30 Дек

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРОЕНИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ТОЛЕРАНТНОСТИ К ГЛЮКОЗЕ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

По данным Diabetic Association нарушение толерантности к глюкозе считается эндокринным нарушением, предшествующим развитию сахарного диабета II типа. Известно, что в результате сложного взаимодействия  реакций углеводного обмена в организме поддерживается относительно постоянный уровень глюкозы в циркулирующей крови, что обеспечивает нормальное функционирование органов и тканей [6]. Значительную роль в удержании динамического равновесия между процессами образования и утилизации глюкозы принадлежит гормональной регуляции, в том числе гормонам поджелудочной железы инсулину и глюканону [8]. Рассогласование механизмов регуляции может привести к сдвигам  в метаболических процессах, вызывая  нарушения толерантности организма к  глюкозе и  резистентности тканей к инсулину. Однако, морфологические исследования строения поджелудочной железы, в том числе панкреатических островков и периинсуллярных ацинусов, при нарушении толерантности к глюкозе и снижении инсулинорезистентности тканей немногочисленны и не раскрывают структурных особенностей элементов обеих частей железы в состоянии хронической глюкозотоксичности.

Цель исследования: изучить  организацию экзокринной и эндокринной частей поджелудочной железы у животных с нормальной и нарушенной толерантностью к глюкозе.

Материалы и методы исследования. Эксперимент был поставлен на   беспородных собаках-самцах   3-4 лет, в  соответствии с приказами Минвуза СССР  №742 от 13.11.84 г.  «Об утверждении правил проведения работ с использованием экспериментальных животных». Типирование животных и формирование двух групп с нормальной (группа I) и нарушенной (группа II)  толерантностью к глюкозе проводили при помощи стандартного теста толерантности к глюкозе и «тощаковому» уровню глюкозы крови по общепринятым критериям. Состояние углеводного обмена определяли по показателям глюкозы, инсулина, пирувата и лактата венозной крови.

Для  выполнения гистологических методик ткань железы (хвостовую часть) фиксировали в жидкости Буэна. Парафин-целлоидиновые срезы окрашивали гематоксилин-эозином,  альдегид-фуксином, хром-гематоксилин-флоксиновым методом по Гомори. Для электоронно-микроскопического исследования кусочки фиксировали в  в 2,5% глутаральдегиде, обрабатывали 2% раствором четырёхокиси осмия, заливали в эпонаралдит. Для идентификации панкреатических островков с последующей прицельной заточкой с каждого блока  получали полутонкие срезы на ультратоме LKB-III, окрашивали метиленовым синим, азуром II, основным фуксином. Ультратонкие срезы  контрастировали цитратом свинца и уранилацетатом.  Исследовали в электронном микроскопе  М 269.

Морфометрические показатели получали с помощью программы Image Tools 3.0 и установки анализа изображения МАКС — 1005[7].

На срезах, окрашенных  гематоксилин-эозином, определяли относительные объемы экзокринной части и панкреатических островков. На срезах окрашенных альдегид-фуксином  и трехцветной смесью Гомори идентифицировали инсулиноциты и глюкагоноциты, подсчитывали количество   островков,  А-клеток и В-клеток  в них, их относительные объемы.

Цифровой материал обрабатывали с применением методов вариационной статистики с учетом изменчивости признака в пределах каждого организма  в программах Microsoft Excel 7.0. Для установления направления и тесноты связей между варьирующими функциональными и морфологическими признаками применяли корреляционный анализ[9].

Проведенное исследование  позволило выявить специфические особенности  морфологической организации поджелудочной железы собак в возрасте 3-4х-лет, находящихся в  одинаковых условиях содержания и имеющих  идентичный пищевой рацион, в зависимости от состояния углеводного обмена. При измененном метаболизме глюкозы углеводный обмен  характеризуется повышеннным содержанием глюкозы на 20,4%, пирувата – на 9,7%, более низкими значениями концентрации инсулина крови — на 33,3% (рис. 1). Полученные данные в совокупности с результатами корреляционного анализа, определяющим сильные положительные связи глюкозы с пируватом (r=0,782) и инсулина с лактатом (r=0,843), свидетельствуют о преобладании гликолитического пути метаболизма в организме, однако степень утилизации глюкозы и активность гликолиза понижены. Подобные результаты описаны  у  А. В. Древаль И. В. Мисниковой,  И. А. Барсукова  после обследования пациентов с нарушенной толерантностью к глюкозе и нарушенной гликемией натощак [4].

Рис. 1. Процентное расхождение показателей углеводного обмена у животных с нормальной (группа I) и нарушенной (группа II) толерантностью к глюкозе.

Железа при внешнем осмотре не имеет явных отличий: лентовидной вытянутой формы, умеренного кровенаполнения, имеет три доли, три части, но относительная масса железы (весовой индекс) на 20% меньше, чем у животных первой группы.

При исследовании железы на тканевом уровне у животных, имеющих предрасположенность к диабету, относительный объем экзокринной части меньше значений первой группы на 11%, эндокринной части – больше на 11,1%, индекс Ричардсона/Янга — выше на 24,8%. По мнению  Г.Г. Автандилова [1], индекс соотношений объемов экзокринной и эндокринной частей (коэффициент Ричардсона/Янга) и «функциональный индекс» (количественное соотношение инсулиноцитов и глюкагоноцитов)  позволяет оценивать функциональное состояние каждой из частей.   На наш взгляд,  полученные результаты могут лишь косвенно свидетельствовать об усилении, а правильнее сказать, изменении эндокринной функции железы и, в большей степени, демонстрируют особенность протекания адаптационной реакции органа  при состоянии «хронической глюкозотоксичности» организма.

По результатам количественного анализа, численность панкреатических островков  превышает значения первой группы на 10,7%. В паренхиме преобладают островки средних и  мелких  размеров,  часть  из которых, состоит, преимущественно, из инсулиноцитов (рис. 2). Аналогичная  реакция (увеличение количества островков, уменьшение их массы и снижение секреции инсулина) отмечена в экспериментальных исследованиях  после многократного введения крысам различных доз глюкозы [5]. Также установлено достоверное различие в количестве островковых клеток: инсулиноцитов в островке собак этой группы  меньше на 11,6%, глюкагоноцитов – на 11,3%. Относительный объем инсулиноцитов достоверно меньше значений первой группы на 13,8%.

Эндокриноциты находятся в активном функциональном состоянии. Однако, структурные  особенности элементов В-клеток свидетельствуют об усилении процесса  синтеза (расширение  цистерн комплекса Гольджи, скопление  вблизи их секреторных гранул с округлым и палочковидным кристаллоидным содержимым, преобладание в цитоплазме  мелких гранул с широким электронно-прозрачным «гало» вокруг плотной части) и  выведения секрета (большое количество «пустых» гранул,  увеличение их относительного объема на 15%).

Согласно данным литературы, снижение функциональной активности инсулярного аппарата уже при начальных стадиях СД приводит к исчезновению, так называемого, гало-феномена, при котором

Рисунок 2. Поджелудочная железа у животных контрольной группы с нарушенной толерантностью к глюкозе. Средние и мелкие панкреатические островки. Окраска гематоксилин-эозин. Увеличение 200.

Рисунок 3.  Инсулиноцит панкреатического островка поджелудочной железы у животных контрольной группы с нарушенной толерантностью к глюкозе (Я-ядро, кГ-комплекс Гольджи, β-гр – секреторные гранулы). Увеличение 7100.

периинсуллярные  ацинарные клетки, особенно подверженные трофическим и стимулирующим влияниям инсулина  имеют больший размер, чем другие, и содержат большее количество зимогенных гранул [2,3].

В проведенных нами исследованиях не  отмечено  признаков снижения секреторной активности периинсуллярных экзокриноцитов.  При нарушении толерантности к глюкозе статистически значимые отличия имеет только показатель относительного объема секреторных гранул (ниже  на 5,6%). Однако, клетки   находятся в активном функциональном состоянии, что проявляется на электронно-микроскопическом уровне преобладанием эухроматина в ядре и некоторым отеком кариоплазмы, расширением цистерн гранулярной эндоплазматической сети, появлением крупных митохондрий с просветленным матриксом, часть которых располагается вблизи плазмолеммы.

Выявленные морфологические особенности согласуются с  результатами корреляционного анализа, демонстрирующими взаимосвязь биохимических и морфологических показателей.  Так у животных первой группы (с нормальной толерантностью) определены отрицательные связи концентрации глюкозы крови с количеством А-клеток (r=-0,722) и функциональным индексом (r=-0,714). При нарушении толерантности  – содержание глюкозы в крови имеет сильную положительную связь с относительным объемом панкреатических островков (r=0,745), индексом Ричардсона / Янга (r= 0,784), количеством островков (r=0,754) и количеством А-клеток (p=0,715). Увеличивается количество сильных корреляционных связей между элементами железы почти в шесть раз  (рис. 4).

Рис. 4. Корреляционные связи элементов поджелудочной железы у животных контрольной группы с нарушенной толерантностью к глюкозе.

Проведенное нами исследование позволило  сформулировать специфические особенности организации поджелудочной железы на органном, тканевом, клеточном и ультраструктурном уровнях в состоянии нарушенной толерантности к глюкозе, или в доклинической стадии сахарного диабета:

  • железа имеет меньшую массу и весовой индекс
  • увеличены относительный объем эндокринной части и индекс Ричардсона/Янга
  • в паренхиме «хвостовой части железы» преобладают островки средних и мелких  размеров
  • встречаются мелкие островки, состоящие, преимущественно, из инсулиноцитов
  • вблизи островков в экзокринной паренхиме увеличено количество ацино-островковых клеток, в цитоплазме которых, наряду с зимогенными, определяются секреторные β-гранулы.
  • в островках снижено количество инсулиноцитов, функциональный индекс смещен в сторону глюкагонпродуцирующих клеток
  • преобладает центральное расположение В-клеток в островке
  • инсулиноциты имеют меньший объем цитоплазмы и ядер
  • у большей части В-эндокриноцитов на ультраструктурном уровне отмечено усиление процессов синтеза гормона.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

  1. Автандилов Г.Г. Проблемы патогенеза и патологоанатомической диагностики болезней в аспектах морфометрии Г.Г. Автандилов. – М.: Медицина, 1984. – 285 с.
  2. Губергриц Н.Б. Экзо- и эндокринная функции поджелудочной железы: один шаг от дуэта до дуэли / Н.Б. Губергриц, Н.В. Беляева // Сучасна гастроенторология. – 2006. — № 4. —  С. 18-30.
  3. Губергриц Н.Б. Панкреатогенный сахарный диабет наоборот: внешнесекреторная недостаточность поджелудочной железы при сахарном диабете / Н.Б. Губергриц, П.Г.Фоменко, В.Я. Колкина // РЖГГК. — 2009. — Т.19. — №5. — С.61-67.
  4. Древаль А.В. Механизмы нарушения обмена глюкозы у лиц с «предиабетом» / А. В. Древаль И. В. Мисникова,  И. А. Барсукова // Ожирение и метаболизм. — 2009. — № 4. — С. 23 — 27.
  5. Иванова В.Ф. Структурно-функциональные изменения в поджелудочной железе белой крысы при введении глюкозы / В.Ф. Иванова, А.А. Пузырев // Морфология. – 2006. — № 1. – С. 67 — 71.
  6. Кендыш И.Н. Регуляция углеводного обмена. И.Н. Кендыш. — М.: Медицина, 1985. – 421 с.
  7. Кочетков А.Г. Система морфометрического анализа изображения МАКС-1000 в медико-биологических исследованиях / А.Г. Кочетков [и др.] // Нижегородский мед. журнал. – 1999. — № 1. – С. 54 — 57.
  8. Розен В.Б. Основы эндокринологии. В.Б. Розен. — М.: Высшая школа, 1980. – 344 с.
  9. Славин, М.Б. Методы системного анализа в медицинских исследованиях / М.Б. Славин. – М.: Медицина, 1989. – 304 с.
    СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРОЕНИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ТОЛЕРАНТНОСТИ К ГЛЮКОЗЕ
    Цель исследования - изучить организацию экзокринной и эндокринной частей поджелудочной железы у животных с нормальной и нарушенной толерантностью к глюкозе. Результаты получены после исследования поджелудочной железы беспородных собак-самцов в возрасте 3-4-х лет, определены особенности строения органа у животных с нормальной и нарушенной толерантностью к глюкозе на органном, тканевом, клеточном и субклеточном уровне. Выделены специфические особенности организации экзокринной и эндокринной частей железы в состоянии предиабета.
    Written by: Никонова Лариса Геннадьевна, Стельникова Ирина Геннадьевна
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 01/09/2017
    Edition: euroasia-science.ru_29-30.12.2015_12(21)
    Available in: Ebook