Поздние лучевые реакции эндокринных клеток желудка

Автор: Попучиев В.В., Коноплянников А.Г., Сафинова Л.Ш.

Журнал: Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра) @radiation-and-risk

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 2 т.23, 2014 года.

Бесплатный доступ

В эксперименте на белых крысах методами количественной иммуногистохимии изучены эн­до­­­­кринные клетки желудка после общего g-облучения (7 Гр). Установлено, что ингибиро­ва­ние стероидогенеза метопироном уменьшает радиационные повреждения эндокринных кле­ток. Предполагается, что данный эффект связан с уменьшением влияния стрессорных гор­мо­­­нов на популяции резидентных стволовых клеток.

Радиация, g-облучение, эндокринные клетки, стероидогенез, метопирон, желудок, стволовые клетки, стресс, иммуногистохимия

Короткий адрес: https://sciup.org/170170162

IDR: 170170162

Late response of gastric endocrine cells to G-radiation

Quantitative immunohistochemical methods were used for analysis of gastric endocrine cells following whole-body g-irradiation of white rats. Inhibition of steroidogenesis with metopirone, was found to reduce radiation damages to the cells. We suppose that this effect is associated with reduced influence of stress hormones on population of resident stem cells.

Текст научной статьи Поздние лучевые реакции эндокринных клеток желудка

В лечении лучевой патологии используют комплексную терапию, направленную на купирование функциональных расстройств, возникающих в период первичной реакции на облучение. В настоящее время отмечаются попытки применения интерлейкинов и тканевых факторов роста, способных активировать пролиферативную активность стволовых клеток. Перспективными направлениями считаются также иммунотерапия и использование пептидов [13, 14].

В механизмах лучевых реакций, наряду со снижением пролиферативного потенциала стволовых клеток, существенное значение отводится нарушению нейрогормональных звеньев регуляции. Изменение экспрессии сигнальных молекул, продуцируемых эндокринными клетками (ЭК) желудочно-кишечного тракта, свидетельствует об их участии в патогенезе многих заболеваний [1-3]. Возникает вопрос, в какой степени неспецифическая реакция эндокринной системы организма, и в частности гиперкортицизм, сопровождающий лучевое воздействие, влияет на структурно-функциональную перестройку внутренних органов и регуляторных систем организма. В большинстве работ, посвящённых исследованию роли эндокринной системы при радиационных повреждениях, используются эксперименты с удалением эндокринной железы [12]. Вместе с тем, изучение кооперативных связей между органами требует минимального вмешательства в таких условиях, которые не являются отражением «критической» ситуации, вызываемой удалением эндокринного органа. Ранее было установлено, что ограничение активного участия функции коры надпочечников в ответной реакции организма на стрессорное воздействие может уменьшать или полностью нивелировать последствия токсического [7] и лучевого воздействий [9-11].

Попучиев В.В.* – вед. научн. сотр., д.м.н.; Коноплянников А.Г. – зав. отд., д.б.н. ФГБУ МРНЦ Минздрава России. Сафинова Л.Ш. – доцент, к.м.н. БГМУ.

Материал и методы

Все исследования выполнены на крысах-самцах Вистар. Общее количество животных, вовлечённых в эксперименты с общими однократными облучениями, составило 180 крыс c массой тела 180-200 г.

Весь материал был разделён на три группы: 1 группу составляли контрольные животные (n=20); 2 группа животных (n=80) подвергалась общему γ-облучению в дозе 7 Грэй (Гр); животные 3 группы (n=80) на третьи сутки после такого же облучения и в течение первых двух недель эксперимента получали специфический ингибитор синтеза глюкокортикоидных гормонов – метопирон (фирма Ciba, Швейцария), блокирующий процессы 11β-гидроксилирования в коре надпочечников. Метопирон вводили подкожно через 48 часов в дозе 11 мг на 100 г массы тела, а последние две инъекции – в дозе 5,5 мг на 100 г [7-11]. Исключение активного участия коры надпочечников в ранний период позволило дифференцировать прямое действие от неспецифической реакции эндокринной системы в ответ на радиационное воздействие. Крысам второй группы в те же сроки вводили эквивалентное количество растительного масла.

Облучение проводили на установке ГУБ 20000, при мощности дозы 1,60 Гр/мин и экспозиции 4 мин 19 с (в двух разных повторностях опыта). Общая поглощённая доза составляла 7 Гр, что соответствует величине LD 50/30 для крыс. Животных декапитировали утром в период с 10 до 12 часов под нембуталовым наркозом (50 мг/кг) через 180 и 365 суток.

Кусочки органов выделяли и фиксировали в кислой жидкости Буэна, для светомикроскопических исследований обезвоженный материал заливали в парафин. Парафиновые срезы толщиной 7 мкм помещали на предметные стёкла, покрытые плёнкой из поли-L-лизина (Sigma).

Общую гистологию органов изучали на микротомных срезах, окрашенных гематоксилином и эозином. Популяцию ЭК в целом изучали с помощью аргирофильного метода Гримелиуса. EC-серотонин, G-гастрин- и D-соматостатинположительные клетки выявляли с помощью поликлональных кроличьих антител в разведении 1:100 и биотин-стрептавидин-перокисидазных наборов «BioGenex» и «ICN».

Иммуногистохимическое выявление антигенов на гистологических срезах выполнено согласно основным требованиям для иммунопероксидазных методов.

Количественные исследования выполнены с помощью системы компьютерного анализа микроскопических изображений IMSTAR (Франция) с применением прикладных лицензионных программ Morphostar-2 и Colquant-2, согласно основным принципам стереологии в морфометрии. Полученные результаты опытов представлены в процентах по отношению к контрольным показателям.

Для статистической обработки полученных результатов использовали непараметрический U-критерий Манна-Уитни с применением компьютерной программы Statistika 6.0.

Результаты и обсуждение

Состояние микроциркуляторного русла у облучённых животных, получавших метопирон, заметно улучшалось. В цитоплазме эндотелиальных клеток увеличивалось количество пиноци-тозных везикул и цитоплазматических органелл, особенно полирибосом; более широким становился просвет капилляров, исчезала отёчность эндотелия и периваскулярных пространств, разрыхление базальной мембраны. Ультраструктурная организация тучных клеток данной группы не отличалась от таковой у интактных животных: эксцентрично расположенные ядра имели краевую конденсацию хроматина; кариолемма и цитоплазматическая мембрана хорошо сохранены; в цитоплазме находилось значительное количество плотных секреторных гранул варьирующего размера.

Можно предположить, что неспецифическая (стрессорная) реакция организма, сопровождающая радиационное поражение, приводит к дополнительному повреждению резидентных стволовых клеток, а ограничение значительных изменений концентрации биологически активных веществ метопироном потенцирует приспособительные возможности организма.

Заключение

Список литературы Поздние лучевые реакции эндокринных клеток желудка

  • Айламазян А.Н. Роль сигнальных молекул в патогенезе заболеваний желудочно-кишечного тракта: оптимизация диагностики и таргетной терапии//Молекулярная медицина. 2013. № 5. С. 3-7.
  • Кайгородова Е.В., Рязанцева Н.В., Новицкий В.В. Белки теплового шока и митогенактивированные протеинкиназы JNK, P38: роль в адаптации и дизрегуляции клетки при стрессиндуцированном апоптозе//Молекулярная медицина. 2012. № 1. С. 3-9.
  • Козлова И.В., Осадчук М.А., Кветной И.М., Попучиев В.В. Апудоциты и тучные клетки при хронических воспалительных заболеваниях толстой кишки: клинико-морфологические сопоставления//Терапевтический архив. 2000. № 2. С. 32-35.
  • Коноплянников А.Г. Клеточные основы радиационных эффектов у человека: Радиационная медицина. Т. 1: Теоретические основы радиационной медицины. М.: ИздАТ, 2004. С. 189-277.
  • Коноплянников А.Г. Радиобиология стволовых клеток. М.: Биоинформ сервис, 2009. 172 с.
  • Коноплянников А.Г. Радиобиологические аспекты лучевой терапии. Основы лучевой диагностики и терапии/ред. Терновой С.К. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. С. 868-883.
  • Попучиев В.В. Перспективы использования количественного функционально-морфологического метода для оценки токсичности химических веществ//Медицина труда и промышленная экология. 1995. № 12. С. 24-27.
  • Попучиев В.В. Функциональная морфология диффузной нейроэндокринной системы при радиационном воздействии: дис. … д-ра мед. наук. Обнинск, 2005. 249 с.
  • Попучиев В.В., Михина Л.Н., Яковлева Н.Д., Коноплянников А.Г., Южаков В.В., Одинцова Е.А., Бродский Р.А., Севанькаева Л.Е., Кита К., Кита И. Модификация поздних лучевых морфофункциональных реакций сосудов и тучных клеток двенадцатиперстной кишки старых крыс//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2003. Т. 136, № 4. С. 399-403.
  • Попучиев В.В., Яковлева Н.Д., Кита К., Кветной И.М, Котлова Л.Н. Ультраструктура тимуса после гамма-облучения в условиях ингибирования стероидогенеза//Архив патологии. 2000. Т. 62, № 5 С. 39-43.
  • Попучиев В.В., Яковлева Н.Д., Коноплянников А.Г., Кветной И.М., Кита К., Кита И. Ультраструктура пинеальной железы после g-облучения в условиях ингибирования функции коры надпочечников//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2003. Т. 135, № 6. С. 603-607.
  • Хавинсон В.Х., Попучиев В.В., Кветной И.М., Южаков В.В., Котлова Л.Н. Регулирующее влияние эпиталона на эндокринные клетки желудка пинеалэктомированных крыс//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2000. Т. 130, № 12. С. 1169-1171.
  • Хавинсон В.Х., Южаков В.В., Кветной И.М., Попучиев В.В., Фомина Н.К. Иммуногистохимический и морфометрический анализ действия вилона и эпиталона на функциональную морфологию радиочувствительных органов//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2001. Т. 131, № 3. С. 285-292.
  • Хавинсон В.Х., Яковлева Н.Д., Попучиев В.В., Кветной И.М., Манохина Р.П. Репаративное действие эпиталона на ультраструктуру пинеальной железы после гамма-облучения//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2001. Т. 131, № 1. С. 81-85.
Еще