Научная статья на тему 'Вплив комплекса солей важких металів на морфофункціональний стан ядер гангліонарних нейронів кори мозочка білих щурів-самців'

Вплив комплекса солей важких металів на морфофункціональний стан ядер гангліонарних нейронів кори мозочка білих щурів-самців Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
63
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОЗОЧОК / СОЛі ВАЖКИХ МЕТАЛіВ / ГАНГЛіОНАРНі НЕЙРОНИ / ХРОМАТИН / КАРіОПіКНОЗ / КАРіОЛіЗіС / КАРіОРЕКСіС / НЕКРОЗ

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Гринцова Н.Б., Пернаков М.С.

З метою аналізу динаміки морфологічних перебудов ядерного апарата клітин Пуркіньє кори мозочка в умовах тривалого впливу на організм сульфатів міді, цинку і заліза був проведений експеримент на 48 білих статевозрілих щурах-самцях масою 200-250 г, у віці 5-8 місяців. Застосовувався електронно-мікроскопічний метод дослідження. Встановлено, що комбінована дія на організм сульфатів міді, цинку і заліза чинить на ядерний апарат гангліонарних нейронів кори мозочка досить виразний токсичний ефект. Ступінь виразності морфологічних перебудов в ядерному апараті знаходиться в прямій залежності від термінів експерименту. В ядрах гангліонарних нейронів розвиваються неспецифічні зміни поліморфного характеру, які є оборотними на ранніх термінах досліду і незворотніми, в основному некробіотичного характеру (каріопікноз, каріолізис і каріорексис) у більшої частини нейронів на більш пізніх термінах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Вплив комплекса солей важких металів на морфофункціональний стан ядер гангліонарних нейронів кори мозочка білих щурів-самців»

лабораторных животных. Установлено, что в норме поднижнечелюстной железы человека и лабораторных животных имеют определенные видовые особенности топографии и анатомического строения, которые необходимо учитывать при проведении экспериментальных исследований для правильной интерпретации результатов исследований и подбора определенного вида лабораторных животных при их проведении.

Ключевые слова: поднижнечелюстная слюнная железа, сравнительная морфология, человек, лабораторные животные.

Стаття надшшла 21.04.2017 р.

been established that in the norm of the submandibular gland of humans and laboratory animals there are certain specific features of topography and anatomical structure that must be taken into account in carrying out experimental studies for the correct interpretation of the results of studies and the selection of a certain type of laboratory animals in their conduct.

Key words: submandibular salivary gland, comparative morphology, human, laboratory animals.

Рецензент Костиленко Ю.П.

УДК 611.817.1.084/.085:613.632:616.831.71-092.9

ВПЛИВ КОМПЛЕКСА СОЛЕЙ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В НА МОРФОФУНКЦЮНАЛЬНИЙ СТАН ЯДЕР ГАНГЛ1ОНАРНИХ НЕЙРОН1В КОРИ МОЗОЧКА Б1ЛИХ ЩУР1В-САМЦ1В

З метою аналiзу динамки морфолопчних перебудов ядерного апарата кл™н Пурюнье кори мозочка в умовах тривалого впливу на оргашзм сульфатов мвд, цинку i залiза був проведений експеримент на 48 бших статевозрших щурах-самцях масою 200-250 г, у вщ 5-8 мiсяцiв. Застосовувався електронно-мкроскотчний метод дослiдження. Встановлено, що комбшована дiя на органiзм сульфатiв мвд, цинку i залiза чинить на ядерний апарат ганглюнарних нейронiв кори мозочка досить виразний токсичний ефект. Стутнь виразност морфологiчних перебудов в ядерному апарат знаходиться в прямш залежностi вiд термiнiв експерименту. В ядрах ганглюнарних нейрошв розвиваються неспецифiчнi змiни полiморфного характеру, якi е оборотними на раншх термiнах дослщу i незворотнiми, в основному некробютичного характеру (карiопiкноз, карiолiзис i карюрексис) у бшьшо! частини нейронiв на бшьш пiзнiх термiнах.

Ключовi слова: мозочок, солi важких металiв, ганглюнарш нейрони, хроматин, карiопiкноз, карiолiзiс, карюрексю, некроз.

Робота е фрагментом НДР «Морфофункщоналъний монторинг стану оргатв i систем оргатзму за умов порушення гомеостазу» (номер державноI реестраци 0109и008714) та «Закономiрностi вжових i конституцшних морфологiчних перетворенъ за умов впливу ендо- i екзогенних чиннитв i шляхи IX корекцй», державна реестращя № 0113и001347.

Токсична дегенеращя мозочка е одшею з форм дегенеративних захворювань мозочка та найбшьш частою причиною розвитку в клшщ синдрому прогресуючо! мозочково! атаксн. До етюлопчних патогенетичних мехашзм1в розвитку цього захворювання належить екзогенна штоксикащя лшарськими препаратами, солями важких метал1в, летючими х1м1чними сполуками [5, 7]. Зпдно з л1тературними даними, в патогенез1 розвитку захворювання мае значення пряме токсичне ураження кттин Пуркшье мозочка, що володдать виб1рковою тропнютю до деяких екзогенних отрут [5]. Достов1рною церебеллотоксичнютю волод1ють { важю метали (свинець, германш, вюмут, лтй, ртуть, марганець). У ряд1 райошв Сумсько! област Укра!ни виявлено шдвищення кшькост сполук важких метал1в у вод1 та грунп [2], що негативно впливае на здоров'я населення, зокрема стан нервово! системи [3]. Мехашзми впливу на людину еколопчно негативних чинниюв, особливо !х низьких р1вшв, поки недостатньо вивчеш Одним з важливих ланок у систем1 «вплив фактора на оргашзм-захворювашсть-смертшсть» е пошкодження генетичного апарату кл1тин. Причому, сильш впливи, як правило, призводять до загибел1 кттин-мшеней, тод1 як вщносно слабю шдвищують частку кл1тин з генетичними пошкодженнями [4]. Автори не знайшли робгг по комбшованому впливу сульфат1в цинку, мщ1 { затза на геном ганглюнарних нейрошв мозочка. Кр1м того, щкав1 мехашзми впливу важких метатв на процеси 1ндукцп апоптозу 1 некрозу в кл1тинах Пуркшье. Отже, вплив комбшацп солей важких метал1в на ядерний апарат ганглюнарних нейрошв кори мозочка е актуальною проблемою нейроморфологп { вимагае детального вивчення.

Метою роботи був анал1з морфолопчних перебудов ядерного апарату кл1тин Пуркшье кори мозочка в умовах впливу на оргашзм сульфаив мщ, цинку { зал1за у р1зш термши експерименту.

Материал та методи дослщження. Експеримент проведений на 48 бших статевозрших щурах-самцях масою 200-250г, в вщ1 5-8 мюящв, як були розподшеш на 4 груп. Лабораторш тварини першо! групи (контрольно!) мютилися в звичайних умовах в1вар1ю. Тварини 2-4 груп протягом 3-х мюящв вживали воду, насичену комбшащею солей важких метал1в: цинку (ZnSO4) -50 мг / л, мщ (СuSО4) - 20 мг / л 1 зал1за (FeSO4) - 20 мг / л. Групи шддослщних тварин виводилися з експерименту шляхом декаштацп тд еф1рним наркозом через 30, 60 та 90 д1б вщ

початку експерименту. Утримання тварин i машпуляцп над ними проводилися вщповщно до положень «Свропейсько1 конвенцп про захист хребетних тварин, що використовуються для експериментальних та шших наукових цшей» (Страсбург, 1986), Директиви Ради Свропи 86/609 / ЕЕС (1986р.) та положень «Загальноетичних принцишв експериментiв на тваринах» (Кшв, 2001р.) Вивчення ультраструктури ядер ганглюнарних нейронiв кори мозочка проводили методом трансмюшно! електронно! мiкроскопii. Маленью шматочки кори мозочку, вiдповiдно до методики, безпосередньо у секцшнш, опускали у фшсуючу сумiш (2,5%-ний забуферений розчин глютарового альдегiду). Фiксацiю проводили на протязi 5-6 годин при температурi 4°С. Остаточну фiксацiю проводили у 1%-ному забуференому розчинi чотириокисного осмiю на протязi 2-3 годин при температурi 4° С. Депдратащя проходила у спиртах зростаючо! концентрацп та ацетонi. Шматочки тканини просочували у сумiшi эпоксидних смол (эпон-аралдит) за загальноприйнятими методиками. Полiмеризацiю блокiв проводили у термостатi при температурi 60°С впродовж двох дiб. Ультратонкi зрiзи, виготовленi на ультрамiкротомi УМТП-6, зафарбовували 1 % водним розчином ураншацетату, контрастували цитратом свинцю за Рейнольдсом i вивчали шд електронним мiкроскопом ПЕМ-100К при прискореному напруженнi у межах 20000-60000 крат.

Результати дослщження та ix обговорення. Встановлено, що ядра грушеподiбних нейрошв iнтактних тварин молодого вiку характеризуются високим ступенем структурно-функцюнально1 активность Клггини мають великi сферичнi ядра з св^лою карiоплазмою. Карiолема складасться з двох мембран, якi вщокремлеш вузьким, вiдносно рiвномiрним перинуклеарним простором. В ядернш оболонцi чiтко визначаеться багато ядерних пор, невеликих розмiрiв а також окремi неглибокi швагшацп та вибухання. В ядрах переважае еухроматин. Нуклеоплазма клiтин Пуркiнье мае дрiбногранулярний вигляд, великi ядерця, яю складаються з щiльних осмiофiльних i свiтлих вакуолеподiбних зон. Навколо ядерця часто спостер^аються дiлянки карiоплазми, що насичеш РНК - гранулами рибосомального типу. В результатi 30-ти денного термiну дп на органiзм комбшацп солей важких металiв в оргашзацп ганглiонарних нейронiв розвиваються неспецифiчнi змши полiморфного характеру, якi е в бшьшосп випадкiв зворотними, у виглядi гострого набряку та iшемiчних змш з прогресуючими ознаками дистрофп (гомогешзуюче розщеплення клiтин Пуркiнье). В патогенезi вказаних перебудов ключову роль вщграють порушення в судинному руслi кори мозочка i як наслiдок -розвиток тканинно! гшоксп, до яко! край чуттевi клiтини Пуркiнье, що пояснюеться особливостями ангiоархiтектонiки кори мозочка [1]. Ядра нейрошв значно збшьшеш в розмiрах гiперхромнi, перебувають у сташ реактивних змiн. Ядерна мембрана ч^ко контурована, однак мала невелик дiлянки розпушення. Iнодi вона утворювала неглибокi швагшацп. У перинуклеарнiй зош цитоплазми дещо зменшилась кiлькiсть органел. Перинуклеарш простори рiвномiрно розширенi. У ядерному матрикс частини клiтин рiвномiрно розподiленi гранули конденсованого хроматину та присутне одне гiпертрофоване, гiперхромне, розташоване центрально ядерце (рис.1). Деякi кл^ини Пуркiнье мали пiкнотичнi ядра та ядра, хроматин котрих перебував у сташ частково1 конденсацil. Хроматин у виглядi щiльних брилок локалiзувався б^ ядерно1 мембрани. Матрикс ядра був помiрно просвiтлений.

У тварин тсля 60-ти денного термiну дослiду, морфолопчш перебудови у ядерному апаратi кттин Пуркiнье кори мозочка прогресують та мають бшьш виразний характер в порiвняннi з попереднiм термiном експерименту. Зменшуеться кiлькiсть нейронiв iз зворотними морфолопчними змiнами i, в той же час, зростае кшьюсть дистрофiчно змiнених клiтин, процеси в яких мають незворотнiй характер. Спостерiгаеться зниження електронно1 щiльностi матриксу ядра та розпушення ядерно1 мембрани, що свщчить про розвиток внутрiшньоядерного набряку. З'являються глибокi iнвагiнацil та локальний лiзис ядерно1 оболонки (рис.2).

Перинуклеарнi простори ядерно1 оболонки помiрно розширенi. Простежуеться наростаюча конденсацiя хроматину ядер. Ядерний хроматин знаходиться у конденсованому сташ, частина його гранул зiбрана в осмюфшьш брилки, що концентрувались вздовж внутршньо1 карiомембрани. Друга частина конденсованого хроматину, у виглядi осмiофiльних брилок, дифузно розпод^лась у матриксi. Зменшуеться, у порiвняннi з попереднiм термшом експерименту, кiлькiсть та розмiри ядерець. З'являються нейрони, що знаходяться у сташ карiоцитолiзу та карiолiзису з утворенням клiтин - тiней.

Рис.1. Кора мозочка щура при шдвищеному споживанш солей важких метамв наприкшц 30-ти денного термшу експерименту. Просвiтлення матриксу ядер клiтин Пуркшье, конденсацiя хроматину. х 38 000.

Рис.2. Кора мозочка щура при пiдвищеному споживанш солей важких метаив наприкiнцi 60-ти денного термшу експерименту. Просвгшення центрально! частини матриксу ядер клггин Пуркшье. х 35 000.

Пiд впливом довготривало1, 90-ти денно1, ди на оргашзм комплексу солей важких мет^в виникають стiйкi порушення функцп нейрошв, що призводить до розвитку незворотшх змiн ix структури, дегенераци та загибелi частини клiтин. Ядра грушоподiбниx нейронiв мали розпушену, потовщену та осмюфшьну ядерну оболонку, котра iнодi утворювала глибокi та мiлкi швагшацп, мала осередки руйнаци у виглядi лiзису (рис. 3). Перинуклеарнi простори значно розширеш. Ядерний хроматин знаходився в конденсованш та деконденсованiй формах, бшьша його частина концентрувалась на перифери матриксу ядра. Брилки друго1 частини хроматину бiльш, або менш рiвномiрно розподiленi по матриксу.

Центральна частина зрiзу ядра мала низьку електронну щiльнiсть. Ядерце контуруеться лише у частини клггин, гшертрофоване, гшерхромне, у станi ектопп, змiщене до внутршньо!' карiомембрани ядра. Значна кшькють клiтин перебувала у станi глибоких змш, з незворотними ушкодженнями структури основних клгшнних компонентiв та ядра (карюткноз, карiорексiс та карiолiзiс).

Рис.3. Кора мозочка щура при шдвищеному споживанш солей важких метамв наприкшщ 90-ти денного термшу експерименту. Просвгглення матриксу ядер клгган Пуркшье, конденсащя хроматину, глибокi швагшаци та вогнищевий лiзис карiомембрани. х 38 000.

Хрошчний сумарний вплив солей важких метал1в на кору мозочка статевозрших щур1в викликае в ядерному апарат ганглюнарних нейрошв широкий спектр морфолопчних змш - в1д оборотних до деструктивних, необоротних. Ступшь виразност морфолопчних перебудов знаходиться в прямш залежност в1д термш1в експерименту. Морфолопчш параметри ядер вказують на розвиток набряку 1 початков1 етапи порушення внутршньоклгшнно'! бюенергетики 1 зниження синтетичних 1 репаративних процес1в в ядр1 [6]. Збшьшення тривалост експерименту викликае поступове, наростаюче збшьшення кшькост дистроф1чно змшених клгшн з ознаками руйнування 1х ядер, з'являються клгшни-тш1, що вказуе на незворотнють процесу. Морфолопчш перебудови ядерного апарату ганглюнарних нейрошв, на останшх термшах досвщу, свщчать про розвиток пол1морфних дистроф1чних, атроф1чних 1 деструктивних процес1в, бшьшють з яких е незворотними. Оцшюючи динамжу незворотних морфолопчних змш ядер ганглюнарних нейрошв можна припустити, що комплекс солей важких метал1в призводить до загибел1 нейрошв, нашмов1рнше, шляхом некрозу. Отримаш нами морфолопчш даш вказують на складний характер синерпчних та антагонютичних взаемовщносин в комплекс! солей важких метал1в в 1х генотоксичному вплив1 на ганглюнарш нейрони кори мозочка 1 в процесах регулящ! клгшнно!' загибель

1. Grintsova N. B. Morfofunktsionalnyie perestroyki sosudistogo i kletochnogo komponentov koryi mozzhechka v usloviyah vozdeystviya na organizm sulfatov medi, tsinka i zheleza / N. B. Grintsova, L. V. Vasko, L. I. Kiptenko [i dr.] // Georgian Medical News.- 2015- Vol.9 (246) - P.84 - 90.

2. Dopovid pro stan navkolyshnoho pryrodnoho seredovyshcha v Sumskii oblasti u 2000 rotsi. - Sumy: Vydavnytstvo "Dzherelo", - 2001. - 178 s.

3. Dolgov A. M. Vliyanie antropogennyih faktorov sredyi obitaniya na vozniknovenie ostryih narusheniy mozgovogo krovoobrascheniya u naseleniya promyishlennogo goroda / A. M. Dolgov, D. R. Kadyirmaeva, V. I. Kudrin // Gigiena i sanitariya .- 2002.- No. 5. S. 29-31.

4. Syicheva L. P. Rol geneticheskih issledovaniy pri otsenke vliyaniya faktorov okruzhayuschey sredyi na zdorove cheloveka / L. P. Syicheva, Yu.A. Rahmanin, Yu.A. Revazova [i dr.] // Gigiena i sanitariya.-2005.-No.6.-S. 59-62.

5. Huzina G.R. Pozdnie priobretennyie mozzhechkovyie degeneratsii / G. R. Huzina // Nevrologicheskiy vestnik. - 2008. - No. 3. - S. 78-82.

6. Shkorbatov Yu. H. Strukturni ta elektrokinetychni vlastyvosti yader klityn bukalnoho epiteliiu liudyny u zviazku z diieiu fizyko-khimichnykh faktoriv ta zminoiu funktsionalnoho stanu orhanizmu: avtoref. dys. na zdobuttia nauk. stup. dokt. bioloh. nauk: spets.03.00.11. «Tsytolohiia, klitynna biolohiia, histolohiia» Yu. H. Shkorbatov - Kyiv, - 2005.- 40 s.

7. Mahcall E. L. Late (acquired) cortical cerebellar atrop / E. L. Mahcall, P.S. Vinken, G.W. Bruyn // Handbook of clinneurology. - Amsterdam: Elsevier, - 1975. - Vol. 22. -477 p.

ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСА СОЛЕИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЯДЕР ГАНГЛИОНАРНЫХ НЕЙРОНОВ КОРЫ МОЗЖЕЧКА БЕЛЫХ КРЫС-САМЦОВ

Гринцова Н. Б., Пернаков Н. С. С целью анализа динамики морфологических перестроек ядерного апарата клеток Пуркинье коры мозжечка в условиях длительного воздействия на организм сульфатов меди, цинка и железа был проведен эксперимент на 48 белых половозрелых крысах-самцах массой 200-250г, в возрасте 5-8 месяцев. Применялся электронно-микроскопический метод исследования. Установлено, что комбинированное воздействие на организм сульфатов меди, цинка и железа оказывает на ядерный аппарат ганглионарных нейронов коры мозжечка достаточно выразительный токсический эффект. Степень выраженности морфологических перестроек в ядерном аппарате находится в прямой зависимости от сроков эксперимента. В ядрах ганглионарных нейронов развиваются неспецифические изменения полиморфного характера, которые являются обратимыми на ранних сроках опыта и необратимыми, в основном некробиотического характера (кариопикноз, кариолизис и кариорексис) у большей части нейронов на более позних сроках.

Ключевые слова: мозжечок, соли тяжелых металлов, ганглионарные нейроны, хроматин, кариопикноз, кариолизис, кариорексис, некроз.

Стаття надшшла 10.04.2017 р.

COMPLEX HEAVY METAL SALTS EFFECT ON MORPHOLOGICAL FUNCTIONING CONDITION OF THE NUCLEI OF GANGLION NEURONS OF WHITE MALE RATS' CEREBELLAR CORTEX Grintsova N. B., Pernakov N. S.

In order to analyze the dynamics of morphological and morphometric nuclear rearrangements of cortical cerebellar Purkinje cells under prolonged exposure (for 90 days) on the body of copper sulfate, zinc and iron experiment was conducted on 48 white adult male rats weighing 200-250g, aged 5 -8 months. We used an electron microscope method. It was found that the combined effect of copper sulfate, zinc and iron on the body has nuclear device ganglion neurons in the cerebellar cortex sufficiently expressive toxicity. The degree of morphological mutations in the nuclear unit is in direct proportion to the duration of the experiment. In the nuclei of ganglion neurons develop nonspecific changes of polymorphic nature, which is reversible in the early stages of experience and irreversible, mainly necrobiotic character (chromatolysis, pycnosis and reksis) in most of the neurons within a timeline.

Key words: cerebellum, heavy metal salts, ganglion neurons, chromatin, karyolysis, karyopycnosis, karyoreksis, necrosis.

Рецензент Волков К.С.

УДК 611.663.013-053.15/.31

Ш///////////////Ш

ПРЕНАТАЛЬНИИ МОРФОГЕНЕЗ ШИИКИ МАТКИ

Розвиток шийки матки характеризуеться складшстю морфогенетичних перетворень у пренатальному онтогенезi i механiзмiв регуляцп 11 функцш. У дшянщ контакту двох генетично рiзнорiдних титв еттелто концентруються еттелюцити - похщш сечостатево! пазухи. Наведен теоретичш узагальнення та нове виршення актуально! задачi щодо хронолопчно! послщовност морфогенезу шийки матки у внутршньоутробному перiодi розвитку людини. Отримаш даш можуть бути використаш у виршенш питань формування перехщних дшянок морфолопчно i генетично рiзних еттелпв шийки матки у пренатальному онтогенезi людини та юнування генетично зумовлених передумов для розвитку доброяюсних i злояюсних захворювань шийки матки в процеа ембрюгенезу.

Ключовi слова: шийка матки, морфогенез, пренатальний онтогенез, норма.

Робота е фрагментом НДР «Буковинсъкий державний медичний ушверситет»: «Особливостi морфогенезу та топографа оргатв i систем в пренатальному та постнаталъному перюдах онтогенезу» (№ держ. реестр. 011Ш002769).

Вщповщно до даних З.Г. Маюян [7], вроджеш вади розвитку жшочих статевих оргашв становлять 14% вс1х вроджених аномалш. Зазначеш вади виникають у процеш ембрюгенезу внаслщок впливу генетичних, ендокринних, екзогенних та шших шюдливих чинниюв [1, 2]. Незважаючи на досягнул устхи в лшуванш хворих з вродженими вадами розвитку жшочого статевого тракту, залишаеться багато невиршених питань { проблем як теоретичного, так й практичного характеру [9, 11]. Доводиться констатувати, що недостатньо вивченими е мехашзми

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.