Structural changes in prostate of reproductive age rats under immunosuppression

Full Text

 Введение

Последние десятилетия характеризуются растущим экзогенным воздействием на иммунную систему населения, что связано с увеличением загрязнения окружающей среды экологически вредными факторами, к которым относят отходы и выбросы крупных предприятий металлургической, химической, коксохимической и горно-угольной промышленности, что особенно актуально для региона Донбасса [2]. В связи с этим в современных условиях возрастает значимость научных исследований в области экологической иммуноморфологии, что связано с патогенным влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды на здоровье населения [9]. Важное место в структуре заболеваемости занимают нарушения половых органов у мужчин зрелого возраста, в частности дисфункции предстательной железы [6]. Разнообразие их клинических проявлений (острый и хронический простатит, аденома простаты, злокачественное перерождение), а также частые неудачные результаты лечения нередко являются причинами мужского бесплодия, негативно отражающегося на семейных отношениях. Многообразие и тяжесть клинических симптомов заболеваний предстательной железы требуют глубоких знаний о строении и функциях органов при воздействии неблагоприятных факторов. Многочисленные фундаментальные разработки, посвященные проблеме комплексного влияния экзогенных и эндогенных воздействий на организм человека, доказали их угнетающий эффект на регуляторные системы организма. В то же время реакция такого чувствительного к нарушениям гомеостаза органа, как предстательная железа, на морфологическом уровне, особенно при угнетении функционирования иммунной системы, остается практически без внимания исследователей.

Цель исследования – установить изменения строения предстательной железы экспериментальных животных репродуктивного возраста в условиях длительной иммуносупрессии.

Материалы и методы исследования

Исследование выполнено на 60 белых крысах репродуктивного возраста, полученных из вивария лабораторных животных ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки». Состояние иммуносупрессии моделировали путем применения циклофосфамида в дозировке 1,5 мг/кг массы тела внутримышечно в течение 10 суток. Животные, получавшие эквивалентные объемы 0,9%-ного раствора натрия хлорида по той же схеме, входили в контрольную группу. Крыс выводили из эксперимента путем декапитации под эфирным наркозом через 1-е, 7-е, 15-е, 30-е и 60-е сутки после прекращения применения препарата. При работе с животными руководствовались Директивой 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза по охране животных, используемых в научных целях [1]. Орган взвешивали на торсионных весах, вычисляли относительную массу, определяли линейные размеры с помощью штангенциркуля: длину, ширину и толщину. Объем органа устанавливали методом вытеснения воды в градуированном цилиндре, содержащем дистиллированную воду [3].

Предстательная железа крыс состоит из 4 парных долей: передних, латеральных, вентральных и дорсальных. Передние доли отличаются по строению от других, поэтому их рассматривают как самостоятельные образования [5]. Дорсальные и латеральные доли предстательной железы крыс не имеют принципиальных отличий структурной организации, поэтому их часто объединяют термином «дорсолатеральная доля простаты», в ней чаще возникают патологические изменения, что делает ее важным объектом исследований, результаты которых могут быть экстраполированы на человека [7].

Органы подвергались стандартной гистологической проводке, полученные срезы толщиной 5–6 мкм окрашивались гематоксилин-эозином и фотодокументировались с помощью автоматизированного морфометрического комплекса Olympus CX-41. Микроморфометрические измерения объектов проводили путем загрузки полученных цифровых изображений в компьютерную программу АСКОН «Компас-3D 17.0» с калибровкой с помощью фотографий объект-микрометра в аналогичных режимах съемки. На микроскопическом уровне в органах исследовали высоту и ширину эпителиоцитов, их объем, а также больший и меньший диаметры и объем ядер клеток. Объемные показатели рассчитывали по формуле объема вытянутого эллипсоида вращения

 $V=\frac{\pi A{B}^2}{6}$, 

где V – объём ядра, A – больший диаметр, B – меньший диаметр [4].

Полученные данные обрабатывали с использованием лицензионной программы StatSoft Statistica v6.0. Применялись методы параметрической статистики, так как использование критерия Шапиро – Уилка позволило установить нормальное распределение показателей в выборке. Достоверность различий между показателями экспериментальных и контрольных групп определяли с помощью критерия Стьюдента – Фишера с вероятностью ошибки р < 0,05, допустимой для медико-биологических исследований.

Результаты и их обсуждение

Секреторная часть предстательной железы крыс репродуктивного периода имеет разветвленную альвеолярно-трубчатую структуру. Строму органа представляет фиброзно-мышечный каркас. Концевые отделы органа имеют округлую или вытянутую форму, часто образуют складки, их просвет содержит ацидофильный секрет. Концевые отделы железы выстланы однослойным призматическим эпителием, включающим секреторные и базальные клетки. Ядра эпителиоцитов имеют преимущественно овальную форму и располагаются эксцентрично (рис. 1).

Органометрические параметры предстательной железы животных репродуктивного возраста контрольной группы претерпевали закономерные изменения: абсолютная и относительная массы, линейные и объемные показатели органа увеличивались соответственно срокам наблюдения (табл. 1).

 

Рис. 1. Участок предстательной железы животных репродуктивного возраста на 15-е сутки наблюдения: а – после применения циклофосфамида; б – в контроле; 1 – эпителий желез; 2 – соединительная ткань. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение: приближение – zoom 18,5; объектив – PlanCN 10x/0,25 ∞/-/FN22

 

Таблица 1. Динамика органометрических показателей предстательной железы крыс репродуктивного периода контрольных групп (M ± m, n = 30)

Параметр	Сроки наблюдения, сутки
	1-е	7-е	15-е	30-е	60-е
Абсолютная масса, мг	637,70 ± 34,27	647,56 ± 21,36	674,58 ± 28,64	705,00 ± 26,14	842,15 ± 41,89
Относительная масса, мг/г	3,07 ± 0,12	2,97 ± 0,13	2,83 ± 0,04	3,13 ± 0,14	3,64 ± 0,16
Длина, мм	44,43 ± 2,51	44,65 ± 1,58	44,83 ± 1,23	46,60 ± 0,87	49,58 ± 1,32
Ширина, мм	12,73 ± 0,67	13,02 ± 0,15	13,37 ± 0,22	13,79 ± 0,19	14,53 ± 0,24
Толщина, мм	6,80 ± 0,32	6,85 ± 0,12	7,10 ± 0,15	7,60 ± 0,14	9,31 ± 0,10
Объем, мм3	2013,72 ± 290,68	2085,01 ± 78,94	2227,90 ± 74,32	2557,11 ± 207,25	3507,73 ± 149,58

 

Рис. 2. Изменения длины (а), ширины (б), толщины (в) и объема (г) предстательной железы после применения циклофосфамида и в контроле; * – достоверное отличие от контрольных данных (p < 0,05)

 

 После применения циклофосфамида общий план строения предстательной железы не изменился, однако были установлены изменения органометрических показателей органа. Так, статистически значимое уменьшение абсолютной массы было выявлено на 7-е, 15-е и 30-е сутки наблюдения – на 12,34; 10,07 и 12,53 % соответственно. Снижение относительной массы составило 17,21; 15,63 и 17,49 % в те же сроки. В наиболее ранний и поздний сроки наблюдения достоверных отличий от контрольных данных выявлено не было.

Линейные и объемные параметры органа при иммуносупрессии претерпевали схожие изменения. Так, статистически достоверные отклонения были установлены на 7-е, 15-е и 30-е сутки после окончания введения препарата (рис. 2).

На микроскопическом уровне были обнаружены изменения морфометрических показателей эпителиоцитов секреторных отделов предстательной железы (рис. 3).

Так, статистически значимое снижение линейно-объемных показателей было отмечено на 7-е, 15-е и 30-е сутки наблюдения. Уменьшение высоты и ширины эпителиоцитов составляло 3,49; 6,08; 7,93 и 6,52; 9,27; 6,54 % соответственно. Объем клеток изменялся синхронно и однонаправленно – на 12,90; 19,91 и 20,68 % соответственно срокам наблюдения. Линейные размеры ядра также подвергались схожей динамике: больший диаметр уменьшался на 4,91; 7,08 и 6,57 %, а показатель меньшего снижался на 2,93; 4,70 и 7,36 % на 7-е, 15-е и 30-е сутки после окончания введения циклофосфамида. Показатели объема ядра сокращались в те же сроки на 10,38; 15,62 и 19,65 %. На 1-е и 60-е сутки наблюдения статистически значимых отличий от контрольных данных установлено не было.

 

Рис. 3. Участок предстательной железы неполовозрелых крыс на 15-е сутки наблюдения: а – после применения циклофосфамида; б – в контроле; 1 – ядра секреторных эпителиоцитов; 2 – базальные клетки; 3 – соединительная ткань. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение: приближение – zoom 18,5; объектив – Plan CN40x/0.65 ∞/0.17/FN22

 

 Полученные морфометрические данные свидетельствуют о том, что длительная «мягкая» иммуносупрессия приводит к нарушению морфогенеза и функционирования предстательной железы. Вызванное применением циклофосфамида снижение макроморфометрических показателей органа может объясняться прямым цитостатическим действием препарата на активно пролиферирующие клетки как железистого аппарата, так и стромального компонента органа. Так, применение многокомпонентной иммуносупрессивной терапии M. Grabowska et al. (2016) в эксперименте на крысах приводило к снижению пролиферативной активности эпителиоцитов секреторных отделов предстательной железы наряду с нарушениями их ультраструктурной организации [8]. Развитие микроморфометрических изменений может быть вызвано непосредственным воздействием иммуносупрессора на транскрипционный и биосинтетический аппарат эпителиоцитов. Так, M. Jivrajani et al. доказали в исследованиях на мышах прямой цитотоксический эффект высокой дозы циклофосфамида в комбинации с другими иммуносупрессорами на уровень митотических и метаболических процессов опухолевых клеток предстательной железы [10]. S.A. Kashchenko et al. (2012) доказали эффект воздействия высоких доз иммуносупрессора на активность гонадотропных клеток аденогипофиза, что также может объяснить нарушения морфогенеза предстательной железы путем его гормональной дисрегуляции [11]. Особенностью полученных результатов является отсутствие статистически значимых отличий между данными экспериментальных и контрольных групп животных на 1-е и 60-е сутки наблюдения, что может быть обусловлено кумуляцией цитотоксического действия на ранних сроках наблюдения и развитием реадаптационных процессов на поздних.

Выводы

1. Предстательная железа крыс репродуктивного возрастного периода активно реагирует на иммуносупрессивное воздействие.
2. В ответ на длительное иммуносупрессивное воздействие происходит уменьшение органометрических показателей предстательной железы как на ранних (7-е, 15-е сутки), так и поздних сроках (30-е сутки) наблюдения вследствие непосредственного цитотоксического воздействия циклофосфамида на железисто-стромальные компоненты органа.
3. Снижение значений линейно-объем ных микроморфометрических показателей в те же сроки наблюдения подтверждает динамику органометрических параметров железы и свидетельствует об интенсивной реакции органа на микро- и субмикроскопическом уровне.
4. Полученные результаты вызывают интерес к дальнейшему изучению морфогенеза предстательной железы экспериментальных животных периода выраженных старческих изменений.

About the authors

S. A. Kaschenko

Lugansk State Medical University named after St. Luka

Author for correspondence.
Email: masterhist@mail.ru

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии

Ukraine, 1g, 50-letiya Oborony Luganska apt.,  Luhansk People's Republic, Lugansk, 91045

A. A. Zakharov

Lugansk State Medical University named after St. Luka

Email: masterhist@mail.ru

кандидат медицинских наук, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии

Ukraine, 1g, 50-letiya Oborony Luganska apt.,  Luhansk People's Republic, Lugansk, 91045

References

Supplementary files