Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 11
1.1. Толуол, его распространенность, применение и влияние на некоторые органы и системы организма 11
1.2. Возможные методы фармакологической профилактики и коррекции неблагоприятного влияния толуола на органы и системы организма 18
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования 27
2.1. Объект исследования 27
2.2. Методы исследования
2.2.1. Органометрический метод 32
2.2.2. Гистоморфометрический метод 33
2.2.3. Электронномикроскопический метод 33
2.2.4. Методики статистической обработки 34
ГЛАВА 3. Результаты исследования 36
3.1. Влияние паров толуола на морфогенез почек ювенильных белых крыс и обоснование возможных путей коррекции выявленных изменений 36
3.1.1. Морфогенез почек у ювенильных крыс контрольной группы 36
3.1.2. Морфогенез почек у ювенильных крыс после 60-суточного воздействия паров толуола 43
3.1.3. Морфогенез почек у ювенильных крыс в условиях внут рибрюшинного введения тиотриазолина на фоне ингаляции парами толуола 50
3.1.4. Морфогенез почек у ювенильных крыс в условиях внут рижелудочного введения настойки эхинацеи пурпурной на фоне ингаляции парами толуола
3.2. Влияние паров толуола на морфогенез почек половозрелых белых крыс и обоснование возможных путей коррекции выявленных изменений 59
3.2.1. Морфогенез почек у половозрелых крыс контрольной группы 59
3.2.2. Морфогенез почек у половозрелых крыс после 60-суточного воздействия паров толуола 67
3.2.3. Морфогенез почек у половозрелых крыс в условиях внутрибрюшинного введения тиотриазолина на фоне ингаляции парами толуола 75
3.2.4. Морфогенез почек у половозрелых крыс в условиях внутрижелудочного введения настойки эхинацеи пурпурной на фоне ингаляции парами толуола 80
3.3. Влияние паров толуола на морфогенез почек белых крыс старческого возраста и обоснование возможных путей коррекции вявленных изменений 84
3.3.1. Морфогенез почек у крыс старческого возраста контрольной группы 84
3.3.2. Морфогенез почек у крыс старческого возраста после 60
суточного воздействия паров толуола 90
3.3.3. Морфогенез почек у крыс старческого возраста в условиях внутрибрюшинного введение тиотриазолина на фоне ингаляции парами толуола 97
3.3.4. Морфогенез почек у крыс старческого возраста в условиях внутрижелудочного введения настойки эхинацеи пурпурной на фоне ингаляции парами толуола 101
ГЛАВА 4. Однофакторный дисперсионный анализ данных, полученных в ходе эксперимента 107
4.1. Влияние условий эксперимента на показатели органомет рии почек и гистоморфометрии кортикальных нефронов у юве нильных крыс 107
4.2. Влияние условий эксперимента на показатели органомет-рии почек и гистоморфометрии кортикальных нефронов у половозрелых крыс 114
4.3. Влияние условий эксперимента на показатели органомет-рии почек и гистоморфометрии кортикальных нефронов у крыс старческого возраста 120
ГЛАВА 5. Обсуждение полученных результатов 127
Выводы 151
Практические рекомендации 153
Список литературы
- Возможные методы фармакологической профилактики и коррекции неблагоприятного влияния толуола на органы и системы организма
- Органометрический метод
- Морфогенез почек у ювенильных крыс в условиях внут рибрюшинного введения тиотриазолина на фоне ингаляции парами толуола
- Влияние условий эксперимента на показатели органомет-рии почек и гистоморфометрии кортикальных нефронов у половозрелых крыс
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время антропогенная нагрузка на окружающую среду во многих регионах мира достигла угрожающего уровня, вредного для здоровья населения (Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И., 2014; Perigo J.F., Prado C., 2005). Все вещества, загрязняющие окружающую среду, объединенны одним названием - ксенобиотики, к которым относятся синтетические химические соединения, соли тяжелых металлов, радионуклиды и другие (Neghab M. et al., 2015). Большинство ксенобиотиков имеют системное действие на организм, но почки, как главный экскреторный орган, являются наиболее уязвимыми (Власов В.Н., 2014; Dorey E.S. et al., 2014; Grahammer F. et al., 2014).
Интенсивное кровоснабжение и большая длина тубулярного аппарата обусловливают продолжительность контакта экотоксикантов и их метаболитов с эндотелиальными и эпителиальными клетками (Деркачов Е.А. и др. 2002). Положительное гидростатическое давление, необходимое для осуществления ультрафильтрации, и оптимальные механизмы экскреции, направленные на сохранение эссенциальных метаболитов и элиминацию токсинов с минимальной потерей жидкости с помощью медуллярной противоточно-множительной системы, приводят к реабсорбции и рециркуляции в организме низкомолекулярных метаболитов ксенобиотиков (Капустин В.Е., 1995; Асфандияров Ф. Р., 1996; Албегова Д.В., Темуриди Е.Г., 2006; Mattia C. J. et al., 2009).
Одним из наиболее распространенных ксенобиотиков является толуол, контакт с которым осуществляется не только на производстве, но и в быту при использовании самых различных товаров потребления, современных ремонтных материалов, а также в выхлопных газах автомобилей (Булатов А.В. и др. 2006; Долина Л.Ф. и др., 2008).
Анализ литературы по данной теме показал, что повышенное содержание толуола в атмосфере сопровождается морфологическими изменениями со стороны органов дыхательной, репродуктивной, пищеварительной, костной, эндокринной и иммунной систем (Волошин В.М., 2011; Волошина І.С., 2013; Рыкова Ю.А., 2013; Скоробогатов А.М., 2015). Однако, вопросы влияния паров толуола на морфогенез почек изучен недостаточно (Stengel B. al., 1999; Martinez-Alfaro M. et al., 2011), сведения о морфологических изменениях, возникающих в почках при ингаляции паров толуола, отрывочны и противоречивы (Firth M.J., 2008; Argo A. et al., 2010). Не исследованы и процессы восстановления структуры почек в период реадаптации после завершения воздействия паров толуола, а также не обоснованы возможности профилактики и коррекции возникающих при этом изменений.
Цель исследования – установить морфологические изменения почек белых крыс различных возрастных групп после 60-суточного воздействии паров толуола, а также оценить возможности коррекции выяленных изменений путем введения препаратов с комплексным антиоксидантным действием: тиотриазолина и настойки эхинацеи пурпурной.
Задачи исследования:
-
Выявить морфологические изменения основных структурно-функциональных компонентов кортикальных нефронов и микроциркуляторного русла коркового вещества почек ювенильных, половозрелых и крыс старческого возраста после завершения 60-суточного ингаляционного поступления в их организм толуола.
-
Исследовать динамику изменений структурно-функциональных компонентов кортикальных нефронов и микроциркуляторного русла коркового вещества почек белых крыс различного возраста в период реадаптации после завершения 60-суточного ингаляционного поступления в их организм толуола.
-
Исследовать возможность коррекции изменений структурно-функциональных компонентов нефронов и микроциркуляторного русла коркового вещества почек у белых крыс различного возраста при ингаляционном поступлении толуола в организм путем применения тиотриазолина либо настойки эхинацеи пурпурной.
-
Оценить силу влияния действующего фактора (ингаляции толуола, введения тиотриазолина либо настойки эхинацеи пурпурной) на морфо-функциональное состояние структурных компонентов кортикальных нефро-нов почек подопытных животных в зависимости от возраста.
Научная новизна исследования. Впервые на значительном экспериментальном материале изучены структурно-функциональные преобразования почек белых крыс-самцов после завершения 60-суточного ингаляционного воздействия толуола с экспозицией 5 часов/сутки в 10 ПДК (3176 мг/м3).
Впервые с помощью комплекса современных морфологических методов исследования (органометрического, гистологического, гистоморфомет-рического, электронномикроскопического, статистического) получены новые данные о возрастных особенностях морфологических реакций коркового вещества почек как непосредственно после окончания 60-суточного воздействия паров толуола, так и в различные сроки периода реадаптации. Выявленные при этом изменения на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях характеризуются гипертрофически-гиперпластическими преобразованиями у ювенильных и половозрелых животных и дистрофически-атрофическими в период старческих изменений.
Доказано, что внутрибрюшинное введение 2,5% раствора тиотриазолина в дозировке 117,4 мг/кг и внутрижелудочное введение настойки эхинацеи пурпурной из расчёта 0,1 мг сухого вещества на 100 г массы крысы ежесуточно в значительной степени нивелирует выявленные морфологические изменения.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты, полученные в данном анатомо-экспериментальном исследовании, в значительной степени расширяют имеющиеся представления о возрастных особенностях морфологических преобразованиях почек после 60-суточного воздействия паров толуола с экспозицией 5 часов в 10 ПДК. Данное исследование раскрывает механизмы воздействия паров толуола на морфогенез почек в усло-
виях целостного организма у биологических объектов различного возраста, подтверждает возможности реадаптации. Предлагается способ коррекции возникающих после двухмесячного воздействия паров толуола неблагоприятных морфологических изменений в почках при помощи тиотриазолина и настойки эхинацеи пурпурной.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Структурные преобразования в корковом веществе почек после завершения 60-суточного воздействия паров толуола с экспозицией 5 часов в 10 ПДК для крысы имеют выраженную зависимость от возраста подопытных животных и характеризуются: у ювенильных и половозрелых белых крыс компенсаторно-приспособительными процессами в виде гипертрофически-гиперпластических изменений, а в период старческих изменений – дистрофически-атрофическими процессами.
-
В период реадаптации после воздействия паров толуола выявленные морфологические изменения быстрее всего восстанавливались у ювенильных крыс, у которых после 30-х суток реадаптации достоверные отличия исследуемых показателей от контроля не наблюдали. Медленнее всего исследуемые показатели восстанавливались в период старческих изменений.
-
Внутрибрюшинное введение подопытным животным тиотриазолина в дозе 117,4 мг/кг так же, как и внутрижелудочное введение настойки эхина-цеи пурпурной из расчёта 0,1 мг сухого вещества на 100 г массы на фоне ингаляций парами толуола сглаживает его негативное влияние на структурно-функциональное состояние кортикальных нефронов как во время непосредственного воздействия, так и в период реадаптации. Эффективность применения настойки эхинацеи пурпурной была ниже, чем эффективность применения тиотриазолина.
-
Максимальная сила влияния как паров толуола, так и применяемых корректоров (тиотриазолина и настойки эхинацеи пурпурной) во всех возрастных группах была зарегистрирована на изменение диаметра просветов проксимальных извитых канальцев.
Апробация результатов. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Всеукраинской научно-практической конференции «Актуальные вопросы экспериментальной, клинической медицины и фармации» (Луганск, 2012), Международной научно-практической конференции “Актуальные вопросы теоретической и клинической медицины” (Сумы, 2013), 4-м научном симпозиуме «Морфогенез органов и тканей под влиянием экзогенных факторов» (Алушта, 2013), VII международном конгрессе по интегративной антропологии (Винница, 2013), X Юбилейной Международной научно-практической конференции молодых ученых-медиков (Курск, 2016), Международном конгрессе по вопросам ос-теопороза, остеоартрита и костно-мышечных заболеваний (Малага, 2016).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, из них 2 статьи в журналах из перечня изданий, рекомендованных ВАК Российской Федерации для публикации результатов кандидатских диссертаций, 5 статей – в журналах, входящих в перечень ДАК МОН Украины, 6 тезисов – в
матералах отечественных и зарубежных конференций. 4 работы опубликованы без соавторов.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 240 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц (28 из низ на 69 страницах, вынесенных в приложение), иллюстрирована 58 рисунками, состоит из списка использованных сокращений, введения, обзора литературы, главы описания материалов и методов исследования, двух глав результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы. Список литературы содержит 167 источников (93 - кириллицей и 74 - латиницей).
Возможные методы фармакологической профилактики и коррекции неблагоприятного влияния толуола на органы и системы организма
Интенсивное развитие науки неизбежно влечет за собой все более широкое применение различных химических веществ, прежде всего органических. К сожалению, открытие и внедрение в практику новых соединений в значительной степени опережает темпы изучения биологических эффектов этих соединений и методов их сбора и утилизации, что, в свою очередь, неизбежно ведет к загрязнению окружающей среды [92]. Одним из таких веществ, получивших широчайшее распространение в химической промышленности и в быту, является толуол [130].
Толуол (метилбензол, фенилметан, метацид) – (от исп. Tolu (Balsam) «толу-анский бальзам» + ol(eum) «масло») – углеводород с химической формулой С6Н5СН3; прозрачная летучая жидкость с характерным резким запахом, не содержащая посторонних примесей и воды, относится к алкиларенам [95]. Толуол является важным в промышленном отношении промежуточным химическим продуктом, производство которого постоянно увеличивается и достигает огромных величин [122]. Он производится как в виде самостоятельного продукта, так и в качестве компонента различных смесей. Например, он активно используется для вторичного осветления бензина. Как неполярный растворитель чистый толуол имеет гораздо большее значение, чем бензол или ксилол. Примерно 2/3 его количества, применяемого в качестве растворителя, приходится на краски, разбавители, типографические краски, различные покрытия, обезжиривающие средства, а также на другие продукты, требующие растворяющего носителя основного компонента [51].
Также толуол используют в качестве исходного сырья в органическом синтезе большого числа новых химических веществ и других производных толуола, применяемых в качестве промежуточных продуктов красителей, модификаторов смол, бактерицидных смол и т.д. [126].
Источником загрязнения окружающей среды толуолом являются нефтеперерабатывающие, коксохимические заводы, предприятия по производству анилиновых красок, асфальтовых и битумных лаков, взрывчатых веществ, нитрокрасок, нитроэмалей [136]. Выделение его паров в воздух рабочей зоны происходит при его применении в качестве растворителя клеев, лаков, красок в текстильной, обувной и резиновой промышленностях, типографии. Кроме этого, распространено среди токсикоманов умышленное вдыхание паров толуола для получения наркотического эффекта [110, 152].
В большинстве стран установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе на уровне 50-100 мг/м, а также разработаны рекомендуемые вдыхаемые концентрации при хронической экспозиции этого соединения – 0,4 мг/м [126]. Толуол по степени токсичности при введении в желудок и ингаляции относится к III-IV классу умеренно и малотоксичных веществ (LD50 – 7000 мг/кг; CL50 – в интервале 32000-40000 мг/м3). Для толуола и его замещенных установлены следующие гигиенические регламенты: 50 мг/м3 – средне-сменная концентрация; 150 мг/м3 - максимально допустимая концентрация для толуола [136].
Основным путем поступления толуола в организм является ингаляционный, период его полувыведения – 3,8 часов на основании проб альвеолярного воздуха и 4,5 часа по пробам крови. Данное соединение является липофильным, быстро накапливается в липидах биомембран и распространяется в хорошо кровоснабжае-мых органах (печень, почки, головной мозг) [153]. Скорость метаболизма толуола зависит от вида животных, возраста и пола – у взрослых крыс мужского пола она больше, чем у взрослых и молодых крыс женского пола. У человека скорость метаболизма толуола выше, чем у крыс [151].
Токсикодинамически, толуол обладает прямым и непрямым воздействием на организм [94]. В первом случае, на биохимическом уровне, его действие обусловлено непосредственным влиянием молекул толуола на различные структуры организма. В первую очередь, являясь неполярным растворителем, толуол будет повреждать биологические мембраны клеток, контактирующих с ним: альвеоло-циты легких (при ингаляционном воздействии), слизистые оболочки пищеварительного тракта (при пероральном попадании), мембраны форменных элементов крови и эндотелия сосудов и т.д. [155]. В значительной степени (но не в единственной!), именно прямое действие толуола обуславливает клиническую картину его острого воздействия.
Непрямое действие толуола, в значительной степени обуславливающее хронические эффекты от воздействия толуола, связано в первую очередь с метаболитами этого вещества и их биологическими эффектами. Метаболизм толуола осуществляется в печени следующим способом [36]:
1) Фаза 1, или фаза активации, обеспечивается, главным образом, многочисленным семейством ферментов - цитохромов P450 , флавопротеина, содержащего FAD и FMN (NADPH-зависимая Р450-редуктаза), а также микросомаль-ной эпоксигидролазой и некоторыми другими ферментами системы детоксика-ции. Все эти ферменты локализованы в мембранахэндоплазматического ретику-лума и относятся к так называемой микросомальной или монооксигеназной системе метаболизма [6]. В случае с толуолом данная система обеспечивает окисление его метильной группы до бензойной кислоты.
2) Фаза 2, или нейтрализация ксенобиотиков. Главным назначением этой фазы является нейтрализация, дезактивация, детоксикация гидрофильных и зачастую токсичных продуктов фазы 1 при помощи различных гидролаз и трансфераз. Дезактивация бензойной кислоты осуществляется в 2 этапа: сначала под действием фермента бензоат-КоА лигазы происходит S-ацилирование свободным бензоа-том кофермента A, в ходе реакции расходуется АТФ:
Органометрический метод
Методы исследования включали в себя органометрический, гистологический, гистоморфометрический, электронномикроскопический и статистический методы.
Органометрический, гистологический, гистоморфометрический и электронномикроскопический методы использовали для изучения морфогенеза почек у белых крыс различного возраста на различных уровнях структурной организации (органном, тканевом, клеточном и субклеточном). Статистические методы (описательная статистика и однофакторный дисперсионный анализ) использовались для обработки результатов исследования.
По истечении сроков эксперимента животных декапитировали под эфирным масочным наркозом в соответствии с «Международными рекомендациями по поводу медико-биологических исследований с использованием лабораторных животных».
После извлечения почек их препарировали, определяли их массу на лабораторных весах ВЛР-200 с точностью до 0,25 мг, измеряли длину, ширину и толщину органа с помощью штангенциркуля с точностью до 0,05 мм. Полученные результаты регистрировали в протоколах забора материала.
Рассчитывали абсолютную и относительную массу почек, а также объем почки с использованием формулы, используемой при сонографическом исследовании с подстановкой стандартного эмпирического коэффициента [40], которая имеет следующий вид: V = 0,523 х а х b х с (2.2), где а - длина, b - ширина, с - толщина почки. 2.2.2. Гистоморфометрический метод После проведения органометрии почки фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. После фиксации препараты промывали в проточной воде в течение часа. Проводку материала осуществляли по стандартной методике, которая включает в себя дегидратацию в спиртах восходящей концентрации, затем проводилась заливка образцов в парафиновые блоки. Далее на микротоме МС-2 изготавливали парафиновые срезы толщиной 4-6 мкм и окрашивали гематоксилином и эозином [2].
Готовые гистологические препараты исследовали и фотографировали на цифровом морфометрическом комплексе на базе микроскопа Olympus BX 41. С помощью морфометрического комплекса получали высококачественные цифровые фотографии в нескольких режимах увеличения: при объективе 4х и 10x для исследования макро-микроструктуры почки и при объективе 40х для исследования микроструктуры органа.
Анализ цифровых данных проводили с помощью компьютерной программы для морфометрических исследований «Morpholog» («Свідоцтво про реєстрацію авторського права № 9604», авторы; В.В, Овчаренко, В.В. Маврич, 2004), усовершенствованной для изучения почки [60].
В пределах коркового вещества почки оценивали площади почечных телец, сосудистых клубочков и просвета капсулы клубочков кортикальных нефронов, а также диаметры их проксимальных и дистальных извитых канальцев, диаметры их просвета и высоту эпителия [1].
Электронномикроскопическое исследование проведено в лаборатории электронной микроскопии Харьковского НИИ радиологии им. С.П. Григорьева (зав. лаб. – ст. науч. сотр. О.П. Лукашова).
Для электронномикроскопического исследования кусочки почки размером 1мм3 сначала фиксирорвали в 2,5% растворе глютарового альдегида на 0,1 М фо 34 сфатном буфере рН 7,2, а затем в 1% осмиевом фиксаторе по Палладе [57].
После дегидратации в растворах этанола нарастающей концентрации и абсолютном ацетоне материал заливали смесью эпон-аралдит. На ультрамикротоме УМТП-4 Сумского ПО «Электрон» (Украина) нарезали полутонкие срезы толщиной 1-2 мкм, окрашивали метиленовым синим, изучали на светооптическом уровне, а затем после прицельной заточки блока получали ультратонкие срезы, которые контрастировали солями урана и свинца по Рейнольдсу. Просматривали под электронным микроскопом ЭМ-125 Сумского ПО «Электрон» (Украина) при ускоряющем напряжении 75 кВ. Изученный материал документировали в виде негативных и позитивных фотоснимков.
Все использованные в эксперименте измерения и параметры были приведены в соответствие с Международной системой единиц [73]. Полученные цифровые данные обрабатывали методами вариационной статистики с использованием лицензионного програмного обеспечения Microsoft Office Excel и Statistica 5.11 [46]. Производили построение вариационных рядов цифровых данных, вычисление среднего арифметического отклонения, ошибки среднего, коэффициента вариации и величины отклонения показателя от контроля в процентах. Предварительно полученные цифровые данные подвергали анализу на нормальность распределения с использованием критерия Колмогорова-Смирнова [127]. Статистическую достоверность отклонений полученных результатов от соответствующего контроля оценивали с использованием параметрического метода сравнения двух независимых выборок – критерия Стьюдента (в случае нормального распределения). В случае ненормального распределения использовали непараметрический метод сравнения двух независимых выборок – критерий Манна-Уитни. Различие считали достоверным при вероятности ошибки 5% (р 0,05) [46].
Морфогенез почек у ювенильных крыс в условиях внут рибрюшинного введения тиотриазолина на фоне ингаляции парами толуола
На 1-е сутки после окончания воздействия паров толуола масса тела юве-нильных крыс была меньше значений 1-й группы на 7,90% (здесь и далее все приведенные цифровые отличия являются достоверными с уровнем значимости р0,05). В период реадаптации после воздействия паров толуола масса тела подопытных животных постепенно восстанавливалась и оставалась меньше контрольной лишь на 7-е и 15-е сутки наблюдения – соответственно на 8,62% и 6,43% (см. табл. 2.2).
При визуальной оценке почек у ювенильных крыс 2-й группы отличий от 1-й группы эксперимента не было выявлено, однако органометрические параметры почек были достоверно больше контрольных значений во все сроки, преимущественно в период до 15-х суток наблюдения (см. табл. А.1).
На 1 сутки после окончания воздействия условий 2-й группы на подопытных животных абсолютная и относительная масса почек были больше значений 1-й группы на 26,33% и 37,35%, а длина, ширина и толщина правой почки – соответственно на 8,10%, 7,68% и 6,30%. В результате объем правой почки был больше контроля на 21,11%.
В период реадаптации после воздействия условий 2-й группы эксперимента на организм ювенильных крыс абсолютная масса почек оставалась больше значений 1-й группы на 7-е и 15-е сутки наблюдения на 19,10% и 12,50%, а относительная масса почек – с 7-х по 60-е сутки соответственно на 30,34%, 20,23%, 8,88% и 5,61%. Также, на 7-е и 15-е сутки наблюдения длина, ширина и толщина правой почки. а также ее объем были больше значений 1-й группы соответственно на 6,45% и 4,11%, на 6,86% и 4,69%, на 4,98% и 4,69% и на 19,41% и 12,54%.
При микроскопическом исследовании почек ювенильных животных 2-й группы было выявлено, что почечные тельца сохраняют свою структуру. В капиллярах сосудистого клубочка выявляются признаки неравномерного кровенаполнения. При этом большая часть почечных телец увеличена в размерах в сравнении с 1-й группой животных как за счет увеличения полости капсулы, так и площади сосудистого клубочка, что может свидетельствовать о повышении его фильтрационной способности (рис.3.7-3.8).
Проксимальные извитые канальцы визуально имели больший диаметр, чем в 1-й группе, больший диаметр имел и их просвет. Изменения эпителиальной выстилки проксимального отдела нефронов характеризовались признаками набухания цитоплазмы, частичным разрушением щеточной каемки клеток с последующим разрушением их апикальной части. Форма эпителиоцитов проксимального отдела нефронов изменяется за счет некоторого увеличения их высоты.
Корковое вещество почки ювенильной крысы после 60 суток затравки толуолом (60-е сутки реадаптации). Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение 200х.
При гистологическом исследовании дистальных извитых канальцев было установлено, что у ювенильных животных 2-й группы их диаметры и диаметры их просвета были больше, чем в 1-й группе, высота эпителия при этом также была несколько больше. Во всех отделах нефрона наиболее выраженные изменения регистрировались на 1-е сутки после окончания воздействия толуола. В период реадаптации после воздействия толуола наблюдалось востановление структуры кортикальных нефронов ювенильных крыс, и к 60-м суткам наблюдения структура коркового вещества почки практически не отличалась от таковой у контрольных животных.
Проведенное гистоморфометрическое исследование подтвердило выявленные визуально закономерности: на 1-е сутки после окончания воздействия у юве-нильных крыс 2-й группы общая площадь почечных телец увеличивалась по сравнению с 1-й группой на 14,81%, площадь сосудистого клубочка – на 8,15%, а площадь просвета капсулы – на 26,37% (см. табл. А.2).
В период реадаптации после воздействия паров толуола у ювенильных крыс общая площадь почечного тельца оставалась больше значений 1-й группы с 7-х по 30-е сутки наблюдения на 11,96%, 7,08% и 3,96%, а площадь просвета капсулы – на 22,94%, 13,22% и 6,42%. Площадь сосудистого клубочка оставалась больше контрольной лишь на 7-е сутки – на 5,84%.
В проксимальных извитых канальцах у ювенильных крыс на 1-е сутки после окончания воздействия паров толуола их диаметры были больше значений 1-й группы на 9,53%, диаметры просвета канальцев – на 17,66%, а высота эпителия – на 3,39% (см. табл. А.3).
В период с 7-х по 60-е сутки наблюдения диаметры проксимальных извитых канальцев оставались больше значений 1-й группы соответственно на 9,14%, 5,35%, 4,32% и 2,11%, а диаметры их просветов – на 17,83%, 12,81%, 6,81% и 2,93%. При этом высота эпителия проксимальных извитых канальцев оставалась больше контрольной на 7-е и 30-е сутки соответственно на 2,62% и 2,58%. При гистоморфометрическом исследовании дистальных извитых канналь-цев было выявлено, что на 1-е сутки после окончания воздействия их диаметр был больше значений 1-й группы на 10,29%, диаметр их просвета – на 8,24%, а высота эпителия – на 12,88% (см. табл. А.4).
Влияние условий эксперимента на показатели органомет-рии почек и гистоморфометрии кортикальных нефронов у половозрелых крыс
Относительная масса почек у половозрелых контрольных животных в ходе наблюдения практически не изменялась. Это свидетельствует об относительно одинаковых темпах прироста как массы тела животных, так и массы почек.
На разрезе, перпендикулярном поверхности, почка имеет характерный вид. Прежде всего выступают почечные пирамиды, отличающиеся более светлой окраской и состоящие из радиально идущих трубок. Широким основанием пирамиды обращены к поверхности почки, а их вершины образуют в почечных чашечках сосочки. Таких сосочков в почке у крыс вариирует от 7 до 12. Некоторые пирамиды являються сложными, слитыми из двух более простых пирамид. Вещество пирамид образует мозговое вещество почки и состоит из прямых канальцев, сходящихся к вершине сосочка. Корковое вещество почки имеет темную окраску и образовано извитыми канальцами. Корковое вещество занимает поверхностную часть почки и на разрезах разделено на колонки более светлыми полосками, идущими от мозгового вещества почки.
При гистологическом исследовании почек интактных крыс выявлено, что у половозрелых животных паренхима органа представлена почечными тельцами, прямыми и извитыми канальцами. Корковое вещество почки содержит меньшеее количество почечных телец в сравнении с корковым веществом почек неполовозрелых крыс. Почечные тельца округлой или слегка овальной формы состоят из клубочка кровеносных капилляров и капсулы, охватывающей клубочек (рис. 3.17-3.18).
Капсула имеет вид двустенной чаши и состоит из внешнего и внутреннего листков, между которыми образуется щелевидное пространство - полость капсулы. Сосудистый клубочек представляет собой разветвление кровеносных капилляров между приносящей и выносящей артериолами, имеющее на гистологичес 61 ком препарате вид мономорфной структуры с ажурным рисунком сосудистых петель. Внешний вид сосудистых клубочков почечных телец у крыс разнообразен.
Строма органа представлена прослойками рыхлой волокнистой соединительной ткани, которая расположена между канальцами и окружает кровеносные сосуды.
Проведенное гистоморфометрическое исследование показало, что с 1-х по 60-е сутки периода наблюдения общая площадь почечного тельца уменьшалась с 3953,36±47,89 мкм2 до 3686,58±44,03 мкм2, площадь сосудистого клубочка - с 3202,00±47,61 мкм2 до 3011,56±43,99 мкм2, а площадь просвета капсулы с 751,36±11,18 мкм2 до 675,03±10,98 мкм2 (табл. А.6).
Такая динамика гистоморфометрических параметров почечного тельца у половозрелых крыс контрольной группы совпадает с описанной в литературе [45] и свидетельствует о достаточно высокой активности фильтрационных процессов, которая с увеличением возраста животных продолжает постепенно снижаться.
Канальцевый отдел нефрона на гистологическом срезе представлен округлыми или овальной формы полыми структурами, стенка которых образована эпителиальными клетками разной формы, лежащими на базальной мембране. Форма эпителиальных клеток канальца зависит от вида канальца и расположения его относительно почечного тельца.
Проксимальный извитой каналец начинается от полости капсулы клубочка, образует несколько изгибов в непосредственной близости к почечному тельцу. Проксимальный каналец имеет извитой вид, относительно толстую стенку и узкий просвет. Стенка проксимального канальца образована эпителиальными клетками кубической формы. Поверхность этих клеток покрыта щеточной каемкой. Ядра округлой формы, расположены в базальной части клеток, интенсивно окра-шиваютя основными красителями.
При гистоморфометрическом исследовании проксимальных извитых канальцев почки интактных крыс выявлено, что с 1-х по 60-е сутки периода наблюдения диаметр канальцев увеличивался с 35,53±0,14 мкм по 38,83±0,14 мкм, диаметр просвета канальцев - с 15,44±0,07 мкм по 17,89±0,10 мкм, а высота эпителия - с 10,04±0,08 мкм по 10,47±0,08 мкм (табл. А.7). Это свидетельствует о высокой активности процессов реабсорбции в данный возрастной период.
Дистальный каналец состоит из прямого и извитого отделов. Прямой отдел канальца проходит в пирамиде вместе с тонкой нисходящей частью петли и собирательной трубочкой в сопровождении артериол и венул. Просвет канальца выстлан изнутри клетками кубической формы не имеющими щеточной каймы. Апикальная поверхность клеток неровная, со слабо волнистыми контурами, содержит большее или меньшее число маленьких узких и коротких микроворсинок. Эпителиальные клетки дистального извитого канальца имеют выраженную базальную исчерченность. Ядра расположены в центре клеток и интенсивно окрашиваются гематоксилином. При морфометрическом исследовании дистальных извитых канальцев почки белых крыс 1-й группы выявлено, что диаметр канальцев в ходе наблюдения увеличивался с 29,78±0,14 мкм до 31,36±0,15 мкм, диаметр просвета канальцев - с 15,94±0,07 мкм до 16,75±0,08 мкм, а высота эпителия - с 6,92±0,08 мкм до 7,30±0,08 мкм (табл. А.8).
При электронномикроскопическом исследовании основных структурных компонентов нефрона выявлено, что клубочек почечного тельца заключен в двухслойную капсулу, имеющую наружную и внутреннюю части. Наружная часть капсулы выстлана изнутри одним слоем плоских эпителиальных клеток.
Внутренняя часть капсулы клубочка представлена гломерулярным эпителием, который покрывает его капилляры. Эти наиболее крупные эпителиальные клетки клубочка - подоциты, имеют сложную форму. Эти клетки снабжены большим количеством ветвящихся отростков, имеющих вид ножек. Подоциты располагаются на базальной мембране клубочковых капилляров и контактируют между собой. Большое по размерам клеточное тело содержит овальной формы ядро с мелкогранулярным хроматином, которое выпячивается в просвет капсулы. Цитоплазма подоцитов электроннопрозрачная.
В гранулярной эндоплазматической сети определяется большое количество рибосом, хорошо развит комплекс Гольджи, небольшое количество мелких митохондрий. От цитоплазмы отходятнесколько крупных отростков - цитотрабекул, содержащих электронноплотный материал с фибриллами и микротрубочками. Отростки тянутся вдоль близлежащих капилляров и дают начало большому количеству вторичных мелких и тонких ножкоподобных выростов - цитоподий. Цитоплазма цитоподий более электронноплотная. В ней видно длинные фибриллы, которые идут к базальной мембране. Внутренний листок капсулы и стенка кровеносных капилляров клубочка имеют общую трехслойную базальную мембрану и образуют фильтрационный барьер. Между цитоподиями имеются фильтрационные щели. Щели сообщаются с узким субподоцитарным пространством, расположенным между капиллярами и телами подоцитов и цитотрабекулами (рис. 3.19).