CC BY
58
УДК 616-09.9+611.611+616.61 +616-089.583.29
МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНІ ЗМІНИ ФІЛЬТРАЦІЙНОГО БАР’ЄРУ НИРОК ДОРОСЛИХ ЩУРІВ У РАННІ ТЕРМІНИ ПІСЛЯ ВПЛИВУ ЗАГАЛЬНОЇ ГЛИБОКОЇ ГІПОТЕРМІЇ
В ранні терміни (на висоті впливу і 3 добу) після впливу загальної глибокої гіпотермії в структурних компонентах ниркових тілець (судинному клубочку, приносних і виносних артеріолах, клубочковій капсулі та юкстагломерулярних клітинах) виявляються реактивно-набрякові зміни, що проявляється пригніченням екскреторної функції нирок у дорослих щурів.
Ключові слова: загальна глибока гіпотермія, нирки, фільтраційний бар’єр, щурі.
Робота пов’язана з плановою науково-дослідною роботою кафедри анатомії людини Івано-Франківського національного медичного університету «Морфофункціональний стан мікроциркуляторного русла (МЦР) і клітинних елементів органів і тканин після дії загальної глибокої гіпотермії» (номер держреєстрації 0103 U00941).
Порушення фільтраційного бар’єру нирок при загальній гіпотермії, незважаючи на значні досягнення у вивченні етіології і патогенезу, профілактики та лікування, продовжує залишатися однією з найбільш актуальних медичних проблем [2, 5, 7]. Немаловажними залишаються ускладнення, які виникають при нирковій недостатності внаслідок переохолодження [1, 3, 5].
Однак, незважаючи на це, в науковій літературі практично немає однозначних даних про вплив загальної гіпотермії на функціональний та морфологічний стан нирок і порушення фільтраційного бар’єру в різні періоди онтогенезу. З приводу останнього треба наголосити, що одні дослідники не виявили якого-небудь пригнічуючого впливу гіпотермії на становлення морфології та функції нирок у молодому віці [1], інші спостерігали його порушення лише в старечому віці [1, 5, 6]. З врахуванням того, що гіпотермія є одним з найбільш значимих для людини і тварин патологічних чинників, які приймають участь в регуляції більшості процесів життєдіяльності, можна передбачити, що її вплив повинен приводити до серйозних порушень, в тому числі до зміни структури і функції нирок на різних етапах онтогенезу [7]. Тому існує необхідність більш детального, в даному випадку експериментального, вивчення впливу гіпотермії на становлення фільтраційного бар’єру в різні вікові періоди, що й дозволило нам сформулювати актуальність даної проблеми.
Метою роботи було вивчення впливу загальної глибокої гіпотермії (ЗГГ) на морфологічний і функціональний стан нирок у статевозрілих щурів.
Матеріал та методи дослідження. Дослідження проведені на 16 статевозрілих щурах-самцях лінії Wistar середньою масою 220-250 г., яких поміщали в холодову камеру до досягнення ректальної температури +12-+14°С, що відповідає температурним рамкам загальної глибокої гіпотермії. Тварин в період дослідження утримували на стандартному раціоні в умовах вільного доступу до води та їжі. Досліджували морфологічні особливості і морфометричні показники складових компонентів фільтраційного бар’єру нирок, спонтанний діурез з вивченням вмісту сечовини і креатиніну в сечі. Для встановлення спонтанного діурезу тварин утримували в спеціальних клітках без обмеження рухової активності. Забір матеріалу проводили зразу після загального охолодження і через 3 дні. Тканину нирок фіксували в 12% нейтральному формаліні, а для електронномікроскопічного дослідження - в 1% розчині тетраоксиду осмію. Гістологічні зрізи фарбували гематоксилін-еозином. Вимірювання різних структур ниркового тільця проводили на панорамних мікрофотографіях формату *.tif за допомогою програми “Bio Vision 4”. Отримані цифрові дані підлягали статистичній обробці параметричним методом з визначенням t-критерію Ст’юдента.
Результати дослідження та їх обговорення. Зразу ж після впливу загальної глибокої гіпотермії в більшості ниркових тілець виявляється звуження просвіту приносної і виносної клубочкових артеріол та капілярів клубочка, набряк ендотеліоцитів і міоцитів. Спосте-рігається набряк і мезангіоцитів, поміж якими накопичується незначна кількість рідини. У
порівнянні з нормою, площа ниркового тільця, судинного клубочка та просвіту клубочкової капсули зменшуються відповідно на 15,0%, 20,0% і 17,0% (табл. 1).
Таблиця 1
Морфометричні показники ниркових тілець у статевозрілих щурів (М±т; п=30)
Показники Термін, доба
норма Зразу ж після впливу ЗГГ 3
S ниркового тільця, мкм2 3968,0±112,3 3372,8±103,6 3203,4±101,3
S капілярного клубочка, мкм2 3243,0±106,5 2594,4±96,7 2308,6±87,9
S просвіту капсули нефрона, мкм2 725,0±32,9 601,7±29,4 564,9±27,8
Діаметр просвіту, мкм
Аферентної артеріоли 8,61±0,25 7,43±0,23 6,21±0,20
Еферентної артеріоли 5,38±0,12 4,21 ±0,10 3,42±0,10
S середньої оболонки, мкм2
Аферентної артеріоли 168,33±7,51 227,98±10,21 296,71±10,68
Еферентної артеріоли 85,34±1,98 109,15±3,22 166,23±3,89
Діаметр просвіту аферентної та еферентної артеріол звужується відповідно на 13,7% і 21,7%, при цьому площа середньої оболонки збільшується відповідно на 35,4% і 27,9% ^<0,05). На ультраструктурному рівні безпосередньо після загального охолодження виявляється зниження електроннооптичної щільності цитоплазми ендотеліоцитів, міоцитів, мезангіоцитів, подоцитів і юкстагломерулярних клітин кінцевого відділу приносної артеріоли. Ядра цих клітин містять велику кількість інвагінацій і химерної форми випинань, нуклеоплазма має низьку електронну щільність з концентрованим на периферії грудочковим хроматином. Цистерни комплексу Гольджі та ендоплазматичної сітки розширюються, зменшується кількість вільних і фіксованих рибосом, просвітлюється матрикс, дезорієнтуються і частково руйнуються кристи мітохондрій. Такі зміни мембранних органел клітин є морфологічною ознакою пригнічення енерго- і біосинтезуючих процесів [6, 7].
Рис. 1. Ультраструктурна організація фільтраційного бар'єру нирки щура
безпосередньо після дії загальної гіпотермії. 1- просвіт капіляра, 2 - ендотеліоцит, 3 -базальна мембрана, 4 - цитоплазма
подоцита, 5 - псевдоподії, 6 - просвіт капсули клубочка. Зб.: х 7000.
Рис. 2. Ультраструктура ниркового клубочка щура на 3 добу після гіпотермії. 1 -ядро ендотеліоцита, 2 - базальна мембрана, 3 - просвіт капіляра, 4 - ядро мезангіоцита. Зб.: х 8000.
Цитоподії подоцитів деформуються, між ними зменшуються проміжки. У ендотеліоцитах піноцитозні пухирці групуються вздовж їх люменальної поверхні, що свідчить про порушення мікропіноцитозного транспорту. У просвіті клубочкових капілярів виявляються еритроцитарні сладжі. Цитоплазма юкстагломерулярних клітин містить незначну кількість гранул електроннощільного матеріалу, що є свідченням їх звільнення від реніну під впливом ішемії [7].
Базальна мембрана капілярів потовщується, має меншу електронну щільність і підвищену складчастість, втрачає правильну 3-ох контурну будову, розволокнюється (рис. 1).В цей термін діурез зменшується до 11,8±0,8 мл/6год/100г, що становить 72,4% від таких показників у нормі. В сечі, порівняно з нормою, визначається на 12,3% менша концентрація сечовини і на 3,4% креатиніну (Р<0,05).
На 3-ю добу після дії холодового фактору спазм приносних і виносних клубочкових артеріол поглиблюється, в їх просвіті виявляються класичні еритроцитарні сладжі. Внутрішня еластична мембрана має нерівномірні, гофроподібні складки, на їх верхівках видно поодинокі вакуолізовані ендотеліоцити, іноді вони злущуються у просвіт судини. Така десквамація ендотеліоцитів спостерігається при дії різних стресових факторів (гіпотермія і гіпертермія, психо-емоційні реакції, фізичне перенавантаження тощо) і є неспецифічним явищем [1, 2, 3, 4]. В нирковому клубочку виявляється велика кількість плазматичних капілярів, ендотеліоцити яких мають просвітлену цитоплазму і гіпохромні ядра. Подібні морфологічні зміни стосуються і подоцитів. У порівнянні з попереднім терміном, площа ниркового тільця, судинного клубочка та просвіту клубочкової капсули зменшується відповідно на 5,0%, 11,1% і 6,1% (див. табл. 1). При цьому площа середньої оболонки аферентної та еферентної артеріол збільшується відповідно на 30,1% і 52,3% (Р<0,05), а діаметр їх просвіту звужується на 16,4% і 18,7% і супроводжується зниженням ефективного фільтраційного тиску у судинному клубочку [4]. Електронномікроскопічно на 3-ю добу після дії холодового фактору у просвіті приносних артеріол та окремих клубочкових капілярів спостерігаються еритроцитарні сладжі, а в окремих із них зовсім відсутні формені елементи крові (рис. 2).
Ендотеліоцити клубочкових капілярів збільшуються за розмірами, форма і контури ядер різноманітні, каріолема має значну кількість маргінальних інвагінацій. Цитоплазма низької електроннооптичної щільності, в її периферичній частині спостерігаються збільшені пори і підвищена кількість мікропіноцитозних пухирців. Мітохондрії мають просвітлений матрикс і переважну більшість фрагментованих крист. У структурах комплексу Гольджі виявляються великих розмірів вакуолі і пухирці. Значна частина цистерн гранулярної ендоплазматичної сітки вакуолізується, руйнуються їх мембрани, на їх поверхні зменшується кількість фіксованих рибосом. Базальна мембрана клубочкових капілярів потовщується, просвіт-люється і розволокнюється. Цитоподії подоцитів втрачають чіткі контури і місцями зливаються між собою, що приводить до порушення структури і функції фільтраційних щілин [6, 7]. Ядра подоцитів збільшуються за розмірами, хроматин розташовується маргінально.
Цитоплазма подоцитів набуває низької електроннооптичної щільності, вакуолізується, містить фрагментовані структури гранулярної ендоплазматичної сітки, мітохондрій та комплексу Гольджі. Дрібних розмірів вакуолі розташовуються і в окремих цитоподіях цих клітин. При цьому у просвіті капсули клубочка виявляються конгломерати дрібнодисперсних білків. Цитоплазма юкстагломерулярних клітин також просвітлюється, містить частково зруйновані цистерни гранулярної ендоплазматичної сітки, частково або повністю вивільнюється від електроннощільних гранул реніну, що добре корелює з морфометричними показниками величини просвіту судин і вказує на безпосередній вплив місцевих біологічно активних речовин на підсилення судинного тонусу [2, 6].
Наслідком спазму артерій і редукції ниркового кровотоку є зменшення у цей термін діурезу. Він знижується у порівнянні з попереднім терміном на 14,5% і становить 10,08±0,8 мл/6год/100 г, складаючи тільки 57,9% від норми (Р<0,05). Поряд з цим, на 17,9% і 4,7% (Р<0,05) зменшується концентрація в сечі сечовини і креатиніну. Виявлені відмінності, безсумнівно, свідчать про існування „холодової дегенерації” структурних елементів нирки, яка з часом посилюється [2, 8].
Наслідком загальної глибокої гіпотермії в ранні терміни є реактивно-набрякові зміни структурних компонентів фільтраційного бар’єру, приносних і виносних артеріол та юкстагломерулярних клітин нирок, що проявляється пригніченням їх екскреторної функції.
Перспективи подальших досліджень в даному напрямку передбачають вивчення закономірностей змін фільтраційного бар’єру нирок в залежності від віку.
1. Ачкасова В. В. Реактивность кровеносных сосудов у больных хроничес-кой болезнью почек: автореф. дис. на соискание учёной степени канд. мед. наук: спец. 14.00.16; 14.00.05) / В. В. Ачкасова. - СПб., 2008. - 23 с.
2. Баринов Е. Ф. Морфофункціональний стан нирок тварин після важкої термічної травми / Е. Ф. Баринов, І. В. Карасьов // Матеріали І Всеукр. наукової конф. “Карповські читання”. - Дніпропетровськ, 18-21 травня 2004 р.: зб. статей. - Дніпропетровськ, 2004. - С. 6-7.
3. Джиоев И. Г. Некоторые особенности функции и морфологии почек крыс в условиях различных моделей экспериментальной почечной недостаточности / И. Г. Джиоев, А. М. Фидарова // Вестник новых медицинских технологий. - 2008. - Т. 15, № 1. - С. 38-39.
4. Доклінічні дослідження лікарських засобів /За ред. чл..-кор. АМН України Стефанова О. В. - К.: Вид.дім Авіцена, 2001. - 528 с.
5. Перов Ю. Л. Тубулоинтерстициальная патология почек / Ю. Л. Перов // Архив патологии. - 2008. -№1. - С. 13 - 17.
6. Фидарова А. М. Некоторые морфологические и функциональные особенности почек в условиях острой почечной недостаточности / А. М. Фидарова // Тезисы докладов VI конференции молодых ученых СОГМА. - Владикавказ, 2007. - С.116-117.
7. Фидарова А. М. Морфологические и функциональные изменения почек при экспериментальной острой почечной недостаточности у крыс / А. М. Фидарова, Т. Р. Бораздова, Л. А. Акоева // Мат- лы межвузовской науч. конф. «Фундаментальные проблемы морфологии».- Махачкала, 2007. - С.81-84.
8. Bledsoe G. Reversal of renal fibrosis, inflammation, and glomerular hypertrophy by kallikrein gene delivery /G. Bledsoe, B. Shen, Y. Yao // Hum. Gene Ther. - 2006. - Vol. 17. - P. 545-555.
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ MORPHOFUNCTIONAL CHANGEI OF FILTRATION
ФИЛЬТРАЦИОННОГО БАРЬЕРА ПОЧЕК BARRIER OF OF MALE RATS IN EARLY TERMS ВЗРОСЛЫХ КРЫС В РАННИЕ СРОКИ ПОСЛЕ AFTER INFLUENCE OF GENERAL DEEP
ВЛИЯНИЯ ОБЩЕЙ ГЛУБОКОЙ ГИПОТЕРМИИ HYPOTHERMIA
Баскевич О.В. Baskevych O.V.
В ранние сроки после влияния общей Influence of general hypothermia is studied on
глубокой гипотермии в структурных компонентах the state of lauter barrier of kedney of the mature age rats. почечных телец наблюдаются реактивно- It is rotined that a cooling factor violates morpho-functional отечные изменения, которые проявляются properties of kidney the expressed of which is increased подавлением экскреторной функции почек у with age substantially. Comes into a question separate взрослых крыс. mechanisms of violation of lauter ability of kedney.
Ключевые слова: гипотермия, почки, Key words: hypothermia, kidney, rats,
фильтрационный барьер, крысы. ontogenesis.
Стаття надійшла 6.12.09.
УДК: 543.544-612.015.21 -616-003.96
МОЛЕКУЛЯРНО-МАССОВОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕПТИДОВ В ЭКСТРАКТАХ ТКАНЕЙ Р. РЮ1ВиЫОА ПОСЛЕ ПРЕБЫВАНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ.
Анализ экстрактов тканей R. ridibunda методом высокоэффективной гельпроникающей хроматографии показал, что 3-х месячное пребывание животных при +40С (режим 1), 24 часа при +200С (режим 2) и 3 сеанса при -30С на протяжении 5 часов с возвращением к температуре +40С (режим 3) влияют на пептидный состав экстрактов тканей. Часть низкомолекулярных пептидов не определяется в экстрактах после охлаждения в режиме 3.
Ключевые слова: водно-солевой экстракт, белково-пептидный состав, хроматограмма.
Публикация сзвязана с научно-исследовательской работой по теме: «Получение водно-солевых екстрактов из тканей R. ridibunda и изучение возможностей их использования в средах для криоконсервирования клеток» (№ государственной регистрации 010би002168).
Холоднокровные позвоночные, которые вынуждены зимой выдерживать субнулевые температуры, имеют разные стратегии холодовой устойчивости и могут быть разделены на
