CC BY
69
УДК 617.735.
Мусина Л.А.1, ХисматуллинаЗ.Р.2, Балхиева Л.Х.2, Байгильдин С.С.2, Вахитова Э.А.2
1Всероссийский центр глазной и пластической хирургии 2Башкирский государственный университет Е-mail: [email protected]
ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИАЛЬНЫХ ГЛИОЦИТОВ СЕТЧАТКИ ГЛАЗА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КРЫС С ПИГМЕНТНОЙ ДЕГЕНЕРАЦИЕЙ
Иммуногистохимическими, электронно-микроскопическими и морфометрическими методами установлено, что радиальные глиоциты сетчатки глаза экспериментальных крыс линии WAG/Rij с различиями генотипа по локусу Taq ^ DRD2 характеризуются деструктивными и про-лиферативными изменениями, сопровождающимися разной степенью экспрессии кислого гли-ального фибриллярного белка GFAP.
Ключевые слова: крысы линии WAG/Rij, дегенерация сетчатки, радиальные глиоциты.
Актуальность
Ранее нами было установлено, что у гомозиготных крыс линии WAG/Rij с различиями генотипа по локусу Taq 1А гена рецептора дофамина второго типа (DRD2) патоморфологи-ческие изменения дистрофически-деструктивного типа в сетчатке глаза более выражены у крыс с генотипом А2А2 [1]. Наибольшим структурным изменениям с нарушением клеточных взаимоотношений между ними подвергались клетки пигментного эпителия сетчатки и ней-росенсорные клетки - фоторецепторы. У крыс линии WAG/Rij с недостаточностью дофами-нергической системы к развитию дистрофических и деструктивных процессов в клетках сетчатки глаза мог привести дисбаланс между ме-латонином и дофамином, одним из множества нейромедиаторов, регулирующих обновление наружных сегментов фоторецепторных нейронов, участвующих в функционировании рецептивных полей, в антагонистических взаимодействиях его с мелатонином при дегенеративных изменениях в сетчатке, а также в возникновении электрофизиологических феноменов, которые их сопровождают [14], [15]. В то же время, ранее к одной из причин дегенерации слоя пигментного эпителия сетчатки глаз у крыс линии WAG/Rij относили факт недостаточного количества правильно функционирующих радиальных глиоцитов сетчатки [10], [12].
Цель исследования
Выявление морфо-функциональных особенностей радиальных глиоцитов сетчатки глаза гомозиготных крыс линии WAG/Rij с различиями генотипа по локусу Taq 1А гена рецептора дофамина второго типа (DRD2).
Материалы и методы исследования
При проведении исследований соблюдали «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ Минвуза от 13 ноября 1984 г. №724). У 10 крыс линии Wag/Rij обоего пола в возрасте 6-12 месяцев двух генотипов, отличающихся по локусу Taq 1A DRD2 (10 глаз крыс с генотипом А1А1, 10 глаз крыс с генотипом А2А2) и у 5 крыс линии Wistar (10 глаз), составивших контрольную группу, энуклеировали глазные яблоки и фиксировали в 10% забуференном формалине по Лилли, после обезвоживания в серии спиртов возрастающей концентрации заливали в парафин по общепринятой методике. Маркер гли-альных клеток кислый глиальный фибриллярный белок (GFAP) выявляли на парафиновых срезах толщиной 5 мкм согласно протоколу производителя, используя мышиные моноклональ-ные антитела (S8nta Cruz Biotechnology) и универсальную систему вторичной детекции для визуализации (Novocastra TM). Иммуногистохи-мическое окрашивание производили в гистос-тейнере LEICA BOND MAX (Германия). Исследовали сетчатку глаз крыс линии WAG/Rij, имеющих различия генотипа по локусу Taq 1A DRD2 (10 глаз крыс с генотипом А1А1, 10 глаз крыс с генотипом А2А2) и сетчатку глаз крыс линии Wistar (10 глаз) - контрольная группа. Срезы докрашивали гематоксилином и заключали в бальзам. На микроскопе AXIO IMAGER-Z1 фирмы «CARL ZEISS» (Германия) при увеличении Х400 измеряли площадь (в мкм2), занимаемую экспрессированным GFAP в одном поле зрения. Для каждого глаза всех групп крыс (всего по 10 глаз в каждой группе) использовали по 50 полей зрения. Всего сде-
«Новые технологии микрохирургии глаза»
лано 1500 измерений. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы 31аи8иеа 6.0. Достоверность различий определяли с помощью параметрического критерия Стьюдента. Для электронной микроскопии кусочки сетчатки фиксировали в 2,5% глютараль-дегиде на какодилатном буфере (рН 7,2-7,4) с дофиксацией в 1% 0з04 обезвоживали и заливали в эпон-812 по общепринятой методике. Ультратонкие срезы контрастировали 2% водным р-ром уранилацетата и цитратом свинца по Рейнольдсу и изучали в трансмиссионном микроскопе ^о1-100ХВ (Япония) при увеличениях 5800-30 000.
Результаты исследования
и их обсуждение
Деструктивные изменения сетчатки гомозиготных крыс линии WAG/Rij с различиями генотипа по локусу Taq 1А DRD2 характеризовались закономерно убывающей степенью выраженности в перечисленной последовательности: пигментные клетки эпителия сетчатки -нейросенсорные клетки - ассоциативные нейроны - радиальная глия - ганглиозные нейроны. Наибольшим структурным изменениям с нарушением клеточных взаимоотношений между ними подвергались клетки пигментного эпителия сетчатки и нейросенсорные клетки - фоторецепторы. У крыс линии WAG/Rij вне зависимости от генотипа дегенерация клеток пигментного эпителия сетчатки с нарушением клеточных взаимоотношений с фоторецепторны-ми нейронами сопровождалась сохранением более статичных плоских синапсов и исчезновением характерных для сетчатки ленточных синапсов, что является одним из непосредственных доказательств нарушения функций зрительного анализатора у крыс. Реакция на повреждение пигментных клеток и нейронов гли-альных элементов сетчатки глаза, а именно радиальных, или так называемых Мюллеровских глиоцитов, у крыс линии WAG/Rij с генотипами А1А1 и А2А2по локусу Taq 1А гена DRD2 была неоднозначной и характеризовалась проявлением как регрессивных, так и прогрессивно-про-лиферативных изменений.
Все эти морфофункциональные нарушения сопровождались изменениями степени экспрессии в ткани сетчатки кислого глиального фибриллярного белка GFAP, выполняющего
роль маркера глиоза [4]. В сетчатке глаза у крыс линии Wistar иммуноцитохимически белок GFAP определялся в незначительном количестве только во внутренней части Мюллеро-вых глиоцитов (рис. 1, цветная вкладка). Такая картина обычно характерна для нормы [8, 11].
Деструктивные процессы клеточных элементов, обнаруженные в сетчатке глаза крыс линии WAG/Rij, приводили к усилению в ней экспрессии кислого глиального фибриллярного белка и распределению его почти во всех слоях сетчатки (рис. 2, рис. 3, цветная вкладка). Выраженный синтез GFAP в нервной ткани обычно является ответной реакцией на деструкцию нейронов и играет основную роль в формировании глиального рубца [2], [5], [9], [13]. Результаты наших исследований показали, что в сетчатке глаза крыс с генотипом АД определяется более выраженная экспрессия маркера глиоза кислого глиального фибриллярного белка GFAP (3307,61+91,59 мкм2) в сравнении с сетчаткой крыс с генотипом А1А1 (1871,77+30,51 мкм2при р<0,01) и сетчаткой крыс линии Wistar (840,75+13,83 мкм2 при р<0,001), что несомненно является свидетельством более значительных разрушений нервных клеток и пролиферации радиальной глии в сетчатке крыс с генотипом А2А2.
Электронно-микроскопические исследования показали, что не только пролиферация, но и деструкция радиальных глиоцитов вносит значительный вклад в дегенерацию нейронной популяции сетчатки, так как нарушается их изоляция, трофическое обеспечение, и, если можно так назвать, их «опора». Пролифератив-ная активность радиальных глиоцитов приводит к изоляции очагов деструкции от неизмененных тканей, что является отражением адаптивных реакций организма при повреждениях [6], [7]. Полученные нами данные о состоянии радиальных глиоцитов сетчатки крыс линии WAG/Rij согласуются с результатами исследований А.М.Мусиной [3], полученными при изучении нейроно-глиальных взаимоотношений в соматосенсорной коре головного мозга у крыс линии WAG/Rij с различиями в аллельной структуре гена рецептора дофамина второго типа. Согласно этим данным в соматосенсор-ной коре у крыс с генотипом А1А1 обнаруживается большая плотность нейронов, меньшее количество клеток глии и свободной глии, и соответственно у крыс с генотипом А2А2 меньшая
XXV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием
плотность нейронов, большее количество клеток глии и свободной глии, замещающей погибшие нейроны в нервной ткани.
Таким образом, радиальные глиоциты в сетчатке глаза экспериментальных крыс линии МАО/Иу с различиями генотипа по локусу Тац 1А гена рецептора дофамина второго типа (ВИВ2) характеризуются как деструктивными, так и прогрессивно-пролиферативными изменениями, сопровождающимися разной степенью
экспрессии кислого глиального фибриллярного белка ОFAP. Установленные качественные и количественные различия радиальных глиоцитов сетчатки глаза у крыс линии МАО/Щ| двух генотипов позволяют нам предположить, что большая степень замещения глиальными элементами разрушенных нейронов, характерная для сетчатки глаза крыс с генотипом А2А2, должна проявляться и большей степенью ослабления функции зрительной системы глаза.
22.09.2014
Список литературы:
1. Балхиева, Л.Х. Морфология сетчатки крыс линии WAG/Rij с различиями генотипа по локусу Taq 1A DRD2 / Л.Х. Балхиева, З.Р Хисматуллина, Л.А. Мусина // Вестник БГАУ. - 2013. - №1 (25). - C. 47-49.
2. Реакция радиальных глиоцитов крыс при фотоповреждении на фоне коррекции асковертином как показатель репарационных механизмов сетчатки / С.В. Логвинов [и др.] // Актуальные проблемы учения о тканях. - Санкт-Петербург, 2006. - С. 58-59.
3. Мусина, А.М. Количественные характеристики нейроно-глиальных взаимоотношений в соматосенсорной коре у крыс линии WAG/Rij / А.М. Мусина // Морфология. - 2010. - Т.137, №4. - С. 136.
4. Иммуногистохимическое выявление астроцитов головного мозга при черепно-мозговой травме / Е.Г. Сухорукова [и др.] // Судебно-медицинская экспертиза. — 2010. - №1. - С. 14-16.
5. Чехонин, В.П. Иммунохимический анализ нейроспецифических антигенов / В.П. Чехонин, Т.Б. Дмитриева, Ю.А. Жирков. - 2000. - М.: Медицина - 416 с.
6. Патогенетическая роль нарушения проницаемости гематоэнцефалического барьера для нейроспецифических белков при перинатальных гипоксически-ишемических поражениях ЦНС / В.П. Чехонин [и др.] // Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. - 2004. - T.3, №2. - C. 50-56.
7. Шехтер, А.Б. Воспаление, адаптивная регенерация и дисрегенерация (анализ межклеточных взаимодействий) / А.Б. Шех-тер, В.В. Серов // Архив патологии. - 1991. - С. 7-14.
8. Eng, L.F. Glial fibrillary acidic protein: GFAP-thirty-one years (1969- 2000) / L.F. Eng, R.S. Ghirnikar, Y.L. Lee // Neurochem. Res. - 2000. - №9-10. - P. 1439-1451.
9. Immunohistochemical investigations on the course of astroglial GFAP expression following human brain injury / R. Hausmann [et al.] // Int. J. Legal. Med. - 2000. - V.113, №2. - P. 70-75.
10. Retinitis pigmentosa / Y.L. Lai [et al.] // Am. J. Pathol. - 1980. - №98. - Р. 281-284.
11. Lewis, G.P. Changes in the organization of cytoskeletal proteins during retinal degeneration induced by retinal detachment / G.P Lewis, B. Matsumoto, S.K. Fisher // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 1995. - №36. - Р. 2404-2416.
12. O'Steen, W. K. Chronologic analysis of variations in retinal damage in two strains of rats after short-term illuminatio / W. K. O'Steen, J.E. Donnelly // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 1982. - Vol.22, №2. - Р. 252-255.
13. Glial fibrillary acidic protein (GFAP) and CD34 expression in the human optic nerve and brain in methanol toxicity / N. Turkmen [et al.] // Adv. Ther. - 2008. - V.25, №2. - P. 123—132.
14. Intraretinal signaling by ganglion cell photoreceptors to dopaminergic amacrine neurons / D.Q. Zhang [et al.] // Proceedings of the National Academy of Science, USA. - 2008. - №105. - Р. 14181-14186.
15. Witkovsky, P. Dopamine and retinal function / P. Witkovsky // Documenta Ophthalmologica. - 2004. - №108. - Р. 17-40
Сведения об авторах:
Мусина Ляля Ахияровна, ведущий научный сотрудник отдела морфологии Всероссийского центра глазной и пластической хирургии Минздравсоцразвития России
450075, г. Уфа, ул. Р.Зорге, 67/1, е-шаИ: [email protected]
Хисматуллина Зухра Рашидовна, заведующий кафедрой физиологии человека и зоологии биологического факультета Башкирского государственного университета, профессор, доктор биологический наук
Балхиева Лилия Ханифовна, аспирант кафедры морфологии и физиологии человека и животных
Башкирского государственного университета
Байгильдин Самат Сагадатович, магистр 1 года обучения кафедры физиологии человека и зоологии
Башкирского государственного университета
Вахитова Эльза Альбертовна, магистр 2 года обучения кафедры и физиологии человека и зоологии
Башкирского государственного университета
450076, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32
