CC BY
60
УДК 615.32:616.71-018.46
Т.М. Владимцева, И.А. Пашкевич
ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ РОДИОЛЫ РОЗОВОЙ НА ВОССТАНОВЛЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ЯДРЫШКОВОГО АППАРАТА КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА ПРИ СВИНЦОВОЙ И ЦИНКОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
Ключевые слова: ядрышки, костный мозг, ацетат свинца, хлорид цинка, экстракт родиолы розовой, ксенобиотики, тяжелые металлы, ядро, клетка, интоксикация.
Введение
В соматических клетках эукариот ядрышко представляет собой мультидомен-ный структурный комплекс, основной функцией которого является биогенез рибосом. В 1965 г. Ф. Ритосса и С. Спигел-мен установили, что ядрышко является участком хромосомы, называемым ядрышковым организатором, в котором транскрибируются гены рибосомных 18Б РНК и 28S РНК.
Важным компонентом ядрышка является белок нуклеолин, регулирующий активность РНК-полимеразы I. Синтез белка в клетках эукариот проходит в несколько этапов, один из которых связан с синтезом рибосомальной РНК (рРНК), происходящим в ядрышках [1, 2]. Поэтому его биологическая роль — синтез рибосомных РНК и сборка рибосомы. Размер ядрышка отражает степень его функциональной активности, и в клетках, продуцирующих большое количество белков, оно может занимать до 25% объема всего ядра [3-5].
Форма, размер и число ядрышек являются морфологическим отражением транскрипции рибосомных генов в клетке. Изменения в нуклеолярном аппарате играют немаловажную роль в клеточной патологии, отражая степень функциональной активности клеток. При патологических процессах наблюдается снижение активности рибосомного синтеза [1-4, 6]. Ядрышки нуклеолонемного и компактного типов являются наиболее активными и обнаруживаются в интенсивно пролиферирующих или растущих клетках. Высокие темпы трансформации морфологии ядрышек являются критерием интенсивности их функциональной активности.
В настоящее время актуальной проблемой является профилактика и коррекция нарушений ядрышкового аппарата клеток костного мозга, вызванных воздействием ксенобиотиков. Для этих целей предлагается использовать адаптогены, обладающие широким спектром защитного действия, к различным ксенобиотикам, в том числе к таким тяжелым металлам, как цинк и свинец.
Объект и методы исследования
Целью наших исследований явилось изучение действия родиолы розовой на
клетки костного мозга в условиях интоксикации цинком и свинцом.
Работа проведена на 30 белых беспородных мышах-самцах массой 19-24 г в двухмесячном возрасте. В качестве модельных ксенобиотиков использовались хлорид цинка и ацетат свинца в дозе 20 мг/кг массы тела. Полиморфизм ядрышек анализировали через 24 часа, на 5-е и 14-е сутки после затравки животных. Контролем служили животные, получавшие физиологический раствор. В качестве адаптогена использовали экстракт родио-лы розовой в дозе 5 мл/кг массы животного, который вводили внутрижелудочно через зонд.
Аргентофильность ядрышек в клетках костного мозга осуществлялась методом окраски мазков клеток костного мозга нитратом серебра. Готовые препараты костного мозга фиксировали в метаноле 5-7 мин., затем обрабатывали в термостате при температуре 37-38°С в течение 20 мин. смесью 50%-ного водного раствора серебра и 2%-ного раствора желатина на 1%-ной муравьиной кислоте [7]. После окраски клетки классифицировали по форме ядра (на 200 клеток костного мозга, увеличение х1000) по видам: I — клетки без видимых морфологических повреждений; II — клетки с деградацией хроматина.
В данных клетках определяли 2 типа ядрышек по диаметру с помощью окуляр-микрометра МОВ — 1 х 15: 1-й тип — компактные и нуклеолонемные (отличаются крупными размерами, 2-4 мкм); 2-й тип — плотные фибриллярные ядрышки (мелкие, до 1 мкм), что соответствует высокой (1й тип) и низкой (2-й тип) функциональной активности ядрышек [8].
Статистическую обработку результатов проводили методами вариационной статистики с использованием /-критерия Стью-дента [9]. Различия считали значимыми, если вероятность случайности не превышала 5% (Р < 0,05).
Результаты и их обсуждение
В ходе наших экспериментов установлено, что при затравке животных хлоридом цинка в дозе 20 мг/кг через 24 часа отмечалось достоверное снижение числа клеток без морфологических повреждений ядер, а число клеток с признаками деградации хроматина увеличилось. Число крупных и мелких ядрышек в клетках без морфологических изменений снизилось и
составило 89,70±0,32% (Р < 0,001) и
74,50±0,46% (Р < 0,001), соответственно, тогда как в клетках с деградацией хроматина число макроядрышек не изменилось, но в 5 раз возросло число микроядрышек по сравнению с контролем (рис. 1).
При введении ацетата свинца в той же дозе через 24 часа наблюдалось нарастание клеток с деградацией хроматина и увеличением количества всех видов ядрышек. Число крупных ядрышек достигает 31,40±0,82% по сравнению с таковым в контроле 10,40±0,80% (Р < 0,001). Тогда как число мелких ядрышек составило 66,70±2,99% в сравнении с контролем 16,90±0,78% (Р < 0,001) (рис. 2).
Рис. 1. Низкотранскрипционные ядрышки (2-й тип) в клетках костного мозга мышей при внутрибрюшинном введении хлорида цинка в дозе 20 мг/кг (окуляр х15, объектив х90)
Рис. 2. Низкотранскрипционные ядрышки (2-й тип) в клетках костного мозга мышей при внутрибрюшинном введении ацетата свинца в дозе 20 мг/кг (окуляр х15, объектив х90)
Установлено, что пятисуточное введение хлорида цинка и ацетата свинца в дозе 20 мг/кг снизило процент клеток без морфологических повреждений и увеличило процент клеток с деградацией хроматина. При этом наблюдалось достоверное снижение всех типов ядрышек в клетках без морфологических изменений ядер, тогда как в клетках с деградацией хроматина число крупных ядрышек возросло в 2 раза, а мелких — в 6,5 раза по сравнению с контролем.
При введении хлорида цинка в течение 14 суток отмечалось значительное снижение числа клеток без морфологических повреждений ядер и десятикратное увеличение числа клеток с признаками деградации хроматина. Количество ядрышек 1го и 2-го типов в клетках без морфологических повреждений ядер снизилось и составило 83,79±0,44% (Р < 0,001) и 59,74±0,35% (Р < 0,001) соответственно. Вместе с тем в клетках с признаками деградации хроматина число крупных и мелких ядрышек достоверно возросло и составило 16,21 ±0,45% (Р < 0,001) и 40,26±0,35% (Р < 0,001) соответственно.
При введении ацетата свинца в дозе 20 мг/кг в течение 14 суток увеличивалось количество клеток с деградацией хроматина в ядре (35,33±1,19% и 6,70±0,61% (Р < 0,001) в опыте и контроле соответственно). Среднее количество крупных и мелких ядрышек в данном типе клеток достоверно увеличивалось в 2,8 и 3,3 раза соответственно. Причем в этом случае наблюдалось преобладание количества ядрышек 2-го типа над 1-м (55,08±1,57% и 28,97±2,77% по сравне-
нию с контролем 16,90±0,78% (Р < 0,001) и 10,40±0,80% (Р < 0,001), что может свидетельствовать об изменении степени транскрипционной активности.
Вывод
Таким образом, воздействие хлорида цинка и ацетата свинца проявляется в повреждении нуклеолярного аппарата клеток костного мозга по типу снижения транскрипционной активности в прямой зависимости от времени воздействия данных ксенобиотиков.
При совместном действии экстракта родиолы розовой с хлоридом цинка и ацетата свинца в дозе 20 мг/кг наблюдалось достоверное уменьшение количества клеток с деградацией хроматина, а количество клеток без видимых морфологических повреждений ядра приближалось к контрольным (табл.).
При анализе содержания крупных и мелких ядрышек в клетках костного мозга установлено, что профилактическое применение экстракта родиолы розовой на фоне действия хлорида цинка в дозе 20 мг/кг оказывало более защитное действие, возвращая количество ядрышек
1-го и 2-го типов к уровню контроля, в сравнении совместного действия экстракта родиолы розовой с ацетатом свинца, то есть оказался менее эффективным в плане защитного действия ядрышек 1-го и
2-го типов.
Таким образом, на основании полученных данных мы делаем заключение, что эффективнее проявляет свое антитоксическое действие экстракт родиолы розовой интоксикации хлоридом цинка.
Таблица
Влияние экстракта родиолы розовой (ЭРР) при совместном введении с солями тяжелых металлов на ядерный и ядрышковый материалы клеток костного мозга
Клетки без видимых морфологических повреждений ядра Клетки с деградацией хроматина
Серия % данного % ядры- % ядры- % данного % ядры- % ядры-
типа кле- шек шек типа кле- шек шек
ток 1-го типа 2-го типа ток 1-го типа 2-го типа
Контроль 93,30 89,60 83,10 6,70 10,40 16,90
±3,20 ±2,01 ±2,12 ±0,61 ±0,80 ±0,78
ЭРР, 5 мл/кг 93,20 91,29 84,03 6,80 8,71 15,97
±0,51 ±0,86 ±0,73 ±0,51 ±0,85 ±0,73
ЭРР + Zn, 20 мг/кг 83,90 ±1,23”" 83,88 ±0,78”” 70,39 ±1,54”” 16,10 ±1,23”” 16,12 ±0,77”” 29,61 ±1,54””
ЭРР + Pb, 20 мг/кг 80,0 ±0,92”" 76,42 ±0,40”” 70,07 ±0,63”” 20,0 ±0,92”” 23,58 ±0,40”” 29,93 ±0,63””
Библиографический список
1. Derenzini M. Interphase nucleolar organizer regions in cancer cells / M. Derenzini, D. Pecton / / Int. Rev. Exp. Pathol. 1991. V. 32. P. 149-191.
2. Hernandez-Verdun D. The nucleolus today / D. Hernandez-Verdun // J. Cell Sci. 1991. V. 99. P. 465-471.
3. Мамаев Н.Н. Структура и функция ядрышкообразующих районов хромосом: молекулярные, цитологические и клинические аспекты / Н.Н. Мамаев, С.Е. Мамаева // Цитология. 1992. Т. 34. № 10. С. 3-13.
4. Фролова О.Е. Морфофункциональная характеристика моноцитов. Значение исследования нуклеолярного аппарата / О.Е. Фролова // Гематология и цитология. 1998. № 10. С. 3-8.
5. Штейн Г.И. Морфометрическое исследование окрашенных серебром ядрышек в одноядерных и двуядерных гепа-
тоцитах крысы / Г.И. Штейн, Б.Н. Кудрявцев // Цитология. 1997. Т. 32. № 9. С. 775-783.
6. Погорелов В.М. Морфометрические параметры злокачественных клеток при нелейкемических гемобластозах с первичным поражением лимфатических узлов / В.М. Погорелов, С.А. Байдурин, И.Б. Капланская // Гематология. 1992. №
3. С. 5-10.
7. Ploton D. Improvement in the staining and in the visualization of the argyrophilic proteins of the nucleolar organizer region at the optical level / D. Ploton, M. Menager, P. Jeannesson // Histochem. J. 1986. V. 18. P. 5-18.
8. Челидзе П.В. Морфофункциональная классификация ядрышек / П.В. Челидзе, О.В. Зацепина / / Успехи соврем. биологии. 1988. Т. 105. № 2. С. 252-268.
9. Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Ла-кин. М.: Высш. шк., 1990. 352 с.
+ + +
