Structural and organometric changes of the uterus in conditions of dark deprivation

Full Text

По данным демографического прогноза Росстата до 2035 г. отмечается снижение рождаемости на 11,5 % [1]. Данная тенденция может быть обусловлена увеличением заболеваемости детей в возрасте 0–14 лет по основным классам болезней в 2000–2021 гг. на 12,6 % [2], что приводит к снижению фертильности и бесплодию. Негативное воздействие на состояние организма также оказывают окружающая среда и условия труда: работа в ночную смену снижает уровень адаптационных и функциональных возможностей организма, нарушает циркадные ритмы, выработку половых стероидных гормонов. Органом-мишенью женской репродуктивной системы, обладающим высокой чувствительностью к половым стероидным гормонам, является матка. Негативные изменения, возникающие в гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси, вызывают соответствующие изменения в матке, приводящие к нарушению реализации репродуктивной функции [3]. Для достижения беременности важно состояние эндометрия матки [4]. Любой патологический процесс, нарушающий анатомо-функциональное состояние матки, может способствовать формированию бесплодия. Исходя из существующей ситуации, раннюю диагностику и коррекцию преждевременного старения репродуктивного системы следует рассматривать как резерв по повышению рождаемости и увеличению репродуктивного потенциала страны. Одним из таких маркеров является белок Клото. Было доказано снижение концентрации белка Клото в крови при прогрессировании заболеваний почек, сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета [5], центральной нервной систе- мы [6]. Именно поэтому появляется необходимость изучения новых маркеров преждевременного старения. Поэтому целесообразно рассмотреть вопрос морфометрических параметров матки в условиях светового десинхроноза, вызванного темновой депривацией.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определить влияние преждевременного старения, вызванного темновой депривацией на морфометрические показатели матки крыс.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводилось на 36 белых беспородных половозрелых 4-месячных крысах-самках (питомник филиала «Столбовая» ФГБУН НЦБМТ ФМБА России, Московская область), одобрено локальным этическим комитетом Волгоградского государственного медицинского университета (справка от 25.11.2022 № 2022/164) с соблюдением правил лабораторной практики РФ (ГОСТ 33044-2014), директивы 2010/63/EU Европейского парламента, совета Европейского союза от 22.09.2010. После синхронизации эстральных циклов экспериментальные животные были распределены на три группы: одна контрольная и две опытные по 12 животных в каждой. Опытные группы животных находились при 24-часовом искусственном освещении (300 Люкс) в течение 30 суток, в то время как группа контроля – при 12-часовом искусственном свето-темновом режиме. После 30-суточной темновой депривации животным второй опытной группы внутрижелудочного вводили мелатонин (0,3 мг/кг в 2%-й крахмальной слизи (НАО «Северная звезда», Россия), остальные животные первой опытной и контрольной групп получали 2%-ю крахмальную слизь в эквивалентном объеме.

Проводилась оценка фаз эстрального цикла (проэструс, эструс, метэструс и диэструс) гистологическим изучением влагалищных мазков. После окончания эксперимента у крыс вскрывали брюшную полость, извлекали матку, фиксировали в нейтральном забуференном формалине, заливали в парафин, выполняли из блоков на микротоме срезы и окрашивали гематоксилином Майера и эозином. Фотосъемку и морфометрическое исследование выполняли на базе микроскопа Leica DM 1000 (Германия) с использованием программного комплекса LAS v.4.7. Определялись следующие показатели: толщина эндометрия и миометрия, их соотношение, высота однослойного призматического эпителия, высота и площадь призматических эпителиоцитов эндометрия и их ядер с последующим расчетом ядерно-цитоплазматического индекса, объем ядер, высота и площадь экзокриноцитов маточных желез, площадь и объем ядер экзокриноцитов, рассчитывали ядерно-цитоплазматический индекс и удельную долю желез эндометрия.

Статистическая обработка данных проведена с привлечением возможностей программы GraphPad Prism 8.0, включая ранговый однофакторный дисперсионный анализ Краскела – Уоллиса с апостериорным критерием Данна и проверкой распределения на нормальность с помощью критерия Шапиро – Уилка. Различия считались статистически значимыми при p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На фоне моделированного ускоренного старения выявлено утолщение эндометрия матки крыс на 12,5 % (p < 0,05). Морфологическое исследование однослойного столбчатого эпителия эндометрия матки крыс, подвергшихся 30-суточной темновой депривации, на 31-е сутки показало уменьшение высоты однослойного столбчатого эпителия на 15,1 % (p < 0,05), однако средняя площадь эпителиоцита увеличилась на 5 % (p < 0,05). Также отмечалось увеличение объема ядра эпителиоцита на 38,7 % (p < 0,01) и ядерно-цитоплазматического индекса на 25 % (рис. 1).

* p < 0,01– по отношению к показателю животных контрольной группы, ^# p < 0,05 – по отношению к показателю животных контрольной группы, ⁺ p < 0,01 – по отношению к показателю животных опытной группы, ** p < 0,05 – по отношению к показателю животных опытной группы (ранговый однофакторный анализ Краскела – Уоллиса, критерий Данна)

Рис. 1. Морфометрические параметры однослойного столбчатого эпителия эндометрия матки крыс с ускоренным старением, вызванного 30-дневной темновой депривацией (свето-темновой цикл 24/0 ч), M ± m

Гистологическое изучение маточных желез самок крыс с ускоренным старением показало увеличение их количества на 18,9 % (p < 0,05), уменьшение высоты, площади секреторных эпителиоцитов – на 9,9 и 13,7 % (p < 0,01) соответственно. Одновременно было установлено увеличение объема ядра экзокриноцита маточной железы на 19,3 % (p < 0,05) (рис. 2).

Через 14 дней после коррекции экзогенным мелатонином отмечалось статистически значимое уменьшение толщины эндометрия на 9,8 % (p < 0,05). При гистологическом исследовании эндометрия матки было выявлено достоверное увеличение высоты, площади эпителиоцита на 35,4 (p < 0,01) и 17,4 % (p < 0,05) соответственно. Было установлено уменьшение объема ядра однослойного столбчатого эпителия на 7,1 % и ядерно-цитоплазматического индекса на 25 % (рис. 1).

При гистологическом исследовании маточных желез были выявлены следующие изменения: увеличение высоты, площади секреторных эпителиоцитов маточных желез на 13,2 % (p < 0,05) и 30,7 % (p < 0,01) соответственно. Одновременно уменьшается объем их ядер на 10 % (p < 0,01) по сравнению с опытной группой (рис. 2).

* p < 0,05 – по отношению к показателю опытной группы животных, ^# p < 0,01 – по отношению к показателю животных контрольной группы, ⁺ p < 0,05 – по отношению к показателю контрольной группы животных, ** p < 0,01 - по отношению к показателю опытной группы животных (ранговый однофакторный анализ Краскела – Уоллиса, критерий Данна)

Рис. 2. Морфометрические параметры маточных желез крыс с ускоренным старением, вызванным 30-дневной темновой депривацией (свето-темновой цикл 24/0 ч), M ± m

По результатам проведенного морфологического анализа можно полагать, что модель ускоренного старения – 30-дневная темновая депривация – приводит к снижению уровня секреции мелатонина в эпифизе, обладающего антигонадотропным эффектом. Это приводит к повышению уровня женских половых гормонов, увеличению уровня фолликулостимулирующего гормона (ФСГ). На фоне увеличения выработки ФСГ происходит гиперплазия эндометрия, сопровождающаяся морфофункциональными изменениями состояния однослойного столбчатого эпителия матки, а также маточных желез. Необходимо отметить, что происходит увеличение объема ядра клеток однослойного столбчатого эпителия эндометрия, что является индикатором морфофункционального состояния клетки. Изменения объема ядра клеток происходит при физиологических (старении) и патологических состояниях [7, 8, 9]. Последние исследования показывают, что изменения размера ядра клетки могут действовать как прайминговое событие, приводя к снижению адаптационной устойчивости [10].

Экзогенное введение мелатонина в течение 14 дней сопровождалось уменьшением толщины эндометрия практически до показателей группы контроля, что говорит о положительном эффекте мелатонина при гиперпластических процессах в матке [11], что подтверждает такую функцию мелатонина, как контроль процессов пролиферации, и сохранение апоптоза в эндометрии матки. Мелатонин также способствовал нормализации морфометрических характеристик клеток однослойного столбчатого эпителия эндометрия и экзокриноцитов маточных желез.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные в ходе исследования данные свидетельствуют о том, что световой десинхроноз, вызванный темновой депривацией, приводит к гиперпластическим изменениям эндометрия матки, что может быть расценено как неблагоприятный фактор в реализации механизмов гипоталамо-гипофизарно-гонадной регуляции процессов адаптогенеза.

About the authors

Larisa I. Kondakova

Author for correspondence.
Email: larisakondakova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9028-2993

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Histology, Embryology, Cytology

Svetlana A. Kalashnikova

Email: kalashnikova-sa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7688-9366

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Anatomy

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Rice. 1. Morphometric parameters of single-layer columnar epithelium of the endometrium of the rat uterus with accelerated aging caused by 30-day dark deprivation (24/0 h light-dark cycle), M ± m

Download (148KB)

Indexing metadata

3. Rice. 2. Morphometric parameters of the uterine glands of rats with accelerated aging caused by a 30-day dark period deprivation (light-dark cycle 24/0 h), M ± m

Download (170KB)

Indexing metadata