Биологические науки/10. Генетика и цитология

Медицина/8. Морфология

Антонова Е.И., Шпак О.Ю., Сагалбаева Л.Е.

Омский государственный педагогический университет, Россия

Гистотопография, цитотипы печени животных с различной системой терморегуляции и стратегией метаболической адаптации

Регенерация печени, а следовательно и поддержание тканевого гомеостаза реализуется благодаря межклеточным стромально-паренхимным цитокоммуникациям. Сложность структуры, полифункциональность, быстрота вовлечения печени в деструктивные и репаративные процессы - все это определяет неослабевающий интерес исследователей к проблемам ее регенерации: источники, масштабы, механизмы. Высокая интенсивность метаболических процессов у эндотермных животных (птицы) и развитие в эволюции у эктотермных животных (амфибии) механизмов метаболической «депрессии», становление у них новых механизмов устойчивости к гипоксии, реоксигенации способствовали усложнению, экологической специализации и совершенствованию морфологии печени, которая, по сути, является «периферическим интегратором метаболизма» [3, 6]. В связи с этим цель нашей работы является изучить отличительные особенности и вектор формирования в эволюции клеточного микроокружения, как основу тканевого гомеостаза печени животных с различной системой терморегуляции, стратегией метаболической и экологической адаптации.

Исследования проводили на двух видах животных - амфибии вида Rana terrestris Andrzejewski, 1832 (Rana arvalis Nilsson, 1842), и птицы вида Columba livia (forma domestica) Gmelin, 1789. Эксперимент поставлен на 30 половозрелых особях самцах (амфибии трехлетки и голуби шести месяцев постнатального развития). Для гистологических исследований образцы печени фиксировали в 10%-нейтральном формалине, заливали в парафин. Стромально-паренхимное соотношение клеточных типов печени, пролиферативную активность и полиплоидизацию гепатоцитов определяли с помощью выявления антител к белкам-маркерам этих клеток [4]. Для выявления процессов пролиферации и полиплоидизации парафиновые срезы окрашивали антителами к PCNA гепатоцитов (Ig – мышиные МАТ; клон РС 10; разведение 1:100; DAKO), клетки Ито антителами к десмину стрептавидин-биотиновым методом (Ig – МАТ; клон – десмин D33; разведение 1:30; DAKO, DENMARK). Антигены выявлялись после предварительной демаскировки методом HIAR (Нeat-Induced Antigen Retrieval). После инкубации с первичными антителами инкубировали биотинилированными вторыми антителами (Link, DAKO LSAB+Kit Peroxidase), со стрептавидином, коньюгированным с пероксидазой хрена (Streptavidin, DAKO LSAB+Kit Peroxidase). В качестве субстрата пероксидазной реакции использовали раствор АЭК и перекиси водорода. Гистохимическая реакция определения активности эндогенной пероксидазы на парафиновых срезах проводилась с целью выявления клеток Купфера по методу МакФи [5].

Статистическую обработку полученного материала осуществляли с помощью пакета прикладных программ ”STATISTICA-6”. За критический уровень значимости принимали р=0,001. Выявляли критерий согласия χ² Пирсона, равенство дисперсий σ (Фишера-Снедекора), согласно которым определяли возможность применения параметрических и непараметрических методов анализа статистических данных (критерий Стьюдента, критерий однородности Вилкоксона-U).

В ходе исследований выявлено, что гистологическое строение печеночного ацинуса в сравнительном ряду интактных животных изменяется от трубчатого типа организации у амфибий, к трубчато-трабекулярному у птиц. От экто- к эндотермным животным увеличивается количественная плотность печеночных ацинусов, что свидетельствует об интенсификации процессов метаболизма и становления в эволюции полифункциональности органа. В печени обоих групп животных определяется большое количество меланомакрофагальных центров, в формировании которых участвуют клетки Купфера. Главная роль таких центров заключается в депонировании эндогенных и экзогенных веществ с дальнейшей деструкцией, детоксикации и повторном их использовании [2].

Анализ показателей пролиферации/полиплоидизации (двуядерные формы гепатоцитов) и полиплоидизации (PCNA-позитивные гепатоциты) выявил, что у амфибий распределение двуядерные формы гепатоцитов носит венуло-портальный характер. Процент двуядерных гепатоцитов от общего количества гепатоцитов составляет 11,6% (рис. 1). У птиц распределение двуядерных гепатоцитов носит порто-венулярный характер, а общее количество двуядерных гепатоцитов составляет 9,7% (рис. 2).

Рис. 1. Распределение PCNA – позитивных и двуядерных гепатоцитов в условиях физиологической нормы у амфибий вида Rana terrestris в пределах печеночного ацинуса (примечание: *р=0,001).

Рис. 2. Распределение PCNA – позитивных и двуядерных гепатоцитов в условиях физиологической нормы у птиц вида Columba livia в пределах печеночного ацинуса (примечание: *р=0,001).

Показатель полиплоидизации - количество PCNA-позитивных гепатоцитов, выше у птиц и во всех зонах ацинуса. Тогда как у амфибий максимальное количество PCNA-позитивных гепатоцитов выявлено в области портального тракта (рис. 1, 2). Следовательно, у эктотермных животных ведущей формой регенерации гепатоцитов является пролиферация гепатоцитов за счет ацитокинетических митозов. У эндотермных животных ведущей формой является процесс полиплоидизации.

Процесс регенерации гепатоцитов регулируется как аутокринно, так и парактинными цитокоммуникативными механизмами [1]. Так на фоне большей активности ацитокинетических митозов у амфибий выявлено самое большое количество пероксидазо-позитивных клеток Купфера (рис. 3). При этом у амфибий распределение данного типа клеток в пределах ацинуса носит равномерный характер, у птиц отмечается преобладание органоспецифичных макрофагов в области портального тракта.

Наибольшее количество десмин-позитивных клеток Ито выявлено у птиц, при этом выявляются видовые особенности топографии данной популяции стромальных клеток у изучаемых видов животных в пределах зон печеночного ацинуса (рис. 4).

Рис. 3. Количество пероксидазо - позитивных клеток Купфера в условиях физиологической нормы у амфибий вида Rana terrestris и у птиц вида Columba livia в пределах печеночного ацинуса (примечание: *р=0,001).

Рис. 4. Количество десмин-позитивных клеток Ито в условиях физиологической нормы у амфибий вида Rana terrestris и у птиц вида Columba livia в пределах печеночного ацинуса (примечание: *р=0,001).

Полученные нами данные позволяют сделать заключение о том, что в процессе эволюции у животных с различной системой терморегуляции клеточный состав печени не менялся; наибольшее количество органоспецифичных макрофагов определяется у эктотермных, а клеток Ито у эндотермных животных; показатели пролиферации гепатоцитов по зонам ацинуса носят разнонаправленный характер, при этом ведущей формой регенерации гепатоцитов у птиц является полиплоидизация, у амфибий пролиферация/полиплоидизация. Выявленные количественные отличия стромально/паренхимных соотношений, за счет синтеза цитокинов, обеспечивают адаптивные сдвиги гомеостаза, для нужд локального региона организма – печени, а так же проявляют зависимость со стратегиями метаболизма изучаемых групп животных: амфибии – толерантная, птицы - резистентная.

Литература:

1. Антонова Е.И. Реактивность и пластичность тканевых компонентов печени в сравнительном ряду позвоночных в норме и после гипертермии [Текст]: автореф. дис….док. биол. наук: 03.00.25 /Е.И. Антонова. – А., 2009.- 31с.

2. Антонова, Е.И. Ультраструктурные проявления первичной компенсаторно-приспособительной реакции гепатоцитов животных с различной системой терморегуляции после воздействия гипертермии / Е.И. Антонова // Морфология.- 2008.- №4.- 24-28с.

3. Калашникова, М.М. Особенности ультраструктуры клеток печени в сравнительно-морфологическом ряду животных я их значение [Текст] / М. М. Калашникова // Бюлл. экспер. биол.- 1996. - Т. 121, № 6. - 604-609с.

4. Киясов, А.П. Современные технологии морфологических исследований [Текст] / А.П. Киясов.- Казань: КГМУ.-2000.-38с.

5. Маянский, Д.Н. Новые рубежи гепатологии [Текст] / Д. Н. Маянский, Э. Виссе, К. Декер. - Новосибирск, 1992. - 264с.

6. Scholz, H. Adaptational responses to hypoxia [Тext] / H. Scholz // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol.- 2002.- Vol. 282.- P. 1541-1543.