CC BY
66
Section 5. Medical science
9. Goldaber К. G., Wendell P. J., McIntire D. D. et fl. Postpartum perineal morbidity after fourth degree perineal repair//Am.J. Obstet. Gynecol.-1993.-Vol.168.-P.489.
10. Owen J., Hauth J. C. Episiotomy infection and dehiscence//Infection in Preg-nancy/eds L. C. Gilstrap III, S. Faro.-N. Y.,1990.-P.61.
11. Owen J., Andrews W. W. Wound complications after cesarean section//Clin Obstet. Cynecol.-1994.-Vol.27.-P.842.
12. Ramin S. M., Ramus R., Little B. et al. Early repair of episiotomy dehiscence associated with infection//AM. J. Obstet. Gynecol.-1992.-Vol.167.-P.1104.
13. Soltesz S., Biedler A., Ohlmann P. et al. Puerperal sepsis due to infected episiotomy woud//Zentralbl. Gynakol.-1999.-Vol.121.-P.441.
14. Tran T. S.et al. Risk factors for postcesarean surgical site infection//Obstet.Gy-necol.-2000.-Vol.95.-P.36.
Sadriddinov Asomidin Fayazovich, Tashkent pediatric medical institute
Docent, histology department E-mail: [email protected]
Significance of nucleolus in polyploidy’s interconnection and multinuclearity of hepatic cells
Abstract: the article deals with absolutely new ways of formation bi- and polynuclears in hepatocytes, and, also possibility of periodical “rejuvenation" for cells on the account of nucleolonuclear transformation.
Key words: morphology, liver, binuclears and nucleolonuclear transformation.
Садриддинов Асомидин Файфзович, Ташкентский педиатрический медицинский институт Доцент, отделение гистологии E-mail: [email protected]
Значение ядрышка во взаимосвязи полиплоидии и много ядерности печеночных клеток
Анотация: Работа посвящена исследованию механизмов образования би-и полинуклеаров в печени. На материале печени половозрелых кроликов, используя светооптические методы исследования показан выход ядрышка из ядра гепатоцитов и его трансформация в новое ядро. Кроме того, установлено, что в некоторых случаях после выхода ядрышки, старое ядро погибает, его место
64
Секция 5. Медицина
занимает трансформированное ядрышко. Предполагается, что при нуклеолону-клеарной трансформации устраняются поломки генетического материала, тем самым обеспечивается долговечность клеток в медленно обновляемых органах в течение всей жизни организма.
Ключевые слова: морфология, печень, бинуклеары и полинуклеары преобразование.
В последние годы появились многочисленные исследования, указывающие на полифункциональное значение ядрышка [7,9,10,14,16]. Наряду с классической функцией биогенеза рибосом, было показано участие ядрышка в регуляции клеточного цикла, пролиферации клеток, изменение его при стрессовых состояниях, опухолевых процессах, вирусных поражениях, естественной гибели клетки, в образовании би- и полинуклеаров, старении организма и даже при некоторых патологиях человека (синдром Вернера, анемии Диамонд-Блектона, Тричер коллинз синдром, Ротмунд -Томсон синдром и т. д. [8,11-13,15,19]. Исследуя структуру клеточного ядра печени кроликов, нами было выявлено значительная вариабельность формы, количества, и локализации ядрышка, а в некоторых случаях его выход из ядра в цитоплазму с последующим превращением в новую структуру. В настоящей работе приводятся данные об участии ядрышка в процессе образовании би- и полинуклеаров, а также замене старого ядра молодым ядром, сформированным за счет трансформированного ядрышка.
Материалы и методы исследования. Материалом служили печень половозрелых кроликов (n=36) обоего пола массой 2,5-3,0 кг, содержавшихся в обычных условиях вивария. Животные с соблюдением этических норм под легким эфирным наркозом забивались путем декапитации. Кусочки ткани печени для гистологических исследований после фиксации и обработки заливали в парафин. Срезы для светооптических исследований окрашивали гематоксилин — эозином, а затем просматривали под иммерсионным объективом (х100) микроскопа модели N-800 М. Для электронномикроскопических исследований часть ткани печени после соответствующей обработки просматривали под микроскопом JEM-100S.
Результаты исследования:
Печень кролика, подобно печени и других млекопитающих, состоит из печеночных пластинок и синусоидных гемокапилляров, ориентированных к центральной вене. Гепатоциты формируют печеночные пластинки, имеют полигональную форму, цитоплазма их окрашена в светло-розовый цвет и в центре содержит одно или два ядра (рис. 1-3). Для ядер гепатоцитов характерно полиморфизм, наряду с крупным, встречается средние и мелкие ядра с мелко распыленным хроматином и небольшим скоплением его под ядерной оболочкой. В ядре кроме хроматина выявляется одно или два крупных, изредка 3-4 мелких ядрышка. Анализ состояния
65
Section 5. Medical science
ядра показал, что в некоторых случаях ядрышки совершают выход в цитоплазму и превращаются в новое образование. Причем выход совершают средние или крупные ядрышки и внутри ядра они имеют нечеткие контуры, края их размазаны или содержат темные образования, вероятно, глыбки хроматина, которые сливаются с кариоплазмой (рис. 1 а). После выхода в цитоплазму края становятся гладкими и отчетливо выделяются в цитоплазме (в нижней части этого рисунка.1 а). Обычно в перипортальной зоне располагаются, менее дифференцированные гепатоциты, содержащие одно или два ядра. В наших исследованиях выход ядрышка часто встречался в клетках этой зоны. Все этапы выхода ядрышка и его превращения можно проследить на рисунке 1 б. В начале, в ядре гепатоцита происходит значительное увеличение размера и уплотнение ядрышка с перемещением к ядерной оболочке (1) , затем совершается выход в цитоплазму, но еще находится в контакте с ядерной оболочкой (2). На следующем этапе ядрышко свободно располагается в цитоплазме и имеет плотный вид (3). Последующие изменения связаны со структурой самого ядрышка, просветляется нуклеолоплазма, увеличивается объем, достигая почти половину материнского ядра (4). Этот процесс продолжается, пока плотность нуклеолоплазмы не станет аналогичным кариоплазме материнского ядра, а объем достигнет величин, близких к материнской (5). На конечной стадии развития, образовавшиеся новые ядра почти не отличается от материнского ядра (6). Вышедшее ядрышко в цитоплазме вначале появляется в непосредственной близости от ядра, а иногда даже прослеживается соединяющий их тоненький стебелек (рис. 1 в). После выхода ядрышка объем самого ядра несколько уменьшается, кариоплазма незначительно просветляется, а выделившееся ядрышко приобретает округлое очертание, имеет темную окраску и находится рядом с материнским ядром. В некоторых случаях, создается впечатление, что вместе с ядрышком выделяется часть содержимого ядра, а выделившаяся масса напоминает «шляпку гриба», все еще связанный с ядерной мембраной (рис.1г).
В цитоплазме ядрышко чаще всего появляется рядом с материнским ядром, либо как самостоятельное маленькое ядро в центре цитоплазмы. После выхода ядрышка кариоплазма оставшегося материнского ядра просветляется, контуры ядер становится извилистым, само ядро постепенно сморщивается и от него остается только небольшая тень. Эту картину можно увидеть на рис. 2 а и б, где на одном и том же рисунке, но в разных фокусах сняты, вышедшее ядрышко (в одном фокусе) и исчезающее старое ядро (в другом фокусе). В конечном итоге такое ядрышко преобразуется в новое ядро и вместе с цитоплазмой формирует «молодую» клетку. На завершающей стадии формирования новой молодой клетки размеры ядрышка увеличиваются, в её кариоплазме появляется новое темное образование — будущее ядрышко и главное, границы такой клетки отчетливо ограничены от соседних клеток (рис. 2 в).
66
Секция 5. Медицина
Рис. 1. Здесь и далее (рис. 2,3,4)-печень кролика. Окраска гематоксилин — эозином. Ок.10. об. 100 (иммерсия).
А - в центре рисунка одноядерный гепатоцит с крупным ядрышком. В нижней части рисунка вышедшее в цитоплазму ядрышко (указка).
Б - выход многочисленных ядрышек, демонстрирующие различные стадии выхода и его трансформации в новое ядро.
В - вышедшее в цитоплазму ядрышко имеет вид мелкого плотного тельца.
Г - вышедшее ядрышко иногда напоминает «шляпку гриба»
67
Section 5. Medical science
Рис. 2.А и Б. Один и ток же рисунок на разном фокусе.
А - вышедшее ядрышко в фокусе, отчетливо виден его контуры.
Б - просветление кариоплазмы и деформация контуров материнского ядра.
В - перипортальная зона печеночной дольки. В пограничных гепатоцитах произошло выход сразу выход двух ядрышек, находящиеся на разной стадии развития.
Г - увеличение объема выделившегося ядрышко, просветление нулеолоплаз-мы и деструкция старого ядра, образование молодой клетки, с вновь трансформированным ядром, а цитоплазма окружена разграничительной линией.
68
Секция 5. Медицина
Рис. З.Формирование полинуклеаров.
А - выход двух ядрышек из одно ядерного гепатоцита..
Б - выход сразу двух ядрышек из двух ядерного гепатоцита.
В верхней части этого же рисунка обнаруживается выход ядрышка, нуклеолоплаз-ма которого чуть просветлено, но еще не содержит темное тельце, однако еле заметны спавшиеся контуры распадающегося материнского ядра. Постепенное увеличение объема нуклеолоплазмы ядрышка и его преобразование в новое ядро, с появлением темной точки на одном полюсе хорошо заметно на рисунке 2 г. Большинство клеток этой перипортальной зоны печеночной дольки двуядерные гепатоциты, однако среди них встречаются клетки, в которых одно из ядер лишены ядрышек или частично или полностью сморщены. Как известно, в печени существуют не только двуядерные, изредка встречаются 3-х, или 4-х ядерные гепатоциты. Нами также выявлено, что в редких случаях из одного ядра гепатоцита может совершаться одновременно выход двух ядрышек (рис. 3 а) а иногда двух ядрышек с двуядерного гепатоцита (рис. 3 б). Очевидно, таким образом, формируются не только двуядерные, но и многоядерные гепатоциты. Таким образом, выделившееся ядрышко постепенно превращается в пузыревидное сферическое образование — новое ядро, рядом с материнским, так формируются би — и полинуклеары. В случае самостоятельного отхождения ядрышка или распада старого ядра формируется «молодая» клетка, а небольшая темная точка в нуклеолоплазме преобразуется в настоящее ядрышко. Новорожденное ядро имеет округлое очертание, кариоплазма выглядит гомогенной и еще не содержит зернистые или пылевидные элементы хроматина, имеет несколько меньших размеров и на одном краю обнаруживает уплотненное тельце, очевидно будущее ядрышко. В целом, так
69
Section 5. Medical science
совершается нуклеолонуклеарная трансформация, данная бинуклеарная или «молодая» клетка ни чем не отличается от рядом расположенных.
Обсуждение полученных результатов
Результаты проведенных исследований показывают, что возникновение двуядерных гепатоцитов связаны не только с эндомитозом (1.4), но также с выходом ядрышка из ядра и его превращением в новое ядро (5). Обычно, перед выходом ядрышко увеличивается в объеме, уплотняется и перемещается к ядерной оболочке. Увеличение его объема, по-видимому, связано с усиленным синтезом рибосомаль-ных генов ядрышковыми организаторами, а также скоплением определенной части ДНК вокруг самого ядрышка. Усиленный синтез рибосомальных генов с образованием множества ядрышек (амплификация генов рРНК), обнаружено в ооцитах амфибий [8]. По мнению этих исследователей, амплификация рибосомальных генов, характерно только для половых клеток, потому — что в отличие от соматических, в них не наблюдается полиплоидизация. В противоположность этому, гепатоциты млекопитающих и человека являются полиплоидными. Следовательно, увеличение объема ядрышка в полиплоидных клетках печени, очевидно обусловлено не только усиленным синтезом рибосомальных генов, но и также редупликацией ДНК, светооптически выражающееся конденсацией хроматина вокруг укрупненного ядрышка. Эти данные согласуются с исследованиями [1], которые установили, что в ядрышке кроме рРНК (12-15%), содержится также и ДНК (2-10%). Кроме того, как известно, ядрышко единственная структура клетки не окруженная оболочкой, поэтому внутри ядра имеет расплывчатые контуры. При пенетрации ядерной оболочки ядрышко, очевидно, обволакивается ядерной мембраной и поэтому в цитоплазме приобретает гладкие контуры и шарообразную форму. После выхода в цитоплазму в ядрышке происходит внутренняя перестройка структуры ядрышка, чем и обусловлено просветление кариоплазмы, а также увеличение его объема, достигающий размеры материнской. В конечном итоге такое молодое ядро занимает место рядом с материнским. Однако, в некоторых случаях после выхода ядрышка материнское ядро подвергается серьёзным изменениям, а цитоплазма такой клетки отчетливо отграничивается от окружающих клеток. Можно предположить, что в некоторой части случаев материнское ядро окажется на второй половине клетки, чего невозможно в принципе отрицать. Вместе с тем, было выяснено, что после выхода ядрышка, материнское ядро (кроме тех случаев, когда формируется полинуклеары) сначала набухает, кариоплазма становится светлой, ядерная оболочка спадается и ядро выглядит деформированным. А на последующих стадиях ядро уменьшается в объеме, полностью растворяется и исчезает. Выход ядрышка и распад старого (материнского) ядра, по-видимому, сопровождается зарождением новой клетки, при котором ядрышко трансформируется в совершенно новое ядро и образует «молодую» клетку вместе с окружающей его цитоплазмой.
70
Секция 5. Медицина
Вероятно, именно такой механизм «омоложения» лежит в основу долговечности клеток некоторых медленно обновляемых, возможно и стабильных органов, в том числе и печени. Однако здесь, не все ясно, каким образом ядрышки могут формировать полноценное ядро. Предположительно, можно указать на две основные возможные варианты. Первое, при выходе ядрышки вместе с ним захватывается часть ДНК (допустим из тетраплоидной — диплоидная часть, что подтверждается небольшим скоплением хроматина вокруг ядрышка), а после выхода в цитоплазму происходит полное раскручивание спиралей ДНК, в связи, с чем нуклелолоплазма просветляется. Второе, что менее правдоподобно, после выхода ядрышки на основе молекулы РНК строится молекула ДНК. Некоторые предпосылки для этого нам дают обнаруженные в вирусах обратная транскрипция, т. е. формирование молекулы ДНК, в результате транскрипции с молекулы РНК.
Таким образом, выход ядрышек из ядра приводит к двояким результатам. В случае образования двух, трех и четырех ядерных гепатоцитов, старые ядра без существенных изменений сохраняются вместе с новым молодым «ядром». В некоторых случаях после выхода ядрышка старое ядро распадается и исчезает, уступая место молодому ядру. Анализируя весь этот процесс, можно заметить, что при этом важную роль играет ядрышко, которое выполняет функцию переносчика ядерного материала. Более того, в результате этого процесса формируются не только би- и полинуклеары, но также происходит образование «молодых» клеток. Можно предположить, что подобным образом обеспечивается беспрерывное обновление, или по другому, «омоложение» клеток. Очевидно, вследствие такого периодического обновления ядерного аппарата самоустраняются возникшие генетические поломки при повторной само сборке молекулы ДНК. Благодаря этому, так долго (в течение всей жизни), клетки нашего организма, не нарушая выполняют свои основные функции.
Следует упомянуть, что выход ядрышка, кроме нашей [4], также описывается в единственной работе [2], где авторы констатируют только лишь процесс выхода ядрышка в цитоплазму, и то у низших животных, а именно в клетках биссусной железы моллюска мидии. Эти исследователи полагают, что выделившееся ядрышко в цитоплазме участвует в процессе образовании секрета. Об участие ядрышка в процессе образовании секрета без выхода в цитоплазму указывают и некоторые другие авторы [5]. Выход составных частей ядрышки, особенно рибосомальных субъединиц из ядра в цитоплазму является общепризнанным фактом. Выход более крупных фрагментов ядрышкового материала, как это обозначается в литературе «элиминация экстрахромосомального материала» описан в ооцитах различных насекомых, ракообразных, рыб и амфибий [8].Таким образом, результаты проведенных исследований показывают на более важную роль ядрышка в процессе жизнедеятельности клетки. Кроме синтеза рибосомальных РНК, ядрышки участвуют в образовании би- и полинуклеаров, а также в процессах обновления клеток, пу-
71
Section 5. Medical science
тем замещения старых ядер, за счет преобразования ядрышка в новое ядро. Выход ядрышка, по-видимому, закономерный процесс, направленный для обновления генетического материла, то есть самоустранения поломок в ядерном аппарате. Выводы:
1. В печени образование би и полинуклеаров происходит за счет выхода ядрышка и его превращения в новое ядро;
2. В печени, как в медленно обновляемом органе, периодически совершается гибель старого и зарождение нового за счет выхода ядрышка и его трансформации в новое молодое ядро.
3. В процессе периодической замены старого ядра на молодое, по-видимому, устраняется поломки генетического материала при повторной само сборки нового ядра за счет выделившегося ядрышка.
Список литературы:
1. Зацепина О. В. Локализация ДНК в ядрышках клеток млекопитающих. «Цитология». 1992. т. 34.№ 5. С. 34-39.
2. Кудрявцев Б. Н., Штейн Г. И., Терешин Г. Г. Анализ кинетики полиплоидиза-ции клеток паренхимы печени крысы «Цитология», 1986.Т. 28, № 8 с. 57-60.
3. Урываева И. В. Клеточное размножение и полиплоидия в печени, Мосва,1987. Автореф. диссер. д. б. н. Москва.
4. Садриддинов А. Ф. Роль и значение ядрышка в формировании бинуклеаров в клетках печени. В сб. мат-лов Междунар. научно-практической конференции. с. 153-160
5. Шубникова E. A., Секреторная деятельность. В кн.: Руководство по цитологии, т. 2, М-Л.,1966.
6. Andersen JS, Lam YW Leung AK, Ong SE, Lyon CE, Lamond AI, Mann M (2005) Nucleolar proteome dynamics. Nature 433:77-83
7. Boisvert FM, van Koningsbruggen S, Navascues J, Lamond AI (2007) The multifunctional nucleolus. Nat Rev Mol Cell Biol 8:574-585
8. Brosh, R. M. Jr et al. p53 Modulates the exonuclease activity ofWerner syndrome protein. J. Biol. Chem. 276, 35093-35102 (2001).
9. Carmo-Fonseca M, Mendes-Soares L, Campos I (2000) To be or not to be in the nucleolus. Nat Cell Biol 2:107-112
10. Hernandez-Verdun D (2006) The nucleolus: a model for the organization of nuclear functions. Histochem Cell Biol 126:135-148
11. Isaac, C. et al. Characterization of the nucleolar gene product, treacle, in Treacher Collins syndrome. Mol. Biol. Cell 11, 3061-3071 (2000).
12. Marciniak, R. A., Lombard, D. B., Johnson, F. B. & Guarente, L. Nucleolar localization of the Werner syndrome protein in human cells. Proc. Natl Acad. Sci. USA 95, 6887-6892 (1998).
72
Секция 5. Медицина
13. Mayer, C., Bierhoff, H. & Grummt, I. The nucleolus as a stress sensor: JNK2 inactivates the transcription factor TIF-IA and down-regulates rRNA synthesis. Genes Dev. 19, 933-941 (2005).
14. Miller Ol. Jr. The nucleolus, chromosomas and visualization of genetic activity. J. Cell. Biol. 1981, 9, p.15-27
15. Olson, M. O. J. Sensing cellular stress: another new function for the nucleolus? Sci. STKE 224, pe10 (2004).
16. Pederson T (1998) The plurifunctional nucleolus. Nucleic Acids Res 26:3871-3876
17. Pendle, A. F. et al. Proteomic analysis of the Arabidopsis nucleolus suggests novel nucleolar functions. Mol. Biol. Cell 16, 260-269 (2005).
18. Scherl, A. et al. Functional proteomic analysis of human nucleolus. Mol. Biol. Cell 13, 4100-4109 (2002).
19. Woo, L. L., Futami, K., Shimamoto, A., Furuichi, Y. & Frank, K. M. The Roth-mund-Thomson gene product RECQL4 localizes to the nucleolus in response to oxidative stress. Exp. Cell Res. 312, 3443-3457 (2006).
Shestopalov Alexander Vyacheslavovich, The Rostov Medical University,
Rostov-on-Don MD, Professor, E-mail: [email protected] Miroshnichenko Yulia Aleksandrovna, The Rostov Medical University,
Rostov-on-Don postgraduate student, E-mail: [email protected] Rymashevskiy Alexander Nikolaevich, The Rostov Medical University,
Rostov-on-Don MD, Professor Potapova Maria Viktorovna, The Rostov Medical University, Rostov-on-Don postgraduate student Dobaeva Natalia Viktorovna, The Rostov Medical University,
Rostov-on-Don, Ph. D.
Levels of proinflammatory cytokines (IL-1ß, IL-6, IL-8) in women with physiological pregnancy, who were delivered by cesarean section
Abstract: In this article are offered the results of examination of 40 women with physiological pregnancy, who were delivered by cesarean section at the age from 21 till 40 years. Are presented women were divided into 2 groups of nulliparous (20 pregnant women) and of multiparous (20 pregnant women). The levels of proinflammatory
73
