Введение к работе
Актуальность проблемы. Эпителиальные клетки кишечника находятся в постоянном контакте с множеством чужеродных антигенов, поступающих с пищей к так называемым биологическим барьерам, основной задачей которых является поддержание гомеостаза организма. Необходимая для этого целостность эпителия обеспечивается интенсивными процессами клеточной регенерации, изучение механизмов регуляции которых относится к разряду наиболее интенсивно разрабатываемых научных направлений (Темчура В.В., 2001).
Смена эпителия в тонкой кишке происходит быстро, о чем свидетельствуют показатели митотического индекса (МИ) и индекса апоптоза (ИА) эпителия тонкой кишки. Отношение МИ к ИА особенно высоко в области крипт и нижней трети ворсинок и низкое в области боковых поверхностей ворсинок. Это дало основание сделать вывод, что репродуктивной зоной эпителия тонкой кишки является не только крипта, но и нижняя треть ворсинок (Романова Т.А., 2010).
Так как кишечник постоянно подвергается воздействию различных биотических и абиотических неблагоприятных факторов, которые в конечном итоге приводят к формированию гипоксии, в нем должны происходить, помимо деструктивных процессов, и изменения адаптивного характера (Звягинцева Т.Д., Гриднева С.В., 2005; Михайлова З.М. с соавт., 2010). В том числе и сдвиг клеточного соотношения, который является необходимым для поддержания адекватного функционирования.
Ухудшение экологической ситуации в результате воздействия химических токсикантов является одним из факторов, определяющих изменение физиологических функций и процессов физиологической регенерации в человеческом организме и обуславливающих развитие широкого спектра заболеваний, в том числе, тонкой кишки (Забродский П.Ф. с соавт., 1994; Боева О.И., 1998; Fleming L.E. et al., 1992). Уже в начальном периоде токсического воздействия изменяется состав и функции клеток слизистой оболочки тонкой кишки (Давлатова И.С., 2010), что, вероятнее всего, связано с изменением регуляторных связей в клеточном цикле. Нарушение контроля над соотношением пролиферации и клеточной гибели ведет к сдвигам гомеостаза, изменению гистоархитектоники и развитию целого ряда различных патологических состояний (Заводиленко К.В., 2006; Манских В.Н., 2007; Бажанова Е.Д., 2011).
Можно сказать, что вопросы пролиферативной активности, клеточной гибели и реактивности в системе «крипта-ворсинка» при воздействии токсических экзогенных факторов остаются открытыми, поскольку отсутствуют данные о влиянии соединительнотканного каркаса на пролиферативные возможности кишечного эпителия на фоне действия патогенных факторов. Решение этих вопросов необходимо для понимания развития патологических процессов в тонкой кишке в условиях изменённой внешней среды, что создаст возможность правильного подхода к диагностике, профилактике и лечению подобного рода заболеваний.
Цель исследования: проанализировать морфологические особенности слизистой оболочки тонкой кишки при воздействии сероводородсодержащего газа.
Задачи исследования:
1. Выявить особенности пролиферации и апоптоза эпителия слизистой оболочки тонкой кишки крыс в условиях хронического воздействия сероводородсодержащего газа.
2. Охарактеризовать соединительнотканную строму и сосуды стенки тонкой кишки крыс в условиях хронического воздействия сероводородсодержащего газа.
3. Определить с помощью иммуногистохимического метода маркеры пролиферации и апоптоза (p27kip1, Ki-67, Bcl-xl, Integrin beta 5, Cadgerin pan) в эпителии слизистой оболочки тонкой кишки крыс в условиях хронического воздействия сероводородсодержащего газа.
4. На основании комплекса исследований дать характеристику процессам регенерации в системе крипта-ворсина в условиях хронического воздействия сероводородсодержащего газа.
Научная новизна исследования.
Выявлены особенности процессов пролиферации и апоптоза в эпителии слизистой оболочки тонкой кишки в динамике на фоне хронического воздействия природного газа Астраханского месторождения. Дано морфологическое обоснование преобразованиям соединительнотканной стромы тонкой кишки крыс в зависимости от продолжительности действия сероводородсодержащего газа сроком от 30 до 120 дней. Определен вклад соединительнотканных компонентов стенки тонкой кишки в процессы регенерации эпителиального пласта слизистой оболочки тонкой кишки крыс, при воздействии полютантов. Выявлено распределение маркеров пролиферации и апоптоза (p27kip1, Ki-67, Bcl-xl, Integrin beta 5, Cadgerin pan) с помощью иммуногистохимического метода в зависимости от срока воздействия сероводородсодержащего газа Астраханского месторождения. Установлено, что в условиях хронического воздействия природного газа Астраханского месторождения интенсивность апоптоза эпителиоцитов тонкой кишки крыс нарастает, а пролиферации снижается, происходит нарушение межклеточных взаимодействий. Кроме того, показана качественная и количественная трансформация соединительнотканных компонентов стенки тонкой кишки крыс при воздействии полютантов.
Научно – практическая значимость.
В работе приведена динамическая морфофункциональная характеристика процессов апоптоза и пролиферации эпителиоцитов тонкой кишки крысы на фоне длительного воздействия сероводородсодержащего газа в концентрации 3 мг/м3. Полученные данные позволяют выявить особенности регенеративных процессов в эпителии тонкой кишки в зависимости от срока хронического эксперимента и продемонстрировать негативное влияние длительно действующего природного газа малой концентрации на процессы пролиферации эпителиальных клеток тонкой кишки. С позиций оценки клеточного обновления, рассматривается экологически обусловленная патология пищеварительной системы, что позволяет подвести морфологическую базу для объяснения некоторых клинических и диагностических проявлений заболеваний органов пищеварительного тракта при воздействии сероводородсодержащего газа. Эта оценка клеточного обновления, с точки зрения баланса пролиферации и апоптоза, может рассматриваться как одна из основ терапевтической стратегии. Результаты исследования дают возможность разработать морфологический прогноз эволюции патологических изменений слизистой оболочки тонкой кишки и тактику курации больных с заболеваниями органов пищеварения после воздействия сероводородсодержащего газа.
Положения, вносимые на защиту:
1. В условиях хронического воздействия сероводородсодержащим газом Астраханского месторождения, сроком от 30 до 120 дней, интенсивность апоптоза клеток эпителия слизистой оболочки тонкой кишки крыс нарастает как в ворсинках, так и в криптах.
2. Длительное воздействие сероводородсодержащим газом, сроком от 30 до 120 дней, в малых концентрациях (3мг/м3) сопровождается количественными и качественными изменениями соединительнотканной стромы.
3. Длительное воздействие сероводородсодержащим газом в течение 120 суток в концентрации по сероводороду 3мг/м3 вызывает стойкие изменения гистологических, гистохимических и иммуногистохимических показателей кишечной стенки крыс.
Апробация работы. Результаты работы доложены и обсуждены: на 87-89 итоговых научно-практических конференциях сотрудников академии, врачей города и области, г. Астрахань, 2010-2012 гг.; г. Ханты-Мансийск, 5-6 октября 2011 г.; на II международной научной конференции, посвященной 80-летия академика РАЕН, заслуженного работника высшей школы РФ, д.б.н., профессора Д.Л.Теплого, г. Астрахань, 2011г.; на Х Конгрессе Международной ассоциации морфологов, г. Ярославль 29-30 сентября, 2011г.; XI Конгресс Международной ассоциации морфологов, г. Самара 29 мая - 1 июня, 2012г.; г. Астрахань, 27-29 сентября 2012 г. на международной научной конференции посвященной памяти профессора Р.И. Асфандиярова «Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов».
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 126 стр. машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов, глав собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Указатель литературы включает 79 отечественных и 47 иностранных источников. Работа иллюстрирована 3 таблицами, 42 рисунками.