Медицина/8. Морфология
К.м.н. Никонова Л.Г.
Нижегородская
государственная медицинская академия, Россия
Морфологические особенности строения
элементов поджелудочной железы при различной толерантности к глюкозе
В настоящее время большое количество морфологических
исследований посвящено изучению состояния поджелудочной железы при
экспериментальных диабетах, при действии раздражителей, вызывающих повышенную
секрецию островковых гормонов [1,2,3]. Работы, рассматривающие
структурно-функциональные особенности поджелудочной железы при нарушении
углеводного обмена и толерантности к глюкозе, немногочисленны и затрагивают, в
основном, эндокринную часть железы.
Цель исследования: выявить морфологические различия
строения элементов экзокринной и эндокринной частей поджелудочной железы у
собак с нормальной и нарушенной толерантностью к глюкозе.
Материал
и методы.Объектом наблюдения являлись беспородные собаки-самцы в возрасте 2-4
лет, средняя масса тела 16,12±0,81 кг. Исследование на собаках проводили в
соответствии с приказами Минвуза СССР № 742 от 13.11.84 г. «Об утверждении
правил проведения работ с использованием экспериментальных животных». Нарушение
толерантности к глюкозе определяли по тощаковому уровню глюкозы венозной крови
и результатам стандартного теста толерантности к глюкозе (СТТГ), который
является достаточно эффективным методом выявления скрытых нарушений углеводного
обмена. Тест толерантности к глюкозе в виде однократной углеводной нагрузки
проводился утром натощак после 10-14 часов голодания. После забора крови из
латеральной подкожной вены левой голени животному давали сахар из расчета 1,75
г на 1 кг веса. Через 60 и 120 минут повторно определяли концентрацию глюкозы
венозной крови. Затем строили гликемические кривые, где отражали начальное
содержание, высоту подъема и конечный уровень глюкозы крови. По результатам
СТТГ выделяли два типа животных: с нормальной (группа А, n=10)
и нарушенной (группа В, n=10) толерантностью к
глюкозе. Для изучения состояния углеводного обмена проводили биохимическое
исследование венозной крови, определяя содержание глюкозы, лактата и пирувата,
радиоизотопным методом - концентрацию инсулина в крови. Забор материала
осуществляли под тиопенталовым наркозом из расчета 0,5 мл 10% раствора
тиопентала натрия на 1 кг массы животного. В условиях управляемого дыхания
рассекали переднюю брюшную стенку, извлекали поджелудочную железу, осматривали
и взвешивали. Из хвостовой части выделяли кусочки для гистологического и электронно-микроскопического
исследования. Для световой микроскопии ткань железы фиксировали в жидкости
Буэна с последующей заливкой в парафин. Парафин-целлоидиновые срезы толщиной
5-7 мкм окрашивали гематоксилин-эозином, альдегид-фуксином, хром-гематоксилин-флоксиновым
методом по Гомори. Морфометрические показатели получали с помощью программы Image
Tools 3.0 и установки анализа изображения МАКС — 1005 [4]. На
срезах, окрашенных гематоксилин-эозином, определяли относительные объемы (ОО)
экзокринной части и панкреатических островков (объектив 60), исследовали
ацинарные клетки. По соотношению объемов эндокринной и экзокринной частей
железы вычисляли коэффициент Ричардсона / Янга. На срезах, окрашенных
альдегид-фуксином и трехцветной смесью Гомори, подсчитывали количество
панкреатических островков, А- и В-клеток в них, измеряли относительные объемы
А- и В-клеток, затем вычисляли «функциональный» индекс панкреатических
островков (соотношение количества А- и В- клеток) и «объемный» индекс
(соотношение относительных объемов А- и В-клеток). Цифровой материал
обрабатывали с применением методов вариационной статистики с учетом
изменчивости признака в пределах каждого организма в программах Microsoft Excel 7.0 и Statistica 5.5. Для установления
направления и тесноты связей между варьирующими функциональными и
морфологическими признаками применяли корреляционный анализ [5].
Результаты
исследования. В группе с нарушенной толерантностью по сравнению с группой А
наблюдается повышенное содержание глюкозы (на 30,8%), меньшая концентрация
инсулина в крови (на 33,3%), более низкие показатели лактата (на 26%) и
пирувата (на 11%), что свидетельствует о недостаточной утилизации глюкозы и
невысокой степени активности гликолиза. Данные корреляционного анализа
показывают наличие сильных положительных связей между глюкозой и пируватом (p=0,78),
инсулином и лактатом (p=0,84) в группе В и
отрицательных взаимодействий средней силы между глюкозой и инсулином (p=
-0,68), глюкозой и лактатом (p= -0,68) в группе А.На
органном уровне у животных с нарушенной толерантностью к глюкозе масса железы
на 11,6% и коэффициент соотношения массы железы к весу тела на 20% ниже
показателей группы А. Относительный объем ацинарной части на 11% меньше, объем
островков на 9,8% больше и соответственно индекс Ричардсона/Янга выше на 13,7%
показателей группы А (рис.1). Количество островков в обеих группах животных
практически одинаково. У собак с нормальной толерантностью к глюкозе преобладают панкреатические островки средних
и крупных размеров, округлой или неправильно отростчатой формы, окруженные
тонкой соединительнотканной капсулой. У животных группы В островки, в основном,
средних размеров, часто встречаются мелкие, состоящие из 8-10 клеток,
преимущественно инсулиноцитов. Их соединительнотканная капсула выражена слабо,
у части островков по периметру выявляется тесный контакт В-клеток с окружающей
экзокринной паренхимой. Вблизи или по краю островков отмечено большое
количество ацино-островковых клеток с инсулиновой зернистостью и гранулами
зимогена различной степени зрелости. Морфометрически у собак группы А выше
относительный объем инсулиноцитов на
14%, их количество на 13,4%, глюкагоноцитов на 11,3%. Относительный объем
А-клеток меньше на 5%, поэтому объемный индекс ниже показателей второй группы
животных на 10,2% (рис.2). Функциональный индекс существенно не отличается
между группами. Корреляционный анализ показывает наличие отрицательной связи (p=
-0,7) глюкозы с количеством А-клеток и функциональным индексом в группе
животных с нормальной толерантностью. В группе В выявлена сильная положительная
связь глюкозы с относительным объемом
панкреатических островков (p= 0,74), индексом
Ричардсона/Янга (p= 0,78), количеством островков (p=
0,75) и количеством А-клеток (p= 0,71).Обращает на себя
внимание различие корреляционных взаимодействий между элементами островков
(рис.3). В группе с нормальной толерантностью к глюкозе только две сильные
положительные связи: между количеством и относительным объемом В-клеток и между
относительным объемом островков и относительным объемом А-клеток. В группе с
нарушенной толерантностью к глюкозе количество взаимодействий между
морфометрическими и количественными показателями увеличивается в несколько раз
(рис. 4). Относительный объем островков коррелирует с относительными объемами
как В-, так и А-клеток. У инсулиноцитов и глюкагоноцитов формируются связи
между объемом, количеством и индексами соотношений. Полученные результаты показывают, что в
состоянии предиабета структурно-функциональные особенности строения проявляются
на всех уровнях организации поджелудочной железы и наиболее
отчетливо выражены в эндокринной части. Сравнение показателей
углеводного обмена у животных с нормальной и нарушенной толерантностью к
глюкозе позволяет говорить о различном протекании реакций утилизации и усвоения
глюкозы тканями организма, в связи с чем гипергликемия, по мнению ряда авторов,
может быть обусловлена нарушением нормальных взаимоотношений между функцией
В-клеток поджелудочной железы и чувствительностью к инсулину на уровне
периферических тканей или печени [6,7]. Нарушение толерантности к глюкозе на уровне
органа проявляется в увеличении объема инсулярного аппарата и индекса
Ричардсона / Янга, что можно расценивать как усиление активности островковой
ткани [8]. Наряду с этим меньший относительный объем и количество В-клеток,
увеличение объемного индекса свидетельствуют об изменениях в эндокринной
паренхиме железы при повышенном содержании глюкозы.
Литература:
1.
Дружинина,
Ю.Г., Пальчикова Л.А., Дружинина Н.А. Влияние пробиотика «Биовестин-Лакто» на
течение аллоксанового диабета и регенерацию панкреатических островков у крыс.
Бюллетень сибирской медицины2005,Т. 4, Приложение 1: 86.
2.
Колесник
Ю.М., Абрамов А.В., Василенко Г.В. Изменение эндокринной части поджелудочной
железы белых лабораторных крыс при сахарном диабете, адаптации к гипоксии и их
сочетании (иммуноцитохимическое исследование). Морфология 1996, 1: 91 – 95.
3.
Bernard C., Berthault M.F., Saulniere C., Ktorza A. Neogenesis vs.
apoptosis as main components of pancreatic beta cells as changes in
glucose-infused normal and midly diabetic adult rats. FASEB J. 1999, 13: 1195 -1205.
4. Кочетков А.Г., Силин Е.В., Савельев В.Е.и др. Система морфометрического анализа изображения МАКС-1000 в медико-биологических исследованиях. Нижегородский мед. журнал 1999, 1: 54-57.
5.
Славин М.Б. Методы системного анализа в медицинских
исследованиях. – М.: Медицина, 1989. с. 303
6.
Sawicki P. T., Kaiser T. Response to Chiasson et al.: Acarbose for
the prevention of Type 2 diabetes, hypertension and cardiovascular disease in
subjects with impaired glucose tolerance: facts and interpretations concerning
the critical analysis of the STOP-NIDDM Trial data. Diabetologia 2004, 47:
976–977.
7.
Chiasson J., Josse R., Gomis R. et
all. Acarbose for prevention of type 2 diabetes mellitus: the STOP-NIDDM
randomized trial. Lancet. 2002,359 (9323): 2072-2077.
8.
Автандилов Г.Г. Проблемы патогенеза и
патологоанатомической диагностики болезней в аспектах морфометрии. М.: Медицина,
1984. с 285.
Рис.
1 Сравнительная характеристика относительных объемов ацинарной и островковой
частей и индекса Ричардсона/Янга у животных с нормальной (группа А) и
нарушенной (группа В) толерантностью к глюкозе.
Рис.
2 Сравнительная характеристика относительных объемов островковых клеток у животных с нормальной (группа А) и
нарушенной (группа В) толерантностью к глюкозе.
Рис.
3. Корреляционные связи элементов
поджелудочной железы у животных с нормальной толерантностью к глюкозе.
р=-0,71 р=-0,88 р=0,7 р=0,86 р=0,82 р=0,82 р=0,75 р=0,71 р=0,69 р=0,64 р=0,7 р=0,8 Количество панкреатических островков р=0,9 р=0,71 р=0,88 Количество В-клеток Функциональный индекс Количество А-клеток ОО А-клеток ОО В-клеток Объемный индекс ОО панкреатических островков Индекс Ричардсона/ Янга ОО ацинарной части
Рис.
4. Корреляционные связи элементов
поджелудочной железы у животных с нарушенной толерантностью к глюкозе.