Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Гистофизиология поджелудочной железы 9
1.2. Закономерности онтогенетического и филогенетического развития поджелудочной железы 19
1.3. Реактивные изменения поджелудочной железы при воздействии этанолом 28
1.4. Изменения, возникающие в пренатальном периоде под действием алкогольной интоксикации 35
1.5. Роль антиоксид антов в процессах свободнорадикального окисления 37
2. Материалы и методы исследования 42
3. Результаты исследований
3.1. Морфофункциональные показатели поджелудочной железы у пренатально алкоголизированного 15-ти дневного потомства 46
3.2. Морфофункциональные показатели поджелудочной железы у пренатально алкоголизированного одномесячного потомства 63
3.3. Морфофункциональные показатели поджелудочной железы у пренатально алкоголизированного 2-х месячного потомства 81
4. Обсуждение результатов 104
Выводы 121
- Закономерности онтогенетического и филогенетического развития поджелудочной железы
- Изменения, возникающие в пренатальном периоде под действием алкогольной интоксикации
- Морфофункциональные показатели поджелудочной железы у пренатально алкоголизированного одномесячного потомства
- Морфофункциональные показатели поджелудочной железы у пренатально алкоголизированного 2-х месячного потомства
Введение к работе
Одной из фундаментальных проблем современной биологии является исследование закономерностей гисто- и органогенеза, его регуляции в условиях целостного организма, влияния повреждающих факторов (по вертикали, от популяционного до клеточного и молекулярно-генетического) и разработ- ка средств и методов коррекции вызванных этими факторами изменений. В современной специальной литературе имеется большое количество работ, посвященных анализу влияния разнообразных биотических и абиотических факторов среды (комплекс факторов космического полета, климатогеографи-ческих, экспериментальных моделей облучения, экстремальных температур, интоксикации химическими агентами и т.д.) (Ефуни С.Н., 1984; Боголюбов В.М. и соавт., 1990; Рахимова М.Т., 1994; Мухамедова И.П., 1996; Колесни- ков СИ. и соавт., 1995, 1999; Липина Т.В. и соавт., 2003). Особого внимания заслуживает анализ действия токсических веществ на систему «мать-внезародышевые органы-плод». И в этой большой проблеме важное место принадлежит исследованию пренатальной этаноловой интоксикации на общебиологические закономерности постнатального органогенеза и функциональную морфологию органных и тканевых систем.
Экспериментальные исследования показали, что в основе развития алкогольного синдрома плода, возникающего при употреблении алкоголя во время беременности, лежит токсическое действие алкоголя и продуктов его распада (ацетальдегида и др.) на развивающийся организм. Этому способствует легкая проходимость алкоголя через плаценту. При этом его концентрация в крови плода соответствует таковой в крови матери (Вегхейн П.В.,
Лейтнер Я., 1981). Играет роль также отсутствие алкогольдегидрогеназы в печени зародыша и плода, подавление синтеза РНК, развитие алкогольной гипогликемии, нарушение трансплацентарного транспорта эссенциальных аминокислот, цинка и др. (Таболин В.А., Урывчикова Г.А., 1986). Наряду с непосредственным влиянием этанола и ацетальдегида на эмбрион и плод су-
4щественная роль в возникновении алкогольного синдрома плода принадле жит многочисленным нарушениям обмена веществ (углеводов, витаминов и других веществ), которые возникают при алкоголизме матери (Кирющенков А.П., Тараховский М.Л., 1990). Фетотоксическое влияние этанола приводит к отставанию развития плода, гипотрофии и другим изменениям, проявляю щимся в период постнаталыюго онтогенеза. Кроме того, этанол и ацетальде- t гид, попадая в кровеносное русло плода, вызывают активацию свободно- радикальных процессов (Ерохова З.Н., Боженов Ю.А., 1997). Образующиеся при этом активные формы кислорода повреждают клеточные мембраны, обеспечивая цитотоксический эффект (Henderson G.I. et al., 1995). Считается, что именно процессы активации СРО лежат в основе реализации токсических эффектов этанола на эмбрион и плод.
В настоящее время достаточно активно изучается вопрос о месте алко- голизма в патогенезе развития хронических форм поражения поджелудочной железе (Садоков В.М., 1992; Пауков B.C., 1996; Махов В.М. и соавт., 1997; Осадчук М.А., Кашкипа Е.И., 2000; Hank С, Signer M.V., 2000). Выделена самостоятельная нозологическая форма-хронический алкогольный панкреатит. Получены экспериментальные данные, подтверждающие влияние этанола на структурные компоненты поджелудочной железы, состояние ее внутренней и внешней секреции (Свиридкж В.З., 1986; Луцевич Э.В., Чепе- ленко Г.В., 2001; Braganza J.M., 1996). Выявлена роль окислительного стресса в развитии алкогольного панкреатита (Любецкий О.Б., 1998; Минушкин О.Н., 2001; Schulz H.U. et al., 1999; Сторожок С.А. и соавт., 2001; Sarles Н., 1986;). Изучено протективное действие некоторых видов антиоксидацтов при алкоголизме (Канапацкая И.А. и соавт., 1997; Ланкин В.З. и соавт., 1999; Си- доров П.И. и соавт., 2000; Паньшин Г.А. и соавт., 2000; Черданцев Д.В. и соавт., 2002; Glascott Peter A. et al., 1996; Subirade I. et al., 1996; Polidcri M.C., Frei В., 1998).
Одним из важных направлений проблемы влияния алкоголизма роди-телей на развивающийся плод и потомство является изучение алкогольных
5поражений у потомства в эксперименте. В последние годы появились рабо ты по изучению влияния алкоголя в основном на эмбрионы мышей и крыс с целью выявить зависимость В-клеток эндокринных островков от дозы этано ла (Koko Vesna et al., 1995). Однако сведений о пренатальном влиянии этано ла на экзокринную и эндокринную части поджелудочной железы крайне не достаточно. Кроме того, выяснение эффективности применения комплекса t аминокислот и витаминов могут лечь в основу разработки профилактических мер для коррекции нарушений, вызванных употреблением алкоголя во время беременности.
Цель исследования:
Выявить морфофункциональные изменения показателей развития поджелудочной железы у потомства крыс, алкоголизированного в пренатальном периоде, и определить эффективность аитиоксидантов при данных условиях.
Задачи:
Установить влияние преиатальной алкогольной интоксикации на показатели роста массы тела потомства и массы поджелудочной железы в различные сроки постнатального онтогенеза (две недели, один месяц, два месяца).
Выявить изменение структур экзокринной части поджелудочной железы у пренатально алкоголизированного потомства в различные сроки постнатального онтогенеза.
Исследовать характер структурных изменений в эндокринных компонентах поджелудочной железы под действием преиатальной алкогольной * интоксикации у пренатально алкоголизированного потомства в различные сроки постнатального онтогенеза.
4. Выявить влияние алкогольной интоксикации на уровень глюкозы и С-пептида, а также на активность а-амилазы у потомства алкоголизирован- ных самок.
5. Оценить протективный эффект при использовании комплекса аминокислот - глутамата натрия, глицина, метионина и антиоксидантних витаминов - токоферола, ретинола и аскорбиновой кислоты у потомства алкого-лизированных крыс.
Научная новизна ' Впервые на экспериментальном материале установлено влияние прена- тальной алкогольной интоксикации на тканевые структуры поджелудочной железы. Выявлены структурные, морфометрические и биохимические отклонения в поджелудочной железе у пренатально алкоголизированного потомства в различные сроки постнатального онтогенеза с изменением характера корреляций. Показана роль сосудистых нарушений в развитии деструктивных изменений в железе. Установлен характер реактивных изменений экзок- ринной и эндокринной частей органа на внутриутробный контакт с алкого лем.
Выявлено протективное действие комплекса аминокислот-предшественников глутатиона и антиоксидантних витаминов для коррекции полученных в эксперименте отклонений в развитии и функциональной морфологии поджелудочной железы.
Научно-практическая значимость
Полученные экспериментальные данные углубляют и расширяют имеющиеся сведения о закономерностях развития поджелудочной железы и о влиянии повреждающего действия этаноловои интоксикации на становление и функциональную морфологию органа. Выявлено отдаленное повреждаю- * щее действие алкоголя, вводимого во внутриутробном периоде, на морфо- функциональные показатели поджелудочной железы. На основании прове денного исследования выявлен комплекс антиоксидантов с наиболее выра женным протективным действием в отношении поджелудочной железы при воздействии алкоголя.
7 Теоретические положения работы применяются в учебном процессе на кафедре общей биологии и методике преподавания биологии, на кафедре экологии Омского педагогического университета, а также кафедре биохимии и кафедре гистологии и эмбриологии Омской государственной медицинской академии.
Основные положения, выносимые на защиту:
Пренатальная алкогольная интоксикация у крыс вызывает нарушение развития и функциональной морфологии поджелудочной железы, проявляющиеся в изменении структуры как экзокринной части органа (ацинусы и выводные протоки), так и его островкового аппарата.
Морфологические изменения поджелудочной железы сопровождаются нарушением гормональной и ферментативной функции органа.
3. Применение антиоксидантов оказывает протективный эффект на процессы развития поджелудочной железы в постнатапыюм периоде.
Апробация работы
Материалы диссертации доложены на VI конгрессе международной ассоциации морфологов (Уфа, 2002), на конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии», посвященной 150-летию
А.С. Догеля (Томск, 2002), на Всероссийской конференции «Проблемы медицинской энзимологии» (Москва,2002), на конференции «Механизмы типовых патологических процессов», посвященной 150-летию П.М.Альбицкого (Санкт-Петербург, 2003), на Всероссийской научной гистологической конференции «Реактивность и пластичность гистологических структур в нормаль- ных, экспериментальных и патологических условиях», посвященной Ф.Н.Лазаренко (Оренбург, 2003), на межрегиональной конференции биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья «Биохимия: от исследования молекулярных механизмов - до внедрения в практику и производство» (Оренбург, 2003), на V межрегиональной конференции, посвященной 25-летию
8 наркологической службы Омской области «Актуальные вопросы наркологии» (Омск, 2004), на Всероссийской научной конференции «Морфологические науки - практической медицине», посвященной памяти А.А.Никифоровой (Омск, 2004), на заседании научно-методического семинара Омского государственного педагогического университета «Актуальные вопросы биологии и химии» (Омск, 2004), на заседании Омского отделения ВНО АГЭ (Омск, 2004).
Объем и структура диссертации.
Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 64 рисунка и состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной материалам и методам исследования, трех глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов. Библиографический указатель содержит 170 отечественных и 97 иностранных источников литературы.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Закономерности онтогенетического и филогенетического развития поджелудочной железы
Наиболее подробно эмбриональный гистогенез поджелудочной железы изучен у человека и некоторых млекопитающих (Боделер Ч., 1971). При изучении ранних этапов развития поджелудочной железы показа- но, что у человека, как и у других млекопитающих животных, источником развития паренхимы железы служат три закладки: одна дорсальная и две вентральные панкреатические почки, представляющие собой выросты энто дермы первичной кишки. Далее один из вентральных зачатков сливается с другим или регрессирует (Шмальгаузен И., 1947; Кнорре А.Г., 1967; Завар- зин А.А., 1976). Часть авторов говорят только о двух зачатках (Пэттен Б.М., 1959). # Дорсальный зачаток развивается раньше вентрального; у эмбрионов человека длиной 3 мм (3-я неделя развития), у крыс и мышей — на 11-й день эмбриогенеза он описывается в виде выроста энтодермы дорсальной стенки двенадцатиперстной кишки в гепатопанкреатической зоне. У эмбрионов че ловека длиной 4-5 мм (4-я неделя развития), у крыс на 12-Й день обнаружива ется вентральный зачаток, возникающий в углу, образованном стенкой киш ки и зачатком печени. Оба эти зачатка представляют собой плотные нераз- ветвленные эпителиальные образования, врастающие в подлежащую мезен химу (Герловин Е.Ш., 1978). Позднее в результате вращения кишки и нерав номерности роста кишечной стенки зачатки.сближаются (эмбрион человека 5 - 6-й недели, крысы - 16 -17-й день развития) и сливаются (Odgers P.N., 1930). Закладки органа млекопитающих представлены скоплениями эпители альных клеток, окруженных мезенхимой. Далее в клеточных тяжах появля ются просветы, образуется система трубочек, сообщающаяся через проток с полостью кишки. По мере слияния зачатков происходит образование единой протоковои системы органа. Выводной проток проксимального отдела дор- сальной закладки за счет облитерации теряет свою связь с двенадцатиперстной кишкой, его функцию заменяет выводной проток правосторонней вентральной закладки, который вместе с общим желчным протоком впадает в двенадцатиперстную кишку. Поджелудочная железа образуется из материала дорсальной закладки, исключая головку железы, которая развивается из вентрального зачатка (Кнорре А.Г.Д967; Майборода Ю.Н., 1979). Ранние стадии развития поджелудочной железы характеризуются интенсивным ростом энтодермального зачатка. Железа эмбриона человека в этот период развития представляет систему ветвящихся в мезенхиме эпителиальных трубочек.
При электронномикроскопическом исследовании установлено, что эпителий трубочек представлен индифферентными клетками со слабо развитыми оргаыеллами. Эпителий энтодермальных трубочек сохраняет свой индифферентный характер вплоть до предплодного периода. Далее начинается формирование экзокринной и эндокринной частей железы (Пи-щинский А.В., 1964; BegerH.G. et al., 1998). Экзокринная часть поджелудочной железы. Ацинусы экзокринной паренхимы обнаружены у плодов человека в возрасте 10-11 недель, у плодов крыс на 18-й день эмбриогенез, у мышей - на 15-й день. Концевые отделы представлены комплексами клеток, растущих из стенки энтодермальных трубочек и сгруппированных по типу железистых ацинусов. Формирующиеся ацинусы сообщаются с просветом протоков. Новообразование концевых отделов, ветвление и разрастание мелких протоков продолжается с различной скоростью на протяжении всего периода внутриутробного развития (Майборода Ю.Н., 1979). Дифференцировка секреторных клеток, выстилающих концевые отделы, сопровождается изменением их цитохимических характеристик: изменением тинкториальных свойств цитоплазмы, накоплением в ней гликогена, повышением содержания белков и РНК. На 18-й неделе у плода человека наблюдается кратковременное снижение РНК в цитоплазме клеток, что связано с появлением в апикальной зоне мелкогранулярной зернистости, содержащей белково-слизистый секрет (Герловин Е.Ш., 1978). Выделение секрета из клеток и появление его в просвете ацинусов начинается с 18-19 недели развития у человека, с 19-го дня у крысы и с 18-го у мышей (Шевчук И.А., 1960; Пищинский А.В., 1964). Продукты секреции поджелудочной железы участвуют в регуляции собственного пищеварения плода. В секрете активные амилаза и липаза появляются у человеческого плода с 24-й недели развития, у крысиных и мышиных активные ферменты появляются только постнатапьно. Трипсиногеи и химотрипсиноген выявляются у плода человека массой не менее 500 г (Bock Peter et al., 1997). Полная дифференцировка зимо генсодержащих клеток отмечается в эпителии на 8 - 9-м месяце эмбриогенеза у человека, а у крыс и мышей — после рождения (Волкова О.В., Пекарский М.И., 1976; Герловин Е.Ш., 1978). Параллельно происходит формирование внутриорганных выводных протоков, дифференцировка эпителия протоков. Появляются цептроациноз-ные клетки, представляющие собой элементы терминальных отделов протоков. По мере формирования долек происходит градация протоков (вставочный, внутридольковый, междольковый и т.д.). Функциональная активность эпителия протоков появляется поздно: у плодов человека 23-24 недель в апикальной зоне эпителия определяется небольшое количество ШИК-положительного секрета, с 28-30-й недели клетки крупных выводных протоков обнаруживают признаки слизистой секреции (Пузырев А.А., Иванова В.Ф., 1992). Эндокринная часть поджелудочной железы. Источником образования островков служат клетки протоков с ацидофильной цитоплазмой, богатые белками и РНК при низком содержании гликогена - островковые почки. У эмбриона человека 10-11 недель островок представляет собой комплекс клеток, растущих из стенки энтодермальной трубочки в направлении кровеносного капилляра. В дальнейшем он отшнуровывается и увеличивается в размерах. В 11-12 недельном сроке развития при дифференциальной окраске выявляются А- и В-инсулоциты. Электронномикроскопические исследования показали, что с 3-го месяца развития в островках отчетливо выявляются два типа клеток: А- и В-клетки с типичным строением секреторных гранул (Madsen Oie Dragsaek et al., 1996). Секреция инсулина начинается с S -9-недельного возраста, вплоть до 16-й недели в сыворотке крови плода обнаруживают 2,35±0,5 мкед/мл инсулина.
К 32-м неделям уровень инсулина поднимается до 34±14.1 мкед/мл, свидетельствующий о значительном активировании синтеза и секреции инсулина (Држевецкая И.А.,1987). Таким образом, для островкового аппарата характерны ранняя диффе-ренцировка клеток, раннее проявление секреторной активности (Пузырев А.А., 1975). Островки Лангерганса плода человека 13-15 недель развития небольших размеров, с четким преобладанием В-клеток, расположенных в центре островка вокруг кровеносного сосуда, составляют 2% объема всей железы. . Поджелудочную железу плода человека 5-6,6 месяцев отличает высокое содержание эндокринной ткани. Количество островков растет, увеличиваются их размеры. На данном этапе наблюдается преобладание А-клеток, что связано с несовершенством коррелятивных гормональных связей на данном этапе развития. Островки развиваются из эпителия мелких выводных протоков, о чем свидетельствует некоторое количество островков, еще связанных клеточными тяжами с протоками (Стремин С, 1995; Пузырев А.А., 1979). В последнее время активно дискутируется вопрос о возможности трансформации ацинар-ных.клеток в эндокринные как еще одном источнике развития островковых элементов в эмбриональном и постнатальном периодах (Bonner-Wier, Baxter A. et al., 1993; Zhou J. et al., 2002). В настоящее время имеются данные о существовании так называемых переходных форм клеток, экспрессирующих несколько гормонов (Gu Danling et al., 1994). До сих пор обсуждается вопрос о стволовой клетке поджелудочной железы (Gail Deutsch et al, 2001). На роль стволовой клетки выдвигается концепция функциональной клетки, т.е. вполне дифференцированной клетки, которая в результате изменения обстановки вступает в цикл с дальнейшей клональной экспансией (Bonner-Weir Susan, Sharma Arun, 2002). Решение данных проблем позволит уточнить источники развития эндокринных элементов, решить вопрос о генетическом единстве эндо- и экзокринных компонентов органа. К 28-30 неделям развития плода человека эндокринная ткань составляет 4% общей массы железы.
Изменения, возникающие в пренатальном периоде под действием алкогольной интоксикации
Беременная мать и плод образуют особую функциональную систему, итоговым результатом которой является нормальное развитие плода, а глав ной задачей всей ее деятельности — обеспечение оптимальных условий для реализации генетических потенций. Образующаяся при беременности функ- л циональная система мать-плод реагирует на любые изменения внешней сре- ды (Савченко Ю.И., Михайлова Л.А., 1989; Серова Л.В., 1999; Милованов А.П., 1999). Эмбрион и плод обладает чрезвычайной чувствительностью к действию патогенных факторов, особенно к алкоголю (Медведева B.C. и соавт., 1989; Abel E.L., 1996). Употребление алкоголя женщиной во время беременности в дозе выше 200 мг в месяц приводят к тяжелым нарушениям развития плода, объединенных понятием «алкогольный синдром плода» (Dijmec Let аК, 1994). Механизм развития алкогольного синдрома плода сложен. Развитие синдрома зависит от дозы и частоты употребления алкоголя, а также срока беременности (Streissguth Ann.P., 2001; Larroque Beatrice, 1999). Этиловый спирт с кровью беременной достигает плаценты, легко проникает через ее мембраны (Тимошенко Л.В.и соавт., 1987). Установлено, что в условиях хро нической алкогольной интоксикации происходит снижение массы плаценты и плодно-плацентарного коэффициента, возникают белые инфаркты плацен ты и межворсинчатые тромбы, появляются бессосудистые ворсины, дистро фические и некротические изменения в хориалыюм эпителии (Kockaya Е.А., Akay M.T., 2001). При этом наблюдается комплекс нарушений транспортной, трофической, эндокринной и метаболической функции плаценты, результатом чего является развитие хронической фетоплацентарной недостаточности, гипоксиии плода (Аккер Л.В., 2000; Соколова Н.А. и соавт., 2002). Имеется мнение, что повреждение фибриноида плаценты и сосудов хориона алкогольными иммунными комплексами является ключевым моментом патогене- т за алкогольной эмбриопатии (Твалавадзе Ш.А., 2001). После прохождения через плаценту этанол и его метаболиты попадают через пупочную вену. Из пупочной вены 60-80% крови направляется по воротной вене в печень. В печени плода не происходит эффективного его обезвреживания в виду отсутствия ферментов-окислителей этанола. Так, продукция алькогольдегидрогеназы начинается со второй половины беременности в незначительном количестве. Кроме того, не только печень, но и эмбриональ- щ ные ткани не имеют зрелых ферментных систем, способных метаболизиро- вать этанол (Тимошенко Л.В. и соавт., 1987).
В эксперименте установлено, что после введения этилового спирта в желудок животных он вскоре обнаруживается в крови и органах плода. Причем здесь создается такая же высокая концентрация его, как и в крови матери (Вегхейн П.В., Лейтнер Л., 1981). Помимо этого, этанол был обнаружен в амниотической жидкости. При этом он более длительно определяется в амниотической жидкости, чем в крови. Тем самым, в организме плода создается «резервуар» для алкоголя, который и будет определять длительное неблагоприятное воздействие на не го (Тимошенко Л.В. и соавт., 1987). Кроме того, этанол и ацетальдегид легко проникают через различные биологические мембраны, поскольку обладают выраженными амфифильны- ми свойствами. Данное явление сопровождается активацией процессов ПОЛ, которые в условиях гипоксии протекают более интенсивно (Ерохова З.Н., Боженов Ю.А., 1997). Образующиеся при этом активные формы кислорода и другие свободные радикалы повреждают клеточные мембраны, приводя к распаду митохондрий, повреждению канальцев ЭПР, подавлению синтеза ядерной и внеядернои РНК, нарушению деления и роста клеток (Henderson G.I. et al., 1995). Данные процессы лежат в основе цитотоксичсского и мута генного эффекта, что определяет высокий риск гибели плода. По мере роста и дифференцировки органов и систем фетотоксическое действие этанола становится более выраженным и специфичным (Kotch Lori Е. et al., 1995), Нарастает гипоксия плода, наблюдаются самопроизвольные выкидыши, преждевременные роды (Лиопо А.В. и соавт., 1996). Ряд авторов считает, что фетотоксический эффект более выражен у ме таболита окисления этанола - ацетальдегида (Пронько П.С, 2000; Yokoyama Н. et al., 1993). Под его действием происходит усиленное высвобождение ка- техоламинов, которые могут вызвать гипоксию и повышение проницаемости плацентарного барьера для многих веществ, в том числе и для самого аце- т тальдегида. Установлено, что ацетальдегид обладает эмбриотоксическим, мутагенным, тератогенным свойствами (Скосырева A.M., 1982). Причем данные эффекты наблюдаются при более низких концентрациях ацетальдегида по сравнению с этанолом (Тимошенко Л.В. и соавт., 1987). Таким образом, этанол и его метаболиты оказывают тератогенное и фетотоксическое воздействие на плод, проявляющееся в нарушении процессов эмбриогенеза, которые могут проявляться на протяжении всей жизни (Кон- нор П., Стрейсгус А., 1999; Медведева B.C., 1989). 1.5. Роль антиоксидантов в процессах свободноради-кального окисления В настоящее время установлено, что свободнорадикальные процессы являются универсальным механизмом клеточных повреждений при алко гольной интоксикации, что сопровождается усилением процессов ПОЛ (Бур мистров CO., 1993; Клебанов Г.И. и соавт., 1999; Высокогорский В.Е., Ин- дутный А.В., 2001; Самусева Н.Л., 2002; French S.W. et al., 1993; Reinke Lester A., McCay Paul В., 1996; Lieber C,S., 1996, 2000). При этом образуется большое количество высокоактивных соединений типа перекиси водорода, супероксиданиона, гидроксильного радикала, которые вступают в реакции ковалентного связывания с ненасыщенными жирными кислотами, белками, ферментами и приводят к молекулярным изменениям в клетке. Кроме того, при окислении этанола образуется ацетальдегид, обладающий свойством не- і» ферментативно связываться с защитными серосодержащими свободными белками и свободными аминокислотами - метионином и цистеином, равно как и с трипептидом - восстановленным глутатионом, т.е. основными эндогенными антиоксидантами (Пронько П.С. и соавт., 1993; Spong C.Y. et al,,2000). Помимо этого, этанол выводит из организма элементы цинк, медь, селен, от которых зависит активность супероксиддисмутазы и глутатионпе-роксидазы (Van Gossum A., et al., 1995). Все это ослабляет антиоксидантную # защиту организма.
Поэтому возникает необходимость коррекции свободно- радикальных процессов при данной патологии. Ключевую роль в антиоксидантной защите играет восстановленный глутатион, так как он принимает участие в ферментативной и неферментативной антиоксидантной защите от свободных радикалов, образующихся при алкогольной интоксикации (Головко СИ. и соавт., 1999; Videla L., Guerri С, 1990; Han Q., 1996). Глутатион предотвращает окисление тиоловых групп белков, препятствует образованию пероксидов липидов, поскольку принима ет участие в работе таких ферментов, как глутатионпероксидаза и глутатион- S-трансфераза. Глутатион принимает участие в образовании метилглиоксаля, являющегося эндогенным регулятором клеточной пролиферации (Zachara В., Gromadzinska L., 1984). Имеются данные о снижении пула восстановленного » глутатиона при алкоголизме, причем именно это является причиной активи- зации процессов ПОЛ (Spong C.Y. et al.,2000). При введении глутатиона беременным крысам, получавшим алкоголь, получен протективный эффект (Узбеков М.Г. и соавт., 1987; Высокогорский В.Е.,Самусева Н.Л., 2001). На содержание глутатиона влияет поступление его предшественников. В ряде работ показано протективное действие глутаминовой кислоты (Сидоров П.И. и соавт., 2000), глицина (Akao Teruaki, Kobaschi Kyoichi, 1995) и других аминокислот (Черданцев Д.В. и соавт., 2002). Аскорбат обладает широким спектром антиоксидантных свойств: обезвреживает перекисные соединения, супероксиданион, гидроксильные радикалы, восстанавливает тиольный и тиопероксильный радикалы, а также а-токоферольный радикал (Паныиин Г.А., Истомин АЛЗ., Михайлов И.Г., 2000; Chatterjee J.B., 1998; Glascott Peter A. et aL, 1996; Banhegyi Gabor et al., 1997). Выступая в роли аптиоксиданта аскорбат блокирует поглощение кислорода и образование Н202 (Громовая В.Ф, и соавт., 1996; Polideri М.С., Frei В., 1998). Считается, что витамин С в больших дозах стимулирует метаболизм этанола и активирует систему цитохрома Р450 (Ginter Е. et al., 1998; Ginter Е., Zloch Z., 1999; Johnston Card S., Cox Sarah K., 2001;). При ежедневном употреблении аскорбата в дозе 500 мг повышалось на 28% содержание глутатиона в эритроцитах, содержание а-токоферола, снижалось - малонового диальдегида (Wen Y. Cook Т. Feely J., 1997). Показан эффект синергизма при одновременном употреблении аскорбата и а-токоферола (Chan Alvin. С, 1993; Bohm F. et al., 2000).
Морфофункциональные показатели поджелудочной железы у пренатально алкоголизированного одномесячного потомства
В возрасте 1-го месяца у контрольных крыс происходит увеличение массы тела в 2,33 раза и массы поджелудочной железы в 4,3 раза (рис. 19,20). Рост массы поджелудочной железы происходит за счет увеличения объема ацинусов - на 13,86%, соответственно объем ядер экзокриноцитов - на 4,24% по сравнению с 2-х недельным возрастом. Количество клеток в ацинусе уменьшилось с 10,95±0,34 до 8,00±0,38, что связано с приближением морфологических характеристик железистой паренхимы органа к своему дефинитивному состоянию (рис.21). Толщина соединительнотканных прослоек уменьшается на 7,22% (рис.28, табл.5). Увеличился диаметр эндокринных островков на 1,85% и объем А- и В-клеток на 2,87% и 12,14% соответственно при сохранении соотношения эндокриноцитов в островке (табл.5, рис.25,30). У пренатально алкоголизированных крыс масса тела значимо различается с контрольной на 23,55%. Также значимо отличается и масса поджелудочной железы на 26,29% (табл.6). В группе, получавшей этанол, наблюдается увеличение массы тела по сравнению с 2-х недельными показателями в 2.13 раза (в контроле - в 2,33 раза), массы поджелудочной железы в 3,82 раза (в контроле - 4,24). Морфологические изменения в поджелудочной железы сохраняются. Несмотря на имеющиеся участки с незначительно измененной морфологической картиной (рис.22), наблюдались участки с патологическими изменениями. В некоторых участках ацинусы не сохранили своего нормального строения: они дискомплексованы. В ацинарных клетках нет четкого разделения на базальную и зимогенную зоны, границы клеток не дифференцируются, в связи с этим группы ацинусов выглядят как симпласт (рис.23). Ядра экзокрино-цитов в данных участках пикнотичны, в прилежащих областях - гиперхром-ны. Внутридольковые и междольковые протоки расширены, в их просвете густой секрет. Стенка протока деформирована, эпителий уплощен (рис.24). У пренатально алкоголизированных животных отмечено значимое уменьшение объема ацинусов на 30,65%) и объема ядер экзокринных клеток на 10,8% в сравнении с интактными животными (табл.5). Имелось также значимое снижение количества клеток в ацинусе на 16,63%.
Изменения со стороны сосудистой системы сохранялись. Вены дилати-рованы, полнокровны. Имелась выраженная периваскулярная и периневраль-ная инфильтрация (рис.26). За счет незначительного увеличения размеров ацинусов уменьшилась толщина междольковых прослоек на 5,09%. Однако у контрольных животных этот показатель в 1,92 раза меньше, что позволяет говорить о сохраняющемся отеке стромы у алкоголизированных животных (табл.5). В некоторых участках железы имелась инфильтрация перидуктальных соединительнотканных пространств (рис.27). На препаратах выявляются единичные слабо-фуксинофильные коллагеновые волокна (рис.29). Эндокринные островки у алкоголизированных крыс (рис.31) имеют значимо меньший диаметр на 24,52%) по сравнению с контролем. Также значимо уменьшен объем ядер А- и В-клеток на 21,07% и 19,28% соответственно. Процентное соотношение клеток в островках значимых отличий от контроля не имело (рис.25,табл.5). Состояние гипогликемии в одномесячном возрасте сохраняется. Уровень глюкозы ниже контрольных значений на 20,71%, хотя при этом падает до контрольных цифр уровень С-пептида (табл.6). Продолжает оставаться на высоком уровне активность а-амилазы - ее показатели на 86,31 % выше, чем у контрольных животных. Данный факт подтверждает явление повреждения и деструкции ацинарных клеток при моделировании у крыс пренатальной интоксикации этанолом. В группе животных, дополнительно к этанолу получавших аминокислоты, масса тела увеличилась в 2,51 раза, а масса поджелудочной железы в 4,08 раза относительно 2-х недельного возраста. Значимых различий по массе тела и массе органа от контроля не было (рис. 19,20). На гистологических препаратах ацинусы у данной группы чаще имели правильную форму. Однако в некоторых участках базальная часть в клетках выражена нечетко, ядра прилежали к базальной мембране (рис.32). На фоне участков ацинарной ткани с сохраненной нормальной структурой (рис.34) в краевых зонах долек можно было встретить дискомплексо-ванные ацинусы без четко дифференцированных границ клеток. Гранулы зи-могена в них располагались диффузно, без апикальной ориентации. Ядра резко пикнотичны. В центре таких зон можно было увидеть участки инфильтрации на месте очагов бывшего некроза паренхимы железы (рис.33). К возрасту 1-го месяца в данной группе животных объем аципусов, объем ядер экзокриноцитов и их среднее количество в ацинусе не имели статистически значимого отличия от контроля (табл.5). При этом толщина меж-дольковых соединительнотканных прослойек значимо превышала контрольные значения на 57,92%. Признаков коллагенизации не выявлено (рис.35). Протоки мало изменены (рис.34). Эндокринные островки у данной группы обычной структуры (рис.36). Диаметр островков, объем ядер А- и В-клеток и их соотношение в островках значимо не отличаются от тех же морфометрических параметров в контроле (табл.7, рис.25). Для группы животных, получавших дополнительно к этанолу комплекс аминокислот, характерно сохранение некоторых изменений в биохимических показателях. На фоне приближенного к контрольным значениям уровня С-пептида, уровень глюкозы понизился с 9,13±0,29 в 2-хнедельном возрасте до 8,48±0,25 ммоль/л в одномесячном, что значимо ниже контроля на 13,91% (табл.6). Активность а-амилазы не имела значимого отличия от контрольного значения. В группе, дополнительно к алкоголю получавшей витамины, имелось увеличение массы тела в 2 раза, массы поджелудочной железы - в 3,86 раза по сравнению с 2-х недельным возрастом. Значимых отличий от контроля по данным показателям не было (рис. 19,20). Нормальная структура железы в описываемой группе животных сохранена (рис.37). Ацинусы правильной округлой формы. Зимогенная и базальная зоны клетки имели четкие границы. Ядра экзокриноцитов нормохромны. Протоки железы не расширены, не содержали секрета (рис.38). Признаков усиления процессов коллагенизации не обнаружено (рис.39). Морфометрические показатели объема ацинусов, обема ядер ацинар-ных клеток, их количество в ацинусе, толщина междольковых прослоек в месячном возрасте не имели значимых различий с контрольными (табл.5). Эндокринные островки у животных, получавших с этанолом витамины, обычной структуры (рис.40). Такие морфометрические показатели, как диаметр островков, объем ядер А- и В-клеток и их соотношение в островках не имели значимых отличий от контрольных значений (табл.5, рис.25). Уровень содержания глюкозы у данной группы подобно группе с коррекцией аминокислотами снизился в одномесячном возрасте с 9,12±0,31 до 8,62±0,22 ммоль/л в 2-х недельном возрасте. Значимое различие с контрольными значениями составило 12,49% (табл.6). Показатели уровня С-пептида и активности а-амилазы статистически значимых отличий от показателей контрольной группы животных не имели.
Морфофункциональные показатели поджелудочной железы у пренатально алкоголизированного 2-х месячного потомства
К двухмесячному возрасту крысы достигают стадии половозрелости. В 3,42 раза увеличилась масса тела и в 6,27 раза масса железы по сравнению с 2-х недельным возрастом, и в 1,47 раза и 1,46 раза соответственно - по сравнению с месячным возрастом (рис.41,42). Увеличение массы поджелудочной железы происходит за счет продолжающегося увеличения объема ацинусов на 9,9% (табл.7,рис.43). Объем ядер экзокриноцитов превысил показатели месячного возраста на 7,4%. Количество клеток в ацинусе практически не изменилось. Толщина соединительнотканных прослоек уменьшилась на 8,2% (табл.7, рис.50). Диаметр эндокринных островков увеличился на 4,32%, а ядер А- и В-клеток на 2,52% и 13,94% соответственно (табл.7, рис.47,53). У пренатально алкоголизированных животных масса тела ниже, чем у контрольных на 12,32%, а масса поджелудочной железы меньше на 77,03% (рис.41,42). Хотя прирост массы тела в сравнении с одномесячным возрастом составил 59,48%, а массы железы - 65,61%. Характерной особенностью морфологической картины поджелудочной железы у 2-х месячного алкоголизированного потомства является мозаич-ность: на фоне нормальных долек с неизмененными ацинусами, клетки которых богаты зимогеном (рис.44), отчетливо видны дольки, где клетки ацинусов дискомлексованы, гранулы проникают во все отделы клетки, теряется четкая граница между базальной и зимогенной зонами, границы между клетками в ацинусе не дифференцируются. Ядра экзокриноцитов резко пикно-тичны. Межацинарная и междольковая строма отечна (рис.45). Внутридольковые и междольковые протоки расширены, в их просвете часто можно было увидеть густой секрет (рис.46). Эпителий протоков уплощен, в отдельных участках десквамирован. Стенки протоков деформированы. У алкоголизированного потомства отмечено значимое уменьшение объема ацинусов на 18,82% и объема ядер экзокринных клеток на 12,32% по сравнению с контрольными животными (табл.7). Среднее количество клеток в ацинусе было также значимо ниже контрольных на 15,34%. Изменения в сосудах железы по-прежнему имели место. Вены дилати-рованы, полнокровны (рис.48). Иногда имелись явления периваскулярной и периневральной инфильтрации соединительной ткани (рис.49). Толщина междольковых соединительнотканных прослоек в 2-х месячном возрасте уменьшилась незначительно (1,66%) и значимо больше контрольных значений в 2,06 раза (табл.7). Имелись участки инфильтрации пе-ридуктальных соединительнотканных пространств (рис.52).
При этом признаков усиления колагеногенеза не выявлено (рис.51). Эндокринные островки у пренатально алкоголизированных крыс (рис.54) в возрасте 2-х месяцев грубых структурных изменений не имели и диаметры последних значимо от контрольных не отличались (табл.7). Однако объем ядер А- и В-клеток значимо меньше на 24,03% и 27,27% соответственно. Соотношение клеток в островках значимого отличия от контроля не имело, как и в 1-месячном возрасте (табл.7, рис.47). В группе животных, получавших вместе с этанолом комплекс аминокислот, масса тела к 2-м месяцам увеличилась в 1,52 раза по отношению к одномесячному возрасту и по своему значению приблизилась к контрольным показателям (рис.41). Однако масса поджелудочной железы значимо ниже контроля на 22,97% (рис.42). На гистологических препаратах ацинусы преимущественно имели правильную форму и структуру (рис.55). Но при этом, обычно в краевых отделах долек встречались зоны с полной дискомплексацией ацинусов, которые имели вид симпластов за счет потери дифференцировки клеточных границ (рис.56). Ациноциты обеднены гранулами зимогена, имевшими диффузное расположение. Ядра в таких зонах гиперхромны, местами пикнотичны. Показатели объема ацинусов, объема ядер экзокриноцитов, количества клеток в ацинусе в 2-х месячном возрасте не имели значимых отличий от контроля (табл.7). Толщина междольковых соединительнотканных прослоек была значимо больше контрольных значений на 60,03%. Признаков колаге-низации не обнаружено (рис.57). Имели место изменения в сосудистом русле: дилатация венозных сосудов, их полнокровие (рис.58). Диаметры эндокринных островков у животных, получавших дополнительно к алкоголю аминокислоты, значимо неотличимы от контрольных (рис.59, табл.7). Однако впервые за весь период наблюдения в данной группе впервые появляется значимое уменьшение объема ядер В-клеток на 22,79% по сравнению с контролем (табл.7). При этом значимо изменяется соотношение В- и А-клеток в островках в сторону увеличения количества В-клеток (рис.47). К 2-х месячному возрасту уровень глюкозы у описываемой группы приближается к контрольным значениям (табл.8). По-прежнему не имел значимых различий от контроля уровень С-пептида. Активность а-амилазы значимо превышала контроль на 75,61%. В группе алкоголизированных животных, получавших дополнительно комплекс витаминов, в 2-х месячном возрасте наблюдалось увеличение массы тела в 1,54 раза и массы поджелудочной железы в 1,51 раза по сравнению с показателями одномесячного возраста. Значимых отличий от контроля по данным показателям не отмечено (рис.41,42). Структура ацинарной паренхимы у описываемой группы была сохранена. Железа имела лобулярное строение, ацинусы обычной формы (рис.60). Протоки железы и сосуды не расширены, без патологических изменений. Признаков усиления коллагенизации не отмечено (рис.61). Морфометрические показатели объема ацинусов, объема ядер экзок-ринных клеток, количество клеток в ацинусе значимых различий с контрольными показателями не имели (табл.7). Эндокринные островки у животных, получавших дополнительно к алкоголю комплекс витаминов, обычного строения и формы (рис.62).
Диаметр островков, объем ядер эндокринных клеток, их соотношение в островках не имело значимых отличий от контроля (табл.7, рис.47). Биохимические показатели - уровень глюкозы и С-пептида, активность а-амилазы - не имели значимых отличий от подобных показателей у интакт-ных животных (табл.8). На основании приведенных данных можно сказать, что при достижении животными 2-х месячного возраста после пренатального воздействия алкоголя морфофункциональные изменения продолжают сохраняться. Несмотря на значительный рост массы тела и органа, сохраняется отек стромы железы, ее инфильтрация, нарушение сосудистой проницаемости. На прежнем уровне остается гипогликемия и амилаземия. « У алкоголизированных животных, получавших на фоне алкоголя ком- плекс аминокислот, сохраняются участки с деструктивными изменениями ацинарной части железы, не уменьшается отек стромы. Появляются некоторые морфометрические отклонения в эндокринной части - меняется соотношение клеток в островках. Приближается к контрольным уровень глюкозы, при этом активность а-амилазы повышена. В группе животных, получавшим вместе с алкоголем витамины, морфометрические и биохимические показатели поджелудочной железы сохраняют свою позитивную стабильность: практически все показатели не различимы с контрольными показателями. Корреляционный анализ показал, что характер и теснота сопряженно-стей в значительной степени изменяется в зависимости от возраста животных. Данное явление объясняется незрелостью органа в функциональном и структурном отношении в ранние сроки постнатального онтогенеза. В даль- нейшем происходит интенсивный рост животного, а вместе с этим рост и развитие поджелудочной железы. При этом в органе происходят структурные перестройки: значительно увеличивается количество ацинусов, растут размеры эндокринных островков, уменьшается количество соединительнотканной стромы и др. Параллельно происходит становление функциональной дея- т тельности железы. У интактных животных в возрасте 2-х недель отмечается формирование двух корреляционных центров. Первый из них - показатель толщины междольковой стромы органа, который имеет функциональные связи с активностью а-амилазы (г=0,97; р 0,05) и массой тела крыс (1=-0.521 р 0.05).
