштоксикацп..
Аналiз результат дослщження плацент щу-рiв показав, що в результатi введення дослщним тваринам протягом вагiтностi низьких доз ацетату свинцю вщбуваеться попршення матково-плацентарного кровообiгу, плодовi судини та ка-пiляри мютили невелику кiлькiсть формених елементiв кров^ зустрiчалось також явище сла-джу еритроцитiв в капiлярах та материнських лакунах. Дослщження плацент груп комбшова-ного введення ацетату свинцю та цитратв ме-талiв виявило високу ступшь кровонаповнення плацент, що сприяе посиленню доставки кисню та поживних речовин та сприяе нормальному розвитку плоду.
Аналiз результат вимiрювання дiаметру центрально' матково-плацентарноТ артери показав, що на 16-тш добi вагiтностi у групах комбн нованого введення ацетату свинцю та цитратв металiв вiдбуваеться достовiрне збтьшення цього показника вiдносно контрольной' групи (табл. 2). На 20-тш добi вагiтностi достовiрна р^ зниця мiж контрольною та дослiдними групами вщсутня.
На нашу думку, розширення дiаметру центральноТ матково-плацентарноТ артери, що несе кров матера е пристосувальною реак^ею, що сприяе кращому кровопостачанню плаценти.
Висновки
Як показав аналiз отриманих експеримента-льних даних, при введены цитратв металiв дос-лiдним тваринам на фон iнтоксикацiТ свинцем до 20-Т доби вагiтностi формуються компенсаторы пристосування у плаценту що призводять до покращення морфофункцюнальних показниш розвитку у порiвняннi iз групою iзольованого введення свинцю, а саме: збтьшення дiаметру плаценти, розростання лабiринтного вiддiлу, зростання вiдносного об'ему кл^ин Кащенко-Гофбауера, збiльшення дiаметру центральноТ матково-плацентарноТ артери, що призводить до посиленого кровопостачання плаценти. Сукуп-нють даних ознак сприяе формуванню живого плоду пщ час ваптносп, що супроводжуеться хрошчною свинцевою iнтоксикацiею.
Перспективи подальших дослiджень
В подальших дослщженнях плануеться провести порiвняльний аналiз з впливу ацетату свинцю бтьш високих доз при iзольованому введены та при комбшованому з цитратами ме-талiв на плацентогенез щурiв.
Лiтература
1. Апихтiна О. Л. Вазотоксична дiя свинцю: ендотелiальна дисфункция як наслiдок порушень у системi ендогенного оксиду азоту / О. Л. Апихтша // Журнал АМН УкраТни. - 2009. - Т. 15, №2. - С. 346-354.
2. Бтецька Е. М. Вплив свинцю у макроформi i у виглядi цитрату, отриманого за нанотехнолопею, на перебiг вагiтностi та анте-натальний розвиток щурiв / Е. М. Бтецька, Н. М. Онул // Медицина сьогодш i завтра. - 2013. - № 2 (59). - С. 5-9.
3. Грызлова Л. В. Влияние ацетата свинца на плацентарный барьер и на развитие костной ткани в раннем онтогенезе (экспериментальные исследования) : автореф. дис. на соискание научной степени канд. биол. наук : спец. 16.00.02 «Патология, онкология и морфология животных» / Грызлова Л. В. - Саранск, 2006. - 21 с.
4. Динерман А. А. Роль загрязнителей окружающей среды в нарушении эмбрионального развития / А. А. Динерман. - М. : Медицина, 1980. - 191 с.
5. Зербино Д. Д. Свинец - этиологический фактор поражения сосудов: основные доказательства / Д. Д. Зербино, Т. И. Соло-менчук, Ю. А. Поспишиль. // Мистецтво лкування. - 2009. - № 8 (64). - С. 1214.
6. Куликова Г.В. Влияние низкой концентрации свинца на плаценту и плод (экспериментальное исследование) : автореф. дисс. на соискание научной степени канд. биол. наук : спец. 03.00.25 «Гистология, цитология, клеточная биология» / Г.В. Куликова. - М., 2008. - 27 с.
7. Киреева Ю. В. Морфометрический анализ почек белых крыс при воздействии ацетата свинца / Ю. В. Киреева, О. С. Шубина, Н. А. Мельникова [и др.] // Современные наукоемкие технологии. - 2010. - № 11. - С. 98-99.
8. Скальный А. В. Биоэлементы в медицине / А. В. Скальный, И. А. Рудаков. - М. : «Мир», 2004. - 271 с.
9. Трахтенберг И. М. Роль свинца и железа, как техногенных химических загрязнителей, в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний / И. М. Трахтенберг, И. П. Лубянова, Е. Л. Апых-тина // Therapia. - 2010. - № 7-8. - С. 36-39.
10. Шубина О. С. Влияние свинцовой интоксикации на морфофун-кциональное состояние системы плацента-плод / О. С. Шубина, Ю. В. Киреева. // Вестник ОГУ. - 2008. - № 6 (88). - С. 118-121.
11. Bellinger D. C. Teratogen update: lead and pregnancy / D. C. Bellinger // Birth Defects Res A ClinMolTeratol. - 2005. - Vol. 73, № 6. - Р. 409-420.
12. Anteby E. Y. Human placental Hofbauer cells express sprouty proteins: a possible modulating mechanism of villous branching / E. Y. Anteby, S. Natanson-Yaron, C. Greenfield [et al.] // Placenta. -2005. - № 6. - P. 476-480.
13. Kingdom J. C. Oxygen and placental villous development: origins of fetal hypoxia / J. C. Kingdom, P. Kaufmann. // Placenta. - 1997. - № 18. - P. 613-621.
Том 16, Випуск 4 (56) частина 1 "" w
14. Lidsky T. I. Lead neurotoxicity in children: basic mechanisms and 17 clinical correlates / T. I. Lidsky, J. S. Schneider // Brain. - 2003. -Vol. 126, № 1. - Р. 5-19.
15. Schwartz D. A. Chorangiosis and its precursors: Underdiagnosed placental indicators of chronic fetal hypoxia / D. A. Schwartz. // Obstet. Gynecol. Surv. - 2001. - № 56. - P. 523-525. 18
16. Semczuk M. New data on toxic metal intoxication (Cd, Pb, and Hg in particular) and Mg status during pregnancy / M. Semczuk, A. Semczuk-Sikora // Med. Sci. Monit. - 2001. - Vol. 7, № 2. - Р. 332-340.
Реферат
ВЛИЯНИЕ АЦЕТАТА СВИНЦА И ЕГО КОМБИНАЦИЙ С ЦИТРАТАМИ МЕТАЛЛОВ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПЛАЦЕНТЫ БЕРЕМЕННЫХ САМОК КРЫС Майор В.В., Шаторная В.Ф.
Ключевые слова: ацетат свинца, цитрат золота, цитрат серебра, плацента крыс.
Проведенное экспериментальное исследование показало, что при введении цитратов металлов экспериментальным животным на фоне интоксикации свинцом к 20 суткам беременности формируются компенсаторные приспособления в плаценте, приводящие к улучшению морфофункциональных показателей развития по сравнению с группой изолированного введения свинца, а именно: увеличение диаметра плаценты, разрастание лабиринтного отдела, увеличение относительного объема клеток Кащенко-Гофбауэра, увеличение диаметра центральной маточно-плацентарной артерии, что приводит к усиленному кровоснабжению плаценты. Совокупность данных признаков способствует формированию живого плода во время беременности, сопровождающейся хронической свинцовой интоксикацией.
Summary
INFLUENCE LEAD ACETATE AND ITS COMBINATIONS WITH CITRATE METALS ON MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL STATUS PLACENTA OF PREGNANT FEMALE RATS Maior V.V., Shatorna V.F.
Key words: lead acetate, gold citrate, silver citrate, rat placenta.
At the present time it is well known fact that environmental contamination with heavy metal compounds, the most common of which is lead and its compounds is quite common. Entering the body, lead affects hemopoietic organs, nervous, cardiovascular, digestive system and other organs. The reproductive system becomes one of the most severely affected. Lead compounds can pass through blood-placental barrier and result in pathological processes in the body of the fetus and placenta. To assess the influence of these substances on the body it is important to be aware of cumulative effect of the elements toward the biological systems. Chemical elements functioning in the body interact with one another; these interactions can be detected in the form of synergistic or antagonistic effects. Lead is a physiological antagonist to zinc, iron, calcium, magnesium, phosphorus, selenium, and vitamins A, C, E, B complex, folic acid, sulphur-containing amino acids. Searching for new bio-antagonists for lead is an urgent task, as well as studying the impact of certain micronutrients can help to solve the issues on prevention of intoxication in industrial areas.
The aim of the research work was to investigate morphological and functional state of rat placenta, placental circulation under the influence of gold and silver citrates in lead intoxication.
The study was conducted on 64 white mature pregnant female Wistar rats. All animals were divided into 4 groups (16 animals in each group): Group I involved animals injected with lead acetate solution in a dose of 0.05 mg/kg, group II included animals injected with lead acetate solution in a dose of 0.05 mg/kg and gold citrate solution in a dose of 1.5 mcg/kg; III group involved animals injected with lead acetate solution in a dose of 0.05 mg/kg and silver citrate solution in a dose of 2 mcg/kg; IV group included control, animals injected with distilled water. Rats were mated by the standard scheme. First day of pregnancy was identified from the moment of determining sperm in vaginal smear. Solutions of heavy metals and nano-metals were injected to pregnant female through a tube once a day, at one and the same time. Operative slaughter was performed on 16th and 20th day of pregnancy. The animals were taken out of the experiment by an overdose of ether anaesthesia. Histological slides of placenta were prepared by standard techniques, placentas were fixed in a solution of 10% neutral formalin, dehydrated with successively stronger concentrations of ethyl alcohol, embedded in paraffin wax and sectioned on a microtome, and stained with haematoxylin and eosin.
The experimental research has shown the injection of citrate metal to experimental animals in condition of lead intoxication up to the 20th day of pregnancy develops compensatory adaptation in the placenta that leads to improved morphological parameters compared to the group, which was injected with isolated lead acetate. The mechanisms include increasing the diameter of the placenta, the expansion of abyrinthine zone, and increase in the relative volume of the Hofbauer cells, in the diameter of the central uteroplacental arteries, which leads to increased blood flow to the placenta. The combination of these features contributes to the formation of a living fetus during pregnancy followed by chronic lead intoxication.
Demir R. Sequential expression of VEGF and its receptors in human placental villi during very early pregnancy: differences between placental vasculogenesis and angiogenesis / R. Demir, U. A. Kayisli, Y. Seval [et al.] // Placenta. - 2004. - № 6. - P. 560572.
Stanek J. Hypoxic Patterns of Placental Injury: A Review / J. Stanek // Archives of Pathology & Laboratory Medicine. - 2013. -№ 137. - P. 706-720.
