К.м.н. Никонова Л.Г., д.м.н. Стельникова И.Г.

Нижегородская Государственная медицинская академия

Реакция элементов микроциркуляторного русла поджелудочной железы при адаптации организма к непродолжительным двигательным нагрузкам у животных с нарушенной толерантностью к глюкозе.

Известно, что состояние микроциркуляторного русла определяет функциональную активность поджелудочной железы как органа и влияет на выраженность гуморальной связи между элементами экзокринной и эндокринной паренхимы [1, 2]. Нарушения в сосудистом русле поджелудочной железы могут служить фактором в патогенезе сахарного диабета [3, 4, 5]. Физические нагрузки определенной интенсивности оказывают благотворное воздействие на функционирование сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем организма, улучшают утилизацию глюкозы, предупреждают развитие осложнений у больных с сахарным диабетом второго типа и способствуют поддержанию углеводного гомеостаза у лиц с нарушенной толерантностью к глюкозе [6, 7].

Материалы и методы. Исследование проведено на 20 половозрелых собаках-самцах с нарушенной толерантностью к глюкозе. Первая группа - интактный контроль (n=10) (без нагрузки), вторая – экспериментальная (n=10) с применением непродолжительной физической нагрузки в виде бега по ленте тредмилла со скоростью 15 км/час до оптимальной стадии, которая определялась по стабилизации показателей ЧСС и ЧД на достаточно высоком уровне в течение определенного времени. Среднее время бега составляло 13,25±1,1 минуты. 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. Кусочки из хвостовой части замораживали в изооктане, охлажденном до – 70 градусов жидким азотом. Для оценки морфофункционального состояния микроциркуляторного русла на криостатных срезах после выявления щелочной фосфатазы (ЩФ) в эндотелии кровеносных капилляров методом азосочетания по M.M. Nachlass определяли оптическую плотность ЩФ и измеряли относительный объем (ОО) капилляров. На основании полученных данных рассчитывался коэффициент кровоснабжения (ККр) соответственно для каждой частипо формуле Ккр=Д×С, где Д-средняя оптическая плотность ЩФ, а С- относительный объем капилляров [8]. Относительный объем просвета капилляров каждой части определяли на парафин-целлоидиновых срезах (фиксация жидкость Буэна, окраска по Ван Гизону). Морфометрические показатели получали с помощью программы Image Tools 3.0 и установки анализа изображения МАКС — 1005 [9]. Для электоронно-микроскопического исследования кусочки фиксировали в 2,5% глутаральдегиде, дофиксировали 2% раствором четырёхокиси осмия, заливали в смесь эпон-аралдита. Для идентификации панкреатических островков с последующей прицельной заточкой с каждого блока получали полутонкие срезы на ультратоме Ultracut фирмы Reichert-jung, окрашивали метиленовым синим, основным фуксином. Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом. Исследовали на трансмиссионном электронном микроскопе Morgagni 268D фирмы FEI с помощью программы Analysis. Цифровой материал обрабатывали с применением методов вариационной статистики с учетом изменчивости признака в пределах каждого организма в программах Microsoft Excel 7.0.

Результаты и обсуждение. Проведенные исследования показывают, что активность щелочной фосфатазы в поджелудочной железе невысока и составляет 2,75±0,016у.е. в сосудах экзокринной части и 1,13±0,01у.е. в капиллярах панкреатических островков. Фермент выявляется в эндотелии капилляров в виде петлистой сети вокруг ацинусов (рис.1а) и извитых линий, формирующих форму кольца в эндокринной части (рис. 1б). Относительный объем капилляров экзокринной части равен 16,36±1,51 у.е., эндокринной -14,65±1,7 у.е. Коэффициент кровоснабжения ацинусов - 45,2±8,65, панкреатических островков - 16,8±1,92. После непродолжительных однократных физических нагрузок наблюдаются сходные изменения микроциркуляторного русла в обеих частях железы. В ацинарном отделе коэффициент кровоснабжения возрастает на 21,6% за счет повышения активности ЩФ на 15,6% и небольшого увеличения объема капилляров на 5,7% (рис.2а). Коэффициент кровоснабжения эндокринной части превышает контрольные значения на 44,9% за счет выраженного подъема показателей оптической плотности ЩФ на 30,9% и объема капилляров на 11,7% (рис.2б). Для сосудов терминального русла обеих частей железы характерно появление извилистости и неровности контуров, локальные расширения, переполнение их форменными элементами. В капиллярах отмечается агрегация эритроцитов, в некоторых участках видны небольшие плазморагии. Морфометрически просвет капилляров в экзокринной части железы больше на 4,6%, а в эндокринной части на 5,3% значений контрольной группы. На электронномикроскопическом уровне в эндотелии капилляров ацинарной части выявляется утолщение и разрыхление базального слоя, набухание эндотелиальных клеток. Поверхность клеток, обращенная в просвет капилляра, имеет неровный контур и образует небольшие цитоплазматические отростки, отмечено увеличение пиноцитозных пузырьков (рис.3). В эндокринной части во многих эндотелиальных клетках ядро повышенной осмиофильности с конденсацией хроматина вблизи оболочки и в виде глыбок в центре. Контуры ядра достаточно ровные, у части клеток появляются выпячивания в связи с увеличением поверхности ядра. В цитоплазме обнаруживались мелкие вакуоли, большее количество пиноцитозных пузырьков, рибосом (рис.4). Выявленные изменения можно расценивать как признаки усиления функциональной активности капилляров в ответ на непродолжительную физическую нагрузку. В то же время необходимо учитывать, что данные получены у животных с нарушенной толерантностью к глюкозе, где одной из причин реактивности капиллярного русла является нарушение углеводного гомеостаза. По мнению ряда авторов при инсулинорезистентности и нарушении толерантности к глюкозе внеклеточное накопление глюкозы, липидов, белков, ионов кальция приводит к неферментному гликолизированию мембраны сосудов, появлению липидосодержащих комплексов и белков во внеклеточном пространстве, дистрофии окружающих сосудов, что ведет к полнокровию, нарушению микроциркуляции, интерстициальному отеку [10, 11]. В проводимых ранее исследованиях отмечались морфометрические и структурные преобразования в системе микроциркуляции в ответ на непродолжительную физическую нагрузку у животных с нормальной толерантностью к глюкозе, которые не имели принципиальных отличий от ныне полученных, но были менее выражены [12]. Это дает основание расценивать выявленные изменения как компенсаторно-приспособительные и не приводящие к выраженному нарушению функционирования сосудов терминального русла.

Литература.

1. Худайбердиев Р.И., Хидоятов Б.А., Юнусходжаев П.Ю. Микрососудистое русло поджелудочной железы. Морфология 1994;1-3: 115 -124.

2. Банин В.В. Механизмы обмена внутренней среды. М: Изд-во РГМУ; 2000; 276 с.

3. Marshall S.M., Flyvbjerg A. Prevention and early detection of vascular complications of diabetes. BMJ 2006; 2:475-480.

4. Черданцев Д.В., Николаева Л.П., Степаненко А.В., Константинов Е.П. Патогенетическая роль диабетической макроангиопатии, возможные варианты коррекции. Современные проблемы науки и образования 2010; 1: 53-57.

5. Лебедева В. М. Диабет. Современный взгляд на лечение и профилактику. СПб: ИГ «Весь»; 2005; 192с.

6. Bogardus C., Ravussin E., Robbins D.C. et al. Effect of physical training and diet therapy on carbohydrate metabolism in patients with glucose intolerance and NIDD mellitus. Diabetes 1984; 33: 311-318.

7. Caro F. Insulin resistance in obese and nonobese man. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1991; 73: 691-695.

8. Быков В.Л. Метод комплексного морфо-функционального изучения капиллярного русла щитовидной железы. Архив Анатомии 1975; 5: 41-43.

9. Кочетков А.Г., Силин Е.В., Савельев В.Е.и др. Система морфометрического анализа изображения МАКС-1000 в медико-биологических исследованиях. Нижегородский мед. журнал1999; 1: 54-57.

10. De Fronzo. New aspects of pathological genesis the diabetes mellitus. Diabetes 1998; l.37: 667-678.

11. Ignarro L.J., Wei Lun. Visiting Professorial Lecture: Nitric oxide in the regulation in vascular function: an historical overview. J Card surg 2002 Jul-Aug; 17(4): 301-306.

12. Никонова Л.Г. Изменения компонентов микроциркуляторного русла островковой части поджелудочной железы при воздействии двигательных нагрузок различной интенсивности. Морфологические ведомости 2007; 1-2: 98-101

а

б

Рис. 1. Распределение фермента ЩФ в стенке капилляров ацинарной (а) и островковой

(б) частей поджелудочной железы у животных с нарушенной толерантностью к глюкозе контрольной группы.

а

б

Рис. 2. Сравнительная характеристика показателей микроциркуляторного русла экзокринной (а) и эндокринной (б) частей поджелудочной железы у животных с нарушенной толерантностью к глюкозе.

Рис.3. Капилляр ацинарной части поджелудочной железы у животных с нарушенной толерантностью к глюкозе после воздействия непродолжительной физической нагрузки ( Эр-эритроцит, ПВ –пиноцитозные везикулы, ПК – просвет капилляра, ВЭ –цитоплазматические выросты, ЯЭ – ядро эндотелиоцита).

Рис.4. Капилляр островковой части поджелудочной железы у животных с нарушенной толерантностью к глюкозе после воздействия непродолжительной физической нагрузки (ЭР– эритроцит, ЯЭ- ядро эндотелиоцита, ХР – скопления хроматина, В-вакуоли, ПВ – пиноцитозные везикулы, А-кл – глюкагоноцит, В-кл – инсулиноцит).