УЛЬТРАМИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ТИРОЦИТОВ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КРЫС ПОСЛЕ 60-ДНЕВНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ БЕНЗОАТОМ НАТРИЯ
- Авторы: Морозов В.Н.1, Морозова Е.Н.1, Тверской А.В.1, Заболотная С.В.1, Тверская А.В.1
-
Учреждения:
- Белгородский государственный национальный исследовательский университет
- Выпуск: Том 19, № 1 (2022)
- Страницы: 162-166
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/1994-9480/article/view/119758
- DOI: https://doi.org/10.19163/1994-9480-2022-19-1-162-166
- ID: 119758
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Ключевые слова
Полный текст
В настоящее время бензоат натрия широко применяется в качестве пищевой добавки - консерванта для продуктов питания и напитков, в фармацевтической промышленности, однако остаются опасения © Морозов В.Н., Морозова Е.Н., Тверской А.В., Заболотная С.В, Тверская А.В, 2022 по поводу его полной безопасности для здоровья человека [1]. При этом экспериментальные и клинические исследования показывают неоднозначные в этом плане результаты. Так, имеются экспериментальные данные, что введение бензоата натрия вызывает хромосомные аберрации в культивируемых лимфоцитах человека [2]; индуцирует развитие оксидативного стресса, снижает активность ферментов антиоксидантной системы, повышает уровень биохимических маркеров печени (аланинаминотрансфераза, аспартатаминотрансфераза) и провоспалительных цитокинов (интерлейкин 6, фактор некроза опухоли альфа) в клетках [3]. По другим данным, бензоат натрия не оказывает мутагенного и тератогенного действия [4], а также используется в клинической практике в комплексной терапии резистентных форм шизофрении, болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и болезни Паркинсона в качестве соединения с нейропротективными свойствами [1]. Эндокринная система вместе с нервной системой обеспечивает регуляцию и координацию функций организма и одной из первых подвергается воздействию неблагоприятных факторов как внешней, так и внутренней среды [6]. Физическое и эмоциональное здоровье требует нормального функционирования щитовидной железы, которая регулирует деятельность исполнительных систем организма, интенсивность обмена веществ, а также поведение и когнитивные функции. Наиболее ранние морфологические изменения при воздействии неблагоприятных факторов обнаруживаются на субклеточном и клеточном уровнях организации материи ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить на электронограммах электронно-микроскопические изменения тироцитов щитовидной железы половозрелых крыс после 60-дневного введения бензоата натрия. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Для эксперимента было отобрано 12 белых крыс-самцов репродуктивного периода массой 200-250 г. Животные были разделены на две группы по 6 особей в каждой. Первой группе ежедневно в течение 60 дней при помощи желудочного зонда вводился 1 мл раствора бензоата натрия в дозировке 1000 мг/кг массы тела (бензоат натрия, производитель EastmanChemical B.V., Нидерланды, расфасовано на КП КОР «Фармацевтическая фабрика», г. Киев по заказу АТ «Эксимед») [5]. Вторую группу составили контрольные животные, которым в аналогичных условиях вводился 1 мл 0,9%-го изотонического раствора натрия хлорида. JOURNAL ОГ VOLGOGRAD STATE MEDICAL UNIVERSITY Содержание и манипуляции над животными проводились в соответствии с правилами содержания экспериментальных животных, установленной Директивой 2010/63 / EU Европейского парламента и Совета Европейского союза. После выведения животных из эксперимента извлекали щитовидную железу и измельчали ее на кусочки объемом 1 мм3. Последние фиксировали в 2,5%-м растворе глютаральдегида, с последующей обработкой в 1%-м тетроксиде осмия по G. Palade. После дегидратации в этаноле возрастающей концентрации и абсолютном ацетоне материал заливали смесью эпоксидных смол (эпон-аралдит). Полимеризацию проводили в течение 36 часов при 60 °С. Ультра-тонкие срезы изготавливали на ультрамикротоме УМТП-4 Сумского ПО «Электрон», контрастировали в растворе уранилацетата и цитрата свинца по E. Reynolds и изучали под электронным микроскопом ЕМ-125 с дальнейшим фотографированием. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Результаты исследования показали, что у живот-н ых контрольной группы на электронограммах щитовидная железа состоит из типичных фолликулов, содержащих коллоид. Эпителий фолликула состоит из двух типов клеток, расположенных на базальной мембране: основных фолликулярных клеток (тироцитов) и парафолликулярных клеток. Последние встречаются единично в поле зрения. Фолликулярные клетки имеют, преимущественно, кубическую форму с нерегулярно расположенными микроворсинками на апикальной поверхности. Между соседними клетками обнаруживаются типичные плотные контакты или интердигитации. Ядро фолликулярной клетки, преимущественно овальной или округлой формы, с извилистыми контурами, локализуется в центральной или базальной части клетки. Гетерохроматин располагается узким прерывистым ободком под ядерной мембраной. Ядрышко визуализируется в периферической части кариоплазмы и имеет разную электронную плотность. Гранулярная эндоплазматическая сеть (гЭПС) тироци-та распределена по всей цитоплазме, а по направлению к основанию клетки ее цистерны расширены. В цитоплазме располагаются единичные свободные рибосомы, многочисленные типичные удлиненные митохондрии с гомогенным, мелкозернистым матриксом. Между последними распределено умеренное количество округлой формы разных размеров лизо-сом. Около ядра визуализируется заметная зона, содержащая комплекс Гольджи, состоящий из группы цистерн с плотно упакованными вакуолями и мелкими пузырьками. Апикальная часть цитоплазмы содержит несколько мелких пузырьков и типичные большие коллоидные капли с веществом, имеющим аналогичную электронную плотность с коллоидом. Основания тироцитов фолликулов прилежат к фенестрирован-ным капиллярам. Стромальный компонент в щитовидной железе контрольных животных развит умеренно. При электронно-микроскопическом исследовании щитовидной железы подопытных крыс было выявлено, что тироциты имели кубическую форму, реже плоскую. Апикальная поверхность данных клеток содержала малое количество низких микроворсинок. гЭПС большинства тироцитов была расширена. В основном канальцы ее содержали однородный материал, но JOURNAL OF VOLGOGRAD STATE I MEDICAL UNIVERSITY в некоторых имелись аномальные электронно-плотные скопления. В ряде случаев в канальцах сборка прогрессировала до хорошо очерченных скоплений волнистых структур разного размера с круговой ориентацией, расположенных рыхло по отношению друг к другу. В большинстве клеток ядра часто имели неправильную форму с неровными контурами, по сравнению с контролем. Гетерохроматин занимал почти всю периферию кариоплазмы. Митохондриальный матрикс был электронно-плотным. Лизосомы равномерно распределялись в цитоплазме (рис.). Небольшое количество маленьких пиноцитозных пузырьков с коллоидом располагалось в апикальной части большинства тироцитов. Рис. Участки щитовидной железы половозрелых крыс (а, б - контрольная группа, в, г - экспериментальная группа): Т - тироцит, Я - ядро, Х - гетерохроматин, Э - гЭПС, В - волокнистые скопления в цистернах гЭПС, Мт - митохондрии, Л - лизосомы, ТК - тучная клетка, С - секреторные гранулы, М - микроворсинка, К - капилляр, Эр - эритроцит, П - парафолликулярная клетка. Увеличение * 8000 Таким образом, ультрамикроскопическое исследование показало, что щитовидная железа половозрелых крыс-самцов образована тироцитами и единичными паратироцитами, имеющими типичное строение. Фолликулярные клетки ограничивают полость с коллоидом и образуют фолликулы. Строма умеренно развита. Аналогичную морфологическую картину подтверждают данные, полученные Ali Rajab N.M. и соавт. (2 017) [7]. У экспериментальной группы, по сравнению с контролем, на электронограммах визуализировалось малое количество микроворсинок и небольших секреторных гранул в апикальной части тироцитов. Лизосомы равномерно были распределены в цитоплазме. Фолликулярные клетки выявлялись кубической, реже плоской формы. Аналогичные структурные изменения в тироцитах наблюдали Ali Rajab N.M. и соавт. (2017) при экзогенном введении тиреоидных гормонов в организм крыс, которые, как показало исследование, снижают уровень эндогенного тироксина [7]. По данным Piper J.D. и соавт. (2017), систематический прием или высокая концентрация бензоата натрия у мышей уменьшают синтез лептина адипоци-тами [1]. Ramos C.F. и соавт. (2014) в своих исследованиях утверждает, что уменьшение лептина, воздействуя через аркуатное ядро гипоталамуса, приводит к снижению продукции тиреолиберина, а как следствие уменьшает продукцию тиреотропного гормона [2]. Последний, воздействуя на фолликулярные клетки щитовидной железы, снижает синтез тироксина. Необходимо отметить, что в цитоплазме фолликулярных клеток щитовидной железы экспериментальных животных наблюдаются расширенные цистерны гЭПС, в которых встречаются единичные волнистые структуры разного размера с круговой ориентацией, расположенные рыхло по отношению друг к другу. По периферии ядра находятся значительные скопления гетерохроматина, митохондриальный матрикс электронно-плотный. Исследование Saatci C. и соавт. (2016) и Piper J.D. и соавт. (2017) показали, что высокие дозы бензоата натрия вызывают повреждение ДНК не только ядер эпителиальных клеток печени крыс, но и митохондрий [1, 8]. По данным Abdul-Hamid M. и соавт. (2013), мутации в ДНК могут приводить к нарушениям синтеза белка и замедлению его транспорта из гЭПС [9]. Данные исследования могут объяснить изменения, выявленные на электронограммах экспериментальной группы крыс. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. У животных контрольной группы тироциты щитовидной железы на электронограммах имеют типичное строение. 2. После воздействия бензоата натрия при ультра-микроскопическом исследовании фолликулярные клетки имеют кубическую, реже плоскую форму, расширенную гЭПС с единичными скоплениями в полостях волокнистых структур, значительные скопления гетерохроматина под ядерной мембраной с неровными JOURNAL ОГ VOLGOGRAD STATE MEDICAL UNIVERSITY контурами последней, электронно-плотный митохондриальный матрикс, что может свидетельствовать о влиянии препарата как локально (через повреждение ДНК ядра и митохондрий), так и на системном уровне (через снижение уровня лептина и, как следствие, влияние на гипоталамо-гипофизарно-щитовидную ось).Об авторах
Виталий Николаевич Морозов
Белгородский государственный национальный исследовательский университеткандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры анатомии и гистологии человека Белгород, Россия
Елена Николаевна Морозова
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Email: morozova_en@bsu.edu.ru
кандидат медицинских наук, доцент кафедры анатомии и гистологии человека Белгород, Россия
Алексей Владимирович Тверской
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Email: tverskoy@bsu.edu.ru
кандидат медицинских наук, доцент, исполняющий обязанности заведующего кафедрой анатомии и гистологии человека Белгород, Россия
Светлана Владимировна Заболотная
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
Email: zabolotnaya@bsu.edu.ru
кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры анатомии и гистологии человека Белгород, Россия
Анастасия Владимировна Тверская
Белгородский государственный национальный исследовательский университеткандидат медицинских наук, доцент кафедры анатомии и гистологии человека Белгород, Россия
Список литературы
- Piper J.D., Piper P.W. Benzoate and Sorbate Salts: A Systematic Review of the Potential Hazards of These Invaluable Preservatives and the Expanding Spectrum of Clinical Uses for Sodium Benzoate // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2017. Vol. 16 (5). P. 868-880.
- Ramos C.F., Zamoner A. Thyroid hormone and leptin in the testis // Frontiersin Endocrinology. 2014. Vol. 5. P. 198.
- Khan I.S., Dar K.B., Gani S.A., Ali M.N. Toxicological impact of sodium benzoate on inflammatory cytokines, oxidative stress and biochemical markers in male Wistar rats // Drug ChemToxicol. 2020. P. 1 -10. doi: 10.1080/ 01480545.2020.1825472.
- Emon S.T., Orakdogen M., Uslu S., Somay H. Effects of the popular food additive sodium benzoate on neural tube development in the chicken embryo // Turk Neurosurg. 2015. Vol. 25 (2). P. 294-297.
- Pongsavee M. Effect of sodium benzoate preservative on micronucleus induction, chromosome break, and Ala40Thr superoxide dismutase gene mutation in lymphocytes // Biomed Res Int. 2015. P. 103512.
- Кубасов Р.В. Гормональные изменения в ответ на экстремальные факторы внешней среды // Вестник РАМН. 2014. № 9-10. С. 102-109.
- Ali Rajab N.M., Ukropina M., Cakic-Milosevic M. Histological and ultrastructural alterations of rat thyroid gland after short-term treatment with high doses of thyroid hormones // Saudi Journal of Biological Sciences. 2017. Vo l. 24 (6). P. 1117-1125.
- Effect of sodium benzoate on DNA breakage, micro-nucleus formation and mitotic index in peripheral blood of pregnant rats and their newborns / C. Saatcia, Y. Erdemb, R. Bayramova [et al.] // Biotechnology and biotechnological equipment. 2016. Vol. 30, no. 6. P. 1179-1183.
- Abdul-Hamid M., Salah M. Lycopene reduces delta-methrin effects induced thyroid toxicity and DNA damage in albino rats // The Journal of Basic and Applied Zoology. 2013. Vol. 66. P. 155-163.