CC BY
40
AGE CHANGES BIOMECHANICAL PROPERTIES OF THE ATRIAL AURICLES HEART
G.N. BORODINA Altai State Medical University, Barnaul
The article presents the results of studying the mechanical properties of the heart wall atrial auricle by means of measuring intramyo-cardial pressure and the use of cluster analysis of the results obtained. The studies have expanded the notion of age morfofunctional heart variability at later stages of prenatal and over all postnatal ontogenesis. 14 groups of age change compounds of atrial auricles have been marked out. The accuracy of material division among these groups was tested by means discriminant analysis.
Key words: heart, ontogeny, biomechanical properties.
УДК 591.147.1+616-089.843+599.323.4
ИЗМЕНЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ТИРОЦИТОВ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КРЫС ПОСЛЕ ЕЕ ЧАСТИЧНОЙ РЕЗЕКЦИИ И АУТОТРАНСПЛАНТАЦИИ
С.Ю. ВИНОГРАДОВ, А.А.ПАРАСКУН, М.А. ШТОЙКО*
Проведен анализ изменения синтетической активности тироцитов щитовидной железы крыс после ее частичной резекции и последующей аутотрансплантации удаленных фрагментов в мышцы бедра. Выявлена значительная хроносопряженность изменений данного параметра, морфометрических показателей железы, трансплантата и уровня тиронинов крови. Полученные результаты показывают, что динамика параметра а в тироцитах отражает характер морфофункциональных преобразований клеток фолликулярного эпителия трас-плантата и оставшейся части щитовидной железы в ходе компенсаторных реакций.
Ключевые слова: щитовидная железа, резекция, аутотрансплантация, синтетическая активность тироцитов.
В сложной регуляции процессов жизнедеятельности организма важная роль принадлежит щитовидной железе (ЩЖ), которая во многом определяет его способность к адаптации [3]. За последние годы отмечается увеличение количества больных с тиреоидной патологией [4,6]. Среди заболеваний, связанных с нарушением функции щитовидной железы, значительный вес имеет гипотиреоз - врожденный или развивающийся в результате перенесенных заболеваний, а также как последствие хирургического вмешательства на щитовидной железе [5,12]. Его частота после операций на ЩЖ достигает 60% [1]. В современной литературе встречаются противоречивая информация о принципах лечения послеоперационных гормональных нарушений [2,6]. По данным многих авторов наиболее адекватным методом коррекции гипотиреоза является трансплантация ЩЖ, которая дает быстрый терапевтический эффект [14,15,17] и в настоящее время привлекает к себе внимание многих исследователей как в нашей стране, так и за рубежом. Экспериментальная частичная резекция с последующей аутотрансплантацией служит хорошей моделью гипотиреоза и пересадки, при которой исключается резкий иммунологический конфликт, закономерно возникающий при алло-генных трансплантациях [9,11]. Исследования в этой области позволяют оценить общие закономерности течения адаптационно-компенсаторных процессов в регенерате ЩЖ в присутствии жизнеспособного тиреоидного трансплантата. Известно, что гормонопродуцирующая функция ЩЖ, зависит от объема и структурной организации тиреоидной паренхимы, а также от функциональной активности клеток фолликулярного эпителия. С этих позиций весьма обоснованно изучение синтетической активности тироцитов в условиях модельного гипотиреоза.
Цель исследования — изучение динамики синтетической активности тироцитов крыс в условиях моделирования гипоти-реоидного статуса организма путем резекции 2/3 щитовидной железы с последующей свободной аутотрансплантацией удаленных фрагментов в скелетную мышцу и оценка возможной взаимосвязи этих показателей с морфометрическими параметрами и параметрами гормонального ряда.
* Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ивановская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации. 153012, Иваново, пр. Ф. Энгельса, 8. Факс:32-66-04; E-mail:
Материалы и методы исследования. Объектом настоящего экспериментального исследования являлись лабораторные крысы-самцы линии Август (массой 150-180 гр.) в количестве 64 животных. Сроки эксперимента составили 1, 3, 7, 14, 21, 30, 60, 90 суток после операции. На каждую из 8 временных точек было распределено по 8 животных (5 экспериментальных и 3 контрольных). Контрольную группу составили ложнооперированные крысы. Животных оперировали и выводили из опыта в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приказ Минвуза от 13.11.1984 г. №724). Свободную аутотрансплантацию ЩЖ осуществляли небольшими пластинами толщиной 2-3 мм в мышцы бедра в условиях удаления правой доли и 30% левой доли ЩЖ. Железу и ее трансплантат фиксировали 9% раствором формалина и подвергали парафиновой проводке. Флуоресцентно-гистохимический анализ тироцитов проводили по методу Rigler [16] в модификации В.Н. Карнаухова [8]. Парафиновые срезы депарафинировали, проводили по нисходящему ряду спиртов до дистиллированной воды. Затем срезы выдерживали по 5 мин. в трех сменах цитрат-фосфатного буфера (рН 4,2) и окрашивали раствором (1:30000) акридинового оранжевого в том же буфере в течение 10 мин при 20°С. После промывки срезов в буфере исследовали их с помощью микроскопа ЛЮМАМ-И3, стандартного набора светофильтров, зонда 0,5 и фотометрической установки ФМЭЛ-1А, которая позволяет дифференцировать флуоресценцию односпиральных (ОНК) и двуспиральных (ДНК) нуклеиновых кислот. По замерам интенсивности свечения в условных единицах определяли их количественное содержание в тироцитах. Окрашенные клетки имеют люминесценцию, дающую максимум излучения в зеленой (530 нм) и красной (640 нм) областях спектра. При этом излучение с длиной волны 530 нм вызывают комплексы акридинового оранжевого с ДНК, а с длиной волны 640 нм - комплексы красителя с ОНК. Параметр а, как отношение содержания одно- и двуспиральных кислот (ОНК/ДНК), использовали для количественной оценки синтетической активности изучаемых клеток, поскольку известно, что интенсификация синтеза тех или иных внутриклеточных соединений всегда связана с увеличением числа молекул РНК при постоянном содержании в неделящейся клетке молекул ДНК [7]. Срезы толщиной 4-6 мкм окрашивали гематоксилин-эозином. Морфометрические исследования проводили с помощью автоматического анализатора изображений «иста видео тест». Используя программу «видео тест мастер», измеряли среднюю высоту тироцитов (h), средние наружные (Энар) и внутренние (Эвн) диаметры фолликулов в центральной и периферической зонах ЩЖ. На основе полученных данных вычисляли индекс накопления коллоида (ИНК) Г.Г. Автандилова (Эвн/2^ [13]. Радиоиммунологически определяли в сыворотке крови животных количество тиреотропного гормона (ТТГ), тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3), используя установку «Наркотест». Результаты исследования обработаны методами математической статистики с использованием электронной программы Microsoft Exel для Windos XP. Достоверность различий при сравнении величин определялась по параметрическому критерию Стьюдента. Для выявления и анализа внутри- и межрегиональных корреляций изменений оценочных параметров морфофункционального состояния ЩЖ и уровня гормонов крови применялся непараметрический метод рангового корреляционного анализа Спирмена (R). Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.
Результаты и их обсуждение. По данным фотометрии через неделю после операции интенсивность флуоресценции ОНК в тироцитах ЩЖ практически не отличается от контрольных значений. На 2 неделе эксперимента интенсивность свечения ОНК в клетках уменьшается как в центре, так и на периферии железы. Показатели в опытной группе животных имеют минимальное значение и достоверно ниже, чем в контроле. На протяжении 2 последующих недель отмечается постепенное увеличение количества ОНК в клетках фолликулярного эпителия. К концу 1 месяца исследований средний показатель в тироцитах центральных регионов железы и на периферии максимальный и достоверно отличается от показателей в группе интактных животных. К концу эксперимента происходит сглаживание региональных показателей интенсивности флуоресценции ОНК. Как в центре, так и на периферии показатели не отличаются от контрольных.
В начальной точке эксперимента показатели флуоресцен-
ции двуспиральных нуклеиновых кислот исследуемых клеток в центре оставшейся части железы не отличаются от контроля, на периферии они достоверно ниже. Ко 2 неделе после резекции наблюдается увеличение интенсивности свечения ДНК и в центральных, и в периферических районах органа. В тироцитах на периферии содержание ДНК мало отличается от контрольных значений и остается таким на протяжении 2 месяцев. Более значительное увеличение показателя отмечается к концу 3 месяца после операции. В центральных регионах ЩЖ количество ДНК увеличивается к концу 2 месяца эксперимента, становится максимальным и остается таковым до конца исследований.
Сравнение величины параметра а в разные сроки эксперимента выявило ее достоверные различия и волнообразный характер изменений. В первые 3 недели исследований значения параметра а тироцитов центральной зоны ЩЖ достоверно ниже контрольных, с минимумом на 14 сутки. К концу 30 суток величина этого показателя максимальна и в 2 раза превышает контрольные значения. На 90 сутки синтетическая активность тироцитов снижается. Изменения параметра а в клетках фолликулярного эпителия периферической зоны ЩЖ аналогичны таковым в центральной зоне. Однако с 30 по 60 сутки функциональная активность тироцитов этой зоны достоверно ниже, чем в центре.
Таблица 1
Параметры оценки флуоресценции нуклеиновых кислот тироцитов оставшейся части щитовидной железы и аутотрансплантата (в усл. ед.)
контроль 7 сутки 14 сутки 21 сутки 30 сутки 60 сутки 90 сутки
Центр ЩЖ
ДНК 11,18±0,33 10,59±0,33 11,36±0,26 11,12±0,29 11,81±0,24 12,99±0,22 12,95±0,16
ОНК 5,48±0,45 5,72±0.46 3,74±0,34 4,68±0,28 10,83±0,24 8,21±0,20 6,25±0,12
А 0,43±0,026 0,38±0,032 0,32±0,023 0,47±0,034 0,92±0,079 0,65±0,019 0,48±0,015
Периферия ЩЖ
ДНК 11,64±0,26 7,95±0,26 10,84±0,23 10,76±0,32 10,29±0,27 11,8±0,25 12,94±0,20
ОНК 5,77±0,37 5,11±0,38 3,34±0,26 6,54±0,52 9,62±0,25 8,79±0,25 5,92±0,13
А 0,58±0,028 0,49±0,028 0,32±0,024 0,56±0,035 0,73±0,021 0,73±0,021 0,47±0,012
Трансплантат
ДНК 4,63±0,13 6,68±0,25 11,45±0,28 4,94±0,16 9,49±0,27 10,51±0,33
ОНК 0,66±0,028 3,64±0,14 6,81±0,27 1,85±0,047 1,92±0,087 4,31±0,13
А 0,17±0,006 0,51±0,015 0,85±0,034 0,43±0,019 0,21±0,009 0,45±0,012
При исследовании содержания тироксина и тиреотропного гормона гипофиза в сыворотке крови крыс была отмечена закономерная динамика их концентрации в ходе исследований. Так, уровень ТТГ на 1 день после операции значительно был выше дооперационного и достигал максимума на 3 сутки. В дальнейшем наблюдалось снижение его содержания в сыворотке, но процесс шел неравномерно. Отмечены пики на 3 неделе и через месяц. На 90 сутки эксперимента уровень ТТГ в крови ниже контрольного. Содержание тироксина на 1 сутки значительно ниже, чем в контроле. В последующие сроки (3,7,14,21 сутки) наблюдается значительное увеличение концентрации тироксина в сыворотке крови. Через 1 месяц после операции она достоверно превышает контрольный уровень. К концу исследований зафиксирована концентрация тироксина в области значений, близких к контрольным.
Ранговый корреляционный анализ дает ценные сведения о степени и характере взаимосвязи изменений показателей синтетической активности тироцитов, концентрации тиронинов крови и морфометрических параметров. По данным этого анализа высокой хроносопряженностью характеризуются изменения параметра а, наружного диаметра фолликулов (Я=0,77 и 0,92), индекса накопления коллоида (Я=0,82) как в центральном регионе железы, так и на периферии. Синхронно изменяются показатели синтетической активности железы и содержание в крови тироксина (Я=0,77) и трийодтиронина (Я=0,77). Изменение высоты тироцитов ЩЖ и параметра а характеризуется отрицательным коэффициентом корреляции (Я= -0,82). Параметр а трансплантата положительно коррелирует с высотой тироцитов на периферии железы (Я=0,65). Выявляется отрицательное хроносопряжение изменений ИНК в фолликулах ЩЖ как в центре, так и на периферии и показателя синтетической активности фолликулярных клеток аутотрансплантата (Я=0,71).
В результате субтотальной резекции (2/3) щитовидной железы происходит снижение массы рабочей паренхимы и, как следствие, снижается количество тиронинов в крови. В ответ на это происходит активация гипофиза и усиливается выработка ТТГ. Оставшаяся часть железы испытывает значительные гумо-
ральные влияния, направленные на стабилизацию гормонального фона. Динамика флуоресценции ДНК и ОНК подтверждает результаты морфометрических исследований, которые свидетельствуют о том, что первые 14 суток железа функционирует за счет резервов застойных фолликулов на периферии. Однако этого не достаточно для нормализации гормонального статуса организма. Поэтому начинаются преобразования органа, которые характеризуются как компенсаторная гипертрофия [10]. В клетках фолликулярного эпителия с 14 по 30 сутки после операции увеличивается количество ОНК. Это может быть признаком усиления транскрипции, последствием которой является активация синтетических процессов в тироцитах. Увеличение содержания двуспиральных нуклеиновых кислот в фолликулярных клетках ЩЖ свидетельствует об активации репликации ДНК и может свидетельствовать о подготовке тироцитов к митозу и, следовательно, усилении регенераторных процессов в оставшейся части железы.
По данным флуоресцентной микроскопии, радиоиммуноло-гических исследований и морфометрического анализа к концу 3-ей недели эксперимента активно функционирует тиреоидная паренхима аутотрансплантата. Трансплантат, участвуя в повышении уровня тиронинов в крови, может стимулировать пролиферацию клеток в самой железе и способствовать повышению их функциональной активности к 30 суткам после операции, что подтверждают высокие значения параметра а в эти сроки исследований. Все эти процессы приводят к восстановлению объема рабочей паренхимы ЩЖ и ее функции к концу эксперимента.
Наши исследования показывают:
1. Изменения показателя синтетической активности тиро-цитов, морфометрических параметров щитовидной железы и уровня тиронинов крови характеризуются значительной степенью хроносопряжения.
2.Динамика содержания ОНК и ДНК, а также параметра а в тироцитах отражает характер морфофункциональных преобразований клеток фолликулярного эпителия трасплантата и оставшейся части щитовидной железы в ходе компенсаторной гипертрофии.
3. Усиление синтетической активности тироцитов является фактором компенсаторной гипертрофии щитовидной железы.
Литература
1. Динамика уровня цитокинов при послеоперационном гипотиреозе / Белобородов В.А. [и др.] // Анналы хирургии, 2007.-№ 6.- С. 20-22.
2. Современные принципы диагностики и лечения гипотиреоза / Ванушко В.Э. [и др.] // Современные аспекты хирургической эндокринологии: Материалы XV Российского симпозиума по хирургической эндокринологии.- Рязань, 2005.- С. 76-80.
3. Виноградов С.Ю. Функциональная морфология нейроа-минового обеспечения щитовидной железы в условиях адаптации / Виноградов С.Ю., Погорелов Ю.В // Вестник Ивановской медицинской академии, 1997.- Т.2, № 3.- С.6-14.
4. Герасимов Г.А. Йоддефицитные заболевания. Диагностика, методы профилактики и лечения (обзор) / Герасимов Г. А., Свири-денко Н.Ю. // Терапевтический архив, 1997.- Т.69, № 10.- С.1-3.
5. Глумова В А. Щитовидная железа / Глумова В. А. // В кн.: Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций.- М.: Медицина, 1987.- С. 320-328.
6. Дедов И.И. Диагностика и лечение узлового зоба: Методические рекомендации / Дедов И.И.- Петрозаводск, 2003.- 64 с.
7. Карнаухов В.Н. Люминесцентный спектральный анализ. / В.Н. Карнаухов.- М.: Наука, 1978.- 207 с.
8. Карнаухов В. Н. Изменение флуоресцентных характеристик окрашенных акридиновым оранжевым лимфоцитов крови крыс после быстрого у-облучения / Карнаухов В.Н., Сергиевич Л. А., Аксенова Г.Е. // Биофизика, 1994.- Т. 39, № 1.- С.123-128.
9. Орлов С.Б. Морфофункциональная характеристика аутотрансплантата щитовидной железы / Орлов С.Б., Мухина Н.А., Титова М.А. // Морфологические основы гистогенеза и регенерации тканей: Сб.науч.тр.- Иваново, 1997.- С. 47-51.
10. Погорелов Ю.В. Гистологические аспекты компенсаторных процессов щитовидной железы в условиях экспериментальной трансплантации / Ю.В. Погорелов // Морфология компенсаторных процессов: Сб.науч.тр.- Иваново, 1991.- С.4-6
11. Третьяк С.И. Комплексная морфометрическая оценка аллотрансплантатов щитовидной железы после пересадки в пра-
вое предсердие / С.И. Третьяк // Количественная морфология развивающегося организма: Сб.науч.тр.- Минск, 1998.- С. 65-71.
12. Фадеев В.В. Гипотиреоз: современные концепции клинической тиреоидологии и эндокринной хирургии / В.В. Фадеев // Современные аспекты хирургической эндокринологии: Материалы XI Российского симпозиума по хирургической эндокринологии. Лекции.- СПб., 2003.- С. 172-186.
13. Хмельницкий О.К. Щитовидная железа как объект морфометрического исследования / Хмельницкий О. К., Третьякова М.С. // Архив патологии, 1998.- Т.60.- № 4.- С. 47-49.
14. Чуйко В.А. Консервация и трансплантация щитовидной железы / Чуйко В. А., Исмаилов С. И., Туракулов Я.Х. // Медицина, 1989.- 126 с.
15. Шумаков В.И. Трансплантация: Руководство / В.И. Шумаков.- Тула: Медицина, 1995.- 391 с.
16. Rigler R. Microfluorimetric characterization of intracellular nucleic acid and nucleohroteins by akridin orange / Rigler R. // Acta phisiol. Scand, 1966.- Vol. 67.- Suppl. 267.- P. 1-122.
17. Roy P.G., SaundM., Thusoo T. Fat of human thyroid tissue autotransplants. // Surg.Today, 2003.- V.33,N.8.- P.571-576.
CHANGES OF THYROCYTE SYNTHETIC ACTIVITY IN RATS' THYROID GLAND AFTER ITS PARTIAL RESECTION AND AUTOTRANSPLANTATION
S.YU. VINIGRADOV, A.A. PARASKUN, M.A. SHTOIKO Ivanovo State Medical Academy
The article presents the analysis of changes in synthetic thyro-cyte activity of rats' thyroid gland after its partial resection and subsequent autotransplantation of the removed fragments into tibial muscles. We revealed a significant time association of changes in this index, morphometric thyroid indices, transplant and blood thyronin levels. The obtained results show that the dynamics a index in thyro-cytes reflects the character of morphofunctional changes in the cells of transplant follicular epithelium and the remained part of thyroid during compensatory reactions.
Key words: thyroid, resection, autotransplantation, thyrocyte synthetic activity.
УДК: 611.441:546.791
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПОСЛЕ ИНКОРПОРАЦИИ ОБЕДНЁННОГО УРАНА
З.А. ВОРОНЦОВА, Д.С. СТЕПАНОВ*
Инкорпорированный уран необратимо изменял морфофункциональное состояние щитовидной железы динамичностью реагирования паренхиматозного и стромального компонентов. Ключевые слова: щитовидная железа, инкорпорация обеднённого урана.
Широкое применение в мирной и военной промышленности урана создаёт опасность для загрязнения окружающей среды. Заражённая вода при её употреблении создаёт опасность для здоровья населения. Немаловажно отметить, что своими последствиями проникающая радиация и инкорпорирование радионуклидов расценивается идентично [2].
Цель исследования - оценка морфофункционального состояния щитовидной железы в отдалённые сроки после инкорпорации смешанного оксида обеднённого урана.
Материалы и методы исследования. Эксперимент был выполнен на 180 белых беспородных половозрелых крысах-самцах с начальным возрастом 4 месяца. Животным однократно перорально вводили водный раствор смешанного оксида обеднённого урана из расчёта 0,1 мг на 100 г массы животного. Сроки наблюдения составляли 1; 3 и 6 месяцев после воздействия. Щитовидные железы извлекали, фиксировали в жидкости Буэна и после стандартной проводки заливали в парафин. На парафиновых срезах окрашенных по методике I. Van Gieson [3,4] проводили оценку соотношения паренхимы и стромы.
Соединительнотканная популяция тучных клеток обладает гетероморфностью, которая обусловлена не только локализацией относительно морфологических структур органа, но и цитохими-
* ГОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им.
Н.Н. Бурденко Росздрава», кафедра гистологии
ческими и морфофункциональными особенностями клетки. В связи с этим, выявление количественных морфологических изменений тучных клеток щитовидной железы проводили несколькими методиками. Для выявления парафолликулярных тучных клеток, имеющих контакт с тиреоидным эпителием использовали окраску сафранином [5], интерфолликулярные тучные клетоки выявляли при окраске толуидиновым синим [5] с контрастированием ядер альциановым голубым. Общее число тучных клеток соединительнотканной стромы ЩЖ и их морфофункциональные типы выявляли окраской основным коричневым [6,7].
Результаты и их обсуждение. У животных контрольной группы строма щитовидной железы характеризовалась умеренным кровенаполнением и незначительным развитием соединительнотканного компонента на протяжении всего временного периода эксперимента. В популяции тучных клеток преобладали дегранулированные формы. Соотношение интра-и парафолликулярных форм тучных клеток было примерно равным. Во все изучаемые сроки в контрольной группе животных преобладала паренхима. Соотношение в популяции интра- и парафолликулярных тучных клеток оставалось практически неизменным, во временной динамике наблюдения.
Спустя месяц после инкорпорации смешанного оксида обеднённого урана происходили выраженные изменения гистологической картины органа: преобладали фолликулы неправильной формы и малого диаметра, выстланные плоским или низким кубическим эпителием. Были обнаружены единичные признаки фолликулообразования в виде сандерсонов-ских подушек и пролиферативных сосочков [1]. Наблюдалось достоверное изменение соотношения паренхиматозных и стромальных компонентов: с увеличением стромы, расширением сосудов микроциркуляторного русла за счёт снижения паренхимы (р<0,05). Преобладали недегранулированые тучные клетки. Соотношение интра- и парафолликулярных тучных клеток показывало увеличение интрафолликулярных форм с преобладанием дегранулированых тучных клеток, число которых увеличивалось (р<0,05).
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Ко]
□ Фолликулы □ Сосуды □ Соед Тк
Рис. 1. Соотношение стромальных и паренхиматозных компонентов щитовидной железы после инкорпорации обедненного урана во временной динамике наблюдения.
Через три месяца после инкорпорации обеднённого урана, сохранялись признаки фолликулообразования в виде единичных сандерсоновских подушек, нарушалась характерная для контрольной группы гетерогенность. Изменялось соотношение стромального и паренхиматозного компонентов, происходило снижение площади паренхимы за счёт незначительного увеличения соединительнотканной стромы и сосудистого компонента. Достоверно возрастало число вакуолизированых тучных клеток, и число парафолликулярных клеток, среди которых преобладали дегранулированные формы.
К шестому месяцу наблюдения после инкорпорации урана при обзорном рассмотрении среза щитовидной железы обнаружены незначительные отличия от временного контроля. Фолликулы имели выраженную гетерогенность: по периферии располагались фолликулы большего диаметра, а в центре - меньшего. Количественная оценка перераспределения стромального и паренхиматозного компонента показала уменьшение соединительнотканной стромы за счёт достоверного увеличения сосудистого компонента и фолликулярного эпителия. Динамика популяции тучных клеток показала резкий подъем ваколизированых тучных клеток, почти 50% от общего числа всех морфофункциональных типов. Соотношение интра- и парафолликулярных тучных клеток было примерно равным, увеличение числа дегранулированых форм
