CC BY
62
Морфологические и ультраструктурные изменения в организме самцов и самок крыс при экспериментальном заражении хламидиозом
В.В. Кочетов, аспирант, Н.А. Татарникова, д.в.н., профессор, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА; О.В. Кочетова, к.в.н, ФКОУ ВПО Пермский институт ФСИН
Различные виды хламидий вызывают заболевания, широко распространённые в популяции животных. Кроме острых процессов хламидийная инфекция ассоциирована с большим числом хронических заболеваний, сопровождающихся воспалением и фиброзом, что приводит к значительному поражению вовлечённых в инфекционный процесс органов и тканей. Зачастую при хламидиозе отсутствуют специфические клинические симптомы, поэтому методы лабораторной диагностики имеют первостепенное значение [1]. К настоящему времени проблема диагностики хронической формы хламидийной инфекции определяется несколькими факторами. Во-первых, персистирующие формы хламидий, ответственные за развитие хронических инфекций, с трудом выявляются с помощью классических методов исследований вследствие нарушения метаболизма и антигенной структуры. Во-вторых, при осложнённых формах возбудитель мало доступен для анализа [2]. Ультраструктурные исследования позволяют связать функциональные нарушения с определёнными структурными изменениями органов на уровне клетки.
При электронно-микроскопическом исследовании жизненно важных органов экспериментально заражённых крыс отмечены в основном необратимые изменения. Установлена гибель и разрушение митохондрий в клетках, тем самым доказано, что патологический процесс при экспериментальном хламидиозе влияет на обменные процессы в клетках, приводя к постепенной их гибели [3]. Подтверждением специфичности процесса является обнаружение в клетках эндотелия, гепатоцитах, невроцитах, клетках специализированного эпителия семенников телец хламидий — фактора, который запускает механизм альтерации клетки с необратимым исходом.
Цель и задачи. Цель исследования — изучить ультраструктурные изменения в жизненно важных органах при экспериментальной хламидийной инфекции.
Материалы и методы исследований. Материалом для исследований служили патогенные микроорганизмы (хламидии). Опыты были проведены на крысах обоих полов. Для заражения крыс использовали возбудитель Chl. Psittaci, штамм «Лори», выделенный в 1957 г. от попугая [4].
Для опытов было взято 40 беспородных половозрелых крыс (36 самок и 4 самца), средняя масса самок составила 250 г, самцов — 300 г. За
две недели до эксперимента животные прошли карантин.
Инфекционный материал животным вводили внутрибрюшинно в виде 10-процентной взвеси, очищенной дифференциальным центрифугированием овокультуры С к!. РзШаа, штамм «Лори». Инфекционный титр инокулянта составил 10-7 LD5Q/0,5 мл для куриных эмбрионов.
Животные были разделены на две группы: I — опытная, II — контрольная, в каждой группе было 18 самок и 2 самца. Все животные I гр. подвергались заражению возбудителем, II гр. служила контролем, им вводили физиологический раствор внутрибрюшинно.
Животных умерщвляли через 14 дней после заражения посредством передозировки эфирного наркоза. Внутренние органы извлекали и фиксировали в 2,5-процентном растворе глютарового альдегида, заливку производили в эпоксидные смолы. Срезы готовили на ультратоме ЛКБ-8800, контрастировали цитратом свинца, исследовали в электронном микроскопе ЭМБ-100 БР.
Результаты исследований. Морфологические изменения в органах животных, складывающиеся из дисциркуляторных, воспалительных, дистрофических процессов, подтверждены на ультраструктурном уровне. Данные исследования позволили более тонко проследить изменения органоидов специализированных клеток, межуточного вещества органов и стенок сосудов, обеспечивающих целостность гистиона, входящего в состав гистоге-матического барьера. Известно, что разнообразные по качеству экзогенные патологические факторы воздействуют в первую очередь на наиболее чувствительные к гипоксии органоиды (ядро, митохондрии, лизосомы, эндоплазматическую сеть), вызывая там изменения необратимого характера, приводящие к гибели клетки.
Исходя их этого, нами прослежены изменения клеточных структур на уровне сосудистой стенки и специализированных клеток паренхиматозных органов. Наиболее тяжёлые изменения зарегистрированы в головном мозге — органе, наиболее чувствительном к недостаточному снабжению кислородом и питательными веществами.
При исследовании головного мозга крысёнка женского пола обнаружены скопления глиаль-ных клеток. Границы между клетками нечёткие. Органеллы визуализируются плохо. Канальцы эндоплазматической сети равномерны, местами видны пузырьковидные образования и участки вакуолизации (рис. 1). Мембраны митохондрий нечёткие, двухконтурность не просматривается. Кристы видны не во всех митохондриях. В не-
которых митохондриях сохранены единичные кристы, а в некоторых отмечается их полная деструкция с просветлением митохондриального матрикса. Ядра занимают практически всю цитоплазму. Они округлой формы. Ядерные мембраны чёткие, осмиофильные. Двухконтурность просматривается (рис. 1), но при увеличении отмечается, что она сохранена частично. Хроматин разрежен с опустошением кариоплазмы. Просматриваются осмиофильные глыбки конденсированного хроматина, локализованные вблизи ядерной мембраны. Хламидии в ткани головного мозга не обнаружены.
Исследуемый материал головного мозга самца представлен участком мозговой оболочки с выраженными признаками деструкции и очагом кровоизлияния. В очаге кровоизлияния прослеживается обилие бесструктурных масс, видны фрагменты разрушенных клеток. Цитоплазма их гомогенного вида, органеллы не визуализируются. В очагах деструкции обнаруживаются ретикулярные тельца хламидий (рис. 2, 3).
В образце продолговатого головного мозга самки выявлены миелиновые нервные волокна. Клеточные элементы не обнаружены (рис. 4). Миелин осмиофильный. В цитоплазме отростков нервных клеток видны локальные отёки и очаги деструкции. Митохондрии набухшие. Мембраны истончены. Отмечается деструкция крист и просветление митохондриального матрикса. Сосуды полнокровны. На поперечном срезе сосуда в его просвете видны сладжированные эритроциты. Эндотелий набухший, просвет сосудов сужен. Цитоплазма эндотелиоцитов просветлена чёткими вакуолями. Хламидии не обнаружены.
Печёночная долька образована резко полнокровным сосудом и гепатоцитами с признаками деструкции разной степени выраженности (рис. 5). Обнаруживаются как относительно сохранные клетки, так и гепатоциты с выраженными признаками деструкции, причём последние преобладают. В сохранных гепатоцитах отмечается разрежение цитоплазмы и незначительная вакуолизация её. Отмечается обеднение цитоплазмы гранулами гликогена. Митохондрии расположены диффузно в цитоплазме, но имеют тенденцию к образованию небольших скоплений. Ядро округлой формы. Ядерная мембрана нечёткая, разрыхлена. Хроматин незначительно разрежен. Эндоплазматическая сеть обширна, локализована в перинуклеарной зоне. При увеличении видно, что канальцы эндоплаз-матической сети равномерны. Митохондрии несколько набухшие. Митохондриальные мембраны нечёткие. Митохондриальный матрикс гомогенного вида, просматриваются единичные кристы. В большинстве гепатоцитов определяются признаки выраженной деструкции. Цитоплазма разрежена, отсутствуют зерна гликогена, виден выраженный внутриклеточный перинуклеарный отёк. Органеллы
оттеснены к периферии клетки. Ядро неправильной формы, деформировано за счёт распространённого отёка. Ядерная мембрана нечёткая. Хроматин гомогенного вида. Канальцы эндоплазматической сети равномерны. Митохондрии частично разрушены, мембраны не просматриваются. Мито-хондриальный матрикс гомогенного вида, видны единичные кристы или их фрагменты. Ядерная мембрана разрыхлена, двухконтурность её не просматривается. Отмечается резкое полнокровие сосудов, сладжирование эритроцитов. Эндотелий набухший, выступает в просвет сосуда. Цитоплазма эндотелиоцитов просветлена, в ней просматриваются зернистые массы. В ядрах эндотелиоцитов отмечается разрежение хроматина с просветлением кариоплазмы. Органеллы не визуализируются. В цитоплазме эндотелиоцитов видны ретикулярные тельца хламидий.
В интерстиции почки видны поперечные срезы почечных канальцев. Межклеточные контакты между эпителиальными клетками канальца не визуализируются. Цитоплазма в состоянии выраженной деструкции, заполнена увеличенными в размерах митохондриями. В перинуклеарной зоне определяется распространённый отёк. Сосуды резко полнокровны. В просвете сосудов видны сладжи-рованные эритроциты, эндотелий уплощён. В некоторых канальцах отмечается полная деструкция эндотелия, в просвете просматриваются остатки органелл и ядер, фрагменты цитоплазмы. При увеличении отмечается опустошение цитоплазмы в зоне отёка. Митохондрии оттеснены к периферии клетки. Ядро деформировано, неправильной формы. Ядерная мембрана нечёткая. Хроматин негомогенный. В некоторых клетках канальцевого эпителия набухшие митохондрии заполняют всю цитоплазму. Митохондрии вытянутой формы. Мембраны сохранены частично, просматриваются фрагменты крист. Митохондриальный матрикс просветлён. Митохондрии плотно прилежат друг к другу. Эндоплазматическая сеть в эпителиальных клетках канальцев не визуализируется.
В почечных клубочках отмечается выраженное полнокровие капилляров, сладжирование эритроцитов в их просвете. Эндотелий клубочковых капилляров набухший, выступает в просвет сосуда, существенно его ограничивая. В цитоплазме эндоте-лиоцитов видны локальные очаги деструкции. Ядра неправильной формы, ядерные мембраны нечёткие, хроматин разрежен. Отмечается резкое сдавление подоцитов полнокровными капиллярами. Ножки у большинства подоцитов не визуализируются, сдавлены, поджаты к мембранам клубочковых капилляров. Митохондрии в цитоплазме подо-цитов набухшие, отмечается деструкция крист и просветление митохондриального матрикса. Мембраны клубочковых капилляров равномерны, гомогенного вида. В единичных подоцитах просматриваются тонкие сохранные ножки, но они
Рис. 1 - Эндоплазматическая сеть. Митохондрии с признаками деструкции. Ядра с чёткой 2-кон-турной мембраной (увеличение х22000)
Рис. 3 - Ретикулярные тельца хламидий в очаге деструкции мозговой оболочки (увеличение х22000)
Рис. 5 - Печёночная долька. Полнокровный сосуд. Гепатоциты с признаками деструкции разной степени выраженности (х2800)
постепенно сливаются с цитоплазмой, которая плотно прилежит к мембране капилляров. В просвете некоторых канальцев выявляются ретикулярные тельца хламидий (рис. 6). Отмечается выраженная деструкция эпителия в таких канальцах.
Рис. 2 - Ретикулярные тельца хламидий в очаге деструкции мозговой оболочки (увеличение х7100)
Рис. 4 - Миелиновые нервные волокна. Сосуд (увеличение х2800)
Рис. 6 - Ретикулярные тельца хламидий в просвете почечного канальца. Выраженная деструкция канальцевого эпителия (х3500)
Выраженная деструкция ткани отмечается в семенниках с образованием бесструктурных масс. Среди бесструктурных масс просматриваются продольные и поперечные срезы основных отделов жгутиков сперматозоидов (рис. 7). В остатках
Рис. 7 - Участки жгутиков сперматозоидов (*7100)
погибшей клетки выявляются единичные ретикулярные тельца хламидий.
Вывод. При электронно-микроскопическом исследовании жизненно важных органов нами
отмечены в основном необратимые изменения. Патологический процесс, затрагивая в первую очередь сосудистое русло, влияет на обменные процессы в клетках, приводя к постепенной гибели ядер и органоидов цитоплазмы. Подтверждением специфичности процесса является обнаружение в клетках эндотелия, гепатоцитах, невроцитах, клетках специализированного эпителия семенников телец хламидий — фактора, который запускает механизм альтерации клетки с необратимым исходом.
Литература
1. Равилов А.З., Гаффаров Х.З., Равилов Р.Х. Хламидиоз животных. Монография. Казань: Изд. «Фэн», 2004. С. 368.
2. Дроздова Л.И., Татарникова Н.А. Морфология гисто-гематических барьеров при хламидиозе свиней: учебное пособие для студентов по специальности «Ветеринария». Пермь, ПГСХА, 2003. С. 205.
3. Кочетова О.В., Татарникова Н.А., Кочетов В.В. Деструктивные изменения в тканях головного мозга при экспериментальном хламидиозе крыс // Учёные записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2012. Т. 212. С. 63-68.
4. Каталог штаммов. Вып. 4. М., 1962.
