Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПИНЕАЛОЦИТОВ ШИШКОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ГРЫЗУНОВ В ВОЗРАСТНОМ АСПЕКТЕ

Герасимов А.В. 1 Костюченко В.П. 1 Логвинов С.В. 1 Потапов А.В. 1 Варакута Е.Ю. 1
1 ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
С помощью методов световой и электронной микроскопии проведен кариометрический и органеллометрический анализ пинеалоцитов шишковидной железы крыс, мышей и полёвок различных возрастных групп и пола. У крыс вне зависимости от половой принадлежности в железе часть светлых пинеалоцитов имели более развитую гранулярную эндоплазматическую сеть и осмиофильные тельца с мелкими плотными конкрециями. Обнаруживались также светлые пинеалоциты с более крупными ядрами, комплексом Гольджи и митохондриями. Осмиофильные тельца проявляли сходство с аутолизосомами, располагались вблизи оболочки ядра, синаптических лент, в отростках, булавовидных окончаниях отростков, взаимодействовали с компонентами цитоскелета. У мышей и мышевидных грызунов в светлых пинеалоцитах одиночные плотные гранулы выявлялись в цитоплазматических везикулах, производных комплекса Гольджи. Они обнаруживались вблизи синаптических сфер, отростках и окончаниях. У крыс более старшей возрастной группы отмечалась агрегация и увеличение электронной плотности осмиофильных телец, у мышей и полёвок – агрегация и утилизация лизосомами везикул с плотной гранулой. Сделан вывод о возможном участии цитоплазматических везикул и осмиофильных телец с конкрециями в регуляции функционального состояния пинеалоцитов и нарушении данного механизма с возрастом.
пинеалоциты
ультраструктура
крысы
мыши
полёвки
возрастные особенности
1. Герасимов А.В., Логвинов С.В., Костюченко В.П. Морфологические изменения в эпифизе у крыс при длительном освещении ярким светом // Бюл. эксперим. биологии и медицины. – 2010. – Т. 150, № 7. – С. 97–99.
2. Герасимов А.В., Логвинов С.В., Костюченко В.П., Кравченко Л.Б. Морфология шишковидной железы мышей с задержкой полового созревания. // Бюл. сибирской медицины. – 2012. – Т. 10, № 4. – С. 22–25.
3. Логвинов С.В., Герасимов А.В., Костюченко В.П. Морфология эпифиза при воздействии света и радиации в эксперименте // Бюл. сибирской медицины. – 2003. – Т. 2, № 3. – С. 36–41.
4. Логвинов С.В., Герасимов А.В., Костюченко В.П. Ультраструктура пинеалоцитов у крыс при воздействии света и радиации // Морфология. – 2004. – Т. 125, № 1. – С. 71–75.
5. Allen D.J., DiDio J.A., Gentry E.R. The aged rat pineal gland as revealed in SEM and TEM // Age. – 1982. – Vol. 5. – Р. 119–126.
6. Erlich S.S., Apuzzo L.J. The pineal gland: anatomy, physiology, and clinical significance // J. Neurosurg. – 1985. – Vol. 63. – Р. 321–341.
7. Karasek M., Reiter R.J. Morphofunctional aspects of the mammalian pineal gland // Microsc. Res. Tech. – 1992. – Vol. 21. – Р. 136–157.
8. Karasek M., Zielinska A., Marek K., Swietoslawski J. Effects of superior cervical ganglioectomy on the ultrastructure of pinealocytes in the Djungarian hamster (Phodopus sungorus): quantitative stady // Neuro Endocrinol. Lett. – 2002. – Vol. 23, № 5–6. – Р. 443–446.
9. Pizarro M., Pastor F., Lopez G., Munez B. Ultrastructural stady of the distribution of calcium in the pineal gland of the rat subjected to manipulation of the photoperiod // Histochemistry. – 1989. – Vol. 92, № 2. – Р. 161–169.
10. Reiter R.J., Welsh M.G., Vaughan M.K. Age-related changes in the intact and sympathetically denervated gerbil pineal gland // Am. J. Anat. – 1976. – Vol. 146. – Р. 427–432.
11. Vollrath L. Functional anatomy of the human pineal gland // The Pineal Research / ed. R.J. Reiter. – N.Y.: Raven Press, 1984. – Р. 285–322.

Для шишковидной железы млекопитающих животных и человека характерен мозговой песок. В цитоплазме пинеалоцитов (Пц) кальцинированные конкреции откладываются в лизосомах, митохондриях, цитоплазматических везикулах, осмиофильных тельцах (ОТ). Они обнаруживаются в периваскулярном пространстве, под капсулой железы, в интерстиции, на месте гибели эндокринных клеток [3–6, 9–11]. Механизм формирования структур с кальцинированными конкрециями, их влияние на функциональное состояние гормонпродуцирующих клеток окончательно не выяснен. Отложение кальцинированных конкреций в лизосомах Пц, связанное с активностью лизосомных ферментов, даёт основание рассматривать ОТ производными лизосом [7]. Ранее были отмечены зависящие от светового режима и воздействия ионизирующего излучения количественные изменения органелл и осмиофильных телец с конкрециями в пинеалоцитах шишковидной железы крыс, феномен «радиационного старения» [1, 3, 4]. Для оценки функционального состояния шишковидной железы в качестве морфологических маркёров наиболее удобно использовать карио- и органеллометрические параметры пинеалоцитов [7, 8, 11]. Для оценки участия структур с конкрециями в функционировании Пц необходимо также было обратить внимание на синаптические ленты (СЛ) и сферы, проявляющие суточную периодичность [2, 4, 11], использовать животных не только различных возрастных групп, но и разных видов и пола.

Целью настоящего исследования явилось изучение особенностей ультраструктуры пинеалоцитов шишковидной железы у крыс, мышей и мышевидных грызунов различных возрастных групп, клеточных механизмов формирования цитоплазматических везикул и осмиофильных телец с конкрециями, предполагаемого их влияния на функциональное состояние пинеалоцитов.

Материалы и методы исследования

Исследование выполнено на 5-месячных (n = 50) и 20-месячных (n = 50) крысах Вистар обоего пола, 3-месячных (n = 30) и 7-месячных (n = 20) мышах (сток CD1) обоего пола, 3-недельных (n = 9) и 2-месячных самцах рыжей, красной и красно-серой полёвки (n = 18). Шишковидную железу извлекали после декапитации животного, фиксировали в смеси 4 % параформальдегида и 2,5 % глютаральдегида на 0,1М какодилатном буфере (рН 7,4), постфиксировали в 1 % растворе тетраоксида осмия, обезвоживали и заключали в смесь смол эпон–аралдит. Срезы готовили на ультратоме «Leica EM UC 7» (Австрия). Полутонкие срезы окрашивали азуром II. Светооптическое исследование проводили в микроскопе «Primo Star» («Carl Zeiss», Германия) с цифровой фотокамерой G-10 («Саnon», Япония) и программным обеспечением «Axio Vision 4.8.2» («Carl Zeiss», Германия). Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца, исследовали в электронном микроскопе JEM-100 СХ II («JEOL», Япония) и «Philips CM 12» (Нидерланды) с цифровой фотокамерой «Megaview G 2» («Olimpus», Германия). Удельный объём органелл в цитоплазме пинеалоцитов измеряли с помощью сетки Автандилова в 10 полях срезов при конечном увеличении 25000. Данные обрабатывали с использованием пакета прикладных программ «Statistica for Windows v 6.0». О значимости различий судили по величине t-критерия.

Результаты исследования и их обсуждение

В шишковидной железе 5-месячных крыс вне зависимости от пола среди клеток с морфологическими признаками секреторной активности (тип I – светлые) различимы пинеалоциты (Пц) типа IA и IB. Площадь ядра IA-клеток составляет 33,08 ± 0,56 мкм2, IВ – 48,13 ± 1,31 мкм2 (Р < 0,001). Удельный объём гранулярной эндоплазматической сети (ГЭС) в IA-клетках составляет 3,49 ± 0,18 %, в IB – 2,65 ± 0,12 % (Р < 0,001), митохондрий в IA – 6,13 ± 0,28 %, в IB – 14,29 ± 0,60 % (Р < 0,001), комплекса Гольджи в IA – 1,72 ± 0,06 %, в IB – 5,94 ± 0,29 % (Р < 0,001). Цитоплазма IA-клеток содержит осмиофильные тельца с пылевидными конкрециями (ОТ), производные лизосом, утилизирующих митохондрии, мешочки и везикулы Гольджи с плотными кальцинированными гранулами. ОТ контактируют с ГЭС и гладким ретикулумом и, по-видимому, обогащаются белками и липидами, составляющими матрикс «зрелых» ОТ. Располагаются ОТ в Пц типа IА в инвагинациях оболочки ядра, вблизи синаптических лент (СЛ), в отростках и булавовидных окончаниях отростков с эндокринными везикулами, взаимодействуют с цитоскелетом, компоненты которого вблизи СЛ имеют веерообразную укладку, содержат синаптические везикулы (рис. 1).

pic_17.tif

Рис. 1. Осмиофильное тельце (ОТ) в пинеалоците 5-месячной крысы: СЛ – синаптические ленты; М – митохондрии; Эц – эндотелиоцит; БМ – базальная мембрана; БТ – булавовидная терминаль с эндокринной везикулой, веерообразные фигуры цитоскелета (стрелки)

В светлых Пц 3-месячных мышей и 3-недельных красных и рыжих полёвок одиночные плотные гранулы обнаруживаются в крупных везикулах Гольджи (рис. 2).

pic_18.tif

Рис. 2. Везикула с плотной гранулой (ВГ), митохондрии (Мх), цистерны гранулярной эндоплазматической сети (ГЭС), эндокринные везикулы (стрелки) в зоне комплекса Гольджи пинеалоцита 3-недельного самца красной полёвки весенне-летней генерации

Везикулы с плотной гранулой у данных животных располагаются также за пределами зоны комплекса Гольджи вблизи синаптических сфер, в отростках и булавовидных окончаниях отростков. У неполовозрелых 3-недельных красно-серых полёвок, родившихся в конце июня, и 2-месячных позднелетней генерации шишковидная железа не проявляет морфологических признаков зрелости.

У 7-месячных мышей наблюдается агрегация и утилизация лизосомами везикул с плотной гранулой. У 20-месячных крыс агрегация ОТ и расположенных внутри их конкреций сопровождается увеличением электронной плотности матрикса, ОТ приобретают вытянутую форму и бугристую поверхность. Компоненты цитоскелета ориетируются преимущественно в одном направлении, что предполагает нарушение механизма регуляции такими плотными ОТ через компоненты цитоскелета функционирования СЛ, проявляющих суточную периодичность морфофункциональной организации, транспорта эндокринных везикул и других внутриклеточных процессов (рис. 3).

pic_19.tif

Рис. 3. Продольная ориентация компонентов цитоскелета (стрелки), уплотнение и агрегация осмиофильных телец и конкреций внутри телец у 20-месячной крысы

Заключение

Проведённое морфологическое исследование позволило изучить процессы формирования осмиофильных телец и цитоплазматических везикул с плотными гранулами в пинеалоцитах шишковидной железы грызунов разных видов, пола и возраста, оценить их значение в пространственной организации цитоскелета, синаптических лент и сфер, синаптических и эндокринных везикул, влияние на функциональное состояние пинеалоцитов.

Рецензенты:

Алябьев Ф.В., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой судебной медицины с курсом токсикологической химии Сибирского государственного медицинского университета, г. Томск;

Пурлик И.Л., д.м.н., профессор кафедры патологической анатомии Сибирского государственного медицинского университета, г. Томск.

Работа поступила в редакцию 15.01.2014.


Библиографическая ссылка

Герасимов А.В., Костюченко В.П., Логвинов С.В., Потапов А.В., Варакута Е.Ю. УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПИНЕАЛОЦИТОВ ШИШКОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ГРЫЗУНОВ В ВОЗРАСТНОМ АСПЕКТЕ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 12-3. – С. 449-452;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33426 (дата обращения: 01.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074