Введение к работе
Актуальность темы. Гепатотоксические эффекты различных лекарственных препаратов постоянно находятся в центре внимания исследователей и клиницистов и представляют одну из наиболее сложных и трудно разрешимых проблем современной медицины. Это обусловлено, в частности, тем обстоятельством, что тяжелые поражения печени и летальные исходы отмечены в основном при передозировке некоторых лекарственных препаратов (например, ацетаминофена) и для большинства препаратов являются очень редкими событиями (Lee W.M., 2003; Navarro V.J., Senior J.R., 2006). В то же время, по данным проведенных в последние десятилетия исследований, спектр гепатотоксических эффектов многих часто применяемых препаратов весьма обширен и разнообразен, особенно у детей (Chitturi S., George J., 2002). К числу наиболее распространенных препаратов с возможными гепатотоксическими эффектами относят нестероидные противовоспалительные средства, антигипер-тензивные, противоопухолевые и антидиабетические агенты, анти-конвульсанты, некоторые психотропные лекарственные препараты, статины и др. (Ивашкин В.Т. и др., 1999; Никитин И.Г. и др., 2005; Непомнящих Г.И. и др., 2008; Молодых О.П. и др., 2008).
Патогенез лекарственно-индуцированной гепатопатии очень сложен и во многих случаях не ясен. Важная роль в нем принадлежит вводимым в организм цитотоксическим агентам (Jaeschke Н. et al., 2002; Hilmer S.N. et al., 2004) и метаболитам, которые образуются в гепатоцитах в результате биотрансформации лекарственных препаратов и могут обладать более выраженными цитотоксическими свойствами (Minotti G. et al., 2001; Park B.K. et al., 2005). Существенное значение играют также ишемические повреждения печени, которые возникают в результате развития хронической сердечной недостаточности или синусоидального обструктивного синдрома (токсического генеза) (Молодых О.П. и др., 2006; DeLeve L.D. et al, 2002).
Токсические повреждения печени чаще всего развиваются после проведения химиотерапии и могут отражать гепатотоксические эффекты применяемых в онкологии лекарственных препаратов (King P.D., Perry М.С., 2001). Гепатотоксичность цитостатических препаратов, применяемых в противоопухолевой терапии, изучена в меньшей степени, поскольку считается, что поражения кроветворной и репродуктивной систем, а также миокарда (развитие кардиомиопа-
тии) являются основными побочными эффектами антибластомной терапии. При оценке возможных гепатотоксических эффектов тех или иных препаратов в клинических условиях важно учитывать предсуществующее состояние органа, развитие каких-либо патологических процессов, наличие вирусных гепатитов, других инфекций, дефицита питательных веществ и т.п. В то же время при изучении морфологии печени после введения экспериментальным животным некоторых цитостатических препаратов показано, что даже их однократное введение вызывает значительную структурную реорганизацию органа и изменяет его регенераторный потенциал (Гольдберг Е.Д. и др., 1998; Молодых О.П. и др., 2006).
Циклофосфамид - препарат, оказывающий алкилирующее воздействие на ДНК, широко используемый в противоопухолевой терапии (Амосова Е.Н. и др., 2003; Malet-Martino М., 1999) и как индуктор толерантности при трансплантации (Okano S. et al., 2001). При введении циклофосфамида в организм он метаболизируется в печени с образованием 7 основных метаболитов, из которых цитостатическим эффектом обладают альдофосфамид, азотный иприт, фосфамид иприта. Образовавшиеся метаболиты ингибируют рост быстро пролиферирующих, прежде всего опухолевых, клеток. Отсутствие избирательности действия и выявляемые уро-, нефро- и кардиотоксические свойства метаболитов циклофосфамида создают в ряде случаев серьезную проблему для его клинического использования (Лушникова Е.Л. и др., 2007).
О гепатотоксических свойствах циклофосфамида существуют противоположные мнения. Одни исследователи считают, что печень наименее подвержена токсическому действию метаболитов циклофосфамида (Abraham P., Sugumar Е., 2008), другие, наоборот, полагают, что этот орган обладает высокой чувствительностью к цитотоксическому действию циклофосфамида (Полунина Т.Е., 1999; Кашуро В.А. и др., 2006). Выводы о гепатотоксичности циклофосфамида базируются в основном на опытах с многократным введением малых доз (до 20 мг/кг) или однократном введении большой дозы (150 мг/кг) препарата (Саратиков А.С. и др., 2004; Malhi Н. et al., 2002; Abraham P., Sugumar E., 2008). Наименее изученными при этом остаются вопросы, касающиеся морфогенетических процессов, индуцируемых циклофосфамидом в печени, выраженности цитоток-сических эффектов в отношении гепатоцитов и других клеточных популяций, а также интенсивности регенераторных реакций.
Для выяснения механизмов циклофосфанового поражения гепа-тоцитов необходимо изучение ультраструктурных изменений гепа-тоцитов с оценкой выраженности внутриклеточных регенераторных реакций, а также выяснение закономерностей и особенностей ремо-делирования печени в этих условиях. Полученная информация имеет большое значение для разработки эффективных способов коррекции развивающихся побочных эффектов медикаментозной терапии.
Цель исследования - изучить характер ультраструктурной реорганизации печеночной дольки крыс при введении циклофос-фамида, выяснить особенности циклофосфамидных повреждений гепатоцитов и выраженность клеточных и внутриклеточных форм их регенерации.
Для достижения данной цели были поставлены и реализованы следующие задачи:
1. Изучить характер пространственной реорганизации печеноч
ной дольки крыс и особенности репаративной регенерации печени
при моделировании циклофосфамидных повреждений.
-
Установить с помощью электронно-микроскопического исследования основные типы циклофосфамидных повреждений гепатоцитов.
-
Изучить особенности внутриклеточной реорганизации гепатоцитов при циклофосфамидных повреждениях.
-
Изучить ультраструктуру тканевого микрорайона печени при циклофосфамидных повреждениях.
Научная новизна. Впервые при проведении комплексного морфологического исследования печени крыс при действии цик-лофосфамида выявлены особенности структурной реорганизации печеночной дольки и установлены особенности клеточной и внутриклеточной форм регенерации гепатоцитов. Впервые показано, что после однократного введения циклофосфамида развиваются выраженные морфофункциональные изменения печени (мелкоочаговые некрозы гепатоцитов преимущественно в перипортальной зоне, мононуклеарная клеточная инфильтрация), развивающиеся на фоне нарушений кровообращения. Важной особенностью цик-лофосфамидного поражения печени является массивная обтурация синусоидных капилляров мононуклеарами, наиболее выраженная в перипортальной зоне. Впервые установлено, что ключевым моментом пространственной реорганизации печени после введения циклофосфамида является снижение объемной плотности гепатоцитов
и увеличение объемной и поверхностной плотностей синусоидов.
Впервые показано, что регенераторные реакции гепатоцитов развиваются в основном в ранние сроки после однократного введения циклофосфамида (3 сут) и заключаются в активации их митотического деления и увеличении доли двуядерных клеток, преимущественно в перипортальной зоне.
Впервые установлено, что внутриклеточная реорганизация гепатоцитов после однократного введения циклофосфамида определяется выраженными изменениями тонкой структуры митохондрий, транзиторными изменениями гранулярной цитоплазматической сети, значительной редукцией гладкой цитоплазматической сети, гиперплазией и гипертрофией структурных элементов комплекса Гольджи, формированием массивных скоплений гликогена и его усиливающейся секвестрацией и аутофагоцитозом с формированием многочисленных субплазмалеммальных остаточных телец. Для пространственной реорганизации гепатоцитов в ранние сроки после воздействия циклофосфамида характерно значительное снижение структурной плотности гранулярной цитоплазматической сети, в более поздние сроки - восстановление количественных характеристик данной структуры, но снижение структурной плотности митохондрий.
Впервые показано, что после однократного воздействия циклофосфамида происходит активация эндотелиоцитов синусоидов, для внутриклеточной реорганизации которых характерно наличие хорошо развитой гранулярной цитоплазматической сети, многочисленных везикулярных структур, микротрубочек, остаточных телец (фагосом), формирование выростов на люминальной поверхности клеток.
Впервые показано, что для ультраструктурной реорганизации печеночной дольки после однократного введения циклофосфамида характерно появление в просветах синусоидов и пространствах Диссе активированных форм клеток Купфера, лимфоцитов, плазмоцитов. Ультраструктурная реорганизация пространств Диссе заключается также в его значительном сужении, появлении в нем единичных утолщенных пучков коллагеновых волокон и остаточных телец.
Теоретическая и практическая значимость. Получены новые знания о характере тканевой и внутриклеточной реорганизации печени, в том числе об основных типах циклофосфамидных повреждений гепатоцитов и регенераторных стратегиях, что вносит
существенный вклад в развитие представлений о структурных реакциях печени и особенностях ее регенерации при токсических воздействиях. Представлена ультраструктурная характеристика основных клеточных популяций печени в динамике циклофос-фамидного повреждения. Полученные данные о качественных и количественных изменениях гепатоцитов могут быть использованы при разработке диагностических и прогностических критериев их состояния в условиях цитотоксического повреждения. Основные положения, выносимые на защиту:
-
Морфофункциональные изменения печени после однократного введения циклофосфамида заключаются в мелкоочаговых некрозах гепатоцитов преимущественно в перипортальной зоне, мононуклеарной клеточной инфильтрации, нарушениях кровообращения, вызванных, в том числе, массивной обтурацией синусоидных капилляров мононуклеарами.
-
Внутриклеточная реорганизация гепатоцитов после однократного введения циклофосфамида определяется выраженными изменениями тонкой структуры митохондрий, транзиторным уменьшением структурной плотности гранулярной цитоплазматической сети, значительной редукцией гладкой цитоплазматической сети, усилением секвестрации гликогена и аутофагоцитоза с формированием многочисленных субплазмалеммальных остаточных телец.
-
Регенераторные стратегии гепатоцитов на клеточном уровне заключаются в усилении их митотической активности и увеличении доли двуядерных клеток в ранние сроки после однократного введения циклофосфамида. В более поздние сроки реализуются в основном внутриклеточные формы регенерации, что проявляется в нормализации тонкой структуры ядрышек и восстановлении структурной плотности гранулярной цитоплазматической сети.
Апробация работы. Результаты исследования доложены на Ежегодной конкурс-конференции студентов и молодых ученых «Авиценна-2009» (Новосибирск, 2009), 4-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» (Новосибирск, 2009), межлабораторной научной конференции в НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН (Новосибирск, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, из них 1 - в рецензируемом журнале по списку ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, иллюстрирована 8 таблицами, 56 микрофотографиями. Список использованной литературы включает отечественные и иностранные источники.
Похожие диссертации на Ультраструктурная реорганизация и стереологический анализ печеночной дольки крыс при действии циклофосфамида
