Med-Practic
Посвящается выдающемуся педагогу Григору Шагяну

События

Анонс

У нас в гостях

Aктуальная тема

Медицинская наука Армении 2.2009

Ультраструктура митохондрий печени крыс при стрессах различной этиологии

Ключевые слова: токсические поражения печени, синдром длительного раздавливания (СДР), карбонтетрахлорид (CCL4), электронная микроскопия

На сегодняшний день одной из актуальных проблем остаются токсические поражения печени, причина которых может иметь как прямой (воздействие гепатотоксических веществ, таких как CCL4), так и непрямой характер (травматическое повреждение мягких тканей). При воздействии большинства гепатотоксичных веществ непосредственно повреждается паренхима печени, нарушаются обменные ферментативные процессы в ее ткани. Четыреххлористый углерод (CCL4), являясь индустриальным растворителем, представляет собой ярко выраженный гепатотоксин, вызывающий повреждение печени путем образования свободных радикалов [1, 9, 5].  При СДР имеет место развитие иммобилизационного стресса, активаторами которого являются те токсические пептиды, которые образуются в ишемизированной мышце [8]. К одной из основных функций печени относится детоксицирующая функция. Реакции детоксикации осуществляются с помощью ферментов, связанных с эндоплазматической сетью и митохондриями (Мх), поскольку последние являются той базой, где аккумулируются вводимые в организм препараты [6].

 

Целью данного исследования было изучение ультраструктурных изменений Мх печени крыс при токсическом и травматическом стрессах.

 

Материал и методы

 

В эксперименте использовалось 10 особей белых крыс линии “Wistar” массой 160-200 г. Животные были разделены на две группы: I – токсический стресс, II – травматический стресс. Модель токсического стресса вызывалась интраперитонеальным введением 0,3 мл CCL4 два раза  в неделю в течение двух недель, модель травматического стресса – сдавливанием мягких тканей с силой раздавливания 100кг/кг массы животного в течение 2 ч. По окончании эксперимента животные были декапитированы под легким эфирным наркозом. Образцы ткани печени, взятые сразу после декапитации, были помещены в холодный парафармальдегид-глютаральдегидный фиксатор, после чего – в четырехокись осмия (OsO4). Дальнейшая обработка материала была осуществлена по традиционной методике, принятой в трансмиссионной электронной микроскопии: обезвоживание в восходящем ряду спиртов и ацетона, с последующим заключением в эпоксидные смолы. Резка препарата осуществлялась на ультратоме “Райхерт”. Полученные ультратонкие срезы были контрастированы уранил ацетатом и цитратом свинца, после чего были просмотрены под  электронным микроскопом фирмы “TESLA”.

 

Результаты и обсуждение

 

Наше исследование показало, что в опытных группах картина наблюдений резко различалась. В I группе с экспериментально вызванным токсическим повреждением печени (интраперитонеальная инъекция гепатотоксина CCL4) ультраструктура энергопродуцирующих структур имела следующий характер: последние либо встречаются в сгруппированном состоянии, что, вероятно, может быть объяснено повышенной потребностью в энергии; либо образуют гигантские Мх, скорее всего путем слияния и набухания более маленьких по размеру органелл [2,7,10]; либо формируют бесформенные массы, лишенные структурной целостности (рис.1). 

Рис.1. процесс формирования гигантских Мх (a) и  бесформенных масс (b).

 Х 10000

 

Мх, образующие подобные структуры, оказываются в функционально неактивном состоянии, выпадая тем самым из энергопродуцирующей системы клеток. Можно предположить, что данный процесс несет необратимый характер. Конфигурация крист в Мх представлена либо в форме трубочек, либо по типу пчелиных сот. Сохранность точной морфологии Мх является необходимым условием для нормального функционирования клеток [3]. Во II группе с экспериментально вызванным травматическим повреждением мягких тканей картина ультраструктурных изменений в печени резко отличается от таковой при прямом токсическом воздействии CCL4. В данной группе рассматриваются два возможных варианта действия травматического стресса. В первом случае, при 2ч раздавливании, все ультраструктурные изменения в печени вызваны, по всей вероятности, высоким уровнем катехоламинов, выброшенных в кровоток в ответ на болевой шок, тогда как во втором случае, помимо вышеизложенного, на печень оказывают непосредственное воздействие токсические пептиды, образовавшиеся в ишемизированной мышце в период компрессии и выброшенные в ток крови в период декомпрессии. Ультраструктура Мх при 2ч компрессии сильно отличается от таковой при 4ч декомпрессии. При 2ч компрессии Мх имеет напряженный характер, представлены группами, иногда цепочками, в которых органеллы плотно контактируют друг с другом. Изредка  встречаются набухшие органеллы. Конфигурация крист варьирует. Последние представлены либо в форме трубочек, либо по типу везикул. Вариации в архитектуре крист отражают различные метаболические состояния органелл [4].

 

При 4ч декомпрессии наблюдается ярко выраженный полиморфизм Мх. Органеллы представлены группами. Наблюдается выраженное набухание матрикса всей популяции органелл. Имеет место тенденция к образованию гигантских Мх (рис.2).

 

 

 Рис.2. Выраженное набухание матрикса Мх, тенденция к формированию гигантских Мх. Х 30000

 

Отличительной характеристикой Мх в данном случае является почти полная редукция крист, что, скорее всего, связано с последовательным воздействием катехоламинов и токсинов, образованных в ишемизированной мышце. Вероятнее всего, органеллы не успевают адаптироваться к столь резким переменам. Подобные органеллы не могут функционировать, тем самым выпадая из энергопродуцирующей функции клеток, ведя к нарушению всех энергозависимых процессов протекающих в них. 

 

Как показало наше исследование, под действием гепатотоксина CCL4, Мх претерпевают ряд ярко выраженных ультраструктурных изменений, что сильно сказывается на падении их функциональной активности, однако процент выживаемости сильно отличается от такового при модели с травматическим стрессом, что может быть объяснено возможной адаптацией органелл к изменившимся условиям (путем ремоделирования крист). Токсины, выброшенные в кровь  в период декомпрессии, вызывают структурные изменения органелл более глубокого и, скорее всего, необратимого характера (почти полная редукция крист), что исключает всякую возможность адаптации последних к изменившимся условиям, и тем самым может явиться в дальнейшем непосредственной причиной высокой летальности.

 

Литература

 

  1. Abraham P., Wilfred G, Cathrine. Oxidative damage to the lipids and proteins of the lungs, testis and kidney of rats during carbon tetrachloride intoxication. Clin. Chim. Acta., 1999; 289:177-179.
  2. Bakeeva L.E., Manteifel’ V.M., Rodichev E.B., Karu T.I. Formation of gigantic mitochondria in human blood lymphocytes under the effect of an He-Ne laser. Mol. Biol. (Mosk), 1993 May-Jun; 27(3): 608-17.
  3. Chen H., Chan D.C. Hum. Mol. Genet., 2005;14: R283-R289.(PubMed)
  4. George B. John, Yonglei Shang, Li Li, Christian Renken, Carmen A. Mannella, Jeanne M.L. Selker, Linda Rangell, Michael J. Bennett, AND Jiping Zha. The Mitochondrial Inner Membrane Protein Mitofilin Controls Cristae Morphology. Mol. Biol. Cell., 2005 March; 16(3): 1543-1554.
  5. Guven A., Guven A., Gulmez M. The effect of kefir on the activities of GSH-Px, GST, CAT, GSH and LPO levels in carbon tetrachloride-induced mice tissue. J. Vet. Med. B. Infect. Dis. Vet. Public Health, 2003; 50: 412-416.
  6. Fellous R., Coulaud D., el Abed I., Roques B.P., Le Pecq J.B., Delain E., Gouvette A. Cytoplasmic accumulation of ditercalinium in rat hepatocytes and induction of mitochondrial damage. Cancer Res., 1988 Nov 15; 48(22): 6542-9. 
  7. Knabe W., Kuhn H.J. Morphogenesis of megamitochondria in the retinal cone inner segments of Tupaia belangeri (Scandentia). Cell Tissue Res., 1996 Jul; 285(1):1-9.
  8. Rawlins M., Gullichsen E., Kuttila K., Peltala O., Niinikoski J. Central hemodynamic changes in experimental muscle crush injury in pigs. Europ. Surg. Res., 1999, 31, 5, p. 9-18.
  9. Szymonik-Lesiuk S., Czechowska G., Stryjecka-Zimmer M., Slomka M. MAdro A., Celinski K., Wielosz M. Catalase, superoxide dismutase, and glutathione peroxidase activities in various rat tissues after carbon tetrachloride intoxication. J. Hepatobiliary Pancreat. Surg., 2003; 10: 309-315.
  10. Wakabayashi T., Horiuchi M., Sakaguchi M., Misawa K., Onda H., Iijima M., Allmann D.W. Mechanism of hepatic megamitochondria formation by ammonia derivatives. Correlation between structure of chemicals and their ability to induce the formation of megamitochondria. Eur J. Biochem., 1984 Sep 3: 143(2): 455-65.

 

Автор. Г.Р Карапетян Институт биохимии им. Г. Х. Бунятяна НАН РА 0014, Ереван, ул. П. Севака, 5/1 УДК 611.36
Источник. Медицинская наука Армении 2.2009
Информация. med-practic.com
Авторские права на статью (при отметке другого источника - электронной версии) принадлежат сайту www.med-practic.com
Share |

Вопросы, ответы, комментарии

Читайте также

Роль активных форм кислорода в митохондриях (обзоры)

Ключевые слова:  митохондрии, активные формы кислорода, окислительный стресс, антиоксиданты, апоптоз

Дыхательная цепь митохондрий (МХ)  снабжает клетку энергией, трансформируя энергию окисления субстратов дыхания кислорода в форму трансмембранной разности электрохимических потенциалов ионов водорода на сопрягающей мембране...

Обзоры Статьи разное
Листериоз

Ключевые слова: Listeria monocytogenes, эпидемиология, патогенность

Листериоз (синонимы: листереллез, болезнь реки Тигр, невреллез, гранулематоз новорожденных) – острое или хроническое полиморфное инфекционное заболевание...

Инфекционные болезни
Влияние циклофосфамида на активность антиоксидантных и прооксидантных металлопротеинов тканей крыс ex vivo (Теоретическая и практическая медицина)

Ключевые слова: гомогенат, циклофосфамид, металлопротеины

Циклофосфамид (ЦФ) является цитостатиком и широко используется в медицине. Однако ЦФ оказывает определенные отрицательные эффекты: усиливает апоптоз  клеток костного мозга...

Фармакология
Влияние йодметилата 2-(диметиламино) этилового эфира N-(n-метоксибензоил)-DL-фенилаланина на фоновую и вызванную активность одиночных пирамидных нейронов IV слоя коры больших полушарий головного мозга крыс при латеральной гемисекции спинного мозга

Ключевые слова: йодметилат 2-(диметиламино) этилового эфира N-(n-метоксибензоил)- DL- фенилаланина, головной мозг, гемисекция, пирамидные нейроны, фоновая активность,  вызванная активность, кора больших полушарий, спинной мозг

Одной из важнейших проблем современной биологии и медицины является проблема восстановления функций при повреждениях спинного мозга (СМ) у млекопитающих [3-5]...

Неврология
Эпидемиология хеликобактериозов в Республике Армения (Клиническая медицина)

Ключевые слова: Helicobacter pylori, эпидемиология, патогенность

Открытие Helicobacter pylori (HP) и его роли в патологии желудка и двенадцатиперстной кишки относится к числу наиболее значимых достижений медицинской науки за последние 20 лет [6]...

Гастроэнтерология, гепатология
Эффективность N-ацетилкарнозина при диабетической ретинопатии

Ключевые слова: диабет, ретинопатия, лечение, N-ацетилкарнозин, Кларастилл

Диабетическая ретинопатия является частым и серьезным осложнением сахарного диабета [3,19, 49,51]. Она является прогреcсирующим заболеванием, проявляющимся поражением сосудов сетчатки...

Эндокринология
Выявление и клиническое течение вич-ассоциированного туберкулеза в Армении в современных эпидемиологических условиях

Ключевые слова: туберкулез, ВИЧ, СПИД, клиническое течение, лекарственная устойчивость,CD4-клетки 

В борьбе против ВИЧ/СПИД инфекции и ее сочетания с туберкулезом (ТБ) важное место занимает своевременное выявление больных [1,6-9]...

Инфекционные болезни
Эффективность повторного лечения туберкулеза легких

Ключевые слова: туберкулез легких, излечение, курс химиотерапии, исход лечения, нарушение режима, рентгенологическая динамика, абациллирование мокроты, лекарственная устойчивость

Литературные сообщения свидетельствуют о больших трудностях, встречающихся при лечении реактиваций туберкулеза (ТБ) легких; результаты лечения значительно уступают таковым при впервые выявленных специфических процессах [2,4]...

Инфекционные болезни Дыхательная система
Эффективность лечебно-реабилитационных программ больных ишемической болезнью сердца и артериальной гипертонией, осложненных висцеральным ожирением

Ключевые слова: ишемическая болезнь сердца, гиподинамия, висцеральное ожирение, физические нагрузки

В современной медицине особое внимание уделяется таким заболеваниям, как диабет второго типа, ишемическая болезнь сердца (ИБС), артериальная гипертония (АГ)...

Кардиология, ангиология
Антиэметическая комбинированная терапия онкологических больных

Ключевые слова: химиотерапия, тошнота и рвота, антиэметическая терапия, цитостатики

В современной онкологической науке значительную роль играет противоопухолевая лекарственная терапия [1, 2]. Новые цитостатические средства позволяют добиваться значительных успехов в лечении ряда злокачественных новообразований...

Здоровье студентов Ереванского Государственного Медицинского Университета

Ключевые слова: здоровье учащейся молодежи, учеба в вузе, состояние здоровья, структура заболеваемости

Здоровье является одним из ведущих  ценностей человеческой жизни, определяя реализацию индивидуальной жизненной программы в конкретных условиях внешней среды...

Статьи разное
Памяти академика В.В. Фанарджяна
Памяти  академика В.В. Фанарджяна

Исполнилось 80 лет со дня рождения выдающегося ученого-нейрофизиолога, академика НАН Армении, члена-корреспондента Российской академии наук, доктора медицинских наук, профессора Фанарджяна Виктора Варфоломеевича...

Из жизни отечественных врачей

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ