Рыжковская Е.Л.

Институт физиологии НАН Беларуси, Минск

Вериго Н.С.

Институт физиологии НАН Беларуси

Кузнецова Т.Е.

Институт физиологии НАН Беларуси

Улащик В.С.

Институт физиологии НАН Беларуси, Минск, Республика Беларусь

Ультраструктурная организация печени крыс с экспериментальным гепатитом при приеме содержащей гуминовые кислоты минеральной воды

Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2014;91(5): 35-41

Просмотров : 34

Загрузок :

Как цитировать

Рыжковская Е. Л., Вериго Н. С., Кузнецова Т. Е., Улащик В. С. Ультраструктурная организация печени крыс с экспериментальным гепатитом при приеме содержащей гуминовые кислоты минеральной воды. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2014;91(5):35-41.

Авторы:

Рыжковская Е.Л.

Институт физиологии НАН Беларуси, Минск

Все авторы (4)

Поддержание на постоянном уровне основных компонентов жизнедеятельности организма и обезвреживающая функция - два главных и тесно взаимосвязанных направления деятельности печени. Многие болезни печени, заканчивающиеся выздоровлением, оставляют «след» метаболического нарушения, который сохраняется многие годы и нередко переходит в болезнь, требующую лекарственной коррекции. Примером может служить хронический гепатит, представляющий собой диффузное воспалительно-дистрофическое поражение печени, обусловленное воздействием различных химических соединений, при действии которых непосредственно повреждаются печеночные клетки - гепатоциты, составляющие основную массу паренхимы и обеспечивающие выполнение большинства разнообразных функций органа [1, 2]. Печеночные клетки метаболизируют многие эндогенные (например, билирубин) и экзогенные (например, этанол и парацетамол) вещества, которые могут окисляться, восстанавливаться и конъюгироваться при помощи ряда ферментов эндоплазматической сети. При значительном снижении «работоспособности» гепатоцитов происходят необратимые патологические изменения гомеостаза, ведущие к гибели организма [3, 4]. Одним из основных принципов терапии заболеваний печени, в том числе токсических гепатитов, является предохранение клеток органа от повреждающего воздействия и восстановление его функций.

Особую значимость для профилактики и лечения многих заболеваний, а также при лечении больных с острыми и хроническими заболеваниями печени приобретает внутреннее применение минеральных вод (МВ). МВ, являясь природными лечебными факторами многогранного неспецифического действия, при внутреннем применении оказывают воздействие на организм как на системном, так и на клеточном уровне [5-7]. Несмотря на изучение и широкое применение МВ в качестве лечебных средств при заболеваниях печени, влияние многих из них недостаточно исследовано. В частности, это касается МВ, содержащих гуминовые кислоты.

В связи с вышеуказанным представляется актуальным изучение эффективности курсового приема питьевой МВ, содержащей гуминовые кислоты, на ультраструктурную организацию клеток печени, в частности гепатоцитов, при экспериментальном гепатите.

Материал и методы

В соответствии с целью исследования эксперименты проводились на 75 белых беспородных крысах-самцах, содержащихся в стандартных условиях вивария при температуре 20-22 °C и свободном доступе к воде и пище. Животные были разделены на 2 серии (6 групп):

1-я серия - контрольные животные. Экспериментальный гепатит создавался с помощью парацетамолсодержащей суспензии, которая вводилась крысам с помощью зонда внутрижелудочно утром, натощак, из расчета 1000 мг парацетамола на 1 кг массы тела животного в течение двух дней подряд [8].

2-я серия - опытные животные с экспериментальным гепатитом, которые ежедневно с помощью зонда с оливой получали внутрижелудочно по 2 мл МВ дважды в день: в 9 и 12 ч в течение 14 и 21 дня.

Все эксперименты выполнены в соответствии с принципами Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации о гуманном обращении с животными.

По составу изучаемая МВ - маломинерализованная (М 2,05 г/дм3) хлоридная натриевая с повышенным содержанием гуминовых кислот - 21,5 мг/дм3.

Проводился ультраструктурный анализ паренхимы печени крыс с экспериментальным парацетамоловым гепатитом после 14 и 21 дня приема МВ, а также через 14 дней после его окончания (фаза последействия). Контрольные исследования осуществлялись в эти же сроки. Эвтаназию животных производили методом декапитации в условиях легкого эфирного наркоза на 14, 21 и 35-й день эксперимента. Объектом ультраструктурного анализа явилась популяция гепатоцитов.

Взятые сразу после декапитации животных образцы ткани печени фиксировали в холодном растворе 4% параформальдегида и далее готовили по общепринятой схеме. С каждого блока на ультратоме LKB (Швеция) получали полутонкие и ультратонкие срезы. Полутонкие срезы, окрашенные азур-эозином и азуром II, использовали при выборе участка для дальнейшего изучения ультраструктуры (отбирали однотипные участки печеночной дольки). Ультратонкие срезы контрастировали цитратом свинца, просматривали и фотографировали на электронном микроскопе JEM 100 CX (Япония) при увеличениях в 5800-72 000 раз.

Результаты и обсуждение

Анализ ультраструктурной организации клеток печени крыс с экспериментальным парацетамоловым гепатитом выявил стереотипные изменения ультраструктурной организации гепатоцитов: возникновение и развитие дистрофических и деструктивных процессов на уровне внутриклеточных мембран и органелл [9, 10]. Глубина этих нарушений изменялась в зависимости от сроков наблюдения. На 14-е сутки развития экспериментального гепатита в паренхиме печени наблюдались преимущественно дистрофические изменения гепатоцитов: набухание митохондрий, гиперплазия агранулярной эндоплазматической сети, гипертрофия пластинчатого цитоплазматического комплекса Гольджи (рис. 1, а), вакуолизация гранулярной эндоплазматической сети (см. рис. 1, б).

Рисунок 1. Ультраструктурная организация гепатоцитов печени крыс на 14-е сутки эксперимента. а, б - экспериментальный гепатит; в, г, д, е - экспериментальный гепатит + МВ. Здесь и на рис. 2, 3: М - митохондрии; АгЭС - агранулярная эндоплазматическая сеть; ГрЭС - гранулярная эндоплазматическая сеть. Л - липидные включения; КГ - комплекс Гольджи. Ув. 36 000 (а, б, д, е); 14 000 (в, г).

С увеличением срока эксперимента (21-е сутки) у контрольных животных наряду с дистрофическими изменениями ультраструктур выявлялись признаки развития деструктивного процесса: деструкция мембран и крист митохондрий, очаговый лизис матрикса митохондрий (рис. 2, а, б), вакуолизация гладкой эндоплазматической сети и редукция белоксинтезирующих органелл (см. рис. 2, а), наличие миелиноподобных структур, первичных и вторичных лизосом (см. рис. 2, б).

Рисунок 2. Ультраструктурная организация гепатоцитов печени крыс на 21-е сутки эксперимента. а, б - экспериментальный гепатит; в, г, д, е - экспериментальный гепатит + МВ. Здесь и на рис. 3: Я - ядро; Г - гранулы гликогена. Мс - миелиноподобные структуры; В - вакуоли. Ув. 36 000 (а, б, д); 14 000 (в, г); 5800 (е).
В цитоплазме многих клеток отмечалось снижение содержания гликогена, а в местах его расположения наблюдались светлые участки.

На 35-е сутки развития экспериментального гепатита в гепатоцитах параллельно с деструктивными изменениями (рис. 3, а) определялись субмикроскопические перестройки, являющиеся результатом включения компенсаторно-адаптационных внутриклеточных механизмов. В цитоплазме клеток выявлялись элементы гранулярной эндоплазматической сети, свободные рибосомы и полисомы, полиморфные митохондрии с параллельными, плотно упакованными кристами, гранулы гликогена (см. рис. 3, б).

Рисунок 3. Ультраструктурная организация гепатоцитов печени крыс на 35-е сутки эксперимента. а, б - экспериментальный гепатит (35 дней); в, г, д, е - на 14-й день после курсового 21-дневного приема МВ (фаза последействия). Ув. 36 000 (а, д, е); 14 000 (б, в, г).

Таким образом, выявленные ультраструктурные изменения гепатоцитов являются характерными для гепатита и гепатотоксического действия парацетамола, применение которого в больших дозах нарушает биоэнергетику печени, вызывает существенные нарушения биосинтетических и репаративных процессов на субклеточном уровне. Полученные данные согласуются с данными литературы, в которых показано, что при токсическом поражении печени ультраструктурная дезорганизация гепатоцитов выражается в редукции белоксинтезирующего компартмента и увеличении структурной плотности агранулярной эндоплазматической сети, представленной полиморфными везикулами или извилистыми канальцами, отражающих напряжение метаболических процессов биотрансформации ксенобиотиков. Наличие полиморфных митохондрий является свидетельством индукции компенсаторных реакций [1, 3, 10].

При электронно-микроскопическом исследовании паренхимы печени животных с экспериментальным гепатитом, получавших в течение 14 дней МВ, ультраструктурная организация печеночных клеток, так же как и при гепатите, характеризовалась в первую очередь изменениями тонкой структуры наиболее уязвимых ультраструктур, ответственных за энергетический обмен и белоксинтетическую функцию: митохондрий и эндоплазматической сети. Важно отметить, что после 14-дневного применения МВ в гепатоцитах выявлялись как набухшие митохондрии с просветленным и разрыхленным матриксом и укороченными и фрагментированными кристами (см. рис. 1, в, е), так и многочисленные крупные органеллы с плотным матриксом и четкими кристами (см. рис. 1, г, д). Наряду с расширенными цистернами гранулярной эндоплазматической сети в гепатоцитах наблюдались узкие цистерны с прикрепленными и свободными полисомальными рибосомами, которые, как правило, располагались вблизи митохондрий (см. рис. 1, е).

В результате более длительного приема МВ (21 день) в ультраструктуре гепатоцитов опытных крыс выявлялись как признаки активно развивающейся репаративной регенерации внутриклеточных структур, так и остаточные явления патологических изменений. Наиболее заметные изменения по сравнению с таковыми у контрольных животных в эти же сроки наблюдались со стороны гранулярной эндоплазматической сети. Отмечалось увеличение протяженности узких цистерн, расположенных параллельно и содержащих многочисленные связанные с ними рибосомы (см. рис. 2, в, д). В цитоплазме гепатоцитов наблюдались двуядерные печеночные клетки (см. рис. 2, е), выявлялся полиморфизм митохондрий: крупные и мелкие митохондрии с плотным матриксом и четкими кристами (см. рис. 2, в-е).

В фазе последействия в печени экспериментальных крыс наблюдалось превалирование синтетических и репаративных процессов над катаболическими, основная часть гепатоцитов находилась в состоянии повышенной функциональной активности. Большинство гепатоцитов восстанавливали свою форму и структуру: наряду с набухшими митохондриями определялись крупные ветвящиеся их формы с короткими четкими кристами и электронно-плотным матриксом; канальцы гранулярной эндоплазматической сети принимали упорядоченное расположение параллельными рядами и были обильно снабжены мембранно-связанными рибосомами (см. рис. 3, в-д), выявлялись многочисленные электронно-плотные розетки гранул гликогена (см. рис. 3, д, е).

Заключение

Таким образом, в результате курсового введения МВ, содержащей гуминовые кислоты, в паренхиме печени крыс с парацетамоловым гепатитом отмечалась ультраструктурная реорганизация цитоплазматических органелл гепатоцитов (митохондрий, эндоплазматической сети), наиболее наглядно проявляющаяся при более длительном курсовом приеме (21 день) и в фазе последействия. Отмеченные ультраструктурные изменения клеток паренхимы печени являются показателями восстановления под влиянием поения МВ энергетических и белоксинтезирующих процессов в гепатоцитах, нарушенных введением больших доз парацетамола.

Известно, что при поступлении в организм парацетамола в токсической дозе значительная часть молекул преобразуется в свободные радикалы, которые инициируют ПОЛ, снижают трансмембранный потенциал митохондрий, вызывают формирование гигантских пор в их мембране, увеличивают образование ядерного фактора каппа В (NF-&kgr;B) одного из кардинальных регуляторов воспалительной реакции. Метаболиты парацетамола сначала снижают содержание восстановленного глутатиона, а затем связываются с клеточными протеинами, в том числе митохондриальными, что приводит к подавлению процессов митохондриального дыхания, истощению резервов АТФ, некрозу гепатоцитов [3, 11]. Гуминовые кислоты, обладая дезинтоксикационным и антиоксидантным действием, регулируют проницаемость ионных каналов, активность мембранно-связанных ферментов и циторецепторов, поддерживают процессы окисления и фосфорилирования в митохондриях [12, 13]. Следовательно, установленные гепатопротекторные свойства минеральной воды, содержащей гуминовые кислоты, по-видимому, реализуются как за счет дезинтоксикационной и антиоксидантной активности последних, так и в результате общестимулирующего действия их и других ее компонентов на обмен веществ и реактивность организма. Выявленные нами ранее в аналогичных условиях морфофункциональные и биохимические изменения у животных с экспериментальным гепатитом, получавших эту же МВ, согласуются с приведенными ультраструктурными данными [14, 15].

Конфликт интересов отсутствует.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: В.У., Н.В.

Сбор и обработка материала: Е.Р., Н.В., Т.К.

Статистическая обработка: Е.Р., Н.В.

Написание текста: Н.В., Е.Р.

Редактирование: В.У.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail