Научная статья на тему 'Зміни мітохондріального апарату кардіоміоцитів щурів на ранніх термінах хронічної опіоїдної інтоксикації'

Зміни мітохондріального апарату кардіоміоцитів щурів на ранніх термінах хронічної опіоїдної інтоксикації Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
135
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕРЦЕ / КАРДіОМіОЦИТ / МіТОХОНДРії / ЩУР

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Покотило П. Б.

За даними ВООЗ хвороби серця є однією з визначальних проблем сучасної медицини. Найбільш частою причиною смертності та інвалідизації населення розвинених країн є захворювання серцевосудинної системи, які складають майже 17-20 % населення. В україні за статистичними даними причиною 63 смертей з 100 є серцево судинні захворювання [1]. Пошкодження мітохондріального апарату на думку деяких вчених [2, 3, 4] є одним з пускових механізмів серцево -судинних захворювань. За допомогою електронномікроскопічних, морфометричних та статистичних методів досліджень встановлено структурні особливості мітохондріального апарату кардіоміоцитів білих щурів на ранніх термінах хронічної опіоїдної інтоксикації. Отримані дані можуть бать підставою для подальших досліджень впливу наркотичних засобів на серцевосудинну систему з метою розробки.інвестиційні методів профілактики і лікування наркотичних кардіоміопатій. Проведено порівняльний аналіз морфометричних параметрів структури мітохондріального апарату міокарда на різних термінах експеримент та встановлено типи ураження мітохондрій залежно від їх локалізації та функціонального навантаження.

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 «Зміни мітохондріального апарату кардіоміоцитів щурів на ранніх термінах хронічної опіоїдної інтоксикації»

клеток селезенки. Винборон на фоне действия циклофосфана Vinboron on the background of cyclophosphamide reduces

приводит к уменьшению иммуносупрессивного влияния the immunosuppressive effect of the latter on the humoral

последнего на гуморальный иммунный ответ. immune response.

Ключевые слова: винборон, иммунотропная активность, Key words: vinboron, immunotropic activity,

модель вторичного иммунодефицита. model of secondary immunodeficiency.

Стаття надшшла 11.06.2014 р. Рецензент Кащенко С.А.

УДК 611.127-0.18.63-076.4:615.212.7.099]-08

шяШШШШшШк

ЗМ1НИ М1ТОХОНДР1АЛЬНОГО АПАРАТУ КАРДЮМЮЦИТ1В ЩУР1В НА РАНН1Х ТЕРМ1НАХ ХРОН1ЧНО1 ОПЮ1ДНО1 ШТОКСИКАЦП

За даними ВООЗ хвороби серця е однieю з визначальних проблем сучасжа медицини. Найбiльш частою причиною смертносп та iнвалiдизацii населення розвинених кра!н е захворювання серцево- судинно! системи, яю складають майже 17-20 % населення. В укршш за статистичними даними причиною 63 смертей з 100 е серцево - судинш захворювання [1]. Пошкодження мiтохондрiального апарату на думку деяких вчених [2, 3, 4] е одним з пускових механiзмiв серцево -судинних захворювань. За допомогою електронно- мiкроскопiчних, морфометричних та статистичних методiв дослiджень встановлено структурнi особливостi мiтохондрiального апарату кардiомiоцитiв бiлих щурiв на раншх термiнах хронiчноi опiоiдноi штоксикацп. Отриманi данi можуть бать тдставою для подальших дослiджень впливу наркотичних заа^в на серцево- судинну систему з метою розробкиливестицшш методiв профшактики i лiкування наркотичних кардiомiопатiй. Проведено порiвняльний аналiз морфометричних параметрiв структури мiтохондрiального апарату мiокарда на рiзних термiнах експеримент та встановлено типи ураження м™хондрш залежно вiд !х локалiзацii та функцiонального навантаження.

IGii040Bi слова: серце, кардюмюцит, м1тохондрп, щур.

За даними ВООЗ патолопя серцево-судинноi системи е одшею з визначальних проблем сучасноi медицини. Найчастшою причиною смертност та швалщизацп населення розвинутих краш е захворювання серцево-судиннох' системи, яю становлять майже 17-20% населення. В УкраЛш за статистичними даними причиною 63 смертей з1 100 е серцево-судинш захворювання [1]. Пошкодження м1тохондр1ального апарату на думку деяких вчених [2, 3, 4] е одним ¡з пускових мехашзм1в розвитку серцево-судинноi патологи.

За допомогою морфолопчних метод1в дослщження встановлено структурш особливосп м1тохондр1ального апарату кардюмюципв бших щур1в на р1зних термшах переб1гу хрошчно! ошо'дно! iнтоксикацii. Отримаш даш можуть слугувати шдгрунтям для подальших дослщжень впливу наркотичних засоб1в на серцево-судинну систему з метою розробки метод1в профшактики та лшування наркотичних кардюмюпатш.

Метою роботи було встановлення змши м1тохондр1ального апарату кардюмюципв щур1в на р1зних термшах перебпу експерименту на ультрамшроскошчному р1вш та сшввщношення р1зних тишв м1тохондрш шд впливом опющу, а також !х функцюнальну актившсть.

Матерiал та методи дослiдження. Матер1алом дослщження були статево зрш щур>самщ масою 100 - 160 г лшп "Вютар" в кшькосп 36 тварин. Вс тварини мютились в умовах в1вар1ю на звичайному харчовому рацюш Робота проводилась зпдно "Правилам проведення робгг з використанням експериментальних тварин" (1977р.), Конвенщею Ради Свропи "Про охорону хребетних тварин, що використовуються в експериментах та шших наукових щлях "(1986р.), Директиви СЕС 3609(1986рю) та наказу МОЗ Украши №281 вщ 01.11.2000р. "Про м1ри по подальшому вдосконаленню оргашзацшних норм роботи з використанням експериментальних тварин", "Загальними етичними правилами експерименпв на тваринах" ухваленими I Нацюнальним конгресом з бюетики вщ 20 вересня 2001 року, м. Кшв. При виконанш роботи проводилися заходи по дотриманню принцишв етики для проведення бюмедичних дослщжень.

Вщтворення експериментальноi ошо'дно! iнтоксикацii проводилося внутршньом'язовим введенням опющного анальгетика "Налбуфш" ¡з розрахунку на першому тижш 8 мг/кг маси, ¡з зростанням дози на 2 тижш 15 мг/кг маси, на 3 тижш 20 мг/кг маси, поступово тдвищуючи дозу введення на 6 тижш до 35 мг/кг маси тша щура. Препарат розводили бщистильованою водою для доведення об'ему ш'екцп до 0,5мл. Контрольна група тварин - штактш бш щур1 такоi ж ваги, стаи, вшу. Контрольнш груш тварин вводили 0,9% розчин NaCl в об'ем1 0,5 мл внутршньом'язево. Щоденно проводилося зважування тварин для корекцii дози введення препарату. Заб1р матер1алу для електронно-мшроскошчного дослщження здшснювали шсля евтаназii щур1в шляхом внутршньо очеревинного введення тюпенталу натр1ю з розрахунку 25 мг на 1кг маси тша. У якост матер1алу для електронно-мшроскошчного дослщження використали стшку правого передсердя. За допомогою леза © Покотило П.Б., 2014 141

вгдргзали невелику частину тканини правого передсердя щура, яку помгщали в1дразу ж у велику краплю 2% розчину чотириокису осмГю на 0,1 М фосфатному буферГ (рН 7,36) з сахарозою. Пюля цього, знежиреним в ацетош лезом вирГзали смужки тканини правого передсердя розмГром 0,4 х0,1х0,1см i швидко переносили !х в шшу краплю фГксуючого розчину цього ж складу, розмщеного на восковiй пластинщ (зуболiкарський вiск).

3i смужок вирiзали кусочки (тканиннi блоки) тканини кори нирки кубГчно! форми об'емом 1мм3. Тканинш блоки фiксували у 2% розчиш чотириокису осмiю на 0,1 М фосфатному буферi (рН 7,36) з доданням сахарози впродовж 2 год. Пюля цього 1х вщмивали буферним розчином цього ж складу (4 свiжi порци по 15 хвилин у кожнш). Для депдратаци i пiдготовки до просякнення водонерозчинними смолами вадмитг вiд залишкiв фiксаторiв тканиннi блоки проводили через спирти висхщно! концентраци i абсолютний ацетон ПотГм матерiал помiщали в сумш епоксидних смол епон - аралдт Тканиннi блоки помiщали в епон-аралдГт шляхом проведення через розчини зростаючо! концентраци. Для кращого просякнення матерiал разом iз сумiшшю смола - ацетон ставили у гшзда електроцентрифуги з 10 обертами на хвилину. Потiм блоки тканин помiщали шляхом самовтоплення в епон-аралдiт, що знаходився в глщеринових капсулах. Полiмеризацiю матерiалу проводили поетапно при температурi 36 , 45, 60С впродовж 24 годин при кожному температурному режима Ультратоню зрiзи готували на ультрамiкротомi УМТП-3М за допомогою скляних ножiв, виготовлених на приладi ССН-1. Для дослщження вiдбирали зрiзи срiблястого або шжно-лимонного кольору. Зрiзи контрастували спочатку в 2%-ому розчинi уранiлацетату, а потГм - цитрату свинцю. Вивчення i фотографування матерiалу проводили за допомогою мшроскопу УЕМВ -100К (Украша) при прискорюючiй напрузi 75 кВ i збiльшеннях на екранi мшроскопа 2000 х -24000.

Морфометричнi дослщження проводили за загальноприйнятими методами дослщження. При оцiнюваннi структурно-функцiональних змiн мюкарду визначали середнi величини морфометричних показниюв. Статистичне опрацювання результатiв дослiдження за допомогою програми EXCEL для Windows ХР.

Результати дослщження та Тх обговорення. Дослiдження мiокарда щурiв на 14 добу експерименту дозволило встановити наступне. Виявлено збережену загальну структуру скоротливого мюкарда. Ультрамiкроскопiчно мiтохондрiальний матрикс, мiтохондрiальнi мембрани та кристи поодиноких мiтохондрiй збереженi (рис. 1, 2).

.г-:- Г ' . -ч>-:

rifV. ' ,

¿г Шшг ■ ......

тшщ

\

■ Ль** '*' -г"- - ■

Рис. 1. Ушкодження мiтохондрiального апарата в саркоплазмi кардiомiоцитiв на 14 добу експерименту. Зб.: х14000.

Рис. 2. Мiтохондрiальний апарат в саркоплазмГ кардiомiоцитiв правого передсердя щура на 14 добу експерименту. 36.: 14000.

Рис. 3. Ушкодження навколоядерних мггохондрш в

Рис. 4. Стан мiжмiофiбрилярних мггохондрш в саркоплазмi

саркоплазмi скоротливого кардюмюцита щура на 14 добу кардюмюцита правого передсердя щура на 28 добу

експерименту. Зб.: х12000.

експерименту. Зб.: х24000.

У парануклеарному просторГ зусгрiчаються поодинокг спустошенi мгшхондрп з електронно-

142

прозорим матриксом, що за розмфами значно перевищують звичайн1 органели (рис. 3). Представлеш дан1 свщчать про значний зсув сшввщношення м1ж конденсованою - (3 тип) { ортодоксальною - (1 тип) конф1гуращями мггохондрш: у щур1в 2 експериментально! групи - 1 до 2,2-2,7 у пор1внянш з сшввщношенням 1 до 3,3-3,8 в р1зних д1лянках мюкарду щур1в контрольно! групи. Це вказуе на сповшьнешсть переходу м1ж конф1гуращями високоенергетичних мггохондрш, що реашзуе бшьш тривале !х вщновлення у конденсованому сташ, проте така реакщя призводить до загального обмеження енергозабезпечення скоротливо! функцл передсердного мюкарда. Таким чином, на 14 добу експерименту вщбуваегься пом1рне збшьшення мггохондр1ального апарата скоротливих кардюмюципв, що супроводжуеться тривалим вщновленням високоенергетичних мггохондрш { обумовлюе енергетичне обмеження скорочення мюкарда передсердь.

Вивчення стану м1тохондр1ального апарату на 28 добу експерименту виявило патолопчш змши на ультраструктурному р1вш. Даш змши мають дифузний характер, але !х виразшсть неоднакова у вивчених д1лянках мюкарда. На тл1 збережено! тканинно! структури мюкарда спостерпаються поодиноко розташоваш апоптичш тшьця; найбшьша !х кшьюсть трапляеться у склад! вшьно! стшки обох передсердь, а також у м1жпередсерднш перегородщ. Виявляються значш змши м1тохондр1ального апарату, зокрема, деяк м1тохондри, незалежно вщ типово! приналежносп, мають ознаки пом1рно! вакуол1зацп матрикса (рис. 4).

Пгантсью спустошеш м1тохондри зустр1чаються у парануклеарному простор1 1, значно рщше, пщ сарколемою або м1ж мюф1брилами. Враховуючи, що в зазначених внутршньокттинних локал1защях переважають м1тохондри 2 типу, можна стверджувати, що саме вони ушкоджуються найбшьше при моделюванш хрошчного отруення ошатами. Слщ зауважити, що таке зростання вщбуваеться за рахунок конденсованих конф1гурацш м1тохондрш, як майже вдв1ч1 перевищували контрольш значення у вс1х д1лянках передсердного мюкарда. Внаслщок цього р1зко змшювалось сшввщношення м1ж конденсованою 1 ортодоксальною конфпуращями органел, досягаючи 1 до 2,33,4. Отже, на 28 добу експерименту у щур1в спостерпаеться незначне дифузне ушкодження м1тохондр1ального апарату у вс1х дшянках мюкарду за рахунок зростання кшькост м1тохондрш 2 типу { пригшчення функцюнально! активносп високоенергетичних органел.

1. У внутршньокштинних локал1защях переважають м1тохондрп 2 типу, можна стверджувати, що саме вони ушкоджуються найбшьше при моделюванш хрошчного отруення ошатами.

2. На 14 добу експерименту вщбуваеться пом1рне збшьшення кшькосп мггохондр1ального апарату скоротливих кардюмюципв, що супроводжуеться тривалим вщновленням високоенергетичних м1тохондрш { обумовлюе енергетичне обмеження скорочення мюкарда передсердь.

3. На 28 добу експерименту у щур1в спостер1гаеться пом1рне дифузне ушкодження м1тохондр1ального апарата у вс1х дшянках мюкарду за рахунок збшьшення кшькосп м1тохондрш 2 типу { пригшчення функцюнально! активносп високоенергетичних органел. Найбшьшого шем!чного ушкодження зазнавали м1жмюф1брилярш м1тохондри.

1 .Горбась I. М. Iшемiчна хвороба серця: епiдемiологiя та статистика / I. М. Горбась // Здоровя Укра'ши.- 2009.- №3/1.- С. 34-35.

2. Conley K. E. Mitochondrial function, fibre types and ageing: new insights from human muscle in vivo / K. E. Conley, C. E. Amara, S. A. Jubrias [et al.] / Exp Physiol. - 2007, Vol.92(2), P. 333-339.

3. Conley K. E. Mitochondrial dysfunction and age / K. E. Conley D. J. Marcinek, J. Villarin // Curr Opin Clin Nutr Metab Care. -2007, Vol.10(6), P. 688-692.

4. Genova M. L. The mitochondrial production of reactive oxygen species in relation to aging and pathology / M. L. Genova, M. M. Pich, A. Bernacchia [et al.] // Ann N. Y Acad Sci. - 2004, P. 86-100.

3. Conley K. E. Mitochondrial dysfunction and age / K. E. Conley D. J. Marcinek, J. Villarin // Curr Opin Clin Nutr Metab Care. -2007, Vol.10(6), P. 688-692.

4. Genova M. L. The mitochondrial production of reactive oxygen species in relation to aging and pathology / M. L. Genova, M. M. Pich, A. Bernacchia [et al.] // Ann N. Y Acad Sci. - 2004, P. 86-100.

ИЗМЕНЕНИЕ МИТОХОНДРИАЛЬНОГО АППАРАТА КАРДИОМИОЦИТОВ КРЫС НА РАННИХ СРОКАХ ХРОНИЧЕСКОЙ ОПИОИДНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ Покотило П. Б.

По данным ВОЗ болезни сердца является одной из определяющих проблем современной медицины. Наиболее частой причиной смертности и инвалидизации населения развитых стран являются заболевания сердечно-сосудистой системы, которые составляют почти 17-20% населения. В Украине по статистическим данным причиной 63 смертей из 100 являются сердечнососудистые заболевания. Поражение митохондриального аппарата по мнению некоторых ученых является одним из пусковых

CHANGES OF THE RAT's CARDIOMYOCYTES

MITOCHONDRIAL APPARATUS ON EARLY STAGES OF CHRONIC OPIOID INTOXICATION Pokotylo P. B.

According to WHO, the heart disease is one of the key problem of modern medicine. The diseases of the cardiovascular system are most often cause of mortality and disability in developed countries, and account for nearly 1720% of the population. According to the statistics 63 causes of the death from each 100 in Ukraine because of cardiovascular disease [1]. Lesion of the mitochondrial apparatus according to some sources [2,3,4] plays the key

механизмов сердечно-сосудистых заболеваний. С помощью электронно-микроскопических, морфометрических и статистических методов исследований установлено структурные особенности митохондриального аппарата кардиомиоцитов белых крыс на ранних сроках хронической опиоидной интоксикации. Полученые данные могут бать основанием для дальнейших исследований влияния наркотических средств на сердечнососудистую систему с целью розработки методов профилактики и лечения наркотических кардиомиопатий. Проведен сравнительный анализ морфометрических параметров структуры митохондриального аппарата миокарда на разных сроках експеримента и установлено типы поражения митохондрий в зависимости от их локализации и функциональной нагрузки.

Ключевые слова: сердце, кардиомиоцит, митохондрии, крыса.

Стаття надшшла 24.04.2014 р.

role in mechanism of the cardiovascular diseases. Using the electronic microscopy, morphometry and statistics, the structural features of the cardiomyocytes mitochondrial apparatus of the rat on early stages of the chronic opioid intoxication were found. Thus, this data can be the basis for further study of the influence of the opioids on the cardiovascular system with aim to develop the methods of prophylactics and treatment narcotic cardiomyopathies. The comparison of the morphometric parameters of the cardiomyocytes mitochondrial apparatus of the rat on different terms of the chronic opioid intoxication were made, as well as types of lesion mitochondria depending of their localization and functional loading were found.

Key words: heart, mitochondria, cardiomyocyte, rat.

Рецензент Волков К. С.

УДК 611.637 + 572.7 + 611.161 + 616.-089.583.29

ДИСТРОФ1ЧНО-ДЕСТРУКТИВН1 ПРОЦЕСИ У ПЕРЕДМ1ХУРОВ1Й ЗАЛОЗ1 НА ТРЕТЮ

ДОБУ П1СЛЯ ДП ХОЛОДУ

У робой представлено результати комплексного дослщження морфофункцюнального стану структурних компонента передм1хурово! залози на третю добу тсля дп холоду, яке проводилося в експеримент на 20 статевозрших бших безпородних щурах-самцях. В уах частках простати (вентральних, дорсальних, коагуляцшних залозах) виявлено р1зко виражеш дистроф1чно-деструктивш змши кровоносних судин, залозистого еттелш, сполучнотканинного каркасу.

Ключов! слова: простата, статевозрш щурц загальна глибока гшотерм1я.

Р!зномаштшсть i важюсть клшчних прояв1в захворювань передм1хурово! залози, незадовшьш результати лшування, як негативно впливають на таю показники як народжувашсть, частота розлучень, розвиток численних ускладнень, вимагають глибоких знань про будову i функцп простати при дп несприятливих фактор1в, зокрема, холодового, який е одним ¡з найчастше зустр1ваних [1, 6]. За результатами дослщжень впливу загально! глибоко! гшотермп на висот !! впливу та на першу добу постг1потерм1чного перюду було виявлено реактивио-дистроф1чи1 процеси у простат [3], що зумовило прослщкувати в динамщ розвиток змш в наступи термши спостереження.

Метою роботи було встановити морфофункцюнальш особливосп змш структурних компоненпв простати на третю добу тсля дп холоду.

Матерiал та методи дослщження. Для досягнення поставлено! мети було використано 20 бших безпородних щур!в-самщв статевозршого вшу. Стан загально! глибоко! гшотермп досягався при зниженш ректально! температури до +12-+13С у холодовш камер1 [6]. Вс1х тварин утримували в нормальних умовах в1вар1ю на повноцшному харчуванш без обмежень у питнш водг Ус маиiпуляцi! проведено з дотриманням вимог етики та гуманного поводження з тваринами. Евтаназiя - шляхом передозування ефiриого наркозу. Забiр матерiалу - на третю добу тсля дп холоду. Застосовано тонку iи'екцiю кровоносних судин паризькою синьою, забарвлення гематоксилiиом i еозином, фукселш-пiкрофуксииом, толу!дииовим сииiм, електронномшроскошчний та статистичиi методи дослiджеиия.

Результати дослщження та Тх обговорення. При ш'екцп кровоиосиих судии простати спостерпаеться утримаиня звужеиня просвiту артерiальиих судии при розширенш веи. Одиак, у веиах зус^чаються також i д^нки звужеиня, якi чергуються iз дилятованими, рiзноманiтними випинами !х стiнки. Морфометричш результати теж пiдтверджують вище зазначеш данi. Так, просвiт артерiй ушх калiбрiв звужений, а товщина стшки збшьшена. У артерiолах просвiт становить в середньому 73% контрольних даних, товщина стiнки збiльшена в 1,4 рази; стшка венул, вен усiх порядюв стоншена, у порiвняннi з нормою, а просвгг розширений.

Такi результати зумовлеш гiстоструктурними змiнами у стшщ кровоносних судин, якi у порiвняннi з попереднiм термiном, ще бшьше вираженi.

В артерiях усiх калiбрiв ядра ендотелiоцитiв набряклi, посилюеться нерiвномiрнiсть складчастостi внутрiшньо! еластично! мембрани. Середня оболонка значно розширена. Ядра гладких мюципв тяжко вiзуалiзуються, саркоплазма вакуолiзована. Зовнiшня еластична мембрана слабо контуруеться. Виражений периваскулярний набряк. У артерюлах наявнi аналогiчнi змiни. При

©Попадинець О.Г., 2014

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.