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).
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).
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).
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.