CC BY
40
№ 2 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 611.438:616-099:546.48]-085-092
МОРФОЛОГИЯ ТИМУСА ПЛОДА В УСЛОВИЯХ КАДМИОЗА И ЕГО КОРРЕКЦИИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ)
C. В. Залавина, А. Н. Машак, П. А. Елясин, А. А. Лопушинская, О. В. Васильева, Е. В. Овсянко, Т. А. Литвинова, Е. С. Аристова
ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
Исследуется влияние сульфата кадмия на тимус плода при введении его крысам Вистар с 1-го по 16-й дни беременности. Уменьшается площадь коркового вещества тимуса. Определяется увеличение доли гибнущих клеток, уменьшается количество клеток с фигурами митозов и лимфоцитов всех стадий созревания. Общая площадь тимуса и общее количество тимоцитов снижается. Выявленные изменения соответствуют картине акцидентальной инволюции тимуса. При сочетанном введении кадмия и цинка количество лимфоцитов восстанавливается, нормализуется структура эпителиальных клеток. Однако выявляется большее количество, чем в интактном контроле, апоптозных телец.
Ключевые слова: тимус, воздействие кадмия, кадмиоз.
Залавина Светлана Васильевна — доктор медицинских наук, профессор кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Машак Александр Николаевич — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Елясин Павел Александрович — кандидат медицинских наук, доцент кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Лопушинская Анна Алексеевна — аспирант кафедры стоматология детского возраста ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Васильева Ольга Владиславовна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 225-15-24, e-mail: [email protected]
Овсянко Елена Владимировна — доктор медицинских наук, доцент кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Литвинова Тамара Александровна — доктор медицинских наук, профессор кафедры анатомия человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Аристова Елена Серафимовна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Введение. В условиях урбанизированных территорий на организм жителей одновременно действуют множество вредных химических соединений. Однако наиболее частыми химическими причинами экологической патологии служат соединения тяжёлых металлов [4]. Благодаря своим антикоррозионным, электро- и фотохимическим свойствам кадмий широко применяется в современной технике и промышленности, что привело к значительному увеличению доли соединений кадмия в антропогенном загрязнении окружающей среды [3]. Состояние женского организма, особенности течения беременности и родов во многом зависят от эколого-производственных условий жизни и труда [5]. Известно, что загрязнители химической природы способны не только перестраивать реактивность организма, быть причиной предпатологических состояний и заболеваний, но и индуцировать различные отдалённые эффекты — проявлять своё действие на потомстве в различных поколениях [1].
Цель работы — выявить морфофункциональные изменения в тимусе плода, возникающие под воздействием кадмия и в условиях коррекции.
Материалы и методы. В эксперименте лабораторным крысам Wistar с 1-го по 16-й день беременности внутрибрюшинно вводили растворённый в физиологическом растворе сульфат кадмия в дозе 0,5 мг/кг. В контрольной группе крысам внутрибрюшинно вводился физиологический раствор в эквивалентном объёме. На 20-е сутки беременности животных выводили из опыта. Для исследования использовали группы плодов: 1-я группа — плоды от интактной беременности, 2-я группа — плоды от беременности в условиях введения сульфата кадмия. Для исследования забрали тимусы 20-дневных плодов. Проводилась обработка и изготовление срезов для микроскопии на светооптическом и электронномикроскопическом уровнях по стандартной методике. Зональный состав тимуса плода проводился при увеличении в 32 раза. Методом точечного счёта определяли площадь коркового и мозгового вещества, соединительнотканных капсулы и перегородок. Клеточный состав тимуса проводили при увеличении в 1000 раз. Подсчитывали абсолютное количество клеток на стандартной площади 2025 мкм2. Все эксперименты выполнены в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденными приказом Минздрава СССР № 577 от 12.08.77. Эксперименты выполнены с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директиве Европейского Сообщества (86/609/ЕС).
Результаты исследования. Введение кадмия вызывает достоверное уменьшение общей площади тимуса плода на 18 % по сравнению с контролем за счёт доли коркового вещества на 23 %. Площадь мозгового вещества и соединительнотканных компонентов тимуса значимых изменений не проявляет. Происшедшие зональные перестройки
приводят к уменьшению корково-мозгового соотношения, которое составляет 5,573 ± 0,867 (в контроле 6,098 ± 0,743). Уменьшается количество всех форм лимфоцитов в субкапсулярной зоне тимуса плода на 26,6 %. Происходит достоверное снижение доли незрелых лимфоцитов на 11 %. Количество малых лимфоцитов снижается на 55 % по сравнению с контролем. Митотическая активность клеток достоверно снижается в 2 раза. Более чем в 2 раза увеличивается количество дегенерирующих клеток. Снижение количества лимфоидных клеток сопровождается уменьшением на 80 % количества эпителиальных клеток по сравнению с контролем. Подобные клеточные перестройки приводят к значимому уменьшению суммарного количества клеток на 24 %.
Рис. 2. Субкапсулярная зона тимуса плода при введении кадмия. Окраска азуром-2-эозин.
Увеличение 1000
При микроскопии субкапсулярная зона тимуса выглядит опустошённой, между клетками определяются широкие межклеточные пространства (рис. 1, 2). В ядрах лимфоцитов увеличивается доля конденсированного хроматина. Выявляются признаки клазматоза цитоплазмы лимфоцитов, формируются пальцевидные выпячивания цитоплазмы. Под воздействием кадмия в корковом веществе уменьшается количество лимфоэпителиальных комплексов. В цитоплазме эпителиальных клеток в большом количестве выявляются профили гранулярного эндоплазматичекого ретикулума, однако количество секреторных вакуолей резко уменьшено, вплоть до полного их исчезновения (рис. 3). В межклеточном пространстве часто выявляются мембраноподобные структуры (рис. 3).
Рис. 3. Клазматоз клеток коркового вещества, мембранные структуры в межклеточном пространстве тимуса плода при введении кадмия. Электронограмма. Увеличение 8800
Изменения в мозговом веществе тимуса менее выражены. Известно, что мозговое вещество тимуса обладает большей устойчивостью к формированию инволютивных изменений под влиянием разных воздействий. Суммарное уменьшение количества молодых форм лимфоцитов (бластов и средних лимфоцитов), обнаруженное нами, связано с угнетающим действием кадмия на митотическую активность клеток. Кроме того, причиной снижения количества зрелых лимфоцитов является усиление процесса их гибели. Гибнущие клетки, апоптозно изменённые лимфоциты располагаются во всех зонах коркового и мозгового вещества паренхимы тимуса. Признаками деструктивных процессов в лимфоидных органах является повсеместное выявление в их межклеточных пространствах мембраноподобных структур. Важное значение в регуляции и индукции прогрессии апоптоза принадлежит блеббингу плазматических мембран. Развитие блеббинга мембраны представляет собой результат нарушения мембран-цитоскелетных взаимодействий вследствие активации специфических ферментативных реакций, окислительного повреждения белков цитоскелета, развитие примембранного энергетического и ионного дисбаланса. Это в итоге проявляется пузыревидным выпячиванием цитоплазматической мембраны, сопровождается миграцией ядерных и цитоплазматических антигенов в образующиеся блеббы. Блеббинг не является специфическим маркёром повреждения клеток (разные по природе стимулы приводят к его развитию), однако может являться интегральным параметром, отражающим действие повреждающих факторов на клетки [2].
Сочетанное введение кадмия и цинка приводит к плотному расположению клеток в субкапсуллярной зоне тимуса плода (рис. 4). Увеличивается количество лимфоэпителиальных комплексов (рис. 5).
Рис. 4. Субкапсулярная зона тимуса плода при параллельном введении кадмия и цинка.
Окраска азур-2-эозин. Увеличение 1000
Рис. 5. Эпителиальные клетки в корковом веществе тимуса плода при сочетанном введении кадмия и цинка. Электронограмма. Увеличение 8800
В эпителиальных клетках определяются секреторные вакуоли. Однако, чаще чем в контроле встречаются апоптозные тела (рис. 5).
Выводы. В заключении необходимо отметить, что полученные результаты доказывают повреждающее влияние кадмия на тимус плода при поступлении его в организм матери с 1-го по 16-й дни беременности. Кадмий, проникая через гематотимический барьер, вызывает угнетение лимфоцитопоэза, усиление гибели лимфоцитов по типу апоптоза, что в целом приводит к опустошению субкапсулярной зоны тимуса. Выявленные изменения соответствуют картине акцидентальной инволюции тимуса.
Список литературы
1. Колесников С. И. Импринтинг действия токсикантов в эмбриогенезе / С. И. Колесников, А. В. Семенюк, С. В. Грачёв. — М. : Мед. информ. Агентство, 1999. — 263 с.
2. Инжутова А. И. Регистрация блеббинга плазматической мембраны лимфоцитов периферической крови как эксперсс-метод оценки тяжести состояния больных осложнёнными формами гипертонической болезни / А. И. Инжутова, А. Б. Салмина, М. М. Петрова / Бюл. СО РАМН. — 2007. — № 1. — С. 6-10.
3. Онищенко Г. Г. Окружающая среда и состояние здоровья населения РФ / Г. Г. Онищенко / Здравоохранение РФ. — 2003. — № 5. — С. 8-11.
4. Скальный А. В. Эколого-физиологические аспекты применения макро-
и микроэлементов в восстановительной медицине / А. В. Скальный, А. Т. Быков. — Оренбург : РИК ГОУ ОГУ, 2003. — 198 с.
5. Цвелев Ю. В. Состояние и современные проблемы репродуктивного здоровья / Ю. В. Цвелёв / Воен.-мед. журн. — 2003. — № 4. — С. 70-75.
MORPHOLOGY OF FETUS THYMUS AT ITAI-ITAI DISEASE AND ITS CORRECTIONS (PILOT STUDY)
C. V. Zalavina. A. N. Mashak, P. A. Elyasin. A. A. Lopushinskay. O. V. Vasilyeva. E. V. Ovsyanko,
T. A. Litvinova. E. S. Aristova
SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (Novosibirsk c.)
Influence of sulfate of cadmium on fetus thymus is investigated at introduction to Vistar rats from 1st to the 16th days of pregnancy. The area of thymus cortical substance decreases. The increase of perishing cagcellses is defined, the quantity of cells with figures of mitoses and lymphocytes of all stages of maturing decreases. Total thymus area and total number thymocytes decreases. The revealed changes correspond to a picture of accidental involutionof thymus. At the combined introduction of cadmium and zinc the quantity of lymphocytes is restored, structure of the epithelial cells is normalizing. However the bigger quantity of the apoptosis bodies than in intact control is revealed.
Keywords: thymus, cadmium influence, Itai-Itai disease.
About authors:
Zalavina Svetlana Vasilyevna — doctor of medical science, professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Mashak Alexander Nikolaevich — doctor of medical science, professor, head of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8(383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Elyasin Pavel Aleksandrovich — candidate of medical science, assistant professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», contact phone: 8 (383) 215-15-24, e-mail: [email protected]
Lopushinskaya Anna Alekseevna — post-graduate student of pediatric stomatology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Vasilyeva Olga Vladislavovna — candidate of medical science, assistant professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 225-15-24, e-mail: [email protected]
Ovsyanko Elena Vladimirovna — doctor of medical science, assistant professor of anatomy histology and biology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Litvinova Tamara Aleksandrovna — doctor of medical science, assistant professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», contact phone: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Aristova Elena Serafimovna — candidate of medical science, assistant professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», contact phone: 8(383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Kolesnikov S. I. Imprinting of action of toxicants in the embryogenesis / S. I. Kolesnikov, A. V. Semenyuk, S. V. Grachyov. — M.: Medical inform. Agency, 1999. — 263 P.
2. Inzhutova A. I. Registration of a blebbing of plasmatic membrane of lymphocytes
in peripheral blood as an express-method of assessment of severity of patient's condition with complicated forms of hypertensive illness / A. I. Inzhutova, A. B. Salmin, M. M. Petrov / Bulletin of SB RAMS. — 2007. — № 1. — P. 6-10.
3. Onishchenko G. G. Environment and state of health of the population of Russian Federation / Onishchenko G. G. / Health care of the Russian Federation. — 2003. — № 5. — P. 8-11.
4. Rocky A. V. Ekologo-fiziologichesky aspects of application macro — and microcells in recovery medicine / A. V. Skalny, A. T. Bykov. — Orenburg: RIC of Regional Public Institution Public Educational Institution, 2003. — 198 pages.
5. Tsvelev Y. V. State and modern problems of reproductive health / Y. V. Tsvelyov / Army medical journal. — 2003. — № 4. — P. 70-75.
