CC BY
46
№ 3 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 611.451:618.2]:612.014.45-092
СТРУКТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОРЫ НАДПОЧЕЧНИКОВ БЕРЕМЕННЫХ КРЫС ПРИ ВИБРАЦИОННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ РАЗНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ
И. М. Саматова, Ю. И. Склянов, Н. Н. Дубинина, Е. А. Попп, Н. В. Саломеина
ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
Настоящее исследование проведено с целью изучения структурных изменений в коре надпочечников беременных крыс породы Вистар (68 особей) при вибрационных воздействиях (частотой 32 Гц и виброскоростью 50 м/сек) разной продолжительности. Использовали методы светооптической и электронной микроскопии, выполнен морфометрический анализ. Исследование показало, что 3-кратное воздействие вибрации (с 9-е по 11-е сутки беременности) вызывает усилении функции коры надпочечников, тогда как длительное вибрационное воздействие (с 9-е по 18-е сутки беременности) снижает функциональную активность надпочечников, что может указывать на снижение регуляторных механизмов.
Ключевые слова: беременность, вибрация, надпочечник, морфологические изменения, адренокортикоцит, электронная микроскопия, гемокапилляры.
Саматова Инна Михайловна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры гистологии, эмбриологии и цитологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 216-58-45, е-mail: [email protected]
Склянов Юрий Иванович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гистологии, эмбриологии и цитологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 216-58-45
Дубинина Наталья Николаевна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры гистологии, эмбриологии и цитологии цитологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 216-58-45
Попп Елена Анатольевна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры гистологии, эмбриологии и цитологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 216-58-45
Саломеина Наталья Викторовна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры
гистологии, эмбриологии и цитологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 216-58-45
Эволюционное и социальное развитие сопровождается тем, что человеческий организм все больше и чаще подвергается воздействию различных факторов среды, в частности вибрационному и шумовому воздействиям [1].
Вибрация становится источником патологии, угрожая не только здоровью людей, но, что более опасно, биологической судьбе последующих поколений. Образующаяся при беременности функциональная система мать-плод реагирует на сдвиги во внешней среде как единое целое. Отклонения в деятельности органов и систем материнского организма вызывают также и изменения в деятельности одноименных органов плода [2]. Воздействие вибрации, как и других техногенных стресс-факторов, создает напряжение неспецифических компенсаторных механизмов в организме человека и развитие общего адаптационного синдрома. Работами Г. Селье [7] и его последователей [5] установлено, что решающее значение в эффективном осуществлении стресс-реакции, независимо от природы раздражителя, влечет активацию системы гипоталамуса — передней доли гипофиза — коры надпочечников. Таким образом, надпочечные железы являются одним из индикаторов стресса и отражают адаптационные реакции организма.
Ряд работ свидетельствует об изменении надпочечников при воздействии вибрации [3, 6, 8], однако практически нет данных об изменениях этого органа при воздействии вибрации в системе мать-плод.
Цель настоящего исследования — изучение структурных изменений в коре надпочечников беременных крыс при вибрационных воздействиях разной продолжительности.
Материал и методы. В работе использованы белые крысы-самки породы Вистар с исходной массой тела 180-200 г в количестве 68-ми. Самок спаривали с интактными самцами по схеме 4:1, определяли первый день беременности по наличию сперматозоидов в вагинальных мазках. Беременных животных подвергали воздействию на вибростенде, моделирующем вибрацию категории 3а (общая технологическая) с заданными параметрами: частотой 32 Гц, виброскоростью 50 м/с2 (так как эти показатели являются наиболее распространенными в промышленном производстве). Экспозиция составляла 60 мин в сутки. Самки были разделены на следующие группы: 1-я группа — 25 беременных животных без воздействия вибрации (контроль), 2-я группа — 15 крыс, подвергнутых вибрации с 9-е по 11-е сутки беременности, 3-я группа — 28 крыс, подвергнутых вибрационным воздействиям с 9-е по 18-е сутки беременности. На 20-е сутки животных выводили из опыта и извлекали надпочечные железы. Образцы фиксировали в 10%-ном формалине, взвешивали на торсионных весах, заливали в парафин, срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилин — эозином. Исследования проводили в световом микроскопе. При помощи окулярного микрометра МОВ-1 х 15 при объективе х8 измеряли толщину коркового вещества и его зон: клубочковой и пучково-сетчатой. Площадь капиллярного русла, ядер и цитоплазмы кортикальных эндокриноцитов определяли посредством сетки Г. Г. Автандилова.
Ядерно-цитоплазматическое и паренхимо-стромальное отношение выражали в процентах.
Результаты исследования обрабатывали статистически. Достоверность различия сравниваемых средних величин определяли по ^критерию Стъюдента, достоверными
считали различия при р < 0,05. Для электронной микроскопии образцы надпочечников фиксировали в 4 % параформальдегидном фиксаторе, а затем в 1 % осмиевом фиксаторе (оба на фосфатном буфере Миллонига) при рН 7,4; образцы заливали в эпон-812. Полутонкие срезы толщиной 1 мкм окрашивали толуидиновым синим и просматривали в световом микроскопе с целью дальнейшей прицельной ультратомии пучковой зоны коры надпочечников. Ультратонкие срезы контрастировали насыщенным водным раствором уранилацетата по Уотсону и цитратом свинца по Рейнольдсу, напыляли углеродом в вакууме и изучали в электронном микроскопе JEM — 7А.
Результаты исследования и их обсуждение. У животных, подвергавшихся воздействиям вибрации с 9-е по 11-е сутки беременности, были выявлены признаки активации коры: наблюдалась тенденция к увеличению абсолютной и относительной массы надпочечников, расширение коркового вещества (с 1047,92 ± 11,12 мкм в контроле до 1113,73 ± 20,16 мкм, р < 0,01), увеличение кариометрических показателей
и ядерно-цитоплазматического соотношения, уменьшение содержания липидов. При этом выявлялась гипертрофия коры надпочечников за счет увеличения всех ее зон: клубочковой (74,64 ± 1,52 мкм) — на 13,7 % (р < 0,001), пучково-сетчатой (1039,09 ± 19,9 мкм) — на 5,8 % (р < 0,05). Результаты кариометрии показали увеличение среднего объема ядер клеток во всех зонах коркового вещества: в клубочковой — с 56,7 ± 2,2 мкм3 в контроле до 64,2 ± 2,8 мкмз (р < 0,05); в пучковой — с 173,6 ± 5,5 мкмз в контроле до 199,7 ± 5,2 мкмз (р < 0,01). Увеличение объема ядер клеток пучковой зоны коры надпочечника можно рассматривать как показатель увеличения активности адренокортикоцитов [4]. Объемная плотность цитоплазмы клеток этой зоны и паренхимо-стромальное отношение увеличились на 4,4 % (р < 0,01) и 47,5 % (р < 0,001) соответственно. Наблюдалась тенденция к увеличению объемной плотности кровеносного русла и ядерно-цитоплазматического отношения в пучковой зоне. Эти данные морфометрии подтверждают гипертрофию клеток пучковой зоны при трехкратном воздействии вибрации.
При воздействии вибрации с 9-е по 18-е сутки беременности абсолютная и относительная масса надпочечников снижалась ниже уровня значений контрольной группы животных; толщина коры надпочечников (944,99 ± 18,37 мкм) уменьшалась по сравнению с показателями предыдущей подопытной и контрольной групп на 15,2 % (р < 0,001) и 9,8 % соответственно. Также уменьшилась толщина клубочковой (71,84 ± 1,99 мкм) и пучково-сетчатой (873,15 ± 18,34 мкм) зон по сравнению с показателями предыдущей подопытной группы на 3,8 % (р < 0,01) и 16 % (р < 0,001) соответственно, а по сравнению с показателями контрольной группы 65,65 ± 1,05 мкм — клубочковая и 982,26 ± 10,76 мкм — пучково-сетчатая толщина клубочковой зоны увеличилась на 9,4 %, а толщина пучково-сетчатой зоны уменьшилась на 11,1 %.
Длительные вибрационные воздействия привели к выраженным морфологическим сдвигам в коре надпочечников: наблюдалась вакуолизация отдельных групп основных темных клеток пучковой зоны, просветление части их; гемокапилляры были резко расширены (их диаметр увеличился на 57,5 % (р < 0,001) по сравнению с предыдущей подопытной группой и на 120 % (р < 0,001) по сравнению с контрольной группой) и переполнены кровью (вплоть до стазов). Характерным признаком надпочечников беременных самок этой подопытной группы являлась дискомплектация тяжей железистых элементов пучковой и сетчатой зон, часто обнаруживались очаги деструкции.
Результаты кариометрии показали, что после 10-кратного воздействия вибрации средний объем ядер клеток пучковой зоны (173,2 ± 7,3 мкмз) уменьшился по сравнению
с предыдущей подопытной группой на 13,3% (р < 0,01) и достиг размеров контрольной группы. Объемная плотность кровеносных сосудов пучковой зоны увеличилась на 36,2 % (р < 0,001) по сравнению с контролем. Объемная плотность ядер и цитоплазмы клеток этой зоны снизилась по сравнению с предыдущей подопытной группой на 11,7 % (р <
0.001. и 4,5 % (р < 0,001) соответственно; паренхимо-стромальное отношение уменьшилось на 33,2 % (р < 0,001). Это говорит о гипо- и дистрофии клеток пучковой зоны, что также подтверждает наше микроскопическое исследование.
При электронномикроскопическом изучении надпочечников беременных самок выявлено, что само состояние беременности сопровождается повышением функции выработки адренокортикоцитами пучковой зоны глюкокортикоидов. На повышение такой функции указывает высокая насыщенность митохондрий кристами-везикулами [9].
В клетках пучковой зоны коры надпочечников беременных крыс, подвергавшихся вибрации с 9-е по 18-е сутки беременности, выявлено: меньшая оснащенность митохондрий кристами-везикулами, уменьшение объемной плотности гладкого эндоплазматического ретикулума, уменьшение числа контактов лизосом с липидными каплями. В части адренокортикоцитов обнаружено изменение ультраструктуры ядрышка — преобладание фибриллярного компонента над гранулярным, что отражает значительное подавление в нем синтеза рРНК и характеризует истощение рибосомного протеинового пула. Все это указывает на снижение активности адренокортикоцитов, отражающее уменьшение глюкокортикоидной функции железы. В надпочечных железах этой группы животных обнаруживались очаги деструкции клеток. Тот факт, что деструктивно измененные и дегенерирующие адренокортикоциты содержат исключительно светлый цитоплазматический матрикс, набухшие митохондрии с везикулярными кристами, расширенные канальцы эндоплазматической сети и малое количество липидных капель, позволяет допустить, что гибель таких клеток происходит после их напряженного функционирования.
Не менее интересны и выявленные изменения в строме железы: сладжированные эритроциты в расширенных просветах гемокапилляров, измененная пространственная конфигурация капиллярного русла с образованием дивертикулов, повышенное тромбообразование. Это, несомненно, приводило к торможению кровотока, снижению трофики и оксигенации клеток паренхимы, что также, видимо, вело к уменьшению уровня ее функционирования.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют об усилении функции коры надпочечников беременных самок при 3-кратном воздействии вибрации с 9-е по 11-е сутки, что следует считать приспособительными изменениями в материнском организме в связи с дополнительным функциональным напряжением. Однако длительное воздействие вибрации на беременную самку с 9-е по 18-е сутки снижает функциональную активность надпочечников, что может указывать на снижение регуляторных механизмов. Это, несомненно, приведет к структурным изменениям в надпочечниках у плодов, ведь железы внутренней секреции матери и плода функционируют как единый комплекс. Можно думать, что условия течения беременности прогнозируют успех постнатального онтогенеза.
Список литературы
1. Производственный шум / С. В. Алексеев, М. Л. Хаймович, Е. Н. Кадыскина [и др.]. — Л. : Медицина, 1991. — 136 с.
2. Аршавский А. И. Принцип доминанты и механизм созревания основных системных
поведенческих реакций в онтогенезе / А. И. Аршавский // Структурно-функциональные закономерности системогенеза. — М., 1976. — С. 56.
3. Белкин В. Ш. Морфология некоторых внутренних органов при воздействии общей вертикальной вибрации и высокогорья : автореф. дис. ... канд. мед. наук / В. Ш. Белкин.
— Душанбе, 1974. — 21 с.
4. Виноградов В. В. Стресс : морфология коры надпочечников : монография / В. В. Виноградов. — Мн. : Белорусская Навука, 1998. — 319 с.
5. Меерсон Ф. З. Адаптация к стрессорным ситуациям и физической нагрузке : монография / Ф. З. Меерсон, М. Г. Пшенникова. — М. : Медицина, 1988. — 256 с.
6. Морфология внутренних органов при действии вибрации : монография / Я. А.Рахимов [и др.]. — Душанбе : Дониш, 1979. — 136 с.
7. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме : монография / Г. Селье. — М. : Медгиз, 1960. — 254 с.
8. Трапезникова Н. К. Некоторые ответные реакции организма животных
на дозированное вибрационное воздействие различной локализации : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Н. К. Трапезникова. — Томск, 1974. — 24 с.
9. Salmenperä M. I Studies on the dependence of mitochondrial 11ß- and 18-hydroxylation on the nuclear and mitochondrial DNA synthesis during ACTH-induced differentiation
of cortical cells of rat adrenals in tissue culture / М. Salmenperä, A. Kahri // Exp. Cell. Res.
— 1977. — Vol. 104. — Р. 223-232.
STRUCTURAL CHARACTERISTIC OF ADRENAL CORTEX AT PREGNANT RATS AT VIBRATORY INFLUENCE OF DIFFERENT DURATION
I. M. Samatova. Y. I. Sklyanov. N. N. Dubinina. E. A. Popp, N. V. Salomeina
SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (c. Novosibirsk)
The presented research is conducted for the purpose of studying the structural changes in adrenal cortex at Vistar pregnant rats (68 animal units) at vibratory influences (frequency of 32 Hz and vibrorate of 50 m/s) of different duration. Light optic and submicroscopic methods were used, the morphometric analysis is performed. Research showed that 3-fold impact of vibration (from the 9th till 11th days of pregnancy) causes intensifying of adrenal cortex function whereas long vibratory influence (from the 9th till 18th days of pregnancy) reduces adrenal functional activity that can point to depression of regulatory mechanisms.
Keywords: pregnancy, vibration, adrenal, morphological changes, adrenocorticositis, submicroscopy, haemocapillaries.
About authors:
Samatova Inna Mikhaylovna — candidate of medical science, assistant professor of histology, fetology and cytology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8(383) 216-58-45, e-mail: [email protected]
Sklyanov Yury Ivanovich — doctor of medical science, professor, head of histology, fetology and cytology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8(383) 216-58-45
Dubinina Natalia Nikolaevna — candidate of medical science, assistant professor of histology, fetology and cytology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 216-58-45
Popp Elena Anatolyevna — candidate of medical science, assistant professor of histology, fetology and cytology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 216-58-45
Salomeina Natalia Viktorovna — candidate of medical science, assistant professor of histology, fetology and cytology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8(383) 216-58-45
List of the Literature:
1. Production hum / Page V. Alekseev, M. L. Haymovich, E. N. Kadyskina [etc.]. — L.: Medicine, 1991. — 136 P.
2. Arshavsky A. I. Principle of majorants and the mechanism of maturing of the main systemic behavioural reactions at ontogenesis / A. I. Arshavsky // Structurally functional patterns systemic genesis. — M, 1976. — P. 56.
3. Belkin V. S. Internal morphology at impact of the general vertical vibration and highlands: theses. ... cand. of medical sciences / V. S. Belkin. — Dushanbe, 1974. — 21 P.
4. Vinogradov V. V. Stress: morphology of adrenal cortex: monograph / V. V. Vinogradov.
— Mn. : Belarusian Navuka, 1998. — 319 P.
5. Meerson F. Z. Adaptation to stress situations and exercise stress: monograph / F. Z. Meerson, M. G. Pshennikova. — M.: Medicine, 1988. — 256 P.
6. Internal morphology at vibration: monograph / Y. A. Rakhimov [etc.]. — Dushanbe: Donish, 1979. — 136 P.
7. Selye G. Sketches about an adaptic syndrome: monograph / G. Selye. — M.: Medgiz, 1960.
— 254 P.
8. Trapeznikova N. K. Some responses of organism of animals to the dosed vibratory impact of various localization: theses. ... cand. of medical science / N. K. Trapeznikova. — Tomsk, 1974. — 24 P.
9. Salmenpera M. I Studies on the dependence of mitochondrial 11|3- and 18-hydroxylation on the nuclear and mitochondrial DNA synthesis during ACTH-induced differentiation
of cortical cells of rat adrenals in tissue culture / М. Salmenpera, A. Kahri // Exp. Cell. Res.
— 1977. — Vol. 104. — Р. 223-232.
