Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Развитие кровеносных капилляров поджелудочной железы в плодном периоде онтогенеза белой крысы в норме и в условиях однократного внешнего гамма-облучения

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Развитие кровеносных капилляров поджелудочной железы в плодном периоде онтогенеза белой крысы в норме и в условиях однократного внешнего гамма-облучения"

РГб од

1 3 ДПР 1303

АКАДЕИШ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ РАДИОБИОЛОГИИ

11а правах рукописи

ЙАДАИ Светлана Аиатольевиа

РАЗВИТИБ КРОВЕНОСНЫХ КАПИЛЛЯРОВ ПОДШУДОЧНОЙ ШЕЗЫ В ПЛОДНОЙ ПЕРИОДЕ ОНТОГЕНЕЗА БЕЛОЙ КРЫС» в НОР13 и в УСЙН1ЯХ ОДНОКРАТНОГО ВИЕЗЕГО ГАША-ОБЛУЧЕШМ

03.00.01 - радиобиология

03.00.11 - эмбриология и гистология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ШНСК - 1993

Работа выполнена в Институте радиобиологии Академии наук Беларуси

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Амвросьев А.П.

Официальные оппоненты; доктор медицинских наук, профессор Леонткк А. С.

доктор медицинских наук, профессор, чл -корр. АМН России ЛазккГ. И.

Ведукая организация: Медицинский радиологический Научный цешр Российской Академии Медицинских наук

Завита состоится " О " ..¿¿&.У-

(

1993 г. ъ >/-/ час. на

васедаяии спецкалиировшшою совета Д 006.00.01 по аащнге диссертаций ка соискание ученой стслспи доктора биологических наук в Институте радиобиологии АН Беларуси по адресу 220600, г. Минск,, ул. Водинская, 2.

С диссертацией можно озншкяоггьса в библиотеке Института радиобиологии АН Беларуси.

Автореферат разослан " X 1993. г.

Ученьй секретарь, специализированного совета кандидат биологических наук „— А. М. Ходосовская

О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ Проблема влияния относительно небольших доз ионизирующих излучений (ИИ) - одна из центральных в современной радиобиологии и медицине. Авария на Чернобыльской АЭС, которая привела к'загрязнению огромных территорий, сделала ее особенно актуальней. Слокивпеяся вследствие этого ситуация, поставила ка первый план прободение фундаментальных исследований, которые капаются механизмов структурных, функциональных и метаболических перестроек в условиях действия на развивающийся организм ИИ в относительно небольвих дозах.

Известно, что ИЛ при воздействии на организм в первую очередь вызывает изменения в сосудах (Воробьев, 1986). Наиболее сложным представляется решение вопроса о степени участия сосудистых нарушений в возникновении и эволюции повреждений многокомпонентных систем (тканей, органов) организма, дестабилизированных лучевым воздействием (Шскалез, 1991; Воробьев, Степанов, 1985)." К таким системам, в частности, относится и поджелудочная железа.

Стремление вскрыть и понять значение различных звеньев регуляции деятельности велезы в норме и при действии таких факторов среды как ИИ, диктует необходимость выяснения особенностей реакции ее микроциркуляторной системы и, преяде всего, капиллярного русла - места меитканевого обмена и обеспечения трофики специфических рабочих структур - на различных этапах развития организма. Последнее тем более важно, что функционирование секреторных клеток железы начинается на ранних стадиях лренатального онтогенеза (Фалин, 1966; Волкова,• Пекарский, 1976; Н. von Dorsche, Reícher,1985).

Анализ данных литературы, касающейся становления гемэмикро-циркуляторного русла (ГЩР) по,циелудочной железы, показывает, что в специальных исследованиях нашли отражение лишь некоторые особенности гистологического строения микрососудов подиелудочной железы плодов человека (Таоаканов, 1964; Самодуров, 1962; Ногаллер, 1967; ISopapy, 1972; Донскова, 1976; . Двбенко, 1977). Авторы в основном касались качественной оценки развитга иеле8Ы и ее сосудистого русла. Неизученными остались ухьтраструктурные особенное ги формирования иикроессудов под;«елудочной келезы человека и

у - 2 - ■ '

животных с использованием современных методов количественной морфологии обоих ее отделов. В литературе не нашли отражения и особенности морфологического проявления основных функций эндотели-альной выстилки ГЩР на протяжении внутриутробного развития .в норме и при воздействии ИИ.

Цель исследования - изучить закономерности развития кровеносных капилляров поджелудочной железы на этапах органо- и фето-генеза белой крысы и провести количественную оценку отдельных структурных элементов их эндотелиальных клеток в норме и в -условиях 'облучсши а доьол 0,С и 2,0 1*р. -

Достижение этой цели базировалось на решении следующих задач:

1. Изучить структурную организацию кровеносных капилляров поджелудочной железы у 16-, 18- и 20-суточных плодов в норме и выявить морфометрическне характеристики их сосудов.

2. Выяснить локальные особенности гемокапилляров развивающейся железы на основе анализа количественных показателей их основных структурных элементов.

3. Изучить морфологические изменения кровеносных капилляров развивающейся поджелудочной железы, установить их морфометрическне характеристики после облучения беременных животных на 9-е и 15-е сутки внутриутробного развития в дозах 0,5 и 2,0 Гр.

4. Оценить :морфофуккциональную перестройку, выявляющуюся в кровеносных капиллярах поджелудочной;железы плодов после их облучения в различные периоды органогенеза.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ. Проведено комплексное исследование динамики развития кровеносных капилляров функционально различных частей поджелудочной железы в плодном периоде онтогенеза белой крысы с количественной оценкой структуры сосудов к их эндотелиальных клеток в норме. Изучен ' характер и направленность изменений морфофункциональных показателей, кровеносных капилляров поджелудочной железы 16-, 18- и 20-суточных плодов белой крысы при однократном внешнем гамма-облучении на 9-е и 15-е сутки внутриутробного развития в дозах 0,5 и 2,0 Гр.

Показано, что облучение в сравнительно небольшой дозе (0,5 Гр) приводит к некоторым изменениям структурных эквивалентов энергетических, пластических процессов, транспортной функции клеток кровеносных капилляров. Общая структура сосудов при этом

изменяется незначительно.

Увеличение дозовой нагрузки до 2,0 Гр вызывает дезорганизацию органелл эндотелиоцитов кровеносных капилляров железа При этом отмечается развитие как реактивных, адаптационно-компенсаторных, таи и деструктивных процессов. Последние нередко приводят к разрушению клеток и обтурации части сосудов.

Нз основании полученных качественных и количественных данных обосновано представление о зависимости степени морфофункциональ-ных изменений кровеносных сосудов от дозы и времени после облучения, возраста плодов к моменту действия фактора, а также тканевой принадлежности кровеносных капилляров.

НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ Полученные данные расширяют современные представления о процессах развития кровеносных сосудов иикроциркуляторного русла поджелудочной железы в эмбриональном периоде и влиянии на них ИИ в сравнительно неболь- : гих дозах. Они способствуют пониманию патогенеза лучевого пораже-ш поджелудочной железы, процессов эмбриотоксического эффекта ИИ 13 клеточном и субклеточном уровнях, механизмов адаптации и ком-инеации в системе ГЩР- .

• Результаты исследований могут быть использованы в науч-¡о-исследовательски:: и клинических учреждениях медицинской и ¡ельскохозяйственной радиологии для оценки степени влияния луче-¡ого фактора на морфофункциональные показатели микроциркуляторно-•о русла поджелудочной железы. Кроме того , они могут служить федпосылкой для разработки эффективных способов коррекции луче->ых поражений сосудистой системы.

'ОСНОВНЫЕ 'ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ: ■ 1. Развитие -кровеносных капилляров и секреторных клеток эк- -;0кринн0й и эндокринной частей поджелудочной железы на этапах лодного периода (16-е - 20-е сутки) эмбриогенеза белой крысы , ротекает неодновременно. На начальном этапе отмечается ускорение роцессов роста и дифференцировки тканевых структур в эндокринной асти железы, в конце плодного периода - в экзокринной части. - 2. Динамика и характер изменений морфофункциональных парапетов клеток кровеносных капилляров островковой и ацинарной парен- ' иш поджелудочной, «элезы плодов в условиях облучения находятся в звисимости от дозы (0.5 и 2,0 Гр) возраста, зародышей к .моменту ействия фактора а также сроков наблюдения.

3. Степень и характер структурных изменений, возникающих в

■ 4 * • '...._'.'.'. клетках кровеносных капилляров %кьокриньой и эндокринной частей поджелудочной железы после облучения различны. Они более выражены в сосудах ацинарной паренхимы органа.

4. Изменения мор<1о метрических параметров кровеносных капилляров поджелудочной »елезы в условиях облучения является структурно* качественным отображением уровня функциональной активности их клеток и позволяет оценить роль лучевого фактора в развитии патологических реакций и адаптационно - ко».т?чеаторных процессов в системе микроциркулярии органа.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты проведенных исследований доложены на Всесоюзной научной ' конференции "радиобиологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС" (Нинок, 1991), на заседании 11-го' съезда анатомов, гистологов и эмбриологов Беларуси (Минск, 1991), на VIП-.м съезде Белоруского физиологического общества ии.И.П.Павлова (Минск, 1991), на Х1-м съезде анатомов, гистологов, эмбриологов СНГ (Смоленск, 1992), на заседании Минского общества анатомов, гистологов и эмбриологов (йшок, 1993).

• ПУБЛИКАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. По теме диссертации ' опубликовано 6 работ, в которых изложены основные положения выполненного исследования.

ОБЬЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Текст диссертации изложен на 189 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы, ьключающрго 224 источника (124 отечественных и 100 иностранных). В работе содержится ? таблиц к 73 рисунка, из них - 61 фотография. Г

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В ссответстви» о целью и задачами исследования в работе использованы эмбриологический, саетооптическай, электронномик-роскопический, стереологический:и статистический методы. Работа выполнена на 240 плодах белых беспородных крыс 16-, 13- и £0-су- . точного возраста. Беременных животных подвергали однократному' внешнему гамма-облучению от кобальтового источника ( Со) на установке ИГУР в догах 0,5 и 2,0 Гр (мощность дозы 0,62 Р/мин.) на 9-е и 1Б-е сутки внутриутробного развития зародышей. Контролем служили животные соответствующего возраста, содершщиеся в стационарных условиях вивария. Материалом исследования служила поджелудочная желева плодов белой крысы.

- б -

Для ультраотруктурного анализа материал обрабатывался по ме-тодкда Б. Уикли (1975). Ультратонкие срезы готовили на ультрамкк-ротоме llltraraicrotom system 2129 Ultratom (LKB) (толщина срезов Б00-500 А). Срезы монтировались на опорные сетки и контрастирова-лиеь с применением метода двойного окрашивания уранилацетатом и цитратом свинца по методике, Е. R. Reynolds (1953) и просматривались иа электронном микроскопе, JEM - 100 СХ И (Япония) при увеличении 4800-36000 раз "(ускоряющее напряжение 80 кВ) . Нами применялся метод случайного бесповоротного отбора (Автандилов, 1990) Для получения репрезентативных образцов. Стереологкческий анализ прово- " дался на фотопластинках, с использованием фотоувеличителя "Азов" при увеличении в 4 рзза с помоги тестовой решетки (E.R. Veibel, 1969) с расстоянием между узловыми точками - 0,6 и 2,0 см.

Для изучения структуры капилляров, и их зндотелиальной ' рыстилкн определялись следующие параметра большой и «алый диа- , метры сосудов, площадь сечения их. просветов, площадь сечения цитоплазмы эндотелиоцитов и площадь сечения их ядер, толщина стенки капилляров в ядерной и безъядерной эо;ш. .Общая оценка уровня функциональной активности (синтетические и пластические процессы) клеток капилляров осуществлялась путем качественного, анализа, рснованкого на визуальных наблюдениях элементов экдогтлазмати- . ческой сети, комплекса Гольджи, рибосом,- полисом. Определялся гакж индекс цитоплазменно-ядерного отношения (ЦЯО) эндотелиоци-гов, как интегрального показателя их функционального состояния. .

Энергетические возмонности клеток оценивались по количеству »¡итохондрий на срезе эндотелиоцитов, а тага» их объемной плот-'.ости. v,! ; ■

. Для7характеристики транспортной функции зндотелиальных кле-:ок подсчитывалось'общее количество микровезикул на срезе эндоте-¡йсцитов/ число пузырьков, . составляющих . различные их фракции: (вязанные, с мембраной и свободные, а такие: численную плотность шкровезикул на .1 мкм2 площади сечения цитоплазмы эндотелиоцитов.

Цифровой материал,. полученный, в результате исследования,- обрабатывался с использованием .ЭВМ IBM PC AT. 285; Обработка прово-;илась с -помощью. графического,- пакета "Supercalo 4"., Статисти-еские параметры и корреляционные зависимости рассчитывались , с спользоваииеи программы "Stat", разработанной It А.,Шльнико-ым, (1983) на кафедре гистологии и эмбриологии Минского , меди-инекого института.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУНДЕНИЕ

■ Ш данным ряда авторов (Морару, 1972; и др.), развитие поджелудочной- железы происходит в тесной связи с ростом и дифферен-цировкой кровеносных сосудов. По мере внутриутробного развития число капилляров растет, увеличиваются и их размеры.

Как покааали наши исследования, к 16- ым суткам плодного периода степень развития кровеносных капилляров поджелудочной леле-эы еще не высока. На зтом этапе развития для капилляров как эк-еокринного, так и эндокринного отделов органа характерен общий план их структурной организации. Они представлены эндотелиальной выстилкой, слабо развитым базальным слоем и перицитами. Основным типом клеточных соединений зндотелиоцитов различных частей поджелудочной железы у 16-суточных плодов является простой стык. Диф-ференцировка капилляров на две зоны (ядросодержащую и безъядерную) уже хорош заметна.' Общая толщина стенок сосудов еще значительна. В ядерной зоне островковых капилляров она составляет .3,41+ 0,40 мкм, в безъядерной - 0,93+0,06 мкм; в ацинарных сосудах 3,14+0,11 мкм и 0,97+0,06 мкм соответственно. Просвет сосудов на этом этапе развития сравнительно узкий (в островковых капиллярах площадь его сечения составляет 18,88+1,47 мк«2, в ацинарных -19,94+2,03 мкм2). В просвете содержатся форменные элементы крови, часто представляющее собой ядерные формы эритроцитов.

Эндотелиальные клетки характеризуются хорошо выраженными ядрами и клеточными.органеллами, число которых еще не велико. Однако локализация последних' в воне пёрикариона, как это имеет место в дефинитивных капиллярах, не наблюдается (Шахламов, 1971; Куприянов, 1976; Чгрнух, Александров; Алексеев, 1975). ..

Необходимо отметить, что- наряду с определенными чертами сходства в структуре кровеносных сосудов различных частей поджелудочной железы нами обнаружены и:некоторые отличия. Результаты количественного анализа свидетельствуют, что площадь сечения островковых капилляров на 6 X превосходит таковую ацинарных. Несколько выше в эндокринной части и толщина стенок сосудов (в периферических отделах на 4 %, в зоне перикариона - на 8 %).

Степень функциональной активности клеток сосудов, по-видимому также выше в островковых капиллярах. Площадь сечения ядер зндотелиоцитов этих сосудов на 14,4 X выше, чем в экеокринной части

— ■ - 7 -

органа., Значительно выше здесь и площздь сечения цитоплазмы эндотелиальных клеток (на 12,4 %). Более развиты в островковых сосудах и их клеточные органеллы: эндоплазматическзя сеть,, аппарат Гольджи, рибосомы. Количество митохондрий в клетках капилляров эндокринной части железы превосходит таковое в ацинарных на 21,БХ. Заметно выше здесь и число микровезикул (на 37,7 %).

К 18-ым суткам плодного периода кровеносные капилляры различных .частей поджелудочной железы приобретают ряд черт,, отличающих их от таковых 16-суточных плодов.. Для них. также характерен соматический тип организации (Шахламов, 1971'}', однако в островковых капиллярах уже обнаруживаются единичные фенестры. Баэальный слой капилляров поджелудочной железы на этом-этапе развит лучше, более многочисленны здесь и.перициты. Среди клеточных контактов, ' наряду с простым стыком часто встречается и полусложный.

На более высокую дифференЦировку капилляров поджелудочной' железы 13-Ъуточных плодов указывают и результаты количественного анализа, отратающие степень развития их структуры, а также состояния основных процессов жизнедеятельности эндотелиальных клеток. Так, площадь сечения сосудов ,по сравнению с предыдущей стадией развития увеличивается на 27,5 £ в ацинарных и на 26,3 X в ост-ровковой тканях органа. Возрастает и емкость просветов капилляров: на 20,7 % в экзокринной и на 35,2 % в эндокринной частях железы. ' 'Толщина стенок кровеносных сосудов уменьшается .соответственно на 25,7 % и на 32,2 %. В цитоплазме клеток увеличива-. ется число митохондрий (на 30,6 % в ацинарных и на 28,4 % в островковых капиллярах). ; -

, Необходимо отметить,. что'в'клетках ацинарных сосудов 13-су-точных плодов наблюдается дальнейшее возрастание количества' мик-'ровезикул (на 10,8'%). В капиллярах эндокринной паренхимы органа по сравнению с предыдущей стадией развития, напротив, имеет место: уменьшение.числа везикул (на 20,6 %). Однако,^как отмечалось выше, на этой стадии развития в островковых капиллярах появляются другие специализированные структуры -. фенестры. Как известно, пе-. ренос веществ . посредством этих образований функционально,более . выгоден (Куприянов, Караганов, Козлов, 1975; Шахдашв,, 1971; Чер-• нух, 197Б; Банйн, 1986).Отсюда совершенно очевидно, что снижение . численности везикул, обеспечивающих транспорт веществ, по-видимому, в определенной степени компенсируется посредством фенестр.

К 20-ым суткам плодного периода структура кровеносных капил-

ляров различных '; частей поджелудочной железы еще более изменяется к приближается к таковой у дефинитивных капилляров.

Для кровеносных капилляров на . данном этапе развития также характерен соматический тип строения. Однако в островковых капиллярах число фенестр по сравнению с 18-суточными плодами еще.более возрастает. На этой стадии эмбриогенеза значительно развит и ба-вальный слой кровеносных сосудов. Перициты также более многочисленна Клеточные.,соединения на данном этапе развития варьируют от простого до сложного удлиненного стыков.

На более высокую функциональную активность кровеносных капилляров на этой стадии развития;по сравнению с предыдущей указывают и результаты морфометрического. анализа. Так, размеры сосудов ^заметно возрастают; площадь сечения их в экзокринном отделе железы увеличивается на 24,8 %, в островковой части - на 17,3 %. Наблюдается увеличение и просветов кровеносных капилляров (на 42 % и на 27,3 % соответственно).

Необходимо отметить, -что функциональная активность кровеносных капилляров в различных частях железы 20-еуточных плодов . изменяется не одинаково. На это указывает изменение, индекса ЦЯО: . в ацинарных капиллярах этот показатель возрастает (на 22,7 X), тогда как в островковых несколько снижается (на 2 %) по сравнению с таковым в сосудах предшествующей стадии развития. Отмечается дальнейшая активизация энергетических процессов'в клетках капилляров поджелудочной железы. Количество митохондрий в ацинар-ной части органа увеличивается на 7,1 X, в островковой - на 16,4%. . Возрастает и число микровезикул (на 7,7 % в экзокринных и на 20,4 % в эндокринных капиллярах). - ..: .

Результаты исследования свидетельствуют о том, что на данном этапе эмбриогенеза, функциональная активность островковых сосудов', так же как я на предыдущих стадиях развития, несколько выше, чем капилляров экзокринной части органа ;

Таковы. общие закономерности развития кровеносных капилляров е различных частях поджелудочной железы плодов белой крысы в норме. ".

Во второй части работы нами изучались особенности морфофунк-. циональных изменений кровеносных капилляров и их клеточных структур, в поджелудочной железе плодов после действия КИ. Следует подчеркнуть, что значительная часть наблюдаемых после облучения микроцирку ллторных нарушений обусловлена, очевидно, не только сдви-

Г£!:1! з состоянии механизмов гомеостаза и нейрогуморальной регуля-. ции кровообращения, но, вероятно, и первичными поражениями самих элементов сосудистой стенки. •

В ходе наших исследований было установлено, что облучение в дозе 0,5 Гр как на 9-е, так и на 15-е сутки внутриутробного развития не вызывает каких-либо значительных повреждений клеточной стенки кровеносных капилляров. Однако по сравнении с контрольным уровнем на всех.исследованных этапах плодного периода отмечается уменьшение их диаметров (на.7,2 % в ацинарных и на б % в остров-ковых сосудах при облучении на 9-е сутки и на 6,1 % и 3 % соответственно при.-действии ИИ на 15-е сутки внутриутробного развития). По-видимому, действие лучевого фактора в этой дозе приводит к некоторому замедлений в развитии кровекоеных катшяров и секреторных клеток по сравнению с интактными ¡хивотнымн.

При облучении в более высокой дозе ИИ (2,0 Гр) диаметры капилляров практически не изменяются по сравнению с контролем. Вместе с тем здесь в большинстве сосудов наблюдаются существенные повреждения их клеточной стенки. Последние большей частью бызеэны процессами. гидропического набухания цитоплазматического матрккса эндотелиальних клеток. Нередко отмечался и другие изменения кро-. веносных капилляров.' Довольно . часто . на внутренней поверхности сосудов появляются. . многочисленные -, цитоплазматические отростки, выступающие .в их просветы. .Разветвляясь,, они иногда образуют крупные вакуоли. Некоторые авторы (Степанов, Воробьев, 1985) по. лагают, что эти образования имеют отношение к фагоцитозу. Однако .' нельзя исключить, что возникновение таких пузырьков связано с транспортом вецеств через эндотелий (Чернух и др. 1975). Образование' ворсинчатых отростков на ¿номинальной ;мембране капилляров нередко способствует резкому снимени» кровотока и в конечном ито-'■ге приводит к обтурации части сосудов. 3 этих случаях удается наблюдать и явление клаэматоза.

Необходимо отметить, чта описываемые изменения в значительной степени выражены в ацинарных капиллярах при облучении на 15-е сутки эмбриогенеза, что, по-видимому., отражает более низкий уровень их дифференцировки по ' сравнению с.островковыми. Возможно также здесь имеет. значение продолжительность времени после действия фактора.

Вполне вероятно, что подобные изменения структуры клеточной стенки кровеносных капилляров оказывают определенное влияние на

10 - './ . /"'г.

величину их просветов. Как показывают результаты наших исследований, уже при облучении в относительно небольшой дозе (0,5 Гр) наблюдается сужение просветов сосудов (на 29 % в ацинарных и на 12 % в островковых сосудах при облучении на 9-е сутки и соответственно на 172 и 13 % при облучении на 15-е сутки.эмбриогенеза).

При большей дозовой нагрузке (2,0 Гр) величина просветов сосудов продолжает уменьшаться; особенно это заметно при облучении на 15-е сутки развития (на 20,2 X в экзокринной и на 14 X в эндокринной тканях железы). Следовательно, в этом случае процессы гидратации цитоплазматического матрикеа зндотелиальных клеток еще больше возрастают. С другой стороны, изменения площадей сечения цмоплаэмы эндотелиоцитов и : их ядер могут иметь определенное функциональное значение как для самих сосудов, так и для развивающихся секреторных клеток. " ,

фи облучении в дозе 0,6 Гр эти параметры клеток увеличиваются незначительно по сравнению с контролем, что, по-видимому, указывает на сохранение достаточного уровня активности синтетических и пластических процессов в клетках .капилляров, для восста- , новления внутриклеточных повреждений (адаптационно-компенсаторная реакция). . -

Облучение в дозе 2,0 Гр. вызывает, более эначтельное увеличение площади сечения цитоплазмы и особенно ядер к. еток капилляров. В сосудах ацинарной части поджелудочной железы размеры.цитоплазмы эндотелиоцитов возрастает на 21 %, [ ядра - на 36 % при облучении на 9-е сутки. При действии ИИ в этой дозе на 15-е сутки эмбриогенеза эти показатели увеличиваются соответственно на 15 % и на 28%. В островковых капиллярах площадь сечения цитоплазмы эндотелиоцитов при облучении на 9-е сутки увеличивается ,;;а 11 %, размеры ядра - на 18 %; при действии лучевого фактора на 15-е сутки соответственно; на 10,7 % и 19,2 Подобные изменения сопровождаются ' глубокими внутриклеточными повреждениями в большей части сосудов, ведунье к их перерождению. Необходимо отметить,' что после облуче- • ния в дозе 2,0 Гр в кровеносных капиллярах поджелудочной «лезы отмечается повреждение плазмалеммы их эндотелиальных клеток., Эти дефекты наблюдаются, главным образом, ' в ацинарной части органа, причем независимо от срока обличения. В сосудах островков плазма-лемма сохраняет свою целостность на всех этапах плодного периода.

Известно, что . радиационное поражение биомембран - один из

первичных механизмов действия ИИ на клетку. При этом а них происходят значительные физико-химические изменения, приводящие к процессам перекисного окисления липидов :мембранных структур (Владимиров, Арчаков, 1972; Кузин, 1988). Однако трудно установить являются ли эти дефекты результатом первичных радиационных поражений клеток, либо они опосредованы теми токсическими веществами, которые образуются при повреждении различных тканевых систем ИИ. _

Входе исследования выявляются изменения и других органелл эндотелиальных клеток кровеносных капилляров. Облучение в дозе 0,5 Гр приводит к незначительному увеличению элементов эндоплаэ-матической сети и активизации аппарата, Гольджи. Число рибосом при этом почти не изменяется. - Подобные сдвиги в структуре органелл более выражаны после облучетм на 15-е сутки эмбриогенеза.: .. Описанные'преобразования, по-видимому, являются признаком активизации процессов биосинтеза веществ. Мы полагаем, что эти изменения отражают состояние репарационных процессов в клетках капилляров. Подобное мнение было высказано ранее и другими исследователями (Franke, Lierse, 1965; Саргаюов, Вгкзрин, 1967; Воробьев, Степанов, 1985).

' Что же касается состояния этих органелл в клетках капилляров п^еле действия ИИ в дозе 2,0 Гр, то она, очевидно, вызывает угнетение пластических процессов и торможение роста и дифференцировки клеточных элементов. В большей части клеток кровеносных капилляров 16-ти суточных плодов отмечается очаговое набухание элементов эндоплазматической сети и их фрагментация. При этом резко снижается число рибосом не только связанных с мембранами, но и свободно расположенных в цитоплазме эндотелиоцитов. Ш более поздних стадиях (18-е и; 20-е сутки) развития подобная картина не только сохраняется, но я усугубляется. В островковых капиллярах такие изменения менее выражены, что, вероятно, является свидетельством их более высокой радиорезистентности. Однако и здесь мембранные структуры эндоплазматической сети увеличены в размерах, имеют очаги просветления; отшчается снижение числа рибосом.

Аппарат Гольджи сильно гипертрофируется, отдельные его цистерны превращаются в огромные вакуоли. Возможно, что они являются причиной формирования лизосомных структур (Поликар, Бесси, 1962). Гипертрофия этой органеллы может быть связана и с защитной реакцией клетки, направленной на сегрегацию и выведение излишков

- 12 ~ '. .'•-:

жидкости из клетки. :■'' '■

Следует отметить, что на более поздних стадиях.развития (20-е сутки) отмечаются признаки редукции элементов пластинчатого комплекса, что, вероятно, связано с таким репарационным механизмом как отграничение развития деструктивных процессов, поскольку редукция элементов аппарата Гольджи уменьшает формирование .даВОСОМ. ч

Изучение органелл энергетического аппарата эндотелиальных шгеток различных частей поджелудочной «глезы показывает, что число митохондрий, а также показатель их объемной плотности после . действия ИИ за!.'.етно изменяется.

При облучении в относительно небольшой дозе ИИ (0,5 Гр) с . С-е по 20-е сутки плодного.периода в клетках, ацинарных и остров-ковых капилляров отмечается повьаение среднего, показателя количества митохондрий С на. 11,5% и на 6 % соответственно на 9-е сутки и на 21% и 2, 6% ~ при облучении-на 15-е сутки эмбриогенеза). Существенных структурных ..повреждений органелл в этих условиях не наблюдается.'Наиболее заметным признаком их изменения явля- ' ется некоторое увеличение размеров. .

Б условиях действия ИИ в.д?зе 2,0 Гр на 9-е сутки, эыбриоге-нееа у 16- и 18-ти суточных'плодов в клетках к{юв; :юсных капилляров наблюдается достоверное уменьшение- числа 1) .¡тохондрий ( на 15,7% и на 7,1 X соответственно в ацикаркой и на 3,2 % и 2,0 %ъ островковой частях келеэы). :Однако к 20-ым суткам плодного периода их. количество уже достигает контрольных показателей. Можно полагать, что в этих условиях происходит активизация процессов энергообмена в зндотелиоцитах капилляров, что, . вероятно, можно расценивать как адаптационно-компенсаторную реакцию,- направленную на обеспечение клеток иеобход11т1и 'знергоресурош><и.

При облучении в этой дозе (2,0 Гр) на 15-е сутки развития в клетках капилляров отмечается, некоторое увеличение числа митохондрий. . Шдсбные сдвиги, ка наш взгляд,могут расцениваться как адаптационно-компенсаторные процессы, которые, также направлены на обеспечение достаточного для развития тканей уровня энергообмена. Следует отметить, что в условиях облучения в дозе 2,0 Гр в эндотелии кровеносных капилляров выявляется серьезные повреждения . структуры митохондрий. Пзследние вызваны, . главным образом, процессами гидропического набухания.. При этом отмечается дезориентация, а иногда и деструктивные повреждения крист. Нередко выяв-

ляются и повреждения ютохондриальных мембран.

Перечисленные из^ненич, вероятно, экачстель :о снижает энергетические возможности клеток кровеносных капилляров в условиях облучения в дозе 2,0 Гр.

Изучение транспортной функции эндотелиальннх клеток кровеносных капилляров показало, что уже при облучении ь дозе 0,6 Гр в адинарньк капиллярах отмечается уменьшение общего количества везикул ( на 9,8 % при облучении на 9-е и на 13 X при дяйетзии ИИ на 16-е сутки). В то же время в клетках островковнх капилляров их число практически не изменяется по сравнению о контролем.

т£о же касается ИИ в дозе 2,0 Гр, то в этих условиях происходит резкое снижение числа пиноцигозных везикул в эндотелиоци-твх капилляров, особенно при действии ИИ на 1Б-е сутки развития (на 65,2 X в ацинарной и 49 % в островковой частях железы). Следовательно, здесь имеет место значительное угнетение транспортной функции клеток кровеносных капилляров.

Таким образом, приведенные в работе данные свидетельствуют о том, что сравнительно небольшая»доза облучения (0,5.Гр) оказывает влияние на.течение важнейших процессов жизнедеятельности развивающихся з плодном периоде клеток кровеносных капилляров и секре-.•торной ткали поджелудочной железы: синтетических, пластических, энергообмека и транспортных, вменение ¡морфологических эквивалентов этих процессов оценивается нами в основном как показатели развития механизмов адаптации и компенсации в системе гешмикро-циркуляции железы в ответ на действие фактора Увеличение дозы до 2,0 Гр вызывает деструктивные повреждения в части клеток; они относятся к необратимым, приводящим к наруиению раэвития органа в целом.

Результаты количественно-качественного анализа морфофуякцио-нальных показателей клеток кровеносных капилляров эндокринной и экзокринной частей поджелудочной желевы на этапах плодного периода развития могут служт'ь предпосылкой для понимания сложных механизмов эмбриотоксического действия сравнительно небольших доз ИИ на клеточном и субклеточном уровнях организации геьюм/кроциркулярного русла тканей исследуемого органа, а также.способствовать разработке методов повьазения их устойчивости в условиях облучения.

В Ы ВОД Ы

1. Развитие и дифференцировка кровеносных капилляров, секреторных клеток эндокринной и экэокринной частей поджелудочной железы на этапах плодного (с 16 по 20-е сутки) периода эмбриогенеза белой крысы протекают неодновременно : на начальном этапе более ускоренными темпами развиваются клеточные элементы островков поджелудочной железы и их гемокашшяров в конце этого периода -структуры ее экэокринной части.

2. Процессы развития кровеносных капилляров проявляются в увеличении диаметра сосудов (на 25,4% в ацинарной и на 32 % в •■ трсвковой тканях),- площади сечения, просветов (на 52 % и на

%) и уменьшении толщины их стенки с возрастом (на 25 % и 23 % соответственно). Последние находятся в прямой зависимости от величины морфофункциональных • параметров дифференцирующихся эндотелиальных клеток сосудов. При этом увеличивается шшрди сечения ядер (на 44,7-% в экэокринной и на 43,5 X в эндокринной тканях), цитоплазмы (на 32 2 и на 19,6 % со^тветстветю), уменьшаются ' значения цитоплазменно - ядерного отношения (ЦЯС>) (на 15 % и на 33 %), возрастает количество микровезикул (на 17,6 У. и'на 4.4 %), митохондрий (на 35,5 % и на 27,5 %) изменяется состояние эндоп-лазматической сети, комплекса Гольдам. Наблюдается выраженная зональность цитоплазмы клеток, ъ большей степени 5 "^являющаяся в эндотелиоцитах сосудов островковой части подже;.-дочной железы; совершенствуются их клеточные контакты,

3. В условиях .общего внешнего однократного гамма-облучения жиеотных в различные (9-е и 15-е сутки) сроки пренатального развития степень и характер изменений морфофункциональных параметров кровеносных капилляров, их эндотелиоцитов, а также секреторных клеток островковой и ацинарной паренхимы подкладочной железы находятся в эарноишсти от дозы и времени после облучения, а также от возраста плода к моменту действия фактора.

4. При облучении в дозе 0,5 Гр на 9-й день эмбриогенеза наблюдаемые изменения изучаемых паракктров кровеносных капилляров и их клеток, в ацинарной и островковой тканях поджелудочной железы в основном носят функциональный. , обратимый характер. При. этом уменьшаются диаметры сосудов (на 5 % в островковой и на 7,2 % в ацинарной тканях) и площади сечения их просветов (на 12% и на 2Ш соответственно), отмечается возрастание числа митохондрий в эн-"

дотелиоцитах (на 11,5 X в ацинарной и на, 6 % в остроЕКовой тканях), снижается их ЦйО (на 2 % и на 5,2 % соответственно), активизируются и другие органеллы. Эти показатели екё более Еырагеиы при облучении на 15-е сутки эмбриогенеза, особенно в сосудах аци-нарной ткани.

5. После облучешш животных в дозе 2,0 Гр на 9-е сутки эмбриогенеза отмечается существенное угнетение Есех процессов жизнедеятельности клеток поджелудочной железы и.ее кровеносных капилляров, возникает нарушение их структуры. В результате гидратации эндотелиоцитов резко уменьшается площадь сечения просвета сосудов (на 26,4 % в ацинарной и на 20,1 % в островковой тканях). В клетках заметно убывает количество микровегикул (на 54 X и 43 ?.) и рибосом, наблюдаются структурные изменения в митохондриях, эндоп-лазматической сети и комплексе Гольджи. При этом часть сосудов подвергается обтурации, что приводит к задержке развития органа в целом.

Особенно ярко подобные изменения проявляются в клетках сосудов после облучения на 15-е сутки внутриутробного развития. При этом количество микровезикул уменьшатся на 65,2 Z в ацинарной и на 49 % в островковой тканях, снижается их численная плотность..

'6. Результаты исследования указывают на то, что даж; сравнительно небольшая доза .ИИ (0,5 Гр) оказывает влияние на течение важнейших процессов жизнедеятельности клеток кровеносных капилляров и секреторной ткани поджелудочной железы, замедляя их развитие. Последнее в дальнейшем можт быть причиной функциональной недостаточности органа. . '

- СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ГО.ТЕШ ДИССЕРТАЦИИ

1. Амвросьев А. П., Рогов НИ., Дорохина Р. И., Ладан С. А. Влияние общего гамма-облучения в дозе 0,8 Гр на. тканевой обмен развивающихся ганглиозных структур плодов белой крысы //VIII съезд Белорусского физиологического общества им. И.IL Павлова: Тезисы докладов. - Шнек, 1991. - С. 5.

2. Амвросьев А. Е , Рогов Ю. И., Дорохина Р. И., Яадан С. А., Павленко В. С., Шэстак ¡Q А. Оценка эмбриотоксического эффекта у крыс, содержавшихся в 10-километровой зоне Чернобыльской АЭС // Радиобиологические последствия аварии на Чернобыльской АЗС: Тез. докл. Всесоюзн. конф. - Минск, 1991. - С. 7.

3. Амвросьев A. Il, Рогов Д К., Дорохина PJL , Кадан С. А. Павленко Е С., Чункевич А. Б., Густовская И. С. Некоторое новыс-аспекты эмбриологического действия ионизирующей радиации в малых дозах // X! Всесоюзный Съезд анатомов и эмбриологов: Тез. докл. -Смоленск, 1992. - 0.9.

4. Амвросьев A. IL, Рогов Ю. И., Дорохина Р. И., Кадан С. А. Эм-бриотоксическое действие однократного внешнего гамма-облучения в дозе 0,8 Гр в эксперименте У/ II съезд анатомов, гистологов и эмбриологов Беларуси; Tee. докл. - Минск, 1991. - С. 7.

Б. Амвросьев А.П., Рогов Й.И., Дорохина Р.И., Павленко ЕС., Зенькович С. А. Об эмбриотоксическоы действии внешнего однократного гамма-облучения в догах 0,3; 0,8 и 2,0 Гр. // Весщ АН Беларусь Сер. 6ifUL навук. - 1991.- H о. - C.7Q-82.

6. йадан (!. А. Раввитие экзокринного и эндокринного отделов поджелудочной ж&лээы в эмбриогеневе белой крысы в плодном периоде //Весщ АН Беларуси Сер. б!ял. навук. - 1993.- fî 1.- 0.12-14.

Подписано к печати %'.03.?3г. Начать офпегная формат 60x3Vl/l5 1,0 Бум. типографская

Заказ 19 Тираж IQQ Рес^латно"______

БелНИИЗП АПК Минск, Казшща,68 - -