Пролиферативная активность эпителиального пласта слизистой оболочки нижних воздухоносных путей при экспериментальном сахарном диабете

Сочетание сахарного диабета и хронического неспецифического заболевания легких является актуальной социально-эпидемиологической, диагностической и клинической проблемой [1—4]. Хроническое заболевание легких характеризуется сужением бронхиального просвета и изменением бронхиальной проходимости, что обусловливает нарушение аэрации сегментов легких [5, 6]. Нарушение морфологической структуры тканей дыхательной системы [7] приводит к снижению активности репаративной функции эпителия и перестройке гистоархитектоники бронхиального дерева вплоть до метаплазии [8]. Постоянство клеточного состава тканей бронхиального дерева обеспечивается балансом процессов пролиферации и апоптоза [9, 10].

Цель настоящего исследования — анализ пролиферативной активности мерцательного эпителия слизистой оболочки бронхов при экспериментальном сахарном диабете.

Изучение морфометрических изменений эпителиального пласта (ЭП) бронхиального дерева при экспериментальном сахарном диабете (ЭСД) проводили у 47 белых крыс Wistar с массой тела 234,00±2,64 г и возрастом 5—6 мес. Контрольную группу составляли 43 интактные крысы (самцы) Wistar того же возраста и с той же массой тела.

Сахарный диабет моделировали путем однократного интраперитонеального введения крысам стрептозотоцина («Sigma», США) в 0,1 М цитратном буфере pH 4,5 в дозе 60 мг/кг. Стрептозотоцин вводили после предварительной 24-часовой депривации пищи при неограниченном доступе к воде. На протяжении 11 сут животных содержали на стандартной диете.

Определение уровня глюкозы в крови из хвостовой вены проводили глюкозооксидазным методом. Для дальнейшего исследования использовали только особей с гипергликемией (более 11 ммоль/л). Крыс выводили из эксперимента декапитированием.

Для гистологического исследования использовали материал, зафиксированный в 10% нейтральном формалине. Согласно стандартным методикам, готовили парафиновые срезы, окрашенные гематоксилином и эозином. Использовали светооптический микроскоп Olympus BX-41 (Япония) с программным обеспечением для анализа видеоизображения (QuickPhoto Micro 2.3, Германия).

Работу проводили в соответствии с положениями «Общих этических принципов экспериментов на животных», принятых I национальным конгрессом по биоэтике (Киев, 2001), и международными требованиями «Европейской конвенции защиты позвоночных животных, которые используются в экспериментальных и других научных целях».

Количество ядер (КЯ) секреторных клеток на единицу площади определяет атрофический или гиперпластический характер изменения. В группе крыс с ЭСД КЯ на единицу площади составляло 28,3±1,0 (M±m), тогда как в контрольной группе данный показатель равнялся — 35,7±0,9 (p<0,001) (рис. 1).

У крыс с ЭСД значения КЯ на единицу площади в интервале от 10 до 20 встречались у 7 (14,9%) особей, тогда как в контрольной группе такие значения отсутствовали. У подопытных крыс чаще всего встречались значения КЯ от 20 до 40 [37 (78,7%)] и от 25 до 30 [11 (23,4%)], тогда как в контрольной группе преимущественные значения КЯ на единицу площади находились в интервале от 35 до 40 [20 (46,5%)] (табл. 1).

В норме КЯ является стабильной величиной. Увеличение КЯ — показатель развития гиперпластической реакции, уменьшение — атрофической. Если у одного и того же животного наблюдается и гиперпластическая, и атрофическая реакции, то это рассматривается как тенденция к развитию атрофических изменений, что и было выявлено нами в группе с ЭСД. Кроме того, нами определена тенденция к истощению пролиферативного потенциала при ЭСД.

Площадь ядра эпителиоцита (ПЯЭ) является важным признаком пролиферативной активности. В группе крыс с ЭСД ПЯЭ составляла 66,2±2,1 мкм², что значимо ниже чем у крыс без диабета — 85,8±2,3 мкм² (p<0,001) (рис. 2).

В группе крыс с ЭСД чаще всего встречались значения ПЯЭ в интервале от 60 до 80 мкм² [26 (55,3%)] и от 40 до 60 мкм² [16 (34,03%)]. В контрольной группе наибольшее количество значений находилось в интервале от 80 до 100 мкм²(табл. 2).

У крыс с ЭСД установлено статистически значимое истощение пролиферативного потенциала с формированием атрофических преобразований в эпителиальном пласте нижних воздухоносных путей. Снижение пролиферативной активности клеточных структур эпителиальной выстилки бронхиального дерева у крыс с ЭСД подтверждается уменьшением площади ядра.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Б.Н. Маньковский

Сбор и обработка материала — О.А. Пивоварова

Статистическая обработка данных — О.А. Пивоварова

Написание текста — О.А. Пивоварова

Редактирование — Б.Н. Маньковский