Государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени
advertisement
Государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н.Бурденко» Министерства Здравоохранения Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем Российской академии наук На правах рукописи АТЯКШИН Дмитрий Андреевич МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНОВ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЖИВОТНЫХ ПОСЛЕ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА И НАЗЕМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭФФЕКТОВ НЕВЕСОМОСТИ Специальность: 14.03.08 – авиационная, космическая и морская медицина Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук Воронеж – 2014 1 Оглавление ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………..………… 5 ГЛАВА 1. Данные литературы о влиянии факторов космического полета на органы желудочно-кишечного тракта млекопитающих…….… 1.1. Морфофункциональное состояние желудка млекопитающих в условиях космического полета …........................................................................... 1.2. Адаптивные реакции в стенке кишечника животных и человека на условия невесомости …………………………………………………………..…. 1.3. Гистофизиологическая характеристика печени млекопитающих в условиях орбитального полета ………………………………....…..….………... 13 15 23 38 ГЛАВА 2. Материалы и методики……………………………………………… 60 ГЛАВА 3. Собственные результаты исследований……………………………68 3.1. Влияние 12-суточного космического полета на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы монгольских песчанок ..…..................................................................................... 1. Морфофункциональное состояние печени…………………………. 1.1. Обзорная микроскопия…………………………..………..…..… 1.2. Анализ ядерного аппарата гепатоцитов………………..…….… 1.3. Исследование содержания цитоплазматической РНК……..…. 1.4. Определение количества гликогена в печени ...........……..….. 1.5. Содержание липидов в печени……………………………......... 1.6. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани ………………………………………………. 1.7. Исследование аморфного компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани портальных триад …………….... 1.8 Популяция тучных клеток в интерстиции печени….................. 2. Морфофункциональное состояние тощей кишки………………….. 2.1. Обзорная микроскопия………………….…………………..…. 2.2. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани .…………………………….….… 2.3. Популяция тучных клеток тощей кишки................................... 2 68 68 68 74 82 86 92 94 109 110 114 114 127 139 3. Морфофункциональное состояние желудка……………………….. 159 3.1. Обзорная микроскопия………..………………………............... 159 3.2. Состояние волокнистой фазы внеклеточного матрикса соединительной ткани.................…….…………………….….……... 169 3.2. Влияние 30-суточного моделирования физиологических эффектов невесомости с помощью антиортостатического вывешивания на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы монгольских песчанок……………………….... 181 1. Морфофункциональное состояние печени…………….……….….. 181 1.1. Обзорная микроскопия………………………………….……… 181 1.2.Анализ ядерного аппарата гепатоцитов ……………………….. 183 1.3. Исследование содержания цитоплазматической РНК…….…. 187 1.4. Определение количества гликогена в печени ...................……. 188 1.5. Исследование волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани.........................…………………..….190 1.6. Исследование аморфного компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани портальных триад ………………...196 1.7. Популяция тучных клеток в интерстиции печени……………... 197 2. Морфофункциональное состояние тощей кишки…………..…..….. 199 2.1. Обзорная микроскопия……………….………………………... 199 2.2. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани тощей кишки……………………………….. 204 2.3. Исследование популяции тучных клеток тощей кишки………. 209 3. Морфофункциональное состояние желудка…………………..…..... 216 3.1. Обзорная микроскопия………………………………………....... 216 3.2. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани желудка…….………………………………. 219 3.3. Влияние 14-суточного моделирования физиологических эффектов невесомости с помощью антиортостатического вывешивания на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы крыс………………………………………………………….......… 225 1. Морфофункциональное состояние печени……………….………..... 225 1.1. Обзорная микроскопия…………………………………………… 225 1.2. Анализ ядерного аппарата гепатоцитов……………………....… 227 1.3. Исследование содержания цитоплазматической РНК….…..…. 229 1.4. Определение количества гликогена в печени ...................…..… 231 1.5. Исследование волокнистого компонента внеклеточного 3 матрикса соединительной ткани печени …………………………..... 233 1.6. Исследование аморфного компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани портальных триад……….……….. 241 1.7. Популяция тучных клеток в интерстиции печени …..……...… 241 2. Морфофункциональное состояние тощей кишки………….…...…... 248 2.1. Обзорная микроскопия………………..……………………...…. 244 2.2. Анализ состояния волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани………………………………….… 248 2.3. Популяция тучных клеток тощей кишки…………………….… 255 3. Морфофункциональное состояние желудка……………………….. 266 3.1. Обзорная микроскопия…………….…………………….…........ 266 3.2. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани желудка…………….………....... 269 ГЛАВА 4. Обсуждение полученных результатов. ……………………………. 275 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ…………………………….………… 321 ВЫВОДЫ…………………………………………………………………….……. 322 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………...… 324 4 ВВЕДЕНИЕ. Актуальность проблемы. Развитие космонавтики неизбежно связано с увеличением длительности полетов человека как в ближний, так и в дальний космос. Такие перспективы оставляют за невесомостью, среди прочих факторов полета, ведущие позиции по значимости для состояния здоровья космонавтов. Одной из важных систем организма, лимитирующих пребывание человека в экстремальных условиях, является система пищеварения (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981). Большой объем исследований по проблемам питания и пищеварения в орбитальных полетах обусловил формирование нового направления в космической биологии и медицине – космическую гастроэнтерологию, созданную трудами отечественных ученых (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981, 1997). Накопленный фактический материал показал, что орбитальные полеты могут приводить к таким изменениям в желудочно-кишечном тракте космонавтов, как развитие гиперсекреторного синдрома желудка, образование венозного застоя в сосудистом русле, увеличение размеров печени, изменение моторно-эвакуационной функции и активности поджелудочной железы, модификации пищеварительных процессов (Смирнов К.В. с соавт., 1976; Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981, 1997; Атьков О.Ю., Бедненко В.С., 1989; Афонин Б.В. с соавт., 2006; Афонин Б.В., Гончарова Н.П., Седова Е.А., 2006; Афонин Б.В. с соавт., 2007; Носков В.Б. с соавт., 2007; Афонин Б.В., Гончарова Н.П., Карамышев Ю.А., 2007; Афонин Б.В., Седова Е.А., 2009; Афонин с соавт., 2011; Соловьѐва А.А. с соавт., 2011; Афонин Б.В., Ермоленко А.Е., Иноземцев С.Л., 2012; Афонин Б.В., 2013; Smirnov K.V., Lizko N.N., 1987; Huntoon C.S.L., 1996; Harm D.L. et c., 2002). При этом космонавты во время полета отмечают снижение чувства жажды и аппетита, изменение вкусовых ощущений, скопление газов в желудке и кишечнике, ощущение расширения и перемещения желудка к диафрагме, запоры (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981, 1997; Huntoon C.S.L., 1996). Необходимость эффективного решения медико-биологических проблем длительных полетов человека в космос сделала актуальным проведение полетных экспериментов на животных, результаты которых позволили сформулировать 5 основополагающие механизмы развития адаптивных изменений в условиях невесомости (Яздовский В.И., 1966; Португалов В.В., 1978; Газенко О.Г. и др., 1978; Генин А.М., 1979; Капланский А.С., Савина Е.А, 1981; Григорьев А.И. и др., 1987; Газенко О.Г., Касьян И.И., 1990; Сюза К.А., Ильин Е.А., 1997; Коваленко Е.А., Архипов В.В., 1998; Моруков Б.В. и др., 2003; Капланский А.С., Алексеев Е.И., Логинов В.И., 2004; Дурнова Г.Н. и др., 2004; Ильина-Какуева Е.И., Капланский А.С., 2005; Фомина Г.А., Котовская А.Р., 2005; Оганов В.С., 2004, 2006; Таирбеков М.Г., 2006; Григорьев А.И. с соавт., 2008; Буравкова Л.Б., 2008; Ильин Е.А., 2008; Ильин Е.А. и др., 2009; Сюза К.А. и др., 2009; Оганов В.С., Богомолов В.В., 2009; Ильин Е.А., 2010; Баранов В.М., 2011; Краснов И.Б., 2013; Shenkman B.S. et c., 2003; Buravkova L.B. et c., 2004; Oganov V.S., 2006). Эти изменения возникают на разных уровнях организации живой материи, в том числе на субклеточном, клеточном, тканевом и организменном. Следует, однако, признать, что имеющиеся в литературе сведения о состоянии внутренних органов млекопитающих, в том числе пищеварительной системы, в условиях орбитального полета являются недостаточными, т.к. представляют собой описание уже сформированных изменений элементов эпителиальной, мышечной или нервной тканей и не учитывают состояние соединительной ткани органов (стромы). Для выполнения клеточных функций большое значение имеет межклеточное и межтканевое взаимодействие. Внеклеточный матрикс соединительной ткани состоит из коллагеновых, ретикулярных и эластических волокон, которые окружены интегративно-буферной метаболической средой (основной субстанцией), содержащей гликоконьюгаты (гликопротеины, протеогликаны), белки плазмы крови, воду, ионы, фибриллины, предшественники волокнистых белков и многие другие компоненты (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Среди клеточных элементов волокнистой соединительной ткани особыми регуляторными свойствами обладают тучные клетки (тканевые базофилы). Соединительная ткань вездесуща и создает необходимые условия для успешной работы дифференцированных клеток. Важнейшее значение соединительной ткани в органах связано с выполнением интегрирующей, трофической, биомеханической, морфогенетической, пластической, 6 защитной и других функций (Елисеев В.Г., 1961; Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009; Byers P.H., 2000; Bornstein P., Sage E.H., 2002; Hitchcock A.M. et c., 2008). Одним из пусковых факторов развития тканевых реакций в невесомости является изменение гемодинамических условий. Важное значение в регуляции интенсивности транспорта метаболитов от капилляров до функциональных элементов органа имеет состояние интегративно-буферной метаболической паренхимы среды во соединительной взаимосвязи со ткани. Вот почему исследование структурно-физиологическим состоянием внеклеточного матрикса соединительной ткани является одной из приоритетных задач космической биологии и медицины, имеющей важное значение при подготовке человека к длительным космическим полетам (Судаков К.В., 2000). Более того, следует предположить, что волокнистые компоненты внеклеточного матрикса, по сути выполняя функцию скелета внутренних органов, в условиях измененной гравитации должны подвергаться специфичным процессам адаптивного ремоделирования. Таким образом, изучение морфофункциональных перестроек органов пищеварительной соединительной системы ткани и с учетом состояния популяционных внеклеточного характеристик тучных матрикса клеток представляется актуальным направлением в космической гастроэнтерологии. Исследования в этом направлении могут быть полезными для разработки профилактических мероприятий по коррекции деятельности органов пищеварительного тракта космонавтов во время профессиональной деятельности на борту орбитальных станций и в послеполетном периоде. Цель исследования Изучение морфофункционального состояния органов пищеварительной системы животных после космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости. 7 Задачи исследования 1. Исследовать морфофункциональное состояние печени, тощей кишки и желудка монгольских песчанок Meriones unguiculatus на тканевом и клеточном уровнях после 12-суточного космического полета. 2. Исследовать морфофункциональное состояние печени, тощей кишки и желудка монгольских песчанок Meriones unguiculatus и крыс линии Wistar после наземного моделирования физиологических эффектов невесомости с помощью антиортостатического вывешивания. 3. Определить значение внеклеточного матрикса соединительной ткани в развитии морфофункциональных изменений органов пищеварительной системы животных после 12-суточного космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости. 4. Определить участие тучных клеток в адаптивных реакциях органов пищеварительной системы животных после 12-суточного космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости. 5. Провести сравнительный анализ эффектов 12-суточного космического полета и наземного моделирования невесомости на морфофункциональное состояние органов пищеварительного тракта животных. 6. Изучить состояние эластических волокон артерий и вен органов пищеварительной системы после космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости. Новизна исследования 1. Впервые установлено значение внутриорганной соединительной ткани (стромы) как гравитационно-зависимой структуры пищеварительного тракта животных. 2. Впервые исследованы качественные и количественные характеристики популяции тучных клеток органов пищеварительной системы животных после космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости. 8 3. Впервые показана зависимость адаптивных возможностей паренхимы печени монгольских песчанок после влияния факторов космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости в зависимости от внутридольковой топографии гепатоцитов. 4. Впервые получены данные о сходстве и различии эффектов влияния космического полета и антиортостатического вывешивания животных на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы. 5. Впервые использован комплексный подход в изучении морфофункционального состояния желудочно-кишечного тракта животных после космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости. 6. Впервые изучено состояние эластических волокон артерий и вен органов пищеварительной системы животных после космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости. Основные положения, выносимые на защиту Соединительная гравитационно-зависимой ткань пищеварительного системой, участвующей тракта в является формировании морфофункционального статуса печени, желудка и тощей кишки в условиях космического полета и наемного моделирования эффектов невесомости. Морфофункциональные изменения в печени, тонкой кишке и желудке после 12-суточного космического полета обусловлены как прямыми эффектами невесомости на структуры органов пищеварительного тракта, так и опосредованными в связи с измененными гемодинамическими условиями. После космического полета выявлено снижение регуляторного влияния тучных клеток органов пищеварительной системы животных на состояние внеклеточного матрикса соединительной ткани, эпителия и гладкой мускулатуры. Факторы космического полета, прежде всего невесомость, по сравнению с антиортостатическим вывешиванием животных в наземных условиях оказывают однонаправленное влияние на морфофункциональное состояние печени и слизистой оболочки желудка и разнонаправленное в отношении других оболочек полых органов пищеварительной системы, а также соединительной ткани слизистой оболочки тощей кишки. 9 Публикации По теме диссертации опубликовано 24 научные работы, из них 12 – в журналах, включенных в перечень ВАК РФ и рекомендуемых для публикации материалов диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук. Теоретическая и практическая значимость Исследования выявили влияние внеклеточного матрикса соединительной ткани на развитие морфофункциональных изменений органов пищеварительного тракта животных после космического полета и наземного моделирования физиологических эффектов невесомости. Полученные результаты позволяют считать внеклеточный матрикс соединительной ткани гравитационно-зависимой структурой органов желудочно-кишечного тракта, активно участвующей в морфофункциональных перестройках в условиях орбитального полета. Факторы космического полета, динамическое в том числе структурирование невесомость, оказывают влияние на волокнистых компонентов межклеточного матрикса соединительной ткани, что приводит к процессам адаптивного ремоделирования интерстиция в органах пищеварительной системы. Выявленные после 12-суточного космического полета изменения в желудочно-кишечном тракте могут рассматриваться как преходящие, обусловленные состоянием регионарной гемодинамики и биомеханической функцией соединительной ткани в условиях невесомости. Возможно, что во время космического полета в связи с изменением физико-химических параметров аморфного вещества внеклеточного матрикса снижается эффективность фибриллогенеза и формируется нарушение процессов восстановления межклеточного вещества соединительной ткани. Обнаруженное в работе истончение мышечной оболочки желудка и тонкой кишки животных после космического полета свидетельствует о том, что в условиях невесомости формируются морфологические предпосылки к ослаблению перистальтической функции полых органов пищеварительного тракта. Выявленное у полетных животных существенное сокращение популяции тучных клеток имеет важное 10 значение в реализации влияния невесомости на состояние органов пищеварительной системы. Полученные данные об однонаправленном влиянии условий космического полета и антиортостатического вывешивания животных на морфофункциональное состояние печени, а также слизистой оболочки желудка могут быть использованы при изучении эффектов невесомости в наземных модельных экспериментах на соответствующие структуры пищеварительного тракта. Результаты выполненных исследований могут быть востребованы при разработке профилактических мероприятий неблагоприятного влияния факторов космического полета на пищеварительную систему человека. Объем исследований Исследования в рамках программы научного проекта КА «Фотон-М» №3 (14 - 26 сентября 2007 г) были проведены после окончания 12-суточного космического полета на монгольских песчанках Meriones unguiculatus (самцах), которые обладают рядом преимуществ по сравнению с другими млекопитающими при проведении экспериментов в космической биологии (Ильин Е.А. и др., 2009; Солдатов П.Э. и др., 2009). В первую группу для исследований вошли 12 животных, находившихся в течение 12-суток в условиях невесомости. Вторая группа для синхронного наземного эксперимента была представлена 11-ю монгольскими песчанками, которые содержались 12 суток в макете полетной аппаратуры «Контур-Л» для моделирования некоторых условий космического эксперимента. Третью группу составили 12 виварийных животных (табл. 1). Декапитацию животных, вернувшихся из космического полета, проводили через 21 ч. после приземления спускаемого космического аппарата. Наземный эксперимент на монгольских песчанках по моделированию физиологических эффектов невесомости с помощью антиортостатического вывешивания был проведен в рамках подготовки к орбитальному полету биологического спутника «Бион-М» №1. При этом 8 животных находились в течение 30-суток в условиях 11 антиортостатического вывешивания, 8 животных составили виварийную группу (табл.1.). Исследование влияния 14-суточного антиортостатического вывешивания на желудочно-кишечный тракт крыс-самцов линии Wistar было проведено в рамках межинститутского низкочастотного эксперимента импульсного «Изучение магнитного эффективности поля как средства применения коррекции неблагоприятных изменений в организме при моделировании физиологических эффектов невесомости». Группу вывешивания составили 7 животных и такое же количество животных представляли группу виварийного контроля (табл.1). Таблица 1 Экспериментальные группы животных Эксперимент, вид животных Группы животных Кол-во животных 1. Эксперимент в рамках научной программы орбитального полета КА «Фотон-М» №3. Животные монгольские песчанки Meriones unguiculatus (самцы). 1.Группа космического полета, находившаяся в течение 12 суток в условиях невесомости. 12 2.Группа синхронного эксперимента по моделированию эффектов 12суточного орбитального полета на КА «Фотон-М» №3 в макете научной аппаратуры «Контур-Л». 11 3.Группа виварийного контроля. 12 1.Группа эксперимента по моделированию эффектов 30суточной невесомости с помощью антиортостатического вывешивания. 8 2.Группа виварийного контроля. 8 1. Группа эксперимента по моделированию эффектов 14суточной невесомости с помощью антиортостатического вывешивания. 7 2. Группа виварийного контроля. 7 2. Эксперимент в рамках программы подготовки к полету биологического спутника «Бион-М» №1. Животные монгольские песчанки Meriones unguiculatus (самцы). 3. Эксперимент в рамках программы «Изучение эффективности применения низкочастотного импульсного магнитного поля как средства коррекции неблагоприятных изменений в организме при моделировании физиологических эффектов невесомости». Животные - крысы линии Wistar (самцы). Всего экспериментальных животных 12 65 Объектами исследований являлись печень, желудок и тощая кишка. Всего в настоящей работе проанализировано 1725 гистологических микропрепаратов органов пищеварительной системы. Из них 685 были приготовлены из биоматериала печени, 650 – тощей кишки и 390 – желудка (табл. 2). Таблица 2 Количество исследованных микропрепаратов органов желудочно-кишечного тракта монгольских песчанок Meriones unguiculatus (n=35) в рамках научного проекта «Фотон-М3» и в экспериментах с антиортостатическим вывешиванием монгольских песчанок Meriones unguiculatus (n=16) и крыс линии Wistar (n=14) Кол-во микропре паратов Печень Обзорная микроскопия, Окрашивание гематоксилином 685 гликоген, рибонуклеиновые Карацци – эозином, ШИК-реакция с кислоты, липиды, димедоном, окрашивание азуром В, коллагеновые волокна, масляным красным О по Лилли, ретикулярные волокна, окрашивание по методу ван Гизон, эластические волокна, импрегнация по методу Фута, нейтральные гликопротеиды, окрашивание по методу Харта, гиалуроновая кислота, ШИК-реакция, окрашивание тканевые базофилы. ферригидроксидзолем (рН=2,0), альциановым синим крезилвиолетом Тощая Обзорная микроскопия, Окрашивание гематоксилином 650 кишка коллагеновые волокна, Карацци – эозином, окрашивание по ретикулярные волокна, методу ван Гизон, импрегнация по эластические волокна, методу Фута, окрашивание по методу нейтральные гликопротеиды, Харта, ШИК-реакция, окрашивание кислые гликозаминогликаны, альциановым синим (рН=2,0), тканевые базофилы. метахроматическое окрашивание толуидиновым синим в градиенте рН (3.0, 4.4 и 5.6), окрашивание альциановым синим крезилвиолетом Желудок Обзорная микроскопия, Окрашивание гематоксилином 390 коллагеновые волокна, Карацци – эозином, окрашивание по ретикулярные волокна, методу ван Гизон, импрегнация по эластические волокна, методу Фута, окрашивание по методу нейтральные гликопротеиды, Харта, ШИК-реакция, окрашивание кислые гликозаминогликаны. альциановым синим (рН=2,0). Итого 1725 Орган Выявляемый субстрат Методики 13 ГЛАВА 1. ДАННЫЕ ЛИТЕРАТУРЫ О ВЛИЯНИИ ФАКТОРОВ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА НА ОРГАНЫ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА МЛЕКОПИТАЮЩИХ Во время проведения первых космических полетов в центре внимания медико-биологических исследований были органы и системы млекопитающих, имеющие первостепенное значение в обеспечении жизнеспособности организма. Практически во всех работах, посвященных изучению влияния факторов космического полета на животных и человека, главный акцент ставился на изучение сердечно-сосудистой и дыхательной систем (Яздовский В.И., 1966). В дальнейшем большее внимание стало уделяться изучению опорно-двигательного аппарата в связи продолжительности с прогрессированием орбитальных полетов. изменений при увеличении Совершенствовалась система профилактических мероприятий. При этом вопросам пищеварения придавалось гораздо меньшее значение, поскольку эта проблема не являлась лимитирующим звеном при осуществлении космических полетов. Однако в связи с постоянным увеличением продолжительности и объема профессиональной деятельности экипажей российских орбитальных станций, эстафету которых сегодня продолжает МКС, состояние пищеварительной системы и проблемы питания становятся все более важными, актуализируя значение органов желудочно-кишечного тракта для обеспечения нормальной жизнедеятельности в условиях невесомости. Следует заметить, лабильной системой что желудочно-кишечный тракт является весьма организма, быстро и динамично реагирующей морфофункциональными перестройками на воздействия различных факторов внешней и внутренней среды (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997). Сегодня получено большое количество данных о реакциях органов желудочно-кишечного тракта на воздействие разнообразных экстремальных факторов, адекватность реализации которых во многом зависит от нервных и гуморальных механизмов. Однако нельзя исключить, что факторы орбитального полета могут обладать и прямым влиянием, оказывая непосредственное воздействие на определенные структуры пищеварительной системы. 14 Первые данные относительно эффектов факторов космического полета на пищеварительную систему были систематизированы в обзоре, подготовленном Pfeiffer С. в 1965 году. Смирновым К.В. и Уголевым А.М. на основе обширных экспериментальных сведений, накопленных в области гастроэнтерологии при реализации программы научных исследований в космических полетах и наземных экспериментах, гастроэнтерология», были опубликованы «Пищеварение и монографии гипокинезия», «Космическая подготовлен соответствующий материал в совместном российско-американском издании «Космическая биология и медицина» (1981, 1990, 1997). В результате было сформировано новое направление в биологии и медицине – космическая гастроэнтерология. Исследование закономерностей деятельности пищеварительного тракта в условиях влияния факторов космического полета позволяют более глубоко понимать уровень адаптационных процессов на организменном уровне для разработки новых путей повышения устойчивости человека к эффектам невесомости, включая профилактические мероприятия не только на борту орбитальных станций, но и в послеполетном периоде. Особое положение в силу выполняемых функций в пищеварительной системе занимают желудок и кишечник, представляя собой главную арену пищеварения поступающих в организм пероральным путем субстратов для осуществления пластического и энергетического обменов. Значение печени для организма выходит далеко за пределы физиологии пищеварения. Все это послужило основой выбора желудка, тонкой кишки и печени в качестве объектов для аналитического обзора действия на них факторов космического полета и для исследований в собственных экспериментах. Использование в нашей работе органов с различным типом структурно-функциональной организации позволяет оценить участие соединительной ткани в адаптации к условиям космического полета как паренхиматозных, так и полых органов пищеварительной системы. 15 1.1. Структурно-функциональное состояние желудка млекопитающих в условиях космического полета. 1.1.1. Результаты проведенных исследований на человеке. Исследование состояния пищеварительной системы у космонавтов выявило изменения, возникновение которых прежде всего связано с влиянием невесомости. С увеличением длительности пребывания космонавтов в орбитальном полете происходило изменение секреторной активности желудка, отмеченное в ряде исследований (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981, 1997, Афонин Б.В., 2001, Афонин Б.В., 2013). В ходе экспериментов на борту орбитальных станций «Салют» и «Мир» было установлено, что в течение 2 месяцев полета кислотность желудочного сока не претерпевала существенных изменений. К 120-м суткам полета происходило незначительное снижение кислотности желудочного содержимого, что соответствовало нормальным значениям. Однако к 165-суткам пребывания в условиях невесомости кислотность желудочного сока возрастала с формированием гиперацидного функционального состояния, обнаруживаемого на 224-е сутки полета во время 237-суточной космической миссии (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997). После кратковременных полетов наблюдалось усиление эвакуаторной функции желудка, причем процесс эвакуации преобладал над перемешивающей способностью желудка. После 2-суточного полета у членов экипажа «Союз-12» было обнаружено уменьшение средней величины амплитуды сокращений желудка. После 7-суточного полета у членов экипажа корабля "Союз-13" на 4-е сутки наблюдали аналогичные изменения. Средняя величина частоты перистальтических волн желудка была равна предполетной, но появлялась неустойчивость ритма (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997) . Исследование моторной функции желудка после 18-суточного полета у членов экипажа космического корабля "Союз-9" обнаружило аритмию, увеличение амплитуды сокращений стенок органа вместе с урежением их частоты. Однако в последующем были отмечены диаметрально противоположные изменения, которые заключались в уменьшении амплитуды и увеличении числа сокращений. После 175-суточного полета наблюдалось угнетение двигательной функции желудка (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997). У экипажей четвертой и пятой 16 экспедиций на орбитальную станцию "Мир" замедление эвакуации пищи из желудка было отмечено на 189-е сутки пребывания в невесомости. Анализ динамики изменений функционального состояния желудочнокишечного тракта в длительных (до 1 года) космических полетах позволил установить, что наиболее лабильным звеном пищеварительной системы в космических полетах является гастропанкреатический комплекс (Афонин Б.В. с соавт., 2011). Угнетение эвакуации пищи из желудка на фоне развития гиперсекреторного синдрома может приводить к развитию последовательных изменений гепатопанкреатического комплекса, в том числе предрасполагающих к развитию возможного нозологического процесса (Афонин Б.В. с соавт., 2012). Пребывание в условиях длительного космического полета либо при моделировании некоторых физиологических эффектов невесомости в наземных условиях приводило к возникновению специфического состояния желудочнокишечного тракта, характеризующегося гиперсекреторным синдромом желудка, изменением моторно-эвакуаторной функции, развитием венозного застоя в органах брюшной полости и др. (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997; Афонин Б.В., Воробьев В.Е., 1998; Афонин Б.В. с соавт., 2003, 2006, Афонин Б.В., 2011). Гончарова Н.П. с соавт., изучая признаки и механизмы адаптационных изменений желудка в невесомости, выявили при помощи УЗИ органов брюшной полости определенную взаимосвязь гиперсекреторной трансформации слизистой оболочки желудка и состояния регионарной гемодинамики спланхнического бассейна (Гончарова Н.П. с соавт., 2003; Афонин Б.В., 2011). При этом авторы обнаружили у космонавтов в условиях космического полета расширение венозных сосудов, увеличение размеров паренхиматозных органов, снижение их эхогенности, а также утолщение стенок полых органов, в том числе желудка, обусловленное венозным полнокровием. По мнению авторов, оно способно приводить к гиперсекреторному синдрому желудка, являясь дренажной системой для компенсаторного сброса избыточной жидкости в виде «тощакового» желудочного сока. Формирующийся венозный застой в спланхническом бассейне способен вызывать депонирование жидкости в желудке, вызывая повышенную 17 секрецию желудочного сока, неадекватную продукцию слизи, повышение тонуса пилорического сфинктера и замедление эвакуаторной активности желудка. При анализе функции желудка космонавтов, находившихся от 4 до 14 месяцев на борту ОС «Мир», было показано усиление желудочной секреции, которое определялось и в аналогичных исследованиях по моделированию влияния невесомости (Афонин Б.В., 2001). Исследование в крови космонавтов уровня гастрина выявило увеличение его концентрации после длительной невесомости (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997). Поскольку гастрин является специфическим регулятором желудочной секреции, возможно, именно он представляет собой одну из возможных причин возникновения гиперсекреторного состояния желудка в условиях орбитального полета. После проведения исследования экскреторной и инкреторной активности желудка и поджелудочной железы у космонавтов в период реадаптации после орбитальных полетов различной продолжительности на МКС было показано, что в условиях невесомости возникает повышенная секреторная активность органов гастродуоденальной зоны (Гончарова Н.П., Афонин Б.В., Седова Е.А., 2006). Мероприятия по профилактике попадания в организм космонавтов Helicobacter pylori предотвращали участие данного микроорганизма в повышении секреторной активности желудка. Исследование экипажей различных экспедиций на МКС не выявило зависимости между повышением секреторной активности органов гастродуоденального комплекса и продолжительностью орбитального полета (Афонин Б.В. с соавт., 2011). В связи с этим Афонин Б.В. с соавт. ставят под сомнение гипокинетический механизм, определяющийся длительностью пребывания в невесомости. После завершения космического полета на фоне снижения гастрина в крови наблюдалась активация секреции инсулина. рассматривается в Повышение качестве инсулярной гормонального активности звена в организме реализации механизма повышения экскреторной активности желудка и поджелудочной железы в космическом полете. Сходные функциональные изменения в органах гастродуоденальной зоны были воспроизведены в наземных экспериментах, моделирующих аналогичную для невесомости гемодинамическую перестройку в венозной системе брюшной полости. Эти исследования показали, что основной 18 механизм выявленных изменений функционального состояния пищеварительной системы в космическом полете может быть связан с характерной для невесомости перестройкой венозной гемодинамики брюшной полости, приводящей к повышению экскреторной и инкреторной активности желудка и поджелудочной железы (Гончарова Н.П. и др., 1998; Афонин Б.В., Гончарова Н.П., 2009; Афонин Б.В., 2011). 1.1.2. Результаты исследований на животных. Впервые обстоятельное изучение влияния факторов космического полета на слизистую оболочку желудка млекопитающих было проведено на крысах после 22суточного полета на борту биологического спутника «Бион» №1 в 1973 году. Гистохимическое исследование структур слизистой оболочки желудка крыс полетной группы выявило снижение в покровном эпителии и мукоцитах шеек желез содержания ШИК-положительных и альцианофильных веществ, сульфатированных полисахаридов, нейтральных гликопротеинов. Аналогичной динамикой характеризовалось и содержание сиалосахаридов, в том числе в поверхностном эпителии верхней трети желудочных ямок. Более того, в фундальных железах наблюдалось полное исчезновение секрета из мукоцитов (Шубич М.Г. с соавт., 1977). Очевидно, что ослабление муцинпродуцирующей способности эпителиальных клеток желудка приводило к снижению протективных свойств защитного слизистого барьера по отношению к агрессивным компонентам желудочного сока. Морфометрическое исследование показало, что доля объема, занимаемого ШИК-положительными веществами в эпителии желудочных ямок после полета, составляла менее половины показателей контрольных животных (Шубич М.Г. с соавт., 1977). Гистохимические изменения в эпителиальной выстилке желудка и в других муцинпродуцирующих клетках слизистой оболочки позволили исследователям сделать предположение о развитии стрессорной реакции. Изучение слизистой оболочки желудка было продолжено в полете биоспутника «Бион» №2 (1974 г.), главной целью которого было исследование биологических эффектов комбинированного действия факторов космического полета и ионизирующего облучения. После завершения полета и наземного 19 контрольного эксперимента у крыс, подвергнувшихся воздействию невесомости и ионизирующего излучения в дозах, приводящих к развитию лучевой патологии, обнаруживалось полнокровие капилляров и отек слизистой оболочки желудка (Шубич М.Г. с соавт., 1978). Развивались дистрофические изменения клеточных элементов слизистой оболочки вплоть до некротических процессов в покровном эпителии и железах, достигающих у одного животного поверхностных слоев соединительной ткани собственной пластинки. Это сочеталось с резким снижением ШИК-положительного секрета в эпителиальных структурах слизистой вместе с содержанием альцианофильных сульфомуцинов (рН 1,0). Через 26 суток после приземления и окончания наземного контрольного эксперимента, судя по гистохимической картине распределения муцинов, завершенности восстановительных процессов в слизистой оболочке не происходило. Поскольку у животных полетной и контрольной групп изменения были практически идентичными, авторы сделали вывод о том, что лучевое поражение организма в невесомости не отличается от эффектов воздействия ионизирующей радиации в наземных условиях (Шубич М.Г. с соавт., 1978). Продолжая исследования возможного стрессогенного влияния факторов космического полета, начатые в экспериментах на биоспутниках «Бион» №1 и №2, Браун П.А. и Верникос-Даннелис Д.Ж. (1979) в 18,5-суточном эксперименте на биоспутнике «Бион» №3 выявляли эрозивно-язвенные повреждения слизистой оболочки желудка. Результаты макроскопического анализа и микроскопического исследования не выявили язвенных изменений и выраженных эрозий слизистой оболочки желудка. В то же время значительно снижалось содержание нейтральных мукополисахаридов в мукоцитах шейки желез дна желудка у крыс полетной группы (Португалов В.В., 1977, 1978, Логинов А.С. с соавт., 1978, 1979, 1980). Скопление муцинов в просвете желудочных ямок и на поверхности слизистой оболочки свидетельствовало об их интенсивном выведении, что приводило к снижению содержания мукополисахаридов в железистых клетках фундального отдела желудка. Сходные, хотя и менее выраженные изменения у животных группы синхронного контроля свидетельствовали о том, что стресс-реакция вызвана не только факторами космического полета, но и изоляцией, снижением 20 двигательной активности, режимом питания и пр. Все наблюдаемые гистологические картины содержали в себе морфологические признаки стрессреакции. В то же время по отношению к интенсивности синтеза ДНК отсутствовали существенные различия между животными полетной группы и группы синхронного контроля (Логинов А.С. с соавт., 1979). Через 26 суток после полета, а также завершения синхронного эксперимента, распределение мукополисахаридов в слизистой оболочке не отличалось от показателей виварийной группы животных, что свидетельствовало об обратимости изменений синтеза и секреции нейтральных мукополисахаридов (Логинов А.С. с соавт., 1979.). В исследованиях ряда зарубежных специалистов, выполненных на советских биоспутниках после 5, 7, 13, 14 и 18,5-суточных космических полетов, изучалось содержание гликопротеидов в слизистой оболочке желудка (Groza P., Bordeianu A., Boka A., 1983; Groza Р. et c., 1979, 1980, 1981,1985, 1989; 1991). Авторами было сделано заключение, что общая тенденция к снижению уровня нейтральных и кислых гликопротеидов в структурах слизистой оболочки желудка зависит от продолжительности космического полета. Следует отметить, что даже после 5суточного полета биоспутника «Космос-1514», в котором биологическими объектами для исследования были крысы в состоянии беременности, выявлялось уменьшение содержания гликопротеинов в слизистой оболочке желудка вместе с усилением секреции желудочного сока, прежде всего соляной кислоты (P.Groza, I.Lazar, E.Dragomirescu et c., 1985). Аналогичные изменения в слизистой оболочке желудка авторы обнаружили и при исследовании крыс в условиях 7-суточной гипокинезии. Для получения данных об эффектах космического полета на субклеточном уровне было проведено электронно-микроскопическое исследование слизистой оболочки желудка крыс, возвратившихся из 18,5-суточного полета биоспутника «Бион» №3. Тубуловезикулы у животных полетной группы заполняли большую площадь цитоплазмы, что сочеталось с возрастанием активности некоторых окислительных ферментов, участвующих в продукции соляной кислоты. При изучении внутриклеточных секреторных канальцев было показано, что они 21 характеризовались существенным расширением просвета, в котором располагались удлиненные микроворсинки (Логинов А.С. и др., 1979). Для более детальной интерпретации активизации секреторного процесса в обкладочных клетках фундальных желез слизистой оболочки желудка была изучена активность ряда ферментов митохондрий: сукцинатдегидрогеназы, цитохромоксидазы, НАДН-цитохром с-редуктазы и НС03-, Мg2+-АТФазы, Na+-, К+АТФазы и др. Полученные результаты свидетельствовали о возрастании активности дыхательных ферментов париетальных клеток, что также было подтверждением активизации синтеза соляной кислоты в условиях космического полета. В обкладочных клетках фундальных желез желудка было обнаружено увеличение численности митохондрий, в которых возрастала площадь крист вместе с плотностью матрикса. При сопоставлении результатов морфометрического и биохимического анализов было сделано предположение, что механизм активизации дыхательной активности митохондрий происходит за счет увеличения поверхности внутренних мембран (Логинов А.С. и др., 1979). На основании полученных данных был сделан вывод о том, что в условиях космического полета развивается гиперсекреторный синдром желудка (Смирнов К.В., 1981). Изучение механизма формирования желудочной гиперсекреции было продолжено Смирновым К.В. в 9-суточном эксперименте с крысами на борту космической лаборатории SLS-1 (Smirnov K.V. et al., 1995). В полетной группе крыс существенно возрастал пептический потенциал, превышая аналогичные значения у крыс виварийной группы и синхронного эксперимента. Гиперсекреторный синдром желудка формировался повышением активности главных клеток фундальных желез желудка, продуцирующих пепсиноген. В то же время интенсифицировалось образование соляной кислоты, что у полетных животных коррелировало с повышением уровня гастрина – главного физиологического активатора железистых эпителиальных клеток желудка. Эти изменения, видимо, создавали предпосылки для увеличения агрессивного воздействия желудочного сока на слизистую оболочку желудка, формируя возможность образования эрозивных изменений. В рамках биологической программы космической миссии STS-54 было обнаружено 15% снижение синтеза ДНК в эпителии желудка полетных крыс по 22 сравнению с аналогичными данными животных контрольных групп. Авторы полагают, что помимо невесомости на этот результат могли оказать влияние многие факторы, в том числе гормональные воздействия (Kelley W.A. et c., 1993). О высокой чувствительности слизистой оболочки желудка к факторам космического полета свидетельствует и тот факт, что при моделировании микрогравитации с помощью 48-часового клиностатирования крыс было показано возрастание в эпителии желудка уровня экспрессии белка теплового шока HSP-90 (Peana A.T. et c., 2008). *** Таким образом, результаты морфологических, функциональных и биохимических исследований желудка на животных и человеке после космических полетов являются проявлением аналогичных процессов, происходящих в этом органе в условиях невесомости. Гиперсекреторный синдром желудка, различные проявления которого выявляются в условиях невесомости, без сомнений, представляет собой фактор риска для здоровья космонавтов в силу снижения защитных свойств слизистой оболочки и нивелирования состоятельности гастроинтестинального барьера. Имеющиеся в настоящее время данные о состоянии слизистой оболочки желудка животных (крыс) были получены преимущественно в рамках реализации научной программы «Бион» (1973-1997) и свидетельствуют о разнообразных реакциях по выполнению специфических функций в условиях невесомости. В то же время, для объективного анализа функционального состояния желудка в условиях космического полета, необходимы исследования его структурных компонентов в тесной связи друг с другом. Несмотря на то, что данная задача является достаточно сложной, ее решение позволит получить корректный ответ о реактивных изменениях структур желудка, их функциональной достаточности и поможет спрогнозировать отдаленные последствия в послеполетный период. Вот почему для объективной оценки влияния невесомости на желудок необходимо получение интегральных значений, позволяющих перевести исследования из области анализа реакции отдельных тканевых компонентов, например, только эпителиального или мышечного, на уровень 23 системных представлений, в тесной взаимосвязи с соединительной тканью. Реализация такого подхода в планировании и выполнении экспериментов позволит более точно спрогнозировать потенциальные возможности желудка в особых для человека условиях жизнедеятельности при осуществлении космических полетов. Это представляется важным не только с точки зрения приоритета подобных исследований в космической биомедицине, но и в связи с перспективой использования полученных результатов при разработке средств профилактики неблагоприятных изменений в организме в условиях орбитального полета и методов медицинской реабилитации в послеполетный период. 2.2. Адаптивные реакции в стенке кишечника животных и человека на условия невесомости. 2.2.1. Результаты исследований на человеке. В полетах некоторые космонавты отмечали умеренное скопление газов в желудочно-кишечном тракте и развитие запоров (Смирнов К.В., Уголев А.М, 1981, 1997). Изучение ферментных систем желудочно-кишечного тракта космонавтов при кратковременных полетах, продолжавшихся до 7-8 суток, выявило влияние невесомости преимущественно на начальный и заключительный этапы гидролиза белков. Об этом свидетельствовала тенденция к повышению уровня желудочного пепсиногена в крови и активности дипептидаз. Иногда выявлялись случаи активации главных желез желудка, продуцирующих пепсиноген, а также повышение активности дипептидаз. Некоторое усиление полостного и мембранного гидролиза белков в большей степени связано с развитием неспецифических стрессорных реакций в организме, как правило, при кратковременном действии факторов космического полета. С увеличением продолжительности космических полетов ведущими изменениями в кишечнике становились панкреатические гиперферментемии. Выраженность этих изменений колебалась в зависимости от длительности полетов, от условий обитания на космических кораблях и орбитальных станциях, от качества выполнения космонавтами профилактических направленных на оптимизацию мышечной деятельности. 24 мероприятий, В экспериментах, моделирующих эффекты невесомости в организме человека, наиболее ярким показателем замедления моторной активности желудочно-кишечного тракта являлась задержка стула. Достаточно подробное исследование эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта было проведено в экспериментах с моделированием эффектов невесомости в условиях сухой иммерсии (Соловьѐва А.А. с соавт., 2011). Исследователи определяли эвакуацию желудком жидкой пищи и времени ороцекального транзита химуса после 4-х суточного пребывания обследуемых в сухой иммерсии. Результаты не выявили изменений эвакуаторной активности желудка, однако транзит химуса по тонкому кишечнику и его переход из подвздошной кишки в слепую кишку ускорялся. В то же время, в толстом кишечнике обнаруживалось замедление пассажа химуса. 2.2.2. Результаты исследований на животных. Первые данные относительно морфологического состояния кишечника млекопитающих в условиях космического полета были получены Петрухиным В.Г. (1962) при исследовании 68 черных линейных мышей (С57 black), белых беспородных крыс и 4 морских свинок, вернувшихся из полетов на II, IV и V кораблях-спутниках Земли. Несмотря на то, что продолжительность орбитальных полетов составила соответственно 24, 1,5 и 1,5 часа, были выявлены многочисленные картины нарушения гемодинамики и тканевой гипоксии (полнокровие, периваскулярные отеки и небольшие кровоизлияния). В связи с тем, что эти изменения нивелировались к 3-5-м суткам после приземления, можно предположить, что в их формировании помимо невесомости большое значение принимали факторы взлета и приземления. Кроме того, отсутствовала группа млекопитающих, на которых проводилось имитирование влияния факторов космического полета в наземных условиях. В этой связи в проведенном исследовании объективные выводы относительно влияния невесомости на пищеварительную систему сделать достаточно сложно. Большая серия работ по исследованию кишечника в условиях орбитального полета была выполнена при реализации в нашей стране научной программы «Бион». Гистохимическое исследование структур тонкой и толстой кишок крыс проводилось уже на биоспутнике «Бион» №1, орбитальный полет которого 25 продолжался 21,5 суток. При этом, во время светооптического исследования слизистой оболочки кишечника крыс, вернувшихся из космического полета, не было отмечено каких-либо морфологических изменений (Португалов В.В. с соавт., 1977). Лишь у некоторых животных полетной группы и модельного (синхронного) эксперимента на 2-е сутки после окончания эксперимента отмечалось отсутствие на отдельных участках слизистой оболочки кишечника покровных эпителиальных клеток. Авторы не связывают полученные данные с действием факторов космического полета, объясняя эти особенности проявлением физиологической регенерации покровного эпителия (Шубич М.Г. с соавт., 1977). В двенадцатиперстной кишке некоторых животных после окончания модельного эксперимента обнаруживался небольшой отек стромы отдельных ворсинок, а также изменения содержания лимфоцитов в собственной пластинке слизистой оболочки. В бокаловидных клетках толстого кишечника полетных крыс отмечалось возрастание содержания сиало- и сульфосахаридов, которое было наиболее выражено в верхней части крипт. Возможно, это связано с нарушением моторной функции толстой кишки, приводящей, в частности, к развитию запоров у некоторых членов космических экипажей при длительных полетах (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981, 1997). Однако у ряда животных, вернувшихся из космического полета, отмечалось снижение содержания нейтрального углеводного компонента в бокаловидных клетках толстой кишки. В частности, такие данные были получены в эксперименте Rabot S. с соавт. (2000), которые изучали строение толстой кишки крыс Sprague-Dawley после 14-суточного полета на космической лаборатории SLS2. Следует заметить, что именно во время этой миссии впервые в истории космической биологии биоматериалы от экспериментальных животных для дальнейшего изучения и анализа были взяты непосредственно в невесомости. Полученные результаты свидетельствовали о снижении количества нейтральных муцинов в бокаловидных клетках толстой кишки. Большой цикл работ по гистохимическому исследованию желудочнокишечного тракта был проведен румынскими учеными, которые также отмечали снижение представительства кислых и нейтральных гликопротеинов на протяжении тонкой и толстой кишок у животных, вернувшихся из космического 26 полета (Бока А., Гроза П., 1991; Groza P. et c., 1979, 1980, 1981, 1983, 1985, 1986, 1987, 1989). Более того, участие ученых Румынии в программе «Бион» на протяжении длительного времени позволило получить сведения о содержании муцинов в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта в полетах от 5 до 18,5 суток. Один из выводов проведенных исследований заключался в выявлении зависимости уровня содержания гликопротеинов в структурах слизистой оболочки кишки от продолжительности космического полета. При изучении модифицирующего влияния невесомости на лучевое воздействие в полете биоспутника «Бион» №2 было обнаружено полнокровие сосудов с отеком стромы ворсинок и подслизистой оболочки двенадцатиперстной и тощей кишок крыс как полетного, так и наземного эксперимента (Шубич М.Г. с соавт., 1978). Наблюдалось изменение рельефа слизистой оболочки прежде всего связанного с формой ворсинок, которые истончались и приобретали выраженную извитость. Выявлялись признаки десквамации покровного эпителия вместе с признаками дистрофических, некробиотических и некротических изменений в области ворсин. Количество бокаловидных клеток снижалось вместе с количеством секрета в цитоплазме. Следует заметить, что спустя 26 суток после эксперимента описанные гистологические картины сохранялись. Аналогичные изменения происходили и в толстой кишке: отек слизистой оболочки сочетался с полнокровием сосудов, уменьшением числа бокаловидных клеток в криптах вместе с содержанием нейтрального углеводного компонента, а также сульфо- и сиалосахаридов. Шубич М.Г. с соавт. предполагает, что гистохимические изменения, обнаруженные в желудке и кишечнике у крыс после полета на биоспутнике «Бион» №2, а также подвергшихся сочетанному действию облучения и гипокинезии в наземных условиях, связаны с развитием общего адаптационного синдрома - стресса. Для более глубокого понимания процессов, развивающихся в условиях невесомости на субклеточном уровне, после 19,5-суточного космического полета биоспутника «Бион» №3 было проведено электронно-микроскопическое исследование структур тонкой кишки крыс (Логинов А.С. с соавт., 1978). У животных, обследованных после завершения полета и синхронного эксперимента, 27 были обнаружены сходные изменения, заключавшиеся в формировании признаков фрагментации некоторых покровных эпителиоцитов и уменьшении численности микроворсинок вплоть до их полного исчезновения. Кроме того, в энтероцитах ворсинок и других структурах кишки обнаруживали липиды, количество которых было более значительно в полетной группе животных. В кровеносных и лимфатических сосудах тонкой кишки наблюдалось истончение и уплотнение цитоплазмы эндотелиальных клеток. Эндотелий центрального лимфатического сосуда терял четкие контуры мембран, образуя в отдельных участках обширные «окна» (Бродский Р.А. и др., 1979). При этом компактность фибриллярных структур в прекапиллярной соединительной ткани увеличивалась. Стенки фенестрированных капилляров собственной оболочки слизистой образовывали большое количество микроскладок. Отмечалось набухание большинства нервных волокон, появлялись признаки разрушения их оболочек, образование лакун. В некоторых аксонах с нарушением структуры мембран исчезали нейрофибриллы и гранулы. В нейролеммоцитах происходили значительные изменения, развивался отек, редуцировались органеллы. Нервно-мышечные контакты расширялись и утрачивали везикулярные образования. Через 26 дней после полета и завершения синхронного эксперимента в стенке двенадцатиперстной и тощей кишки изменения сохранялись, в том числе фрагментация цитоплазмы микроворсинок. Однако базальной развивались части энтероцитов некоторые другие ворсинок и их морфологические перестройки. Так, в энтероцитах экспериментальных животных уменьшалось количество рибосом, митохондрий, а также снижалась плотность цитоплазмы. Шванновские клетки и большинство аксонов приобретали структурные характеристики, близкие к показателям интактных животных. В то же время в некоторых нервных сплетениях и отдельных аксонах обнаруживалось присутствие миелиновых фигур. Цитоплазма эндотелиальных клеток характеризовалась снижением своей компактности вместе с истончением фибриллярных структур в периваскулярной соединительной ткани. Эти данные свидетельствуют о том, что у крыс полетной группы и синхронного эксперимента обнаруженные ультраструктурные изменения тонкой кишки не имели принципиальных различий 28 (Бродский Р.А. и др., 1979). В то же время у животных, вернувшихся из космического полета, морфологические перестройки были выражены более интенсивно и нивелировались в послеполетный период медленнее, чем у крыс группы синхронного наземного эксперимента. Высказано предположение, что развивающиеся деструктивные изменения компонентов стенки тонкой кишки на ультраструктурном уровне могут быть одной из причин формирования патологических состояний в желудочно-кишечном тракте в отдаленные сроки после завершения космического полета (Бродский Р.А. и др., 1979). Для продолжения исследования ультраструктурных изменений, развивающихся в условиях орбитального полета, а также для дифференцировки специфичных для невесомости морфологических изменений, в 18,5-суточном полете биоспутника «Бион» №4 группа животных была подвергнута воздействию искусственной силы тяжести (Яковлева Н.Д с соавт., 1981). При изучении биоматериала животных группы полетных животных, не подвергавшихся влиянию искусственной гравитации на бортовой центрифуге, было показано, что энтероциты, локализованные в области основания ворсинок и особенно крипт, характеризовались наличием большого числа митохондрий, рибосом и полисом. Эпителиоциты крипт обладали ядрами с извитыми контурами кариолеммы, идентифицированный гетерохроматин контактировал с увеличенными в размерах ядрышками. Аналогично предыдущему исследованию на биоспутнике «Бион» №3 у крыс полетного и синхронного эксперимента было выявлено разрушение микроворсинок. Отдельные участки микроворсинок округлялись и отшнуровывались в форме везикул различной величины и плотности. В результате единичные энтероциты или даже целая группа прилегающих друг к другу энтероцитов, локализованных в различных областях ворсин, оказывались лишенными микроворсинок. Клетки покровного эпителия слизистой оболочки тонкой кишки, утратившие микроворсинки, характеризовались присутствием большого числа везикул различных форм, крупных темных митохондрий, в которых происходил лизис крист, а также расширением ЭПС и накоплением большого количества липидных капель. Благодаря тому, что не удавалось проследить контактирование энтероцитов с рассмотренными структурными 29 перестройками со структурами базальной мембраны, Яковлева Н.Д. с соавт. (1981) сделали предположение о том, что покровные клетки «выдавливались» из пласта не только на верхушке ворсин, но и в их других областях, в том числе на латеральных поверхностях исследователей, явления (Яковлева Н.Д. фрагментации с соавт., базальных 1981). участков По мнению цитоплазмы энтероцитов и «выклинивания» эпителиальных клеток на боковой поверхности ворсинок по-видимому отражали состояние некоторого «избытка» эпителиоцитов в условиях космического полета. Кроме того, авторы выявили неизвестный ранее в литературе феномен фрагментации базальных участков энтероцитов, расположенных в том числе в нижней трети ворсинок, заключающийся в отшнуровывании сегментов, содержащих электронно-плотный материал типа рибосом. В результате лизиса части из образовавшихся фрагментов на их месте формировались оптически пустые или заполненные бесструктурной массой образования. В строме слизистой оболочки тонкой кишки в области крипт отмечалась отечность периваскулярной соединительной ткани. При этом капилляры, контактирующие со структурами базальной мембраны, находились в спавшемся состоянии. Эндотелий капилляров становился более тонким и приобретал более высокую электронную плотность с образованием микроскладок, образующих в просвете сосуда цитоплазматические отростки с различными контурами. Кроме того, характерным являлось образование фенестр в стенке капилляров, которые топографически были ориентированы к центру ворсинок. В периваскулярной соединительной ткани наблюдалось скопление большого количества мелких липидных капель (Яковлева Н.Д. с соавт., 1981). Через 25 суток реадаптации к наземным условиям плотность гиалоплазмы энтероцитов крипт и нижней трети ворсинок уменьшалась, профили митохондрий, мембран эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи становились более отчетливыми. Как и в предыдущий срок исследования, у животных всех опытных групп имелись ограниченные участки «микроэррозий», включающих иногда единичные энтероциты или несколько расположенных рядом клеток. Фрагментация базальных участков цитоплазмы большинства энтероцитов также 30 сохранялась, при этом границы фрагментов становились более отчетливыми. Большинство фрагментированных участков к этому времени послеполетного периода подвергалось лизису. Капилляры базальной мембраны оставались спавшимися, в их просвете сохранялись многочисленные выросты цитоплазмы эндотелия. Мелкие липидные капли в этот срок обнаруживались не в периваскулярной соединительной ткани, а в просвете сосудов. Авторы исследования делают вывод, что изменения, обнаруженные при электронномикроскопическом исследовании, не были специфическими для невесомости и могут быть расценены как морфологическое проявление реакции тонкой кишки на сочетанное воздействие факторов космического полета (Яковлева Н.Д. с соавт., 1981). В то же время степень их выраженности у полетных животных была более высокой в сравнении с животными группы наземного синхронного эксперимента. Возможно, это было причиной более полного восстановления ультраструктур тонкой кишки в период реадаптации у крыс синхронного эксперимента. Кроме того, в ходе проведенного исследования было показано, что создание искусственной силы тяжести с помощью центрифуги в полете биоспутника «Бион» №4 не оказало существенного влияния на направленность изменений в тонкой кишке, выявленных у полетной группы животных. Электронно-микроскопическое изучение слизистой оболочки тонкой кишки было проведено также после 13-суточного космического полета биоспутника «Космос-1887» (Смирнов К.В. с соавт., 1992). При этом различий в ультраструктуре энтероцитов и клеток собственной пластинки крыс групп космического полета и синхронного эксперимента выявлено не было. Несмотря на то, что микроворсинки энтероцитов тонкой кишки крыс после полета становились более тонкими, пропорционально возрастала их длина, что сохраняло площадь поверхности микроворсинок на уровне интактных животных. В качестве причины такой реакции авторы отмечают нарушение деятельности сократительного акромиозинового комплекса, возникшее вследствие изменения реципрокных взаимоотношений между адреналином и ацетилхолином в системе регуляции. Однако авторы не исключают возможность прямого воздействия невесомости на сократительные белки. 31 В эксперименте на биоспутнике «Бион» №8 в рамках проверки гипотезы по исследованию эффекта снижения синтетической активности в условиях микрогравитации определяли митотический индекс, высоту ворсинок, глубину крипт в трех отделах тонкой кишки: проксимальном, среднем и дистальном. Результаты эксперимента показали возрастание числа митотических фигур в проксимальном отделе тощей кишки у полетных животных в сравнении с группами синхронного эксперимента и виварийного контроля. В средних и дистальных отделах тонкой кишки возрастание пролиферативной активности у полетных животных было эксперименте, соизмеримо превышая с аналогичной показатели тенденцией контрольной в синхронном группы животных. Морфометрический анализ структур тощей кишки выявил только снижение глубины крипт ее проксимального отдела у полетных животных в сравнении с показателями синхронного эксперимента. На основании полученных результатов авторы делают вывод о кратковременности выявленных эффектов невесомости на обновление кишечных клеток (Sawyer H.R. et c., 1990). Однако исследование, проведенное на крысах во время 14-суточного орбитального полета биоспутника «Бион» №9, не выявило изменения процента делящихся клеток в области регенераторных зон крипт на всей протяженности тощей кишки. Результаты морфометрического анализа выявили снижение длины ворсинок и глубины крипт. Это позволило авторам сделать предположение о первостепенном значении стромального компонента в уменьшении измеряемых показателей слизистой оболочки тощей кишки (Sawyer H.R. et с., 1992; Connolly J.P. et c., 1994). Полученные данные согласуются с предположением о «выклинивании» части столбчатых эпителиоцитов на боковых поверхностях ворсин, что было выявлено при электронно-микроскопическом исследовании (Яковлева Н.Д с соавт., 1981). Возможно, уменьшение объема стромального компонента ворсин является причиной формирования избытка покрывающих их эпителиоцитов и, как следствие, исключение лишних клеточных элементов из эпителиального пласта. Биосинтетические способности гладких миоцитов тощей кишки стали объектом исследования ряда ученых (Lai M. et c., 1989; Lai M., Thomason D.B., 32 Weisbrodt N.W., 1990). Оригинальный эксперимент был проведен Weisbrodt N.W. с соавт. (1994) по изучению желудочно-кишечного тракта крыс, вернувшихся из космического полета биоспутника «Бион» №9. Американские ученые изучали мышечную оболочку стенки тонкого кишечника: вес, содержание белка, РНК и уровня мРНК актина в гладких миоцитах. Полученные результаты свидетельствовали, что содержание общего белка было наименьшим в гладких миоцитах тонкой кишки крыс полетной группы, достоверно отличаясь от показателей животных группы виварийного контроля. В то же время количество протеинов в гладких миоцитах тонкой кишки полетной группы крыс не имело достоверных отличий от аналогичных параметров группы синхронного контроля и животных, которые подвергались антиортостатическому вывешиванию. Общее количество РНК в гладких миоцитах значимо различалось в образцах всех групп животных. При этом наибольшее содержание РНК определялось в гладких миоцитах кишечника крыс из виварийной группы. Соответственно, меньшее содержание РНК было выявлено в группе крыс, подвергавшихся вывешиванию, и в синхронном эксперименте. У крыс, вернувшихся из космического полета, содержание РНК в цитоплазме гладких миоцитов тонкой кишки было самым низким. Полученные данные позволяют предположить, что космический полет, видимо, оказывает влияние на экспрессию генов в гладких миоцитах тонкой кишки крыс. Авторы полагают, что эти эффекты можно объяснять влиянием пищевого рациона или действием гормонов, уровень которых меняется во время полета (Weisbrodt N.W. с соавт., 1994). Большое внимание в экспериментах с крысами на биоспутниках было уделено изучению профилей пищеварительных ферментов тонкой кишки, подробная информация о которых представлена в монографии «Космическая гастроэнтерология» и совестном российско-американском издании «Космическая биология и медицина» (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981, 1997). Использованные методические приемы позволили раздельно изучать общий запас ферментов в энтероцитах и непосредственно пищеварительную активность интактной поверхности тонкой кишки с обсуждением процессов синтеза ферментов, их переноса и включения в состав липопротеиновой мембраны 33 (Смирнов и др., 1976, 1982, 1991). Исследовались активность желудочной протеазы (пепсина), панкреатической протеазы (трипсина), кишечной карбогидразы (сахараза), дипептидаз, моноглицеридлипазы, щелочной фосфатазы, инвертазы и др. Состояние ферментативной активности тощей кишки в острый период адаптации к невесомости изучалось в 7-суточном полете биоспутника «Бион» № 7, во время которого была обнаружена интенсификация переваривания белков и липидов в связи с повышенной потребностью организма в пластических и энергетических субстратах. Это проявлялось в активации кишечной липазы и пептидаз, а также в снижении активности карбогидраз. При этом, если активность у-амилазы достоверно снижалась по всей длине тонкой кишки, то а-амилазы только в проксимальном отделе кишечника, постепенно возрастая в дистальном. В результате формировался сдвиг проксимодистального градиента распределения ферментной активности. Кроме того, достоверно уменьшалась активность сорбированной панкреатической липазы в проксимальном отделе тонкой кишки. Уровень щелочной фосфатазы достоверно возрастал в дистальном отделе тонкой кишки как в условиях космического полета, так и в наземном синхронном эксперименте. Исследования транспортной функции пищевых веществ в тонкой кишке, выполненные по программе «Бион», были продолжены К.В. Смирновым в космическом полете лаборатории SLS-1, который продолжался 9 суток (Smirnov K.V. et с., 1995). Помимо гистологических и биохимических методов исследования для интерпретации полученных результатов использовались электронно- микроскопические данные. В системе гидролиза белков наблюдался проксимодистальный сдвиг дипептидазной активности. В пищеварении липидов изменения касались значительного снижения глицеридлипазной активности и возрастания активности щелочной фосфатазы в проксимальном отделе тонкой кишки. Автор делает вывод, что изменения процессов пищеварения и гидролиза белков, жиров и углеводов носили функциональный характер и были обратимые. Адаптивный характер перестройки мембранного 34 пищеварения свидетельствовал о саморегулирующейся деятельности пищеварительной системы в распределении ферментативной активности. В рамках программы биоспутника «Бион» №8 была проведена оценка активности пищеварительных ферментов тонкой кишки крыс после 13 суточного пребывания в невесомости. Ряд авторов считает этот срок переходным периодом в адаптации организма к длительному влиянию невесомости, характеризующимся развитием некоторых специфических реакций (Смирнов К.В. с соавт., 1992). Изменения в ферментативной активности тонкой кишки носили компенсаторноприспособительный характер. Так, проксимодистальный градиент распределения активности сорбированной панкреатической липазы изменялся с возрастанием в дистальных отделах, что отсутствовало в синхронном эксперименте. Уровни активности кишечной эстеразы и щелочной фосфатазы существенно снижались на всем протяжении тонкой кишки полетных животных, в то время как у животных группы синхронного эксперимента эта тенденция имела отношение только к щелочной фосфатазе. Активность сахарозы и мальтозы после полета в целом возрастала, однако значимость различий при сравнении с группой виварного контроля у животных из синхронного эксперимента была более выраженной. При исследовании активности фермента глюкоамилазы не было выявлено достоверных изменений активности у полетных животных, в то время как в группе синхронного контроля она возрастала во всех отделах тонкой кишки. Повышение активности карбогидраз на всех уровнях желудочно-кишечного тракта указывает на высокую потребность организма при влиянии невесомости данной продолжительности и гипокинезии в энергетическом субстрате - глюкозе. Изменения активности пептидаз, завершающих гидролиз три- и дипептидов на мембранах кишечного эпителия, носили разнонаправленный характер: повышение в проксимальном и среднем отделах тонкой кишки и снижение в дистальном. Видимо, активация пептидазной активности в проксимальном и среднем отделах была связана с необходимостью повышенного обеспечения внутренней среды организма аминокислотами в связи с их быстрой утилизацией. Во время более длительного 19,5-суточного космического полета на борту биоспутника «Бион» №3 выявлялось значительное увеличение активности 35 дипептидаз на всем протяжении слизистой оболочки тонкого кишечника. У животных, вернувшихся из космического полета, активность инвертазы также увеличивалась, причем более значительно в дистальном отделе тонкой кишки. После синхронного эксперимента повышение активности инвертазы в гомогенате слизистой было менее выраженным, а на поверхности столбчатого эпителия в проксимальном отделе тонкой кишки оказалась даже несколько сниженной. Изучение распределения общей липолитической активности по всей длине тонкой кишки выявило сдвиг проксимодистального градиента в связи с резким снижением активности фермента в проксимальном отделе и достоверным повышением в дистальном отделе тонкой кишки. Похожие изменения наблюдались в первые часы после синхронного эксперимента (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981). Таким образом, после 19,5 суточного орбитального полета происходило увеличение активности протеолитических ферментов во всех отделах пищеварительной системы вместе с инвертазной активностью тонкой кишки, а также снижение липолитической активности тонкой кишки. Аналогичные, но менее выраженные изменения отмечены после синхронного эксперимента. На 25-е сутки после полета активность инвертазы снижалась, причем более существенно в гомогенате. Активность липазы в дистальном отделе тонкой кишки у обеих групп животных нормализовалась, в то время как в проксимальном отделе уровень фермента оказался сниженным (Смирнов К.В., 1981). На биоспутнике «Бион» №4, полет которого продолжался 18,5 суток, было изучено влияние искусственной гравитации на состояние ферментных систем тонкой кишки. Как оказалось, искусственная гравитация оказала положительное влияние только на активность ферментов, реализующих гидролиз белков (трипсин, дипептидазы). Во всех остальных случаях этот фактор либо не оказывал влияния, либо потенцировал снижение их активности в условиях космического полета (панкреатическая амилаза, кишечная липаза, инвертаза) (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981). Оценка транзитной функции тонкой кишки крыс, а также экспрессии ферментов, участвующих в этом процессе и поддержании желудочно-кишечного гомеостаза, была проведена в исследовании Peana A.T.с соавт. при моделировании 36 условий микрогравитации на трехмерном клиностате (Peana A.T. et c., 2008). Полученные результаты свидетельствуют о существенном снижении транзитной функции кишечника крыс. Было обнаружено значительное возрастание экспрессии синтетазы оксида азота и снижение уровня циклооксигеназы-1, достоверное возрастание содержания белка теплового шока HSP-70 и молекул адгезии ICAM-1. Обнаружено также зависящее от продолжительности полета (5, 7, 13, 14 и 18,5 суток) возрастание уровня лейцинаминопептидазы и кислой фосфатазы тонкой кишки (Groza P., 1985; Groza P., Boca A., Bordeianu A., 1989, 1991). *** Таким образом, при воздействии факторов космического полета были обнаружены определенные изменения элементов эпителиальной выстилки слизистой желудочно-кишечного тракта животных. Следует заметить, что эти реакции относятся к показателям физиологической регенерации, описывают различные морфологические перестройки эпителиальных структур на светооптическом и электронно-микроскопическом уровнях разрешения, а также реакции ферментных систем пищеварительного тракта. На этой основе сформулированы представления о механизмах и морфологических эквивалентах компенсаторно-адаптивных процессов желудочно-кишечного тракта в условиях орбитального полета. Одновременно картины расстройств микроциркуляторного режима в стенке кишечника различной степени выраженности рассматриваются в контексте изменений системы кровообращения в условиях невесомости. Оценивая важность и актуальность таких исследований, необходимо признать, что они выполнены без анализа состояния интерстиция, в первую очередь его волокнистого компонента – коллагена и эластических волокон, что исключает возможность получения интегративных представлений об изменениях компонентов стенки кишечника в условиях космического полета. К сожалению, до сих пор не проводился тщательный морфометрический анализ структур тонкой кишки, что не позволило сделать конкретные выводы относительно интегральной реакции ее оболочек на условия космического полета. Имеющиеся изменениях физиологические моторики данные свидетельствуют желудочно-кишечного 37 тракта, о однако разнообразных до сих пор единственным их логичным объяснением были данные о развитии микроциркуляторных нарушений в условиях космического полета и появлении признаков нейро-дегенеративных изменений терминалей аксонов в области контактирования с гладкомышечными структурами (Бродский Р.А., 1979). Разбалансировка эфферентных влияний, так же как и отечные явления, очевидно, могут приводить к изменению перистальтики кишечной трубки. Однако только данные прямого морфометрического исследования могут помочь выявить первопричину многих изменений, выявленных при проведении физиологических исследований. При этом исследования интерстиция кишечника, выполняющего системоорганизующую роль, позволят более объективно интерпретировать генез изменений мышечной оболочки кишки. Учитывая важнейшую роль тучных клеток соединительной ткани в поддержании местного гомеостаза и регуляции проницаемости стенки капилляров, они приобретают особое значение как объект исследований в экспериментах по космической биологии. Однако до сих пор оценка морфофункционального статуса популяции тучных клеток в полетных экспериментах не проводилась, что существенным образом снижает возможность интерпретации полученных результатов и в определенной степени сужает возможности фармакологической коррекции адаптации человека к факторам космического полета. Представляется также достаточно актуальным изучение влияния факторов полета на пролиферативную активность эпителиальной ткани кишечника. Сведения об этом очень скудны и представлены единичными работами, в которых содержатся данные, позволяющие неоднозначно трактовать полученные результаты (Phillips R.W. et c., 1990; Sawyer H.R. et c., 1992; Connolly J.P. et c., 1994; Phillips R.W. et c., 1994). Особого внимания заслуживают эксперименты, направленные на изучение эпителиальных барьеров, в частности, так называемого гастроинтестинального барьера, функцией которого в том числе является и выведение биополимеров секрета бокаловидных клеток на поверхность однослойного цилиндрического эпителия слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта (Могильная Г.М., Могильная В.Л., 2007). Исследования интестинального барьера тонкой кишки в 38 экспериментах с животными в полетах биоспутников позволяют существенно продвинуться в решении ряда неясных вопросов физиологии пищеварительного тракта, выходящих за рамки «смазывания» слизистой оболочки, образования протективного слоя и, возможно, участия в регуляции пролиферативной активности кишечного эпителия. С этой точки зрения анализ функционального состояния гастроинтестинального барьера в послеполетный период представляется более чем значимым в научном и медицинском отношении как непосредственно связанного со здоровьем космонавтов. 2.3. Гисто-физиологическая характеристика печени млекопитающих в условиях орбитального полета. 2.3.1. Результаты исследований на человеке. Невесомость приводит к определенным изменениям функционального состояния печени (Атьков О.Ю., Бедненко В.С., 1989; Смирнов К.В., 1990; Афонин Б.В., 2012). Известно, что одним из основных проявлений невесомости является перераспределение жидкостных сред организма, создающее облегченный возврат крови к сердцу и динамическое переполнение кровью нижней полой вены, что, повидимому, приводит к замедлению оттока венозной крови из печени (Атьков О.Ю., Бедненко В.С., 1989; Бедненко В.С. и др., 1999; Смирнов К.В., 1990; Афонин Б.В., 2012). Во время 237-суточного полета достоверное увеличение передне-заднего размера печени, сохранявшееся до конца экспедиции, отмечалось уже с 21 суток (Смирнов К.В, Уголев А.М., 1997). Кроме того, во время полета и в реабилитационный период были обнаружены деформация желчного пузыря и атония желчевыводящих протоков. Об изменении печеночного кровотока во время космического полета свидетельствуют и другие многочисленные данные (Дегтярев В.А., Нехаев А.С., Бедненко В.С. и др., 1979; Яруллин Х.Х. и др., 1984; Какурин Л.И. и др., 1986; Viellefosse М., 1986). Так, на 189-е сутки полета 4 и 5 экспедиций на орбитальной станции «Мир» были отмечены явления венозного кровенаполнения печени, выразившиеся в диффузном увеличении ее размеров, превышавших принятые в клинической медицине параметры. Это сопровождалось снижением эхогенной плотности паренхимы печени, свидетельствуя об увеличении 39 гидрофильности тканей, видимо, вследствие развития отечных явлений (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997). Наряду с этим изменялась ферментативная активность в печени. В течение кратковременных полетов на орбитальной станции «Салют-6» (продолжительностью от 8 до 14 суток) было показано, что в 1-е сутки после возвращения к земной гравитации в плазме крови достоверно возрастал уровень аспартатаминотрансферазы и креатинкиназы (Попова И.А., Дроздова Т.Е., Ветрова Е.Г., 1984). В то же время у американских астронавтов после первых четырех полетов корабля «Спэйс Шаттл» в день приземления уровень аспартатаминотрансферазы в крови снижался, а уровень щелочной фосфатазы, лактатдегидрогеназы и креатинфосфокиназы увеличивался (Лич К.С., 1984). В связи с отсутствием значительных сдвигов в изменении активности этих ферментов можно предположить отсутствие существенных изменений в состоянии печени (Атьков О.Ю., Бедненко В.С., 1989). По мнению Атькова О.Ю. и Бедненко В.С. (1989), развивались признаки ухудшения кровообращения в печени, о чем косвенно свидетельствовало увеличение в плазме крови содержания общего билирубина у двух астронавтов из первых экипажей «Спейс Шаттл» (Лич К.С., 1984). При возрастании длительности космических полетов ферментативная активность в печени также претерпевала определенные изменения. Во время второй экспедиции на орбитальной станции «Салют-4» в крови у бортинженера возрастали уровни аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы и щелочной фосфатазы, что свидетельствовало о развитии некоторых изменений в печени (Тигранян Р.А., Попова И.А., Белякова М.И. и др., 1977). Во время космических полетов продолжительностью от 75 до 185 суток на станции «Салют6» в крови обнаруживали возрастание активности аспартатаминотрансферазы и креатинфосфокиназы вместе со снижением малатдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы и др. (Воробьев Е.И. и др., 1984). При увеличении длительности полетов до 211 суток снижение активности малатдегидрогеназы сочеталось с повышением креатинфосфокиназы и щелочной фосфатазы (Григорьев А.И., Ушаков А.С., Попова И.А., 1986). 40 Многочисленные исследования функции печени были проведены в условиях наземного моделирования радиоизотопные эффектов исследования, невесомости. проведенные в Ультразвуковые и экспериментах с антиортостатической гипокинезией, показали, что замедление оттока крови из печени в нижнюю полую вену может являться основной причиной наблюдающегося в этих условиях расширения внутрипеченочной венозной системы, увеличения размеров долей и снижения эхогенности паренхимы. Даже после 24-часового пребывания в антиортостатическом положении минус 12° наблюдали активацию желчеотделения натощак, проявляющуюся увеличением зоны центральной перфузии печеночной ткани, уменьшением гемоциркуляции в периферических зонах, расширением желчных протоков, сокращением желчного пузыря и секрецией желчи в двенадцатиперстную кишку (Афонин Б.В. с соавт., 2012). Активация секреции желчи в печени происходила на фоне снизившейся метаболической активности гепатоцитов и концентрационной функции желчевыделительной системы (Афонин Б.В. с соавт., 2012). В условиях моделирования невесомости активно исследовали ферментативную активность в печени. Так, после 7-суточной антиортостатической гипокинезии на вторые сутки периода реадаптации обнаруживали возрастание активности аминотрансфераз (Дроздова Т.Е., 1982). Вместе с тем, пребывание в условиях «сухой» иммерсии в течение 7 суток не вызывало заметных изменений в содержании этих ферментов, тогда как активность малатдегидрогеназы и креатинфосфокиназы снижалась (Дроздова Т.Е., Ветрова Е.Г., 1986). В условиях кратковременной и длительной (до 49 суток) антиортостатической гипокинезии у обследуемых возрастала активность аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы, что позволило сделать заключение о метаболических сдвигах в паренхиме печени (Катков В.Е. и др., 1977; Дроздова Т.Е., 1982). Федоров И.В. (1982) пришел к выводу о том, что у обследуемых в условиях антиортостатической гипокинезии более стабильна аланинаминотрансфераза, активность которой не меняется или снижается в первые недели опыта, а в дальнейшем (через 4-7 недель) повышается. Активность аспартатаминотрансферазы возрастает с первых часов гипокинезии. В то же время, 41 при 120-суточном эксперименте, не было замечено существенного изменения этих ферментов (Попова И.А. и др., 1985), что позволяет считать вопрос открытым. Большое количество исследований, связанных с изучением метаболического профиля печени в условиях моделирования эффектов невесомости, позволило сделать вывод об изменении функционального состояния печени в этих условиях (Жизневская О.В., Медкова И.Л., 1985; Смирнов К.В. и др., 1986; Попова И.А. и др., 1986). Таким образом, печень как орган, активно участвующий во всех видах обмена, многократно функциональной исследовалась организации: на от различных органного уровнях до структурно- молекулярного. Морфофункциональные изменения печени были подробно изучены в ранее проведенных исследованиях по программе "Бион" и представляли собой характеристику уже реализованных изменений паренхимы. Однако малоисследованной оставалась ультраструктурная организация гепатоцитов и эффекты возможного влияния на нее невесомости. Проведенный анализ изменений белкового, углеводного и липидного обменов выявил определенные закономерности, свидетельствующие о метаболических перестройках гепатоцитов в условиях космического полета. При изучении печени следует учитывать, что популяция гепатоцитов представляет собой гетерогенную клеточную совокупность, состоящую преимущественно из одноядерных и двуядерных клеток нескольких классов плоидности. Гепатоциты различных участков долек печени обладают специфическими морфологическими и функциональными отличиями в связи с особенностями внутридолькового кровотока (Кудрявцева и др., 1995; Маркина В.В., Романов Ю.А., 2003; Ивашкина В.Т., 2005; Радченко В.Г., Шабров А.В., Зиновьева Е.Н., 2005; Безбородкина Н.Н., 2006; Шифф Ю.Р., 2011). Располагаясь в перицентральной, промежуточной или перипортальной зонах долек, гепатоциты обладают неоднозначными потенциями к метаболическим реакциям в различных видах обмена. Однако в проведенных ранее полетных экспериментах на биоспутниках не принимались во внимание зональные особенности реагирования клеток паренхимы долек печени. 42 Актуальность большинства этого вопроса изменений чрезвычайно велика, структурно-функционального поскольку состояния генез печени связывают с перераспределением крови в организме (Атьков О.Ю., Бедненко В.С., 1989). Во время адаптации организма к невесомости благодаря рефлексу В.В. Парина происходит расширение сосудистого депо печени, селезенки с частичным депонированием избытка крови во внутриорганных сосудах. При этом выраженная способность портальной системы к мобильной регуляции количества циркулирующей крови была показана в различных исследованиях (Кричевская И.П., 1976; Подымова С.Д., 1984, 1998; Капланский и др., 1985; Фомина Г.А. с соавт., 2011; Lautt, 1976; Carneiro, Donald, 1977). Более того, некоторые авторы считают, что по изменениям относительного содержания крови в печени можно делать выводы о состоянии емкостной функции кровообращения в целом (Ковалев О.А., Непочатов О.Н., Шереметьевская С.К., 1982). Депонирующую функцию печени обеспечивают ее анатомо-физиологические особенности, в том числе высокая растяжимость сосудов, наличие синусоидов, анатомо-топографические взаимоотношения между правым предсердием и печеночными венами, что позволяет увеличивать приток крови при неизменном оттоке. Развивающаяся тканевая гипоксия при венозном застое в печени неизменно будет сопровождаться нарушением функции гепатоцитов с развитием атрофических изменений (Подымова С.Д., 1984; Guerrin F., Robin H., Boulengues C., 1979). Однако обращает на себя внимание то, что при проведении самых разнообразных исследований печени практически неизученной осталась такая системоорганизующая структура, как соединительная ткань, определяющая гистоархитектонику печени и органоспецифические особенности микроциркуляторного режима. 2.3.2. Результаты исследований на животных. Первые достаточно подробные сведения о морфологических перестройках печени млекопитающих под влиянием факторов космического полета были представлены в работе Петрухина В.Г. (1962), анализирующей результаты патоморфологического анализа внутренних органов животных, перенесших орбитальный полет продолжительностью от 1,5 до 25 ч. на борту II, IV и V космических кораблей-спутников. Для гепатоцитов была характерна определенная 43 цикличность изменений на протяжении срока наблюдения после возвращения животных на Землю. Так, у животных, эвтаназия которых проведена на 2-е сутки после полета, наблюдался выраженный венозный застой. В печеночных клетках развивались признаки зернистой и вакуольной дистрофий с явлениями набухания клеток, исчезновением четкости границ, накоплением в цитоплазме большого количества мелких и крупных базофильных глыбок и вакуолей. К 3-му дню послеполетных наблюдений признаки зернистой дистрофии почти полностью исчезали, тогда как вакуольной нарастали. Гепатоциты плохо окрашивались фоновыми красками, поскольку их гиалоплазма сохранялась лишь в виде отдельных балочек, отделяющих многочисленные вакуоли. В некоторых клетках изменялась и форма ядер, которые разбухали, бледно окрашивались и теряли округлость. Аргирофильные волокна, оплетающие печеночные балки, превращались в мелкие глыбки. К 5-м суткам наблюдения явления вакуольной дистрофии значительно уменьшались. В то же время в цитоплазме гепатоцитов, расположенных по периферии дольки, выявлялись липидные образования в виде капель. Исчезновение вакуольной дистрофии отмечали к 10-м суткам наблюдения, что сочеталось с прогрессированием жировой дистрофии, которая охватывала практически все печеночные клетки. Аргирофильные волокна, оплетающие печеночные балки, становились более грубыми в сравнении с контрольными животными. К 60-м суткам послеполетного периода строение печени нормализовалось. Автор делает заключение, что в тканях печени под влиянием комплекса факторов полета на II, IV, V кораблях-спутниках возникали некоторые дистрофические изменения, большей частью обратимые (Петрухин В.Г., 1962). Обнаруженные зернистая, вакуольная и жировая дистрофии, сопровождавшиеся иногда гибелью отдельных печеночных клеток, могут возникать и в обычных условиях и исчезать в очень короткие сроки. К сожалению, выполненные исследования не сопровождались проведением наземных экспериментов, имитирующих полетные условиях на первых искусственных спутниках. Это существенно осложняет трактовку полученных результатов, поскольку достаточно трудно выделить эффекты невесомости из всего комплекса воздействующих на животных факторов. 44 Этот недостаток был исключен во время реализации программы научных экспериментов на биоспутниках "Бион", в каждом запуске которых формировалось, как минимум, три экспериментальные группы. В первую из них входили животные, которые находились на борту биоспутника и совершали космический полет. Вторая группа животных находилась в макете биоспутника в наземных условиях, моделирующих физиологически значимые факторы полета, за исключением невесомости и действия называемый космического излучения. Это так синхронный эксперимент. Третья группа включала животных виварийной контрольной группы. В полете биологического спутника «Бион» №1, продолжительность которого составила 22 суток, не было обнаружено изменений в архитектонике долек и структуре гепатоцитов, активности окислительных ферментов, связанных с различными видами метаболизма, а также в распределении и содержании РНК (Яковлева В.И., 1977). У животных полетной группы и наземного синхронного эксперимента наблюдалось некоторое увеличение содержания липидов в центральных отделах печеночных долек. При этом следует отметить, что материал для морфологических исследований брали спустя 2 суток после приземления космического аппарата, что, возможно, оказывало влияние на результаты исследований. При облучении животных в дозе 800 рад во время орбитального полета биоспутника «Бион» №2 в печени крыс развивались выраженные дистрофические явления, проявлявшиеся вакуолизацией гепатоцитов, иногда распространявшейся на большой территории паренхимы долек печени. Вакуолизация цитоплазмы гепатоцитов сочеталась с резким уменьшением содержания гликогена. Проанализировав полученные результаты, авторы сделали вывод об отсутствии модифицирующего действия невесомости на лучевое поражение печени (Яковлева В.И., 1978). Морфологические исследования печени были продолжены в полете биоспутника «Бион» №3, после которого не было отмечено наличия каких-либо существенных особенностей в кровенаполнении сосудов по сравнению с крысами других экспериментальных групп. Архитектоника долек и количество двуядерных 45 клеток паренхимы не отличались от виварийного контроля. В то же время происходило увеличение содержания липидов, которые в некоторых гепатоцитах сливались с образованием жировых кист, расположенных в основном центролабулярно, реже - вблизи портальных трактов. Органеллы гепатоцитов имели обычный вид, в гиалоплазме располагались глыбки гликогена. Электронномикроскопическое исследование печени животных полетной группы показало наличие крупных липидных включений в цитоплазме гепатоцитов в виде капель различного размера. Кроме того, липиды выявлялись и в просвете капилляров, пространствах Диссе, звездчатых клетках. Жировую инфильтрацию паренхимы печени наблюдали и у крыс синхронного эксперимента, но в отличие от животных полетной группы она была очаговой и менее выраженной (Логинов А.С. и др., 1979). Через 25 суток после полета исследуемые параметры печени возвращались к контрольным, свидетельствуя об обратимости жировой инфильтрации. Таким образом, данные, полученные после полета биоспутника «Бион» №3 и синхронного эксперимента, указывают на наличие отчетливых признаков стресс-реакции, проявившейся в жировой инфильтрации печени. Указанные сдвиги были обратимыми и при исследовании через 25 суток после полета не обнаруживались, что свидетельствует о функциональном характере возникших изменений. Изучение липидного обмена в печени крыс, возвратившихся из 22,5 и 18,5суточных космических полетов биоспутников «Бион» №№ 1 и 3 соответственно, было проведено Яковлевой В.И. (1977). Исследование проводилось на крысах, биоматериал печени которых получали через 11 и 48 часов, а затем через 25 и 27 суток после завершения орбитального полета. Наибольшее количество липидов в печени наблюдалось у крыс спустя 9-11 ч после завершения полета, а к 48 часам наблюдения выявлялась тенденция к их снижению. Через 25 и 27 дней после космического полета содержание липидов в печени животных не отличается от уровня контрольных животных. Уменьшение содержания липидов через 48 часов после завершения полета по сравнению с более ранними сроками послеполетных исследований указывает на обратимость процесса жировой инфильтрации печени, что скорее всего связано с мобилизацией липидов вследствие развития стрессреакции. 46 У животных, находившихся на борту биоспутника «Бион» №4 на центрифуге, создавшей в полете искусственную силу тяжести, ожирение печени было выражено меньше. Этот факт является подтверждением того, что развитие жировой инфильтрации печени у крыс, выявляемое после космического полета, связано с пребыванием животных в условиях невесомости (Логинов А.С. с соавт., 1979). Для исследования механизмов нарушения липидного обмена у крыс, находившихся 18,5 суток на борту биоспутника «Бион» №4, определяли активность ряда ферментов печени, участвующих в метаболизме жиров (Шкоттова Н. и др., 1982). Выявлено повышение липогенеза в печени и включение жирных кислот в триглицериды жировой ткани. Такие же изменения происходили и в группе животных с моделированием полетного эксперимента в наземных условиях. При этом происходящие сдвиги в липидном обмене лишь частично нивелировались искусственной силой тяжести. Все это свидетельствовало о том, что изменение липидного обмена в печени обусловлено не только невесомостью, но и гипокинезией, связанной с пребыванием животных в клетках малого размера. При изучении ряда ферментов печени крыс, вернувшихся из 18,5-суточного полета биоспутника «Бион» №5, Немет Ш. и Тигранян А. (1982) показали стрессогенные эффекты факторов космического полета (Tigranyan R.A. et c., 1980). Так, в полетной группе крыс авторы выявили достоверное повышение активности тирозин-аминотрансферазы, триптофанпиролазы и сериндегидратазы, возможно, обусловленное эффектами приземления спутника. Длительное пребывание животных в условиях невесомости, так же как и резкий переход от состояния невесомости к земной силе тяжести, не сопровождалось изменениями в ДНК-синтезирующей активности ядер гепатоцитов крыс (Гусейнов Ф.Т. и др., 1979; Мишурова Е. и др., 1979, Комолова Г.С., Заказнов А.В., Макеева В.Ф., 1987; Троицкая Е.Н. с соавт., 1980). Однако после космического полета наблюдалось угнетение репликативной функции ДНК гепатоцитов. Так, на 6-й день и в более поздние сроки после 18,5-суточного полета на биоспутнике «Бион» №5 синтез ДНК достоверно снижался не только по сравнению с показателями синхронного эксперимента, но и виварийного контроля. 47 Авторы делают вывод, что изменение репликативной функции ДНК в гепатоцитах печени полетных животных следует ожидать в большей степени не на начальных этапах полета, а спустя некоторое время после его завершения, т.е. в период реадаптации к земной гравитации (Комолова Г.С., Заказнов А.В., Макеева В.Ф., 1987). Вопрос участия наследственного аппарата гепатоцитов в реакциях на факторы космического полета постоянно изучается. Так, недавно Clement J.Q. и соавт. (2007) в наземном гравитационно-имитационном эксперименте с помощью технологии ДНК-микрочипов проводили поиск генов, экспрессия которых изменяется в зависимости от гравитационного стимула. Объектом исследования была культура клеток печени человека. В эксперименте было обнаружено 139 генов, уровень мРНК которых претерпевал достоверные изменения в ответ на экспериментальные условия. Изменения трансляционных процессов в гепатоцитах также были выявлены в модельных экспериментах с вывешиванием крыс. В частности, уже через 6 часов после имитации моделирования некоторых физиологических эффектов невесомости было обнаружено возрастание содержания стрессорного белка Hsp70 и уровня экспрессии мРНК этого белка в цитоплазме гепатоцитов (Yan Cui et.c., 2010). Авторы полагают, что их данные свидетельствуют о важном значении белка HSP70 в обеспечении стрессоустойчивости гепатоцитов, поскольку он является ответственным за обеспечение главных клеточных процессов, в том числе трансляции. Более того, ученые рассматривают целесообразность использования возможности воздействия на уровень белка Hsp70 в клетках при подготовке космонавтов к полетам для повышения их общей устойчивости. Baba T. с соавт. (2008) провели изучение генов протеинов, входящих в состав цитохрома Р450 и их экспрессии, а также проанализировали содержание стрессассоциированных молекул в печени крыс после космического полета. Работа была проведена с целью прогнозирования терапевтического или токсического воздействия препаратов, используемых астронавтами при работе на орбитальной станции. Они обнаружили динамику экспрессии ряда стрессорных белков цитохрома Р450 и некоторых других изученных молекул, в том числе значительное 48 снижение экспрессии генов белков Hsp90 и p53 в сравнении с группой животных наземного контроля. Авторы делают вывод о том, что влияние космического полета имеет много общего с проявлениями холодового стресса. После 8-суточного полета на борту модуля шаттла STS-63 Hollander J. с соавт. (1998) была изучена активность антиоксидантных ферментов, содержание мРНК и глутатиона в печени крыс-самцов Sprague-Dawley. Результаты эксперимента свидетельствуют о достоверном снижении после полета в печени каталазы, глутатион-редуктазы и глутатион-трансферазы, также как и количества мРНК для Cu-Zn супероксидимутазы и каталазы. Обращает на себя внимание выраженное снижение общего содержания глутатиона. Содержание малонового диальдегида в печени повышалось практически на 50 % как в сравнении с группой синхронного контроля, в которой моделировались факторы космического полета, так и с виварийным контролем. В то же время содержание белка в печени не менялось. Полученные результаты, безусловно, свидетельствуют о подавлении антиоксидантной защиты в гепатоцитах и развитии окислительного стресса. Вывод о возможности повреждения антиоксидантной системы и формирования окислительного стресса в печени крыс был предложен в работе Bin Wu с соавт. (2008). Авторы измеряли мРНК для Cu-Zn супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, активность каталазы, определяли уровни глутатиона, супероксиддисмутазы и гидропероксидов, других компонентов антиоксидантной системы (Bin Wu et c., 2008). Усиление свободно-радикальных процессов в печени крыс было обнаружено после 7-суточного орбитального полета на биоспутнике «Бион» №7 (Деленян Н. В. с соавт., 1989). Это исследование было продолжено и после 13-суточного полета биоспутника «Бион» №8. На основании полученных результатов, авторы сделали заключение о признаках ферментативной инактивации ранних стадий свободнорадикальных процессов в печени (Деленян Н.В., Маркин А.А., 1992; Markin A.A., Delenyan N.V., Juravlyova O.A., 1992). Аналогичные результаты, свидетельствующие об отсутствии существенного влияния факторов 9-суточного космического полета на перекисное окисление липидов в печени крыс Спрейг-Доули, были получены после проведения 49 эксперимента на борту космической лаборатории Spacelab-1 (Markin A.A., Delenyan N.V., Juravlyova O.A., 1992). Во время морфометрического исследования клеток печени у крыс после 14суточного космического полета биоспутника «Космос 2044» было обнаружено возрастание площади цитоплазмы гепатоцитов, прежде всего за счет содержания гликогена. Цитоплазма гепатоцитов была вакуолизированной. Диаметр ядер гепатоцитов крыс полетной группы увеличивался. При анализе липидного обмена было показано лишь незначительное возрастание жиров в гепатоцитах. Снижение веса печени животных после полета авторы объясняли режимом питания крыс. Обнаруженное сокращение популяции клеток Купфера вместе с другими изменениями позволили сделать вывод о возможности изменения защитных функций печени при увеличении продолжительности полетов (Racine R.N., Cormier S.M., 1992; Cormier S.M., Racine R.N., Popova I.A., 1994). В этом же полетном эксперименте не было выявлено достоверных изменений количества рецепторов к инсулину на плазматической мембране гепатоцитов, несмотря на послеполетное возрастание инсулина в плазме крови, что было обнаружено и после полетов биоспутников серии «Бион» иной продолжительности (5, 13, 18 или 20 суток). Тенденция к увеличению отмечалась и в отношении содержания глюкозы. В печени повышалась также активность ряда ферментов, в том числе аланинаминотрансферазы (Махо Л. и др., 1980; Macho L. et c., 1991). После 13-суточного космического полета на борту биоспуника «Бион» №8 печень крыс при внешнем осмотре во время взятия биоматериала была более бледного цвета по сравнению с животными синхронной и виварийной групп, хотя по весу отличий не наблюдалось (Kraft L.M., 1990). Однако следует учитывать, что в этом эксперименте масса полетных животных была меньше, чем масса крыс из синхронного эксперимента и виварийного контроля (в пределах 15%), свидетельствующее о некотором увеличении размеров печени в невесомости по сравнению с другими экспериментальными группами. Гистологический анализ выявил развитие в гепатоцитах обширной внутрицитоплазматической вакуолизации, которая в меньшей степени отмечалась в группе синхронного 50 эксперимента и практически отсутствовала в группе виварийного контроля. Kraft L.M. (1990) связывает присутствие вакуолей с накоплением гликогена в цитоплазме гепатоцитов, что, видимо, и объясняло более бледный вид печени полетных животных. В измерении площади и периметра ядер гепатоцитов и вакуолей использовался стереологический подход и компьютерный анализ изображений. Его результаты показали, что в полетной группе крыс объемная плотность ядер достоверно снижалась в сравнении с показателями крыс синхронной и виварийной групп, тогда как средний объем отдельных ядер не изменялся. Это свидетельствовало об увеличении расстояния между ядрами гепатоцитов в невесомости. При этом признаки возрастания митотической активности гепатоцитов крыс после полета отсутствовали. Результаты проведенной компьютерной морфометрии показали, что в гепатоцитах полетной группы крыс объемная плотность вакуолей была больше, тогда как их средний диаметр снижался. В то же время, согласно результатам морфометрического анализа (Kraft L.M., 1990), возрастание вакуолизации гепатоцитов, так же как и изменения объемной плотности размеров ядер гепатоцитов не являлись причиной относительного увеличения массы печени после полета. Вместе с этим было выявлено возрастание площади части цитоплазмы гепатоцитов, не принадлежащей вакуолям, что могло бы быть причиной некоторого увеличения массы печени. В качестве одной из возможных причин возрастания массы печени автор рассматривает также отек гепатоцитов (Kraft L.M., 1990). Следует отметить, что эти данные не подтвердились в исследовании функции печени, проведенном у крыс после полета биоспутника «Бион» №9. Так, в результате морфометрического анализа было показано, что именно площадь, занимаемая гранулами гликогена, была причиной возрастания размеров цитоплазмы гепатоцитов (Merrill A.H. et c., 1994). Однако в этом же эксперименте после космического полета не было отмечено увеличения общего веса печени. Продолжая полемику относительно динамики массы печени в условиях невесомости, следует отметить, что после 18,5суточного полета биоспутника «Бион» №5 было отмечено ее достоверное возрастание, которое объяснялось увеличением гепатоцитах (Немет Ш., Тигранян Р.А., 1982, 1983). 51 содержания гликогена в Исследуя изменения показателей углеводного, липидного обменов и метаболизма ксенобиотиков в печени крыс после космического полета этого же биоспутника, Merrill A.H. Jr. с соавт. (1990) обнаружил существенное возрастание содержания гликогена в печени крыс. Возрастание уровня гликогена в печени также было отмечено у крыс в полете лаборатории Spacelab 3 (Hargrove J.L., Jones D.P., 1985). При этом содержание гликогена в 20 раз превышало показатели у животных наземных групп. В то же время содержание ДНК в печени полетных животных (в расчете на 1 гр печени) и общее количество фосфолипидов (мМоль/г печени) было достоверно снижено. При определении активности микросомальных ферментов было обнаружено избирательное действие факторов космического полета на систему цитохрома Р-450, выражавшуюся возрастанием содержания одних ферментов и снижением других (Merrill A.H. Jr. et c., 1990). После полета космической лаборатории Spacelab 3 было обнаружено 50% снижение общего уровня цитохрома Р450 (Hargrove J.L., Jones D.P., 1985). Данные проведенных исследований подтверждают гипотезу, что некоторые особенности ферментов в печени, в том числе, участвующих в метаболизме ксенобиотиков, подвержены определенным изменениям в условиях космического полета, что может неблагоприятно сказаться на детоксикационной функции гепатоцитов. Поскольку ферменты печени определяют метаболизм различных ксенобиотиков, в том числе антибиотиков и других лекарственных средств, изменение их активности в невесомости имеет большое значение для космической биомедицины, в частности, для понимания процессов долговременной адаптации к невесомости. В результате анализа содержания гликогена, биосинтеза холестерина, глицеролипидов и сфинголипидов, удельной активности ацил-КоА-синтетазы, системы цитохрома Р450, активности ферментов цитохрома b5, глутатион S-трансферазы, аспартатаминотрансферазы и др. было сделано заключение о том, что условия космического полета в паренхиме печени изменяли метаболизм нескольких классов соединений (Merrill A.H.Jr., Wang E., Hargrove J.L., 1985; Merrill A.H.Jr. et c., 1987). При изучении углеводного, белкового и липидного обмена гепатоцитов после полета биоспутника «Бион» №9 главные отличия показателей крыс полетной 52 группы от синхронного эксперимента заключались в повышении уровня микросомальных белков, гликогена, тирозинаминотрансферазы и триптофаноксигеназы вместе со снижением содержания сфинголипидов и др., что свидетельствовало о нарушении функции печени. При этом некоторые разногласия в отношении измеряемых показателей гепатоцитов в этом полете в сравнении с показателями, полученными после полета биоспутника «Бион» №8 и SpaceLab-3, авторы связывают с временным интервалом между приземлением спутника и взятием биоматериала (Merrill A. et c., 1994). После окончания более продолжительного полета биоспутника «Бион» №4 (18,5 суток) было изучено около 30 ферментов, связанных с обменом углеводов и липидов. Обнаружено достоверное снижение, по сравнению с синхронным экспериментом, активности таких ферментов печени, как гликогенфосфорилазы, альфа-глицерофосфат ацилтрансферазы, диглицерида ацилтрансферазы, аконитазы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы и увеличение пальмитоил-КоА десатуразы. К 25 суткам послеполетного наблюдения все показатели возвращались к норме, однако содержание гликогена в гепатоцитах оставалось повышенным. В связи с тем, что изменение активности гликоген-синтетазы в условиях невесомости не менялось, в качестве причины возрастания содержания уровня гликогена в гепатоцитах предлагалось снижение уровня гликогенфофорилазы (Abraham S. et c., 1981). *** Таким образом, ранее проведенные исследования пищеварительной системы были посвящены прежде всего эпителиальным структурам, выполняющим специфические функции органа. Однако оценка состояния функциональной ткани органов пищеварительной системы – покровного или железистого эпителия, а также гепатоцитов, была бы более полной, если результаты исследования рассматривать в тесном взаимодействии со стромальным компонентом, выполняющим трофическую, формообразующую, защитную и многие другие важнейшие функции. Данные литературы относительно моторной функции пищеварительного канала и субъективной оценки космонавтами состояния моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта позволяют предположить определенную 53 взаимосвязь между ними. Гистологическое исследование структур, ответственных за осуществление моторики желудочно-кишечного тракта, включая гладкомышечные структуры и системообразующий волокнистый компонент интерстиция, могло бы дать конкретное объяснение обнаруженным результатам. Сведения литературы позволяют лишь косвенно предположить возможность структурных изменений в стенке тонкого кишечника, приводящих к известным последствиям. Вот почему целесообразно провести дополнительные исследования стенки пищеварительной физиологических данных трубки для относительно морфологического функции кишечника объяснения в условиях невесомости. Роль интерстиция в этих процессах представляется достаточно очевидной. Единственная работа, в которой лишь предполагается возможность редукции стромального компонента ворсин у крыс после 14-суточного полета на биоспутнике «Бион» №9, была выполнена Phillips R.W. с соавторами (1990). Кроме того, известны лишь единичные исследования, в которых была предпринята попытка изучения влияния факторов космического полета на состояние коллагена. Однако они основывались на методиках определения коллагена, которые не отражали морфологические характеристики коллагеновых волокон и учета их органной принадлежности (Потапов П.П., 1977; Мартинес Д.А. с соавт., 1998). Так, состояние соединительной ткани обезьян резусов по программе полета биоспутника "Бион-11" проводили путем определения содержания биомаркеров обмена коллагена неинвазивным методом. Количество полетных животных составляло 2, синхронного эксперимента – 3, виварийных - 6. Для оценки временных параметров разрушения соединительной ткани проводили измерение содержания в моче оксипролина, гидроксилизил-пиридинолина (поперечные сшивки) и лизил-пиридинолина (поперечные сшивки) методом жидкостной хроматографии высокого разрешения (Мартинес Д.А. с соавт., 1998; Martinez D.A. et c., 2000). Кроме того, колориметрическим методом определяли содержание в моче креатинина для оценки нормализации концентраций биомаркеров в соединительной ткани. На основе полученных данных авторы сделали вывод, что в условиях космического полета возрастает интенсивность разрушения соединительной ткани. К сожалению, этот показатель, свидетельствующий об 54 интегральном метаболизме коллагена всего организма, не позволяет сделать выводы относительно какой-либо отдельно взятой системы. В эксперименте на крысах-самцах после 7-суточного полета на биоспутнике «Бион» №7 было обнаружено появление коллагена III типа в костях животных и увеличение его содержания в коже (Поспишилова И. с соавт., 1985; Pospisilova J., Pospisil M., Serova L.V., 1988). Авторы предполагают, что по наличию однотипных сдвигов доли коллагена типа III в коже и костной ткани подопытных животных можно сделать вывод о системном характере этих изменений. В то же время трудно объяснить возрастание содержания коллагена III типа в нетипичном для него месте – костной ткани. Изменения метаболизма коллагена были обнаружены и у потомства этих животных, прошедшего часть пренатального периода в условиях действия невесомости на материнский организм и обследованного на различных этапах постнатального периода вплоть до достижения половой зрелости (Поспишилова И., 1985, Серова Л.В., 1996). Возможно, эти изменения связаны со специфическими реакциями соединительной ткани беременных самок. Несмотря на важность таких работ, они не дают возможности получить сведения о внутриорганной топографии коллагеновых волокон и изменении их тинкториальных свойств в условиях космического полета, а соответственно, оценить структурные изменения интерстиция во взаимосвязи с эпителиальной тканью. После полета биоспутника «Бион» №9 было обнаружено достоверное снижение в коже крыс соотношения ДНК/коллаген (Vailas A.C. et c., 1994). Авторы делают вывод о том, что условия полета могли приводить к замедлению секреции коллагена и/или повышать пролиферацию недифференцированных эпителиоцитов эпидермиса. В результате адаптации организма к условиям невесомости развивается инволюция со стороны невостребованных в полете антигравитационных систем (перестройка структур опорного скелета и скелетной мускулатуры, функций пространственного анализа, поддержания позы, регуляции локомоций, кровообращения, обмена веществ). Логично предположить, что такая же участь должна постигнуть интерстиций, выполняющий скелетообразующую функцию как 55 в паренхиматозных, так и полых органах, прежде всего в волокнистом компоненте его экстрацеллюлярного матрикса. Снятие гравитационной нагрузки неизбежно должно приводить к изменению пространственных соотношений тканевых компонентов друг с другом, происходящих адекватно сложившимся условиям существования. Это состояние можно квалифицировать как вариант адаптационной («космической») нормы (Пестов И.Д., 1994; 2003). Возможно, именно этим объясняется более слабое развитие соединительной ткани стромы желудочно-кишечного тракта с более рыхлым расположением волокон у эмбрионов и птенцов японского перепела, эмбриональное развитие которых происходило в условиях невесомости на орбитальной станции «Мир». Каких-либо выраженных отклонений в строении сформированных органов пищеварительной системы птенцов выявлено не было (Гурьева Т.С. с соавт., 2006; 2008; 2009). В то же время очень важно не допустить развития труднообратимых перестроек, инициированных невесомостью. Возвращение к земным условиям жизнедеятельности будет сопровождаться выраженным напряжением соответствующих функциональных систем, в зависимости от времени нахождения в условиях микрогравитации и эффективности применения средств профилактики в полете. При разработке средств профилактики неблагоприятного влияния невесомости на физиологические системы организма обязательно должны найти свое место методики, интегрирующего позволяющие соединительнотканного воздействовать компонента и на любого состояние органа – интерстиция. Значение этого направления исследований и профилактики должно усиливаться в связи с тем, что именно коллагены принимают участие в молекулярных механизмах адаптации клеток к гравитационному фактору, являясь составной частью сложной системы передачи физического сигнала в физиологический импульс во внутриклеточном объеме (Таирбеков М.Г., 2003). Возникающие при этом изменения характера и скорости молекул, расположенных на плазматической мембране, приводят к возбуждению ионных каналов, активации ряда ферментов, изменению уровня цАМФ, концентрации ионов и т.д. Таким образом, механические силы, воздействующие на внешнюю поверхность клетки, даже при очень незначительных величинах, преобразуются в активацию системы 56 внутриклеточной сигнализации и приводят к формированию клеточного ответа (Lambert Ch.A., Nusgens B.V., Lapiere Ch.M., 1998). Интерстиций имеет первостепенное значение для заживления ран и тканевой репарации, в том числе после травматических повреждений как в условиях земной гравитации, так и невесомости. Во время в космического полета «Эндевора» в ответ на повреждение в виде кожных разрезов на брюшной стенке крыс были выявлены ненормальное расположение коллагеновых волокон, более выраженный воспалительный ответ, увеличенную фиброплазию (Sears J.K., Argenyi Z.E., 1991). Данные о том, что в условиях микрогравитации нарушается архитектура коллагеновых структур при репаративных процессах, могут объяснить нарушение локомоторных свойств иммунных клеток, поскольку направление движения клеток может определяться, помимо химических реакций, физическими характеристиками среды, влияющих на контактное ориентирование клеток (Астахов Д.А. и др., 2012). Более того, известно, что многие трехмерные матрицы, например, фибриллы и волокнистые образования коллагенов, обладают гравитационно-зависимой гистоархитектоникой, которая, видимо, формируется еще на стадии сборки волокна из предшественников, секретированных фибробластом во внеклеточное пространство (Roedersheimer M.T., Stodieck L.S., Luttges M.W., 1993; Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Морфофункциональные изменения, происходящие в соединительной ткани крыс при острых стрессорных воздействиях, были показаны Судаковым К.В. (2000). Более значимые перестройки в виде микроциркуляторных нарушений, накоплений гиалуроновых структур, реакции тучных клеток развивались у животных, предрасположенных к эмоциональному стрессу. Тучные клетки являются ответственными за развитие адаптации на местном уровне (Селье Г., 1960, 1965). Они инициируют различные реакции соединительной ткани и сосудов, регулируют их проницаемость в регионе микроциркуляции, влияют на функции клеток соединительной ткани и т.д.. Этот далеко не полный перечень функциональных возможностей тучных клеток делает их важной мишенью как объект исследований в экспериментах по изучению влияния невесомости на организм млекопитающих, в том числе человека (Судаков 57 К.В., 2000). Данное утверждение усиливается данными о том, что тучные клетки являются самыми чувствительными клеточными элементами соединительной ткани при внешних воздействиях (Юрина Н.А. с соавт., 1997). Кроме того, обращает на себя внимание отсутствие в литературе данных о морфометрических показателях структур желудочно-кишечного тракта в условиях космического полета и при его моделировании в наземных условиях. Данный факт не позволяет сделать объективные выводы относительно состояния структур стенки желудочно-кишечного тракта в целом, а также выявить особенности реагирования его отдельных оболочек в ответ на воздействие изучаемых факторов. В наших исследованиях состояния морфофункциональных изменений клеточно-тканевых элементов органов желудочно-кишечного тракта монгольских песчанок Meriones unguiculatus после влияния факторов 12-суточного орбитального полета впервые изучено состояние соединительной ткани органов желудочнокишечного тракта млекопитающих. Нам представляется, что данные о происходящих изменениях интегративно-буферной соединительно-тканной среды организма создадут новые возможности для коррекции деятельности органов пищеварительной системы в условиях космического полета. В последние годы в полетных и наземных экспериментах стали использовать и других представителей млекопитающих - монгольских песчанок Meriones unguiculatus. Песчанки - обитатели пустынных и полупустынных ландшафтов, приспособленные к жизни в условиях резко континентального климата, для которого характерны значительные суточные перепады температур на фоне небольшой относительной влажности воздуха (Щеглова А.И., 1976). В связи с особенностями жизни в засушливых местах обитаниях все виды песчанок приспособлены очень экономно расходовать влагу благодаря особенностям мочеобразования, сниженной потери воды с поверхности тела и с выдыхаемым воздухом, содержащим уменьшенное количество водяных паров (Щеглова А.И., 1976; Стальмакова В.А., 1977; Володин И.А., Ильченко О.Г., Попов С.В., 1996). В природе песчанки получают всю необходимую влагу, поедая сочные части растений и семена, содержащих около 12-20% воды. В экспериментах по космической биологии эта видовая особенность песчанок существенно упростила с 58 технологической точки зрения создание модуля для их содержания на борту летательных аппаратов (Солдатов П.Э., 2005; Солдатов П.Э. и др., 2008; Солдатов П.Э. и др., 2009). Кроме того, монгольские песчанки, обладая меньшими размерами и массой по сравнению с крысами, могут достаточно комфортно находиться в равном объеме в большем количестве, или занимать меньший объем при равном числе. В настоящее время это имеет важнейшее значение для проведения экспериментов в полетах космических аппаратов технологического назначения, главной целью запуска которых является выполнение других специфических задач. Особенности строения выделительной системы монгольских песчанок, связанные с повышенной реабсорбцией жидкости в почках, высоким осмотическим концентрированием мочи и минимальными потерями жидкости позволит решить еще ряд задач, стоящих перед космической биологией, в частности, оценить значимость специфики водного обмена в системных реакциях адаптации организма к условиям невесомости (Ильин Е.А. с соавт., 2009). Проведенное гистологическое исследование внутренних органов монгольских песчанок выявило их аналогичное строение в сравнении с крысами, в том числе, в морфологических характеристиках желудочно-кишечного тракта (Капланский А.С. с соавт., 2008). С одной стороны, это делает полетные результаты, полученные на данном биологическим объекте, сопоставимыми с изменениями, происходящими у крыс, на которых проводили исследования по программе «Бион». С другой стороны, более детальное изучение строения пищеварительной системы монгольских песчанок позволяет выявить ряд видоспецифических отличий в реакциях грызунов на условия невесомости, что необходимо учитывать при сравнении с аналогичными структурами других грызунов при анализе полученных результатов и при планировании дальнейших исследований. 59 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ. 2.1. Материалы исследования. Полетный эксперимент в рамках научно-исследовательского проекта 12суточного орбитального полета КА «Фотон-М» №3 был проведен на монгольских песчанках Meriones unguiculatus (самцах), обладающих рядом преимуществ по сравнению с другими млекопитающими при проведении экспериментов в космической биологии (Ильин Е.А., Смирнов И.А. и др., 2009). В первую группу вошли 12 животных, находившихся в 12-суточном орбитальном полете на борту КА «Фотон-М» №3 с 14 по 26 сентября 2007 года. Вторая группа – синхронного наземного эксперимента, была представлена 11-ю монгольскими песчанками, которые содержались 12 суток в макете полетной аппаратуры «Контур-Л» для моделирования некоторых условий космического полета. Третью группу составили 12 виварийных животных (табл. 1). Средняя масса тела животных перед началом эксперимента составляла в группе виварийного контроля 53,7 г, синхронного наземного эксперимента 63,4 г и полѐтных животных 51,6 г, снижаясь к моменту взятия биоматериала для морфологических исследований до 50,5, 54,2 и 37,1 г соответственно (Ильин Е.А., Смирнов И.А. и др., 2009). Декапитацию животных, вернувшихся из космического полета, проводили через 21 час после приземления спускаемого аппарата. Наземный эксперимент с участием монгольских песчанок по моделированию некоторых физиологических эффектов невесомости путем антиортостатического вывешивания по методике Ильина-Новикова в модификации Морей-Холтон (Morey-Holton Е. et c., 2005) был проведен по программе подготовки к орбитальному полету биологического спутника «Бион-М» №1. При этом 8 животных подвергались 30-суточному антиортостатическому вывешиванию, 8 служили виварийной группой для сравнения полученных результатов (табл.1.). В рамках низкочастотного эксперимента импульсного «Изучение магнитного эффективности поля как средства применения коррекции неблагоприятных изменений в организме при моделировании физиологических эффектов невесомости» было проведено исследование влияния 14-суточного антиортостатического вывешивания по методике Ильина-Новикова в модификации 60 Морей-Холтон (Morey-Holton Е. et c., 2005) на желудочно-кишечный тракт крыссамцов Wistar. Группу вывешивания составили 7 животных и 7 крыс входили в группу виварийного контроля. Общее количество экспериментальных животных составило 65 (табл. 1). Объектами исследований являлись печень, желудок и тощая кишка, из которых было приготовлено и проанализировано 1725 гистологических микропрепаратов (табл.2). 2.2. Методики исследования. Для проведения обзорной микроскопии, морфометрического анализа, цитофотометрических и гистохимических исследований печени фрагменты ее левой доли фиксировали в забуференном 10% нейтральном формалине рН=7,6 при комнатной температуре, проводили через спирты и заливали в парафин. Приготовленные срезы толщиной 6 мкм окрашивали гематоксилином Карацци – эозином (Carazzi D., 1911; Лилли Р., 1969; Горбунова Т.К., 2008). Изучение гепатоцитов проводилось раздельно в трех зонах классической дольки печени: центральной (прилегающей к v.centralis), периферической (локализующейся около портальных триад), и расположенной между ними промежуточной. Минимальное число измерений, необходимое для получения объективных данных, рассчитывалось с использованием метода аккумулированных средних (Кендалл М., Стюарт А., 1973; Franklin C.D., Craig G.T., 1978). Для вычисления объема ядер и ядрышек гепатоцитов использовали формулу: V = π/6*L*B2, где L и B – наибольший и наименьший диаметры измеряемого объекта соответственно, расположенные перпендикулярно друг к другу (Автандилов Г.Г., 1990). Количество клеток для определения морфометрических показателей составляло не менее 350. Высчитывали среднее число ядрышек на одно ядро гепатоцита, а также частоту их прилежания к кариолемме, проводя измерения в 500 клетках. Соотношение одноядерных и двуядерных гепатоцитов выявляли на 1000 клеток. Для оценки пролиферативной активности гепатоцитов выявляли частоту встречаемости митоза и амитоза на 20000 тысяч клеток. Определение площади цитоплазмы гепатоцитов проводили после выделения контура гепатоцитов и удаления ядросодержащей части из полученной микрофотографии, измеряя не менее 350 гепатоцитов. Морфометрический и микроденситометрический анализ 61 проводился с помощью анализатора изображений «ВидеоТест-Морфо» 3.0, и комплекса визуализации с программным пакетом "Микро-Анализ View" (ОАО ЛОМО - Микросистемы) (Штейн Г.И. с соавт., 1998; Пантелеев В.Г., Зенина М.А., 2005; Алексеенко А.Ю., 2012). Рибонуклеиновые кислоты идентифицировали окрашиванием азуром В (Shea J.R. Jr., 1970). Содержание РНК определяли в единицах оптической плотности, оценивая не менее 200 гепатоцитов. Материал для идентификации содержания и распределения гликогена получали из середины левой доли печени. Пластинки ткани непосредственно после взятия погружали в охлажденный до −20оС фиксатор Россмана. На срезах толщиной 7 мкм гликоген идентифицировали ШИК-реакцией при блокировании альдегидных групп, не принадлежащих молекулам гликогена, димедоном (Bulmer D., 1959; Кисели Д., 1962). Для верификации полученных данных проводилась выборочная проверка срезов амилазой. При проведении количественного анализа содержания гликогена определяли оптическую плотность цитоплазмы не менее 300 гепатоцитов. Исследование липидов в классических дольках печени проводили после фиксации биоматериала в Cа-формоле и окрашивания криостатных срезов масляным красным О по Лилли (Лилли Р., 1969; Саркисов Д.С., Перов Ю.Л., 1996). При изучении интерстиция печени проводили анализ волокнистого и аморфного компонентов внеклеточного матрикса, а также состояния популяции тканевых базофилов. Для идентификации коллагеновых структур волокнистого компонента внеклеточной фазы соединительной ткани приготовленные срезы толщиной 6 мкм окрашивали железным гематоксилином-пикрофуксином с помощью метода ван Гизон, ретикулярные волокна выявляли импрегнацией азотнокислым серебром по методу Фута, эластические волокна оценивали в интерстиции и оболочках сосудов после окрашивания фукселином по методу Харта (Ромейс Б., 1953; Меркулов Г.А., 1956, 1969; Саркисов Д.С., Перов Ю.Л., 1996; Weigert K., 1904; Foot N.C., 1929). Несмотря на то, что идентификация известных к настоящему времени 28 типов коллагена проводится с помощью иммуноморфологических подходов, используемые в нашей работе гистологические методы позволяют дифференцировать ретикулярные волокна, в состав которых входит коллаген III типа, от волокнистых элементов внеклеточного матрикса, 62 образованных другими фибрилллярными коллагенами: I, II, V, XI, XXIV и XXVII типов (Саркисов Д.С., Перов Ю.Л., 1996; Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). На светооптическом уровне оценивали топографию, архитектонику и особенности тинкториальных характеристик волокнистого компонента интерстиция печени. Для количественной оценки состояния волокнистой фазы соединительной ткани печени животных использовали планиметрический подход (Автандилов Г.Г., 1990). В условных единицах определяли индекс содержания волокон, тинкториальные характеристики выражали в соотношении волокон с высоким, умеренным и низким сродством к красителю. Кроме того, определяли индекс дезорганизации волокнистых структур с учетом фрагментации, гомогенизации, зернистого или глыбчатого распада, а также резкого изменения на протяжении волокон калибра и тинкториальных характеристик. Топографически планиметрический анализ проводили в центральных венах, структурах портального тракта и трех зонах классических долек печени, исследуя не менее 100 полей зрения применительно к каждому объекту измерения. В аморфном компоненте интерстиция портальных триад определяли содержание нейтральных гликопротеинов и гиалуроновой кислоты, которые выявляли при помощи ШИК-реакции и окрашиванием ферригидроксидзолем соответственно (McManus J.F.A., 1946, Hothckiss R.D., 1948; Muller O.,1956; Кисели Д., 1962; Пирс Э., 1962). При измерении оптической плотности аморфного компонента интерстиция из него исключались клеточные и волокнистые компоненты. Популяция тканевых базофилов печени изучалась после использования полихромного метода, позволяющего оценить уровень биосинтеза гепарина (Catini С.L., 1969), количественные показатели рассчитывались на поле зрения. Для исследования тощей кишки ее фрагменты длиной не менее 10 мм, располагающихся на расстоянии 10 см дистальнее двенадцатиперстного отдела, фиксировали в растворе нейтрального формалина в 0,1 М фосфатном буфере pH 7,4. Обзорная микроскопия проводилась на срезах толщиной не более 6 мкм после окраски гематоксилином эпителиоциты Карацци идентифицировали - эозином. окрашиванием Содержащие биополимеры Шифф-реактивом после периодатного окисления и альциановым синим, определяя нейтральные и кислые 63 несульфатированные гликопротеиды соответственно (McManus J.F.A., 1946, Hothckiss R.D., 1948; Mowry R.W., 1956; Кисели Д., 1962; Саркисов Д.С., Перов Ю.Л., 1996). Содержание бокаловидных клеток определяли в массиве эпителия с численностью не менее 3000 клеток. Контрольные процедуры включали обработку срезов фенилгидрозином, ацетилирование, а также процедуру омыления (Лилли Р., 1969; Spicer S.S., Lillie R.D., 1959; Lillie R.D., Glenner G.G., 1957; Spicer S.S., Horn R.G., Leppi T.J., 1967). Измеряли длину ворсинок, высоту однослойного цилиндрического каемчатого эпителия, глубину крипт, толщину подслизистой и мышечной оболочек. Об уровне пролиферативной активности кишечного эпителия судили по величине митотического индекса в расчете на 2000 эпителиоцитов крипт. Оценивали относительное содержание фаз митозов и наличие аномальных митозов (Алов И.А., Брауде А.И., Аспиз М.Е., 1969). Исследование волокнистой фазы внеклеточного матрикса соединительной ткани проводили планиметрическим способом в каждой оболочке тощей кишки: собственной пластинке слизистой оболочки (раздельно для интерстиция ворсин и межкриптальной стромы), подслизистой, мышечной и серозной оболочках, оценивая не менее 100 полей зрения. С целью идентификации тканевых базофилов использовали метахроматическое окрашивание толуидиновым синим (Belanger L.F., Hartnett A., 1960; Sridharan G., Shankar A.A., 2012). При этом фрагменты тощей кишки длиной не менее 10 мм фиксировали в растворе нейтрального формалина с Nцетилпиридинхлоридом в 0,1 М фосфатном буфере с pH=7,4. Тинкториальные свойства тканевых базофилов зависят от степени зрелости секреторных гранул и функционального состояния (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Тучные клетки с различным уровнем этерификации биополимеров в гранулах выявляли окрашиванием в градиенте рН фталатного буфера, значения которого составляли 3,0, 4,4 и 5,6. Согласно методике анализа популяционных характеристик тканевых базофилов (Быков Э.Г., 2010), в каждом поле зрения подсчитывали число тучных клеток, определяли их возраст и степень зрелости, топографию, а также состояние цитоплазмы и особенности выведения специфических гранул в межклеточное пространство. По морфологическим критериям идентифицировали недегранулированные (гранулированные и компактные) и дегранулированные 64 (лизированные и в состоянии экзоцитоза) тканевые базофилы, цитопласты, а также лаброциты в состоянии элиминации ядра и клазматоза. Кроме того, для изучения этапов биосинтеза гепарина использовалась методика полихромного окрашивания (Catini C.L., 1969). При исследовании желудка животных фрагменты его фундального отдела фиксировали в 10% н.формалине на 0,1М фосфатном буфере pH 7,4. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином Карацци - эозином для проведения обзорной микроскопии и морфометрического анализа высоты покровного эпителия слизистой оболочки, глубины желудочных ямок, толщины слизистой, подслизистой и мышечной оболочек. Муцины слизистой оболочки выявляли ШИК-реакцией. Для изучения волокнистой фазы интерстиция использовали окрашивание железным гематоксилином Вейгерта – пикрофуксином по методу ван Гизон, азотнокислым серебром по методу Фута и фукселином по методу Харта (Меркулов Г.А., 1956, 1969; Саркисов Д.С., Перов Ю.Л., 1996). Топографию волокон в пределах слоев стенки желудка, особенности их гистоархитектоники и тинкториальные характеристики оценивали аналогично исследованию тощей кишки. Количество измерений, проведенных в выполненном исследовании, указано в таблице № 3. Полученный информационный массив статистически обрабатывался с использованием компьютерной программы Stat Soft Statistica, 6.0. При этом определяли соответствие или несоответствие полученных данных нормальному распределению с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Если цифровой массив соответствовал нормальному распределению данных, для сравнения двух выборок применяли параметрический критерий – t-критерий Стьюдента для независимых выборок с уровнем значимости p<0,05. При отсутствии нормального распределения данных применяли непараметрические критерии для сравнения двух независимых выборок – непараметрического критерия Вилкоксона в модификации Рао с уровнем значимости p<0,05. Исследования проведены с соблюдением требований по гуманному обращению с животными в соответствии с решением биомедицинской этике ИМБП (протокол № 206 от 07.10.2007 г.). 65 Комиссии по Таблица 3 Количество выполненных измерений на микропрепаратах органов желудочно-кишечного тракта монгольских песчанок в рамках научного проекта «Фотон-М3» (n=35) и в экспериментах с антиортостатическим вывешиванием монгольских песчанок Meriones unguiculatus (n=16) и крыс линии Wistar (n=14) Исследуемые показатели Количество измерений на одном микропрепарате Печень Количество Итого микропрепаратов Объем ядер 1050 в трех зонах долек Объем ядрышек 1050 в трех зонах долек Количество ядрышек в гепатоцитах 1500 в трех зонах долек Частота прилежания ядрышка к 1500 в трех зонах долек кариолемме Площадь цитоплазмы гепатоцитов 1050 в трех зонах долек 65 65 65 65 68250 68250 97500 97500 65 68250 Соотношение одно- и двуядерных 3000 в трех зонах долек гепатоцитов Содержание гликогена 900 в трех зонах долек Содержание РНК 600 в трех зонах долек Ацитокинетический митоз гепатоцитов 20000 Состояние популяции тучных клеток в 160 полей зрения интерстиции Состояние коллагеновых волокон 500 (в области (количество, тинкториальные портальных триад, свойства) центральной вены) Состояние ретикулярных волокон 800 (в трех зонах долек, (количество, тинкториальные в области портальных свойства) триад и центральных вен) Состояние эластических волокон 500 (в области (количество, тинкториальные портальных триад, свойства) центральных вен) Содержание нейтральных глико200 протеидов (область портальных триад) Содержание гиалуроновой кислоты 200 (область портальных триад) 65 195000 65 65 65 65 58500 39000 1300000 10400 65 32500 65 52000 65 32500 65 13000 65 13000 65 19500 65 65 65 65 6500 6500 6500 19500 Кишечник Высота эпителия ворсин слизистой Толщина слизистой оболочки Толщина подслизистой оболочки Толщина мышечной оболочки Количество бокаловидных клеток 300 (в трех зонах ворсин) 100 100 100 300 66 Секреторная активность бокаловидных клеток Содержание нейтральных гликопротеинов Содержание кислых гликозаминогликанов Частота митозов недифференцированных эпителиоцитов крипт Состояние популяции тучных клеток при окрашивании толуидиновым синим в градиенте рН (3,0; 4,4; 5,6) Состояние популяции тучных клеток в интерстиции при окрашивании полихромным методом Состояние коллагеновых волокон 300 65 19500 100 65 6500 100 65 6500 2000 65 130000 160 полей зрения в каждом значении рН буферного раствора 160 полей зрения 65 31200 65 10400 200 (подслизистая и серозная оболочки) 500 (слизистая (ворсины, крипты), подслизистая, мышечная и серозная оболочки) 500 (артерии, вены, подслизистая, мышечная и серозная оболочки) Желудок 65 13000 65 32500 65 32500 Высота покровного эпителия Толщина слизистой оболочки Толщина подслизистой оболочки Толщина мышечной оболочки Содержание нейтральных гликопротеинов 100 100 100 100 100 65 65 65 65 65 6500 6500 6500 6500 6500 Содержание кислых гликозаминогликанов Состояние коллагеновых волокон 100 65 6500 200 (подслизистая и серозная оболочки) 500 (слизистая (собственная и мышечная пластинки), подслизистая, мышечная и серозная оболочки) 600 (мышечная пластинка слизистой оболочки, подслизистая, мышечная и серозная оболочки, артерии, вены). 65 13000 65 32500 65 39000 Состояние ретикулярных волокон Состояние эластических волокон Состояние ретикулярных волокон Состояние эластических волокон 67 ГЛАВА 3. СОБСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. 3.1. Влияние 12-суточной невесомости на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы монгольских песчанок. 1. Морфофункциональное состояние печени. 1.1. Обзорная микроскопия. Гистоархитектоника печени монгольских песчанок виварийной группы характеризовалась типичным дольчатым строением (рис. 1-А). В центре долек располагались центральные вены. От портальных трактов к центральной вене прослеживались радиально ориентированные печеночные балки, состоящие из гепатоцитов и элементов ретикулоэндотелиальной системы. Портальные тракты были представлены междольковыми артерией, веной и желчным протоком. Интерстиций, состоящий из рыхлой волокнистой соединительной ткани, определялся преимущественно в области портальных триад и практически не идентифицировался внутри классических долек печени. А Б Рисунок 1. Печень монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% забуференный формалин, pH 7,6. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: А – 20х10, Б - 60х10. Обозначения: А - балочное строение печеночных долек, радиально направленных к v.centralis; Б – цитоплазма гепатоцитов заполнена оксифильным материалом, обнаруживаются немногочисленные вакуоли. 68 Элементы ретикулоэндотелиальной системы локализовались во всех отделах долек без видимых различий. Просветы центральных вен, синусоидных капилляров и сосудов портальной триады преимущественно были пустыми или содержали небольшое количество эритроцитов. Большинство гепатоцитов были с одним ядром и слабооксифильной цитоплазмой, в которой находились немногочисленные вакуоли (рис. 1-Б). При этом четкая закономерность наличия вакуолей в цитоплазме гепатоцитов от их локализации в печеночной дольке отсутствовала. Обращала на себя внимание широкая вариабельность размеров ядер гепатоцитов, что отражало их плоидность и неравнозначные синтетические потенции. Гепатоциты в состоянии митоза и амитоза практически не выявлялись. В группе животных синхронного эксперимента обнаруживалась дискомплексация долек печени, преимущественно в средних и периферических отделах (табл. 4). В центральных зонах балочная организация гепатоцитов сохранялась на уровне виварийных животных. У некоторых животных нарушение гистоархитектоники было более выражено, в ряде случаев принимая тотальный характер (рис. 2-А). На этом фоне определялись картины полнокровия, связанные с бассейнами центральных вен и междольковых вен портальных триад. В то же время практически у половины животных гистоархитектоника долек не отличалась от картин, выявленных у животных интактной группы, четко сохранялась балочная организация гепатоцитов в направлении от портальных трактов к центральной вене. При подсчете индекса дискомплексации планиметрическим методом было выявлено его достоверное возрастание в периферических и промежуточных зонах печеночных долек, в то время как в центральных областях данный показатель не претерпевал существенных изменений (табл. 5). Одновременно в паренхиме печени пяти животных выявлялись микролокусы кровоизлияний. У одной монгольской песчанки были обнаружены очаги плазморрагий. Преимущественная локализация геморрагий не выявлялась: они в равной степени могли определяться на всем протяжении паренхимы. Существенно меньшее значение имело расширение и полнокровие синусоидных капилляров, которое ограничивалось центральной зоной классических долек печени и наблюдалось лишь у некоторых животных. 69 Рисунок 2. Печень монгольских песчанок группы синхронного эксперимента. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,6. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: А – 10х10, Б – 100х10. Обозначения: А – наблюдается дискомплексация печеночных долек, с утратой направленного расположения печеночных балок по отношению к центральной вене; Б – определяются гепатоциты, у которых остатки цитоплазмы локализованы преимущественно под плазмалеммой или вокруг ядра. В то же время частота встречаемости гепатоцитов с оптически пустой цитоплазмой либо перинуклеарными фрагментами и различной степенью субплазмалеммных скоплений возрастала (рис. 2-Б, табл. 5). Эти картины были проверены на микропрепаратах после окрашивания азуром В, масляным красным О и ШИК-методом. Значимых изменений содержания липидов в гепатоцитах не наблюдалось. В то же время, судя по анализу содержания гликогена в печени и наличии хорошей сопоставимости оптически пустых гепатоцитов с картинами накопления гликосом, можно предположить о формировании углеводной дистрофии в паренхиме органа. Кроме того, микроскопические картины изменений гепатоцитов были далеки от гидропической внутриклеточного отека гепатоцитов. 70 дистрофии вследствие Таблица 4 Индекс дискомплексации в дольках печени монгольских песчанок Экспериментальные Зоны классических долек печени группы Центральная Промежуточная Периферическая Виварийный контроль 0,021±0,004 0,034±0,002 0,087±0,005 Синхронный эксперимент 0,032±0,005 0,074±0,007* 0,108±0,006* Космический полет 0,124±0,014*,** 0,224±0,015*,** 0,264±0,018*,** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем, ** - p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом. Таблица 5 Индекс содержания гепатоцитов с признаками вакуолизации цитоплазмы Экспериментальные Зоны классических долек печени группы Центральная Промежуточная Периферическая Виварийный контроль 0,121±0,022 0,143±0,018 0,157±0,031 Синхронный эксперимент 0,352±0,024* 0,441±0,031* 0,523±0,045* Космический полет 0,645±0,051*,** 0,754±0,063*,** 0,874±0,071*,** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем, ** - p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом. Изредка встречались картины некробиотических изменений отдельных гепатоцитов. Преимущественной территорией таких состояний являлись центральные зоны печеночных долек, и только в материалах трех животных не характеризовались конкретной локализацией. Лейкоцитарная инфильтрация эксперименте является экспериментальных редкой животных паренхимы картиной в и печени определялась ограниченных размерах в синхронном только в у трех интерстиции портальных триад или в центральной зоне долек печени. Развивающийся отек в соединительной ткани печени некоторых животных выявлялся преимущественно в интерстиции портальных триад, существенно реже – вокруг центральных вен. 71 Для паренхимы печеночных долек монгольских песчанок, находившихся в космическом полете, была типична балочная дискомплексация, наиболее выраженная в портальных и средних зонах долек печени (рис. 3-А, табл. 4.). Несмотря на то, что у части животных балочная организация центральных областей долек печени была сохранена, планиметрический анализ выявил достоверное возрастание признаков ее нарушения на всей территории долек (табл. 4). Необходимо отметить также существенное различие выраженности дискомплексации на протяжении паренхимы печени и ее вариабельность вне зависимости от внутридольковой локализации. Иногда создавалось впечатление, что печеночные балки в области центральной зоны долек практически теряли радиальную направленность, причем имеющиеся вариации обнаруживались даже в пределах одного микропрепарата. Изменения показателей микроциркуляторного режима ограничивались признаками полнокровия в сосудистом русле, а также наличием кровоизлияний в паренхиму. Соответствующие картины отсутствовали только в материале трех монгольских песчанок. Как правило, наблюдалось сочетание полнокровия портальных и центральных вен в широких вариациях выраженности этого явления (рис. 3-А, 3-Б, 3-В). Что же касается кровоизлияний в паренхиму, они, по сути, были выражены во всем биоматериале. Незначительными они оказались только у трех животных. При этом следует сделать существенное замечание, касающееся относительно большой частоты формирования очагов плазморреи. Изменения структуры оболочек сосудов наблюдались с большей степенью в стенках центральных вен. В паренхиме печени возрастало количество гепатоцитов с оптически пустой цитоплазмой. Фактически, они выявлялись во всех зонах классических долек печени, но особенно часто в областях вокруг центральных вен. При этом интенсивность внутриклеточной вакуолизации возрастала на протяжении паренхимы долек печени от периферических отделов к центральным. Возможно, это отражало степень развития углеводной дистрофии печени, поскольку полученные картины были хорошо сопоставимы с данными анализа содержания в гепатоцитах гликогена, РНК и липидов (рис. 3-Б, табл.5). 72 Рисунок 3. Печень монгольских песчанок группы космического полета. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: А – 10х10; Б – 100х10; В – 20х10. Обозначения: А – дискомплексация печеночных балок, частичное сохранение радиального расположения в центральных зонах долек; Б – выраженная вакуолизация гепатоцитов, большое количество гепатоцитов с оптически пустой цитоплазмой, стаз крови в центральной вене; В – дискомплексация балочного строения долек в перипортальной области, стаз крови в междольковой вене портальной триады, отек. Формирование микролокусов дистрофических изменений зависела от внутридольковой топографии и с большей гепатоцитов интенсивностью наблюдалась вокруг центральной вены, очаговые изменения выявлялись реже. В то же время, территории некробиотических изменений паренхимы у некоторых животных обнаруживались и вокруг портальных триад. При исследовании интерстиция формирование полиморфноклеточных инфильтратов определялось у одного животного, которые были локализованы центральной зоне паренхимы долек печени. 73 Отек интерстиция наблюдался у большинства животных, побывавших в космическом полете, и топографически был преимущественно связан с областью портальных трактов, и существенно реже – с центральной зоной паренхимы долек печени (рис. 3-В). Наиболее типичной картиной было сочетание отека интерстиция в портальных трактах и вокруг некоторых центральных вен. Только у двух животных преимущественной локализацией отека был интерстиций по периметру центральных вен. Подводя итог результатам проведения обзорной микроскопии, следует подчеркнуть, что обнаруженные изменения после пребывания в невесомости в первую очередь свидетельствуют о расстройстве внутрипеченочного кровообращения и выраженном снижении градиента давления в системе внутриорганных вен печени. С другой стороны, причинами нарушения кровообращения могут быть изменения оболочек сосудов печени, в том числе, междольковых и центральных вен. Остальное следует считать следствием микроциркуляторных расстройств на фоне заметно расширяющегося межуточного отека. В качестве существенных изменений паренхимы могут рассматриваться показатели гистоархитектоники долек печени у половины животных, побывавших в условиях невесомости. Таким образом, 12-суточная невесомость прежде всего вызывала тенденцию к большей частоте наличия дистрофических изменений, развитию отека и изменениям гистоархитектоники долек печени (дискомплексации) по сравнению с животными группы синхронного наземного эксперимента. 1.2. Анализ ядерного аппарата гепатоцитов. Изучение гепатоцитов печени монгольских песчанок в каждой экспериментальной группе выявило выраженный ядерный полиморфизм на протяжении паренхимы от портальных триад к центральной вене, обусловленный функциональными потенциями клеток (рис. 4). В каждой зоне долек определялись свои особенности соотношения одно- и двуядерных гепатоцитов. В группе виварийного контроля размеры ядер гепатоцитов промежуточной зоны достоверно превосходили аналогичные показатели в центральных и периферических областях 74 долек. Синхронный эксперимент приводил к значимому снижению объемов ядер в каждой зоне дольки печени (табл. 6). Условия космического полета вызывали увеличение размеров ядер гепатоцитов (табл.6). При этом наибольшей динамикой изменений обладали клетки из «маргинальных» зон дольки печени – центральной и периферической, объемы которых достоверно возрастали не только в сравнении с показателями животных группы синхронного эксперимента, но и виварийного контроля. В промежуточной зоне значимое увеличение размеров ядер гепатоцитов полетных животных формировалось только по сравнению с показателями монгольских песчанок из группы синхронного эксперимента. Определение объемов ядрышек гепатоцитов в каждой зоне печеночных долек виварийных животных показало их достоверные отличия друг от друга. Самыми крупными размерами ядрышек характеризовались клетки, расположенные в промежуточной зоне, а наименьшими – в периферической (табл. 6). Таблица 6 Объемы ядер и ядрышек гепатоцитов в различных зонах классических долек печени монгольских песчанок (в мкм3) Зоны классической дольки печени Группы животных Центральная Промежуточная Периферическая Объемы ядер Виварийный контроль 121,94±2,26 171,74±2,61 118,74±3,58 Синхронный эксперимент 109,54±3,02* 150,95±5,31* 105,05±2,35* Космический полет 133,25±4,72*,** 169,90±6,05** 130,80±4,12*,** Объемы ядрышек Виварийный контроль 2,18±0,14 3,34±0,10 1,90±0,10 Синхронный эксперимент 2,03±0,12 3,10±0,19 1,73±0,14 Космический полет 2,72±0,14*,** 3,69±0,23** 2,13±0,10** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем, ** - p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом. 75 Рисунок 4. Промежуточная зона классической дольки монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 40х10. Обозначения: отмечается выраженный ядерный полиморфизм гепатоцитов, заключающийся в различном содержании ядер и их размерах. Синхронный эксперимент вызывал тенденцию к снижению размеров ядрышек гепатоцитов всех зон дольки печени, которая не носила достоверного характера по сравнению с показателями виварийных животных. В то же время обращало на себя внимание нивелирование различий объемов ядрышек в центральной и периферической областях долек. Влияние факторов космического полета приводило к достоверному увеличению размеров ядрышек в сравнении с аналогичными параметрами виварийных животных только в центральной зоне долек. В остальных областях паренхимы достоверное увеличение объемов ядрышек происходило лишь в сравнении с показателями животных из группы синхронного эксперимента (табл. 6). При подсчете ядрышек в ядрах гепатоцитов виварийных животных было обнаружено, что наибольшее их количество содержится в клетках промежуточной области долек и наименьшее - в периферической (табл. 7). Особенностью одноядерных гепатоцитов по сравнению с двуядерными является их более распространенная полиядрышковость. Синхронный эксперимент формировал тенденцию к уменьшению числа ядрышек в ядрах гепатоцитов в каждой зоне 76 долек. Аналогичная картина наблюдалась и в отношении одноядерных гепатоцитов монгольских песчанок, вернувшихся из космического полета. Вместе с тем, в двуядерных гепатоцитах полетных животных происходило существенное возрастание численности ядрышек, что было особенно заметно в центральной области печеночных долек (табл. 7). Таблица 7 Содержание ядрышек в ядрах гепатоцитов монгольских песчанок Зоны классических долек печени Группа животных Центральная Промежуточная Периферическая Одноядерные гепатоциты Виварийный контроль 1,35±0,13 1,68±0,08 1,24±0,12 Синхронный эксперимент 1,28±0,07 1,44±0,14 1,16±0,05 Космический полет 1,17±0,01 1,36±0,12* 1,17±0,04 Двуядерные гепатоциты Виварийный контроль 1,14±0,11 1,26±0,03 1,07±0,05 Синхронный эксперимент 1,03±0,04 1,22±0,06 1,04±0,05 Космический полет 1,75±0,06*,** 1,68±0,04*,** 1,38±0,03*,** Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с контролем, **– p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом. Одним из критериев белоксинтетической активности клетки является прилежание ядрышка к ядерной оболочке. У виварийных животных этот показатель оказался более высоким в одноядерных гепатоцитах, а с учетом зональных особенностей долек – в центральной зоне. Синхронный эксперимент приводил к урежению контактирования ядрышка с кариолеммой, имеющей достоверный характер в сравнении с виварийными животными только в одноядерных гепатоцитах, локализованных вокруг центральной вены. После космического полета количество ядрышек, прилегающих к кариолемме, возрастало, но принимало достоверные отличия по сравнению с показателями группы виварийных животных только в двуядерных гепатоцитах (табл. 8). 77 Таблица 8 Частота прилежания ядрышка к кариолемме в ядрах гепатоцитов монгольских песчанок (в %) Зоны классических долек печени Группа животных Центральная Промежуточная Периферическая Одноядерные гепатоциты Виварийный контроль Синхронный эксперимент Космический полет 4,74±0,14 4,18±0,23* 4,94±0,11** 4,58±0,12 4,24±0,08 4,32±0,22 3,98±0,14 4,59±0,14 4,33±0,18 Двуядерные гепатоциты Виварийный контроль 4,13±0,09 4,08±0,15 3,67±0,13 Синхронный эксперимент 3,98±0,07 3,92±0,010 3,52±0,06 , , Космический полет 4,81±0,11* ** 4,64±0,17* ** 4,21±0,12*, ** Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с контролем, ** – p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом. Одно из проявлений полиморфизма ядер гепатоцитов заключается в их размерах, которые определяются плоидностью: еѐ увеличение приводит к кратному повышению объемов. Данная закономерность хорошо известна у млекопитающих (Григорьев Н.И., 1975; Рябинина З.А., Бенюш В.А., 1973; Небольсина Л.М., 1996). В литературе есть сведения, в частности, полученные на крысах, свидетельствующие о высоком сходстве результатов измерения плоидности гепатоцитов кариометрическим и цитофотомерическим способами (Кириллов О.И., 1977), и пропорциональности размеров ядер гепатоцитов с их плоидностью (Бродский В.Я., 1981; Ельчанинов А.В., Большакова Г.В., 2011; Gupta S., 2003). Наши данные также показали зависимость возрастания размеров ядер при увеличении плоидности гепатоцитов монгольских песчанок (табл. 9). При этом у интактных животных были обнаружены чѐткие зональные особенности расположения ди-, тетра- и октаплоидных гепатоцитов. В центральных и периферических областях долек доминировали диплоидные гепатоциты, в промежуточной – тетраплоидные и определялось наиболее высокое содержание октаплоидных клеток (табл. 10). Изредка в паренхиме обнаруживались гигантские 78 гепатоциты с крупными ядрами, плоидность которых, согласно кариометрическому исследованию, составляла 16n. Рисунок 8. Печень монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 100х10. Обозначения: видны ядра гепатоцитов с различной плоидностью. Таблица 9 Объемы ядер гепатоцитов монгольских песчанок виварийной группы в различных классах плоидности (в мкм3) Плоидность Индивидуальный диапазон Среднее значение 2n 88,56-99,40 92,00 ±4,2 4n 179,60-195,18 186,10±5,4 8n 364,50-402,97 384,43±15,6 16 n 734,54-826,42 786,24±43,4 гепатоцитов В группе синхронного и полетного экспериментов в паренхиме печени зональное соотношение гепатоцитов сохранялось. Вместе с тем, после космического полѐта в промежуточной зоне долек стало очевидным значительное снижение по сравнению с показателями виварийных животных численности тетраплоидных и октаплоидных гепатоцитов с параллельным возрастанием количества диплоидных (табл. 10). 79 Таблица 10 Распределение ядер гепатоцитов по классам плоидности в различных зонах долек печени монгольских песчанок (в %) Группы животных Центральная зона классических долек 2n 4n 8n Виварийный контроль 81,8 ±2,3 18,0±2,3 0,2 ± 0,06 Синхронный эксперимент 76,5±3,7 23,2±3,6 0,3±0,04 Космический полет 76,5±3,3 23,1±3,1 0,4±0,08 Промежуточная зона классических долек Виварийный контроль 47,4±3,7 51,7±3,5 0,9±0,2 Синхронный эксперимент 58,8±6,4 40,3±6,3 0,9±0,2 Космический полет 68,3±3,3* 31,4±3,1* 0,3±0,1*, ** Периферическая зона классических долек Виварийный контроль 68,7±3,5 30,9±3,4 0,4±0,1 Синхронный эксперимент 74,0±4,4 25,3±4,2 0,3±0,1 Космический полет 74,5±2,5 25,2±2,4 0,3±0,1 Условные обозначения: * ̶ p<0,05 по сравнению с виварийным контролем, ** p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом. Определение зональных особенностей содержания одно- и двуядерных гепатоцитов в дольках печени монгольских песчанок выявило определенные закономерности, заключающиеся в наличии градиента возрастания количества гепатоцитов с двумя ядрами по направлению тока крови от портальных триад к центральной вене и, соответственно, снижению числа одноядерных клеток. Количество ядер в гепатоцитах центральной зоны долек было достоверно выше, чем в клетках периферической области. Синхронный эксперимент вызывал тенденцию к снижению численности гепатоцитов с двумя ядрами на всем протяжении дольки печени. Космический полет приводил к достоверному возрастанию количества двуядерных гепатоцитов всех территорий долек как по сравнению с показателями монгольских песчанок виварийной группы, так и синхронного эксперимента (табл. 11, рис. 9). 80 Таблица 11 Зональные особенности содержания одно- и двуядерных гепатоцитов в классических дольках печени монгольских песчанок (в %) Экспериментальные группы Центральная зона животных Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты Виварийная группа 64,9±1,9 35,1±1,9 Синхронный эксперимент 68,9±1,6 31,1±1,6 , Космический полет 42,8±1,7*,** 57,2±1,8* ** Промежуточная зона Виварийная группа 70,3±1,7 29,7±1,7 Синхронный эксперимент 72,9±1,6 27,1±1,6 Космический полет 57,6±1,7*,** 42,4±1,7*,** Периферическая зона Виварийная группа 72,9±2,0 27,1±2,0 Синхронный эксперимент 75,7±2,1 24,3±2,1 Космический полет 63,0±2,6*,** 37,0±2,6*,** Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с контролем, ** – p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом. Среди возможных механизмов повышения представительства двуядерных гепатоцитов можно считать процесс амитоза, который морфологически идентифицируется по гантелеобразной форме ядра и формированию ядерных перетяжек (рис. 9). Интенсивность амитоза мала и в группе интактных животных составила 1,2±0,04‰. Не изменяясь существенным образом в условиях синхронного эксперимента, интенсивность амитоза существенно возрастала после пребывания животных в невесомости, достигая 3,8±0,24‰. Таким образом, состояние ядерного аппарата гепатоцитов претерпевало ряд структурно-функциональных изменений как после проведения синхронного эксперимента, так и реального космического полета. Такой широкий диапазон ответного реагирования на изменение окружающей среды заложен в больших потенциях гепатоцитов по адаптации своей биосинтетической способности для адекватного участия во всех видах обмена. 81 Рисунок 9. Паренхима промежуточной зоны долек печени монгольских песчанок после 12-суточного космического полета. Увеличение: 40х15. Фиксация: забуференный 10% нейтральный формалин рН 7,6. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 40х15. Обозначения: увеличение количества двуядерных гепатоцитов, ацитокинетические митозы (указаны стрелкой). Если основной реакцией на условия синхронного эксперимента по большинству определяемых показателей было снижение функциональной активности ядер, то иная картина наблюдалась после пребывания в невесомости. Становились очевидными признаки активизации ядерного аппарата, которые имели топографические особенности в зависимости от внутридольковой локализации. В частности, по мере приближения к центральной вене их интенсивность возрастала. Одним из очевидных специфических механизмов в адаптации гепатоцитов к условиям невесомости можно считать развитие их многоядерности за счет амитоза. Возможно, увеличение пула двуядерных клеток в печени делает паренхиму более резистентной к условиям невесомости. 1.3. Исследование содержания цитоплазматической РНК. Количественное определение РНК в цитоплазме гепатоцитов сочеталось с вычислением ее площади. Для монгольских песчанок виварийной группы животных определенной закономерностью являлось увеличение размеров гепатоцитов в направлении от элементов портальной триады к центральной вене. В 82 частности, значения площадей цитоплазмы гепатоцитов промежуточной и центральной зон долек достоверно превышали аналогичные показатели в периферической области (табл.12). Вместе с тем, одноядерные гепатоциты в сравнении с двуядерными имели достоверно меньший объем цитоплазмы. Уровень базофилии цитоплазматических структур, отражающий содержание РНК, был наибольшим в промежуточной зоне долек, а наименьшим – в паренхиме печени, расположенной в непосредственной близости к портальным триадам (табл.13). Двуядерные гепатоциты обладали наиболее высоким уровнем РНК, причем эта закономерность прослеживалась в каждой функциональной зоне печеночной дольки (табл.13). А Б В Рисунок 10. Базофилия цитоплазмы гепатоцитов монгольских песчанок. Фиксатор: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание азуром В по Shea. Увеличение: 40х10. Обозначения: А – виварийная группа животных. Высокий уровень базофилии цитоплазматических структур гепатоцитов промежуточной и центральной зон печеночной дольки; Б – синхронный эксперимент. Снижение уровня базофилии цитоплазмы гепатоцитов в паренхиме печени; В – космический полет. Низкий уровень базофилии цитоплазмы гепатоцитов. 83 Условия синхронного эксперимента в целом не приводили к значимым изменениям площади гепатоцитов по сравнению с показателями группы виварийных монгольских песчанок, вызывая лишь тенденцию к возрастанию клеточных размеров. В то же время более лабильными по отношению к выбранному параметру оказались одноядерные гепатоциты, укрупнение которых в периферической зоне приобретало достоверный характер (табл.12). Содержание РНК достоверно снижалось как в одноядерных, так и двуядерных гепатоцитах по отношению к уровню в группе виварийных животных (табл.13, рис. 10-Б). При этом в промежуточной и центральной областях долек печени количество РНК в цитоплазме одно- и двуядерных гепатоцитов выравнивалось (табл.13). Таблица 12 Площадь цитоплазмы гепатоцитов в различных зонах классических долек печени монгольских песчанок (в мкм2) Экспериментальные Центральная зона группы животных Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты Виварийный контроль 178,9±5,11 224,3±4,8 Синхронный эксперимент 186,2±5,10 232,7±5,4 Космический полет 202,3±5,7* 252,5±7,2* Промежуточная зона Виварийный контроль 186,7±5,11 230,3±5,6 Синхронный эксперимент 200,8±7,0 240,4±7,8 Космический полет 222,3±11,0* 264,0±11,9* Периферическая зона Виварийный контроль 158,2±4,3 202,4±4,7 Синхронный эксперимент 188,8±5,2* 221,2±6,1* Космический полет 204,5±6,4*,** 242,1±8,4* Условные обозначения: * - p<0,05 в сравнении с показателями виварийного контроля; ** - p<0,05 в сравнении с показателями животных группы синхронного эксперимента. 84 Таблица 13 Количество РНК в цитоплазме одно- и двуядерных гепатоцитов различных зон классических долек печени монгольских песчанок (в единицах оптической плотности) Экспериментальные группы Центральная зона долек животных Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты Виварийная группа 0,588±0,006 0,617±0,009 Синхронный эксперимент 0,528±0,007* 0,536±0,010* Космический полет 0,488±0,008*,** 0,502±0,005*,** Промежуточная зона долек Виварийная группа 0,603±0,008 0,632±0,012 Синхронный эксперимент 0,511±0,008* 0,513±0,009* Космический полет 0,492±0,007*,** 0,496±0,007*,** Периферическая зона долек Виварийная группа 0,572±0,007 0,608±0,009 Синхронный эксперимент 0,505±0,011* 0,524±0,011* Космический полет 0,478±0,008*,** 0,482±0,007*,** Условные обозначения: * - p<0,05 в сравнении с показателями виварийных животных; ** - p<0,05 в сравнении с показателями животных группы синхронного эксперимента. Орбитальный полет КА «Фотон-М» №3 в сравнении с условиями синхронного эксперимента приводил к более выраженному возрастанию площади цитоплазмы гепатоцитов, которая достоверно превысила значения виварийной группы животных в каждой зоне долек как в одноядерных, так и двуядерных клетках (табл. 12). В то же время, по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента, достоверное увеличение площади цитоплазмы происходило только в гепатоцитах с одним ядром в периферических областях долек (табл. 12). Уровень базофилии цитоплазматических структур снижался в сопоставлении не только с показателями виварийной группы животных, но и монгольских песчанок из группы синхронного эксперимента (рис. 10-В, табл. 13). 85 При этом различия в содержании РНК в одно- и двуядерных гепатоцитах печеночных долек нивелировались на протяжении паренхимы от портальной триады к центральной вене (табл.13). Итак, снижение уровня цитоплазматической РНК в гепатоцитах позволяет предполагать уменьшение синтеза белка, что, возможно, определенным образом компенсируется возрастанием объема цитоплазмы. Очевидно, что динамика уровня РНК в условиях синхронного эксперимента и орбитального полета обладает схожими изменениями, с большей выраженностью после влияния невесомости. У гепатоцитов виварийных животных существует определенная зависимость степени базофилии цитоплазмы от внутридольковой локализации и количества ядер в гепатоците. Прежде всего обращает на себя внимание большее содержание РНК в цитоплазме двуядерных гепатоцитов. Однако условия невесомости приводили к нивелированию этих различий. Наиболее существенным снижением уровня РНК характеризовались гепатоциты, локализованные вокруг портальных триад. 1.4. Определение количества гликогена в печени. При изучении гликогена печени монгольских песчанок группы виварийного контроля отмечены индивидуальные различия его содержания. В то же время у каждого животного отчетливо прослеживался центральный тип распределения полисахарида, при котором его количество постепенно снижалось в направлении от центральной вены к периферическим отделам классических долек (рис. 10-А). Гораздо реже гепатоциты с наибольшим содержанием гликогена располагались по периферии портальных триад. Результаты определения оптической плотности полисахарида в цитоплазме гепатоцитов подтвердили визуальную оценку, свидетельствуя о достоверных отличиях содержания гликогена в клетках различных функциональных зон долек. Наибольшими показателями оптической плотности обладали гепатоциты промежуточной и центральной областей, наименьшими – перипортальной зоны (табл. 14). При исследовании внутриклеточной организации гликогена было выявлено его присутствие в форме интенсивно окрашенных α-гранул величиной не более 1 мкм, и более мелких βгранул, которые располагались отдельно или формировали мелкие скопления, особенностью которых являлась возможность 86 визуальной идентификации отдельных гранул (рис. 10-Б). Альфа-гранулы располагались в гепатоцитах чаще в периферической области цитоплазмы, реже они обнаруживались в перинуклеарной зоне или распределялись в объеме клетки равномерно. В некоторых дольках формировались территории с высокой гетерогенностью наличия гликогена в цитоплазме смежных гепатоцитов, вплоть до полного его отсутствия. Однако такие наблюдения были редкими. В отдельных гепатоцитах выявлялись гликосомы, представляющие собой крупные, резко ШИКпозитивные скопления, иногда полностью занимавшие цитоплазму. Доля таких клеток в контрольной группе была незначительна. Формирование гликосом и картин высокой гетерогенности гепатоцитов по содержанию ШИК-позитивного материала отражало реактивные изменения в клетках на грани с формированием дистрофических изменений в пределах ограниченных микролокусов паренхимы. Можно считать, что при наличии индивидуально обусловленных вариаций главными характеристиками долек печени монгольских песчанок группы Рисунок 11. Гликоген печени монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксатор: смесь Россмана. Методика: ШИК-реакция с димедоном. Увеличение: А – 10х10; Б – 100х10. Обозначения: А – центральный тип распределения гликогена; Б – физиологическое содержание гликогена в гепатоцитах в виде α- и β-гранул. 87 виварийного контроля являлись: центральный тип расположения гликогена, низкая гетерогенность по содержанию полисахарида и распределению гликогена смежных печеночных долек и гепатоцитов в их пределах, а также наличие селективно выявленного гранулярного материала, идентифицируемого как α- и β-гранулы гликогена. При моделировании полетных условий содержания животных в синхронном эксперименте в микропрепаратах печени определялось снижение, по сравнению с показателями монгольских песчанок группы виварийного контроля, оптической плотности гепатоцитов во всех зонах долек, прежде всего в центральных и промежуточных (табл. 14). Таблица 14 Оптическая плотность цитоплазмы одно- и двуядерных гепатоцитов в различных зонах классических долек печени монгольских песчанок (в единицах оптической плотности) Экспериментальные Центральная зона группы животных Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты Виварийная группа 0,534±0,027 0,574±0,011 Синхронный эксперимент 0,406±0,018* 0,434±0,022* Космический полет 0,331±0,015*,** 0,359±0,024*,** Промежуточная зона Виварийная группа 0,587±0,017 0,636±0,022 Синхронный эксперимент 0,419±0,012* 0,479±0,020* Космический полет 0,311±0,016*,** 0,387±0,015*,** Периферическая зона Виварийная группа 0,387±0,022 0,442±0,014 Синхронный эксперимент 0,374±0,016 0,415±0,023 Космический полет 0,314±0,017*,** 0,324±0,021*,** Условные обозначения: * - p<0,05 в сравнении с показателями виварийных животных; ** - p<0,05 в сравнении с показателями животных группы синхронного эксперимента. 88 В Г Рисунок 12. Печень монгольских песчанок групп синхронного эксперимента и 12-суточного космического полета. Фиксатор: смесь Россмана. Методика: ШИКреакция с димедоном. Увеличение: А, В - 20х10; Б – 40х10; Г – 100х10. Обозначения: А, Б – группы синхронного эксперимента. А - выравнивание содержания гликогена в дольках; Б - формирование неравномерного распределения гликогена в смежных гепатоцитах; В, Г – группа животных, вернувшихся из 12-суточного космического полета. В – редукция градиента гликогена в дольках печени и формирование микролокусов паренхимы с его отсутствием. Б – высокая гетерогенность содержания гликогена в смежных гепатоцитах, выявляются гепатоциты полисахарида. 89 с полным отсутствием Уменьшалась выраженность градиента распределения полисахарида в направлении центральная вена – печеночная триада. Для большинства особей типичным было равномерное распределение гликогена в печеночных дольках, формирующем картину единого паренхиматозного поля, содержащего ШИКпозитивный материал, в пределах которого визуализировались просветы центральных вен и портальные триады. Тенденция к образованию различий содержания полисахарида в смежных дольках была отчетливо выражена только у трех животных. В некоторых зонах долек создавались территории, в которых клетки были полностью заполнены ШИК-позитивным материалом. Возрастала частота встречаемости гепатоцитов без гликогена (рис. 12-Б). Изменение топохимии полисахарида сопровождалось существенным снижением содержания α- и β-гранул гликогена вместе с увеличением частоты встречаемости гликосом. Изучение гепатоцитов печени монгольских песчанок после интегрального воздействия факторов космического полета выявило индивидуально обусловленный «разброс» показателей, связанный с высоким или низким содержанием полисахарида. В то же время определение средних величин показателей оптической плотности гепатоцитов во всей экспериментальной группе полетных животных выявило существенное снижение уровня гликогена в сравнении как с аналогичными показателями контрольных животных, так и группы синхронного эксперимента (табл. 14). Обращало на себя внимание нивелирование различий содержания гликогена в гепатоцитах различных зон с переходом наибольшего содержания полисахарида в центральную зону классических долек печени. Более часто по сравнению с синхронным экспериментом стали определяться микролокусы, в пределах которых гепатоциты резко различались по содержанию цитоплазматического ШИК-позитивного материала (рис. 12-В, Г). Территории потерь гликогена чаще идентифицировались в центральных, реже – в промежуточных зонах долек. Иногда локализация таких микролокусов отсутствия гликогена сочеталась друг с другом. Тенденция к нарушению физиологического распределения полисахаридного материала в форме α- и β90 гранул, имеющая место в синхронном эксперименте, в условиях космического полета приобретала выраженные черты и, по сути, становилась определяющей (рис. 12-Г). В цитоплазме гепатоцитов монгольских песчанок, побывавших в космическом полете, существенно увеличивалась частота формирования гликосом или картины тотального заполнения цитоплазмы резко ШИК-позитивным материалом. Возможно, что это является объективными признаками формирования картины гликогеноза, когда вследствие метаболических изменений паренхимы печени на фоне расстройства микроциркуляции развиваются явления углеводной дистрофии печени. Таким образом, анализируя полученные данные, можно сделать вывод об изменении углеводного метаболизма гепатоцитов печени монгольских песчанок после 12-суточного космического полета. Обнаруженное перераспределение гликогена в пределах долек, видимо, является отражением иного кровенаполнения органа в условиях микрогравитации. Известно, что замедление кровотока в печени нарушает процессы гликогенеза и гликогенолиза, формируя территории полного отсутствия гликогена, вызывая высокую гетерогенность гепатоцитов по содержанию полисахарида и образование гликосом. Исчезновение гликогена может трактоваться и с позиции существующей точки зрения о метаболизме гликогена, согласно которой начавшийся в силу тех или иных обстоятельств гликогенолиз в гепатоцитах происходит до момента расходования большей части полисахарида (Walker P.R., 1977). На основании исследования, проведенного Кудрявцевой М.В. с соавт. (1995), можно сделать предположение о большем влиянии факторов космического полета, прежде всего невесомости, на гепатоциты центральной зоны. Следует отметить, что наши данные по динамике гликогена в паренхиме печени отличаются от результатов проведенных ранее полетных экспериментов на крысах (Groza P. et c., 1989; Macho L. et c., 1991, Merrill AH. Jr. et c., 1994). Возможно, это связано с несколькими причинами, среди которых особое значение 91 приобретают видовые особенности монгольских песчанок. Например, у крыс виварийной группы обнаруживалось большее содержание гликогена в перипортальных зонах долек печени по сравнению с перицентральными (Кудрявцева М.В., Сакута Г.А., Штейн Г.И. и др., 1995), тогда как у монгольских песчанок это соотношение противоположное. Во-вторых, можно допустить, что в метаболизме монгольских песчанок гликоген в большей степени по сравнению с другими млекопитающими связан с водно-солевым обменом, что, видимо, вызывает дополнительное расходование этого полисахарида в условиях космического полета. Кроме того, на полученных результатах могло отразится изменение пищевого рациона полетных животных, вызванное техническими особенностями работы одной кормушки во время космического полета. Наконец, впервые в послеполетном исследовании был использован модифицированный метод ШИК-реакции, позволяющий определять в цитоплазме гепатоцитов только гликоген с исключением окрашивания иных внутриклеточных, мембранных и интерстициальных структур, являющихся источником альдегидных групп после окисления периодатом калия. Не вызывает сомнения, что исследование содержания гликогена в гепатоцитах различных зон долек печени монгольских песчанок в экспериментальных условиях расширяет возможности анализа влияния факторов космического полета на метаболизм и позволяет судить о степени выраженности развития адаптивных реакций (Верин В.К. с соавт., 2010). 1.5. Содержание липидов в печени. При изучении содержания липидов в гепатоцитах монгольских песчанок виварийной группы были выявлены особенности их распределения в дольках. В центральной области долек, как правило, липиды выявлялись в большом числе гепатоцитов, тогда как по направлению к портальной триаде количество определяемых жиров снижалось (рис. 13-А, Б). Липидные капли определялись также экстрацеллюлярно, часто окрашиваясь в просветах портальных вен и обладая довольно крупными размерами (рис. 13-В). 92 Рисунок 13. Липиды в паренхиме печени монгольских песчанок. Фиксатор: кальций-формол по Бейкеру. Окрашивание: масляным красным O по Лилли. Увеличение: А, Е – 20х10; Б, В – 100х10; Г, Д, – 40х10. Обозначения: А-В - виварийный контроль; А - обнаруживается центральный тип распределения липидов; Б - крупные липидные капли в гепатоцитах центральной зоны; В – жировые капли в просвете портальной вены; Г-Д – синхронный эксперимент. Определяется уменьшение представительства жиров в паренхиме печени, большое содержание липидов в синусоидных капиллярах дольки (Г) и просвете центральной вены (Д); Е – космический полет. Выявляется редукция липидов в дольках печени. 93 Таблица 14-А. Индекс содержания общих липидов в дольках печени монгольских песчанок (в усл.ед.) Экспериментальные группы Зоны долек печени Центральная Промежуточная Периферическая Виварийный контроль 0,164±0,013 0,127±0,010 0,068±0,003 Синхронный эксперимент 0,084±0,005 0,102±0,011* 0,073±0,012 Космический полет 0,054±0,014*,** 0,072±0,015*,** 0,015±0,003*,** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем, ** - p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом. После синхронного эксперимента было обнаружено уменьшение содержания липидов в паренхиме печени. При этом обращало на себя внимание выравнивание содержания липидов в портальной и центральной территориях долек. Кроме того, липиды с большей частотой выявлялись в синусоидных капиллярах и центральных венах, иногда достигая крупных размеров (рис. 13-В, 13-Г). Условия невесомости приводили к снижению количества липидов в паренхиме печени не только в сравнении с показателями виварийного контроля, но и синхронного эксперимента (табл. 4). В периферической и промежуточной зонах паренхимы долек формировались целые поля, в которых липиды выявлялись лишь в цитоплазме единичных гепатоцитов либо в сосудах. Наибольшее содержание липидов сохранялось в центральной области долек печени, аналогично виварийным животным (табл. 14-А, рис. 13-Е). 1.6. Исследование состояния интерстиция печени. 1.6.1. Состояние коллагеновых волокон. В ходе выполнения анализа топографии и тинкториальных характеристик волокнистого компонента интерстиция печени монгольских песчанок виварийной группы была использована общепринятая современная классификация коллагенов различного типа (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). В печени монгольских песчанок виварийной группы коллагены I и III типов выполняли архитектурную функцию, являясь частью «мягкого скелета» органа и структурным компонентом оболочек сосудов различного калибра. В интерстиции портальных триад 94 распределялись умеренно фуксинофильные коллагеновые волокна, представляя собой постоянный компонент оболочек междольковых вен, артерий, желчных протоков и непосредственно рыхлой волокнистой соединительной ткани портальных триад (рис. 14-А). В то же время имеется высокая индивидуальная вариабельность в строении интерстиция. В частности, волокна, образованные коллагеном I типа в оболочках центральных вен наблюдались непостоянно, фуксинофильными становились обычно только ограниченные фрагменты их периметра (рис. 14-Б), которые преимущественно характеризовались низкой и средней степенью сродства к красителю. Аналогично высокой изменчивостью характеризовался уровень фуксинофилии структур портальных триад: оболочек ветвей воротной вены, артерий и желчных протоков. В сравнении с центральными венами, выявление коллагена I типа в элементах портальных триад наблюдалось гораздо чаще, а содержание волокнистых структур было наибольшим в соединительной ткани триады и адвентиции желчного протока (табл. 15). Рисунок 14. Печень монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методики: окрашивание пикрофуксином - железным гематоксилином по методу ван Гизон. Увеличение: А - 60х10; Б – 40х10. Обозначения: А - коллагеновые волокна выявляются в интерстиции портальной триады; Б - фуксинофилия обнаруживается в некоторых участках периметра центральной вены. 95 А Б В Рисунок 15. Печень монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: импрегнация по методу Фута. Увеличение: А – 20х10; Б, В – 40х10. Обозначения: А - ретикулярные волокна идентифицируются в структурах портальных триад, центральных вен и паренхиме печени; Б - ретикулярные волокна выявляются в стенке центральной вены и среди гепатоцитов печеночных балок; В - ретикулярные волокна обнаруживаются в интерстиции портального тракта и прилежащей паренхиме. В печени животных из группы синхронного эксперимента выявлялись два основных вида изменений коллагеновых волокон: мелкоочаговая гомогенизация в интерстиции портальных триад и изменение тинкториальных характеристик (рис. 16-А). Об этом свидетельствовали интенсивность фуксинофилии коллагена I типа (табл. 15) и уровень аргирофилии ретикулярных волокон после импрегнации срезов азотнокислым серебром (табл. 16). Так, во всех структурах портальной триады отмечалось увеличение частоты встречаемости коллагеновых волокон с высокой фуксинофилией. Это происходило за счет уменьшения представительства 96 волокон с низкой степенью окрашиваемости в портальных артериях или с умеренной в структурах желчных протоков и соединительной ткани. В то же время возрастание сродства к фуксину в структурах центральной вены проявлялось увеличением числа структур со средней и высокой степенью фуксинофилии. Несмотря на то, что изменения содержания коллагеновых волокон в печени не происходило, достоверно возрастал индекс дезорганизации всех изучаемых фуксинофильных структур печени, прежде всего вследствие развития процессов гомогенизации и фрагментации (табл. 15). Со стороны ретикулярных волокон отмечались различные изменения их калибра, топографии и тинкториальных свойств. В пределах портальных комплексов изменения ретикулярных волокон колебались в широком диапазоне с формированием выраженных утолщений, утончений, возрастания частоты фрагментации, что отражалось в повышении индекса дезорганизации (табл. 16). В ограниченных участках портальных вен аргирофильность их структур утрачивалась. Несмотря на то, что такие картины встречались не часто, территориально были ограничены и определялись в интерстиции печени лишь некоторых животных, они приводили к достоверным изменениям (табл. 16). В оболочках центральных вен на фоне повышенной аргирофилии обнаруживались микролокусы ее утраты. Определялись утолщения калибра импрегнированных волокон. В то же время обращал на себя внимание распространенный феномен – от наружной оболочки центральных вен в дольки пролиферировали тонкие умеренно импрегнированные ретикулярные волокна (рис. 16-Б). Иногда определялась перицеллюлярная локализация волокон. Присутствие таких микролокусов пролиферации ретикулярных волокон с частыми признаками их деструкции в паренхиме, окружающей центральные вены, было характерно для большей части материала из синхронного эксперимента. Это подтверждалось данными планиметрического анализа (табл. 16). Следует отметить, что область портальных триад также являлась источником формирования пролиферации ретикулярных волокон в паренхиму печени (рис. 16-В). Однако, 97 А Б Рисунок 16. Печень В монгольских песчанок группы синхронного эксперимента. Фиксация: 10% н.забуференный формалин pH 7,4. Методики: А – окрашивание пикрофуксином - железным гематоксилином по методу ван Гизон; Б, В – импрегнация по методу Фута. Увеличение: 40х10. Обозначения: А - усиление фуксинофилии структур портальной триады, признаки отека в области портальной триады; Б – увеличение содержания ретикулярных волокон в структурах центральной вены, пролиферация в паренхиму печени; В – отек в области портальной триады, признаки пролиферации и дезорганизации ретикулярных волокон. судя по результатам планиметрического анализа, выявленная тенденция была менее выражена по сравнению с аналогичными показателями в центральных зонах долек (табл. 16). Несмотря на то, что распределяющиеся ретикулярные волокна в паренхиме печени обладали большей извитостью и были более аргирофильными во всех зонах долек, индекс дезорганизации не отличался от уровня виварийных животных (табл. 16). После пребывания монгольских песчанок в условиях космического полета у всех животных определялся распространенный отек интерстиция, прежде всего в зоне триад и, в меньшей степени, по периферии центральных вен (рис. 17-А). 98 Таблица 15 Состояние коллагеновых волокон интерстиция печени монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Уровень фуксинофилии Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Артерия1 В 0,921±0,051 38,8±2,3 53,3±2,2 7,9±0,6 0,022±0,04 СЭ 0,882±0,042 20,1±1,8* 61,6±2,6* 18,3±1,1* 0,046±0,03* КП 0,942±0,034 27,2±1,4*, ** 55,6±3,5** 17,2±1,4* 0,038±0,03* Вена1 В 0,843±0,061 30,9±2,4 56,4±3,6 12,7±1,3 0,024±0,02 СЭ 0,925±0,054 27,7±1,9 54,7±2,5 17,6±1,4 0,054±0,04* 55,2±4,3 24,6±1,9*, ** 0,068±0,03*, ** КП 1,341±0,081*, ** 20,2±2,1*, ** Желчный проток1 В 1,082±0,064 17,1±0,9 65,5±3,6 17,4±1,2 0,031±0,004 СЭ 1,121±0,052 20,2±0,8 52,6±2,8* 27,2±1,9* 0,061±0,002* КП 1,274± 0,063*, ** 20,5±1,1 44,1±2,7*, ** 35,4±2,4*, ** 0,072±0,006*, ** Соединительная ткань1 В 1,365±0,057 30,2±1,8 54,0±3,2 15,8±1,2 0,028±0,004 СЭ 1,284±0,081* 36,4±2,5 36,9±3,3* 26,7±1,5 0,047±0,005* КП 1,413±0,074 ** , 32,4±2,9 45,2±2,9* ** , 22,4±1,6* ** 0,054±0,006* Центральная вена В 0,142±0,011 36,8±1,9 62,0±3,1 1,2±0,2 0,009±0,000 СЭ 0,152±0,012 15,2±1,1* 74,4±4,3* 10,4±1,1* 0,021±0,002* КП 0,182±0,014* 15,6±1,4* 67,1±3,5 17,3±1,3*, ** 0,032±0,003*,** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля, ** - p<0,05 по сравнению с группой синхронного эксперимента; 1 - структуры портальной триады; В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет. 99 Только в единичных случаях признаки межуточного отека определялись исключительно по периферии центральных вен. Такие картины после воздействия факторов космического полета были связаны с расстройством внутрипеченочной циркуляции, отражая, в том числе, изменения физиологического градиента кровотока в дольках на протяжении от портальных триад к центральной вене и структурные перестройки внутренней оболочки сосудов. Уровень изменения фуксинофилии структур центральных вен у некоторых животных существенно изменялся прежде всего за счет его выраженного усиления в некоторых участках периметра (рис. 17-А, 17-Б, табл. 15). Это сочеталось с возрастанием содержания коллагеновых волокон как в сравнении с показателями синхронного эксперимента, так и виварийного контроля (табл. 15). Наиболее значительные изменения происходили в коллагеновых волокнах элементов портального тракта. В элементах портальных триад наблюдалась вариабельность фуксинофилии структур оболочек сосудов вместе с очаговой гомогенизацией и фрагментацией коллагеновых волокон, диапазон значений которых обладал большей степенью вариабельности в сравнении с показателями монгольских песчанок виварийной группы и синхронного эксперимента. При этом фуксинофилия оболочек портальных вен и желчных протоков достоверно возрастала (табл. 15). Частота встречаемости волокнистых структур с высокой степенью фуксинофилии в сравнении с показателями виварийного контроля достоверно возрастала в оболочках желчных протоков и, в меньшей степени, портальных вен. Одновременно в оболочках портальных вен увеличивалось число участков с низкой фуксинофилией. В ряде случаев обнаруживались выраженные признаки дезорганизации, вплоть до деструкции стенок портальных вен, а также утолщение сосудистых стенок вследствие развития коллагеновых волокон (рис. 17Б, табл.15). Ранее было показано, что в паренхиме печени монгольских песчанок, перенесших 12-суточный полет на КА «Фотон-М» №3, развивались распространенные изменения по типу углеводной дистрофии, на фоне которой 100 Таблица 16 Состояние ретикулярных волокон в интерстиции печени монгольских песчанок Группы ВК СЭ КП В СЭ КП В СЭ КП В СЭ КП В СЭ КП В СЭ КП В СЭ КП В СЭ КП Индекс содержания (в усл.ед.) Уровень сродства к красителю Низкий Умеренный Высокий Портальная зона долек печени 27,4±1,7 57,0±2,1 15,6±1,1 25,7±1,9 50,9±2,2* 23,4±1,5* , , 20,4±2,1* ** 44,8±2,3* ** 34,8±2,1*,** Промежуточная зона долек печени 0,44±0,03 43,6±3,4 43,2±3,8 13,2±1,1 0,48±0,04 44,1±2,8 38,4±3,5* 17,5±1,4* 0,62±0,05*, ** 38,1±1,7* 30,2±2,6*, ** 31,7±3,2*, ** Центральная зона долек печени 0,621±0,043 31,0±1,6 54,3±3,3 14,7±1,7 0,826±0,051* 33,4±2,4 44,8±2,4* 21,8±1,6* 0,985±0,054*,** 17,4±1,2*,** 46,3±2,2* 36,3±2,9*,** Центральная вена 1,621±0,021 30,6±2,6 54,2±2,3 15,2±1,3 1,81±0,023* 30,0±2,5 49,6±1,5 20,4±1,8* 1,95±0,016*,** 23,5±2,0*,** 42,3±3,2*,** 34,2±2,4*,** Артерия1 1,725±0,124 34,2±4,2 42,3±2,6 23,5±1,8 1,687±0,145 34,5±2,2 44,2±2,5 21,3±2,6 1,773±0,913** 34,6±2,7 38,2±2,1** 27,2±1,7** Вена1 2,042±0,212 27,3±2,4 52,4±4,3 20,3±2,2 2,123±0,181* 20,2±3,1 60,5±4,2 19,3±1,5 2,261±0,142*,** 23,3±1,7 49,3±3,1 27,4±1,5*, ** Желчный проток1 2,24±0,33 15,2±0,9 59,6±2,4 25,2±1,2 2,18±0,27 17,4±1,1 61,4±3,1 21,2±1,8 , 2,25±0,21 16,7±1,2 51,9±2,2* ** 31,4±2,3*, ** Соединительная ткань1 1,64±0,05 22,5±1,7 55,7±2,4 21,8±0,8 1,71±0,09 19,6±1,2 58,0±2,3 22,4±1,4 1,81±0,08* 19,1±1,3 53,6±1,7 27,3±1,4*,** 0,74±0,05 0,84±0,06* 1,02±0,09*, ** Индекс дезорганизации (в усл.ед.) 0,015±0,001 0,017±0,002 0,027±0,002*, ** 0,018±0,003 0,015±0,002 0,020±0,003 0,017±0,002 0,018±0,002 0,024±0,003*, ** 0,015±0,002 0,026±0,005* 0,036±0,005*, ** 0,022±0,001 0,023±0,002 0,025±0,004 0,019±0,004 0,025±0,002 0,034±0,002*, ** 0,021±0,002 0,019±0,000 0,025±0,001** 0,020±0,001 0,027±0,003* 0,034±0,003*, ** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля, ** - p<0,05 по сравнению с группой синхронного эксперимента; 1 - структуры портального тракта, В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет. 101 определялись отдельные микролокусы белковой дистрофии и некробиотических изменений гепатоцитов в пределах небольших совокупностей клеток. Территориально такие дистрофические изменения чаще всего были связаны с маргинальными зонами долек, хотя отдельные микролокусы дистрофии паренхимы печени могли определяться в средних отделах долек. Полиморфноклеточная инфильтрация, топографически связанная с такими микролокусами, определялась только эпизодически и не была характерной для этой группы эксперимента. По сравнению с животными из группы синхронного эксперимента, у монгольских песчанок, перенесших космический полет, в пределах портальной системы в большей степени выявлялись некробиотические изменения элементов интерстиция, что было обусловлено, в первую очередь, выраженностью формирования межуточного отека и, в меньшей мере, дезинтеграцией оболочек сосудов. А Б Рисунок 17. Коллагеновые волокна в интерстиции печени монгольских песчанок после воздействия факторов космического полета в течение 12 суток на КА «Фотон-М» №3. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание пикрофуксином - железным гематоксилином по методу ван Гизон. Увеличение: А - 10х10; Б – 40х10. Обозначения: А - обнаруживается отек интерстиция в зоне портальных триад, возрастание фуксинофилии; Б – усиление фуксинофилии, высокое содржание коллагеновых волокон в стенке вены. 102 Со стороны организации ретикулярных волокон печени также были выявлены различные изменения. В оболочках центральных вен некоторых животных обнаруживалась дезорганизация ретикулярных волокон вместе с увеличением их содержания и пролиферации в паренхиму центральных зон, что можно расценивать как существенный признак изменения состояния коллагена III типа при воздействии факторов космического полета (рис. 18-А, табл. 16). Одновременно усиливалась аргирофилия ретикулярных волокон, изменение их калибра, в редких случаях – фрагментация (рис. 18-Б, табл.16). В структурах оболочек портальных вен такого рода перестройки были менее выражены. А Б В Рисунок 18. Ретикулярные волокна в интерстиции печени монгольских песчанок после воздействия факторов 12-суточного космического полета. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: импрегнация серебром по методу Фута. Увеличение: 40х10. Обозначения: А - пролиферация ретикулярных волокон от оболочки центральных вен в паренхиму дольки печени; Б - высокая аргирофилия и распад ретикулярного компонента оболочек центральных вен; В - увеличение уровня аргирофилии ретикулярных волокон в зоне триад, пролиферация ретикулярных волокон в паренхиму. 103 В тоже время в пределах перипортальной зоны паренхимы долек формировалась мелкоочаговая пролиферация ретикулярных волокон, топография и распространенность которой определялась уровнем формирования дистрофических изменений. Результаты планиметрического анализа выявили достоверное возрастание содержания ретикулярных волокон в паренхиме печени по сравнению с другими экспериментальными группами животных (табл.16). При этом волокнистый компонент характеризовался достоверно более высоким уровнем аргирофилии (табл.16). Индекс дезорганизации волокон по сравнению с показателями виварийного контроля и синхронного эксперимента достоверно возрастал только в маргинальных областях долек: центральной и периферической (табл.16). Таким образом, условия космического полета приводили к возрастанию содержания коллагеновых волокон в печени, вместе с признаками изменения их пространственной укладки в условиях невесомости и развитием дезорганизации. Очевидно, это было обусловлено измененной гемодинамикой и длительным застоем крови в микроциркуляторном русле, что вызвало необходимость в перераспределении «мягкого скелета» печени и повышении его представительства в связи с новыми условиями функционирования. 1.6.2. Эластический волокнистый компонент межклеточного вещества соединительной ткани печени. Эластический компонент интерстиция печени монгольских песчанок виварийной группы преимущественно определялся в структурах оболочек сосудов портального тракта: междольковых артериях и венах (рис. 19-А). Наиболее значительное представительство эластических волокон наблюдалось в артериях – внутренней и наружной эластических мембранах, которые четко контурировались в стенке сосудов. В незначительном количестве эластические волокна располагались также в адвентиции желчных протоков, в интерстиции портальных триад, а также центральной вене (рис. 19-Б). 104 А Б Рисунок 19. Эластические волокна в интерстиции печени монгольских песчанок виварийной группы. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание фуксилином по методу Харта. Увеличение: 60х10. Обозначения: А – портальная триада. В междольковой артерии хорошо идентифицируются внутренняя и наружная эластические мембраны. Эластические волокна определяются в структурах вены портальной триады, адвентиции желчного протока и рыхлой волокнистой соединительной ткани триады; Б – незначительное содержание эластического компонента в структурах центральной вены. В условиях синхронного эксперимента у монгольских песчанок были обнаружены высокие различия фуксилинофилии оболочек центральных вен вместе с их фрагментацией, выявляемые даже в пределах одного животного (рис. 20-Б). При этом частота выявления структур с высоким сродством к фуксилину возрастала вместе со степенью дезорганизации эластических волокон (табл. 17). Уровень фуксилинофилии становился вариабельным в оболочках междольковых вен, прежде всего, в адвентиции. С большей частотой встречались эластические волокна с высокой степенью сродства к красителю (рис. 20-А). 105 А Б В Г Рисунок 20. Эластические волокна в интерстиции печени монгольских песчанок групп синхронного эксперимента и космического полета. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание фуксилином по методу Харта. Увеличение: А, Г – 40х10; Б – 60х10, В – 10х10. Обозначения: А, Б – группа синхронного эксперимента. Определяется различный уровень фуксилинофилии в структурах портальной триады (А) и центральной вены (Б); В, Г – группа космического полета. Выявляются различия уровня фуксилинофилии структур оболочек портальных вен (В) и дезорганизация эластического компонента оболочек центральной вены (Г). 106 Таблица 17 Состояние эластических волокон в интерстиции печени монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Уровень сродства к красителю (в%) Низкий Умеренный Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Междольковая артерия1 ВК 1,241±0,084 15,7±1,2 51,9±3,4 32,4±2,4 0,012±0,002 СЭ 1,224±0,120 14,9±1,4 52,0±2,7 33,1±1,7 0,020±0,002* КП 1,313±0,081** 23,5±2,2*,** 34,4±2,5*,** 42,1±2,2*,** 0,024±0,004* Междольковая вена1 В 0,683±0,041 43,4±3,3 47,9±3,1 8,7±0,7 0,016±0,002 СЭ 0,724±0,052 36,6±3,3* 50,6±4,1 12,8±0,9* 0,022±0,003* КП 0,824±0,034*,** 47,6±2,4** 20,0±1,7*,** 32,4±2,1*,** 0,034±0,003*,** Желчный проток1 В 0,541±0,043 62,4±3,4 32,0±2,2 5,6±0,5 0,009±0,001 СЭ 0,527±0,031 63,4±3,6 27,2±2,1 9,4±0,7* 0,012±0,003 КП 0,492±0,035 56,3±4,1*,** 28,1±1,7 15,6±0,8*,** 0,011±0,004 Соединительная ткань1 В 0,554±0,022 53,5±3,4 39,7±2,8 6,8±0,4 0,012±0,002 СЭ 0,576±0,041 51,4±4,2 40,2±2,1 8,4±0,7 0,017±0,002* КП 0,604±0,035 9,2±0,8* 0,018±0,002* 42,6±3,4*,** 48,2±3,1*,** Центральная вена В 0,147±0,011 52,2±1,2 42,4±2,6 5,4±0,3 0,017±0,003 СЭ 0,152±0,009 44,2±1,7* 43,1±1,6 12,3±0,4* 0,024±0,002* КП 0,164±0,014 34,8±2,1*,** 48,8±2,1* 16,4±0,6* 0,031±0,005*,** Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля, ** – p<0,05 по сравнению с группой синхронного эксперимента; 1 – структуры портального тракта. В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет. 107 Столь выраженные изменения не являлись характерными для материала животных всей группы – в трети случаев они ограничивались только вариациями степени окрашивания структур внутренней эластической мембраны сосудов. Тинкториальные свойства внутренней эластической мембраны междольковых артерий не претерпевали существенных изменений, тогда как в интерстиции триад накапливался интенсивно фуксилинофильный материал, фрагменты эластических волокон, что приводило к возрастанию индекса дезорганизации (табл. 17). После космического полета модификация состояния эластического компонента оболочек центральных вен чаще всего ограничивалась изменением уровня фуксилинофилии, которое в достаточной мере широко варьировало даже в материале группы виварийных животных. Однако условия невесомости приводили к усилению фуксилинофильности эластина центральных вен, что следует из уменьшения содержания эластических волокон с низкой степенью окрашивания в сравнении с показателями виварийного контроля и группы синхронного эксперимента. Вместе с этим, несмотря на эпизодичность, появлялись признаки фрагментации эластического компонента оболочек центральных вен, что вызывало достоверное возрастание индекса дезорганизации (рис. 20-Г, табл. 17). В оболочках портальных вен такие изменения эластических волокон были более выражены и характеризовались широким спектром вариаций фуксилинофилии вплоть до образования интенсивно окрашенных гранул (рис. 20-В, табл. 17). Кроме того, возрастало содержание эластических волокон в сравнении с виварийным контролем и синхронным экспериментом. Однако именно в оболочках портальных вен наблюдался наибольший уровень дезорганизации эластических волокон (табл. 17). В пределах интерстиция портального комплекса изменения эластического компонента были непостоянны. В адвентиции желчных протоков фрагментация эластических волокон и накопление гранулярного фуксилинофильного материала определялась редко (табл. 17). В оболочках артерий вместе с возрастанием содержания эластических волокон увеличивался и индекс дезорганизации, 108 повышалась частота встречаемости высокой фуксилинофилии (табл.17). Таким образом, в сравнении с показателями синхронного эксперимента, условия невесомости приводили не только к возрастанию представительства эластических волокон в изучаемых структурах портальной триады в сравнении с показателями животных группы синхронного эксперимента, но и более выраженному развитию их дезорганизации, что может отражаться на функциональных возможностях сосудистого русла портальных триад. 1.7. Исследование аморфного компонента интерстиция. Для исследования аморфного компонента экстрацеллюлярного матрикса интерстиция печени было определено содержание гиалуроновой кислоты и нейтральных гликопротеидов в зоне портальных триад. В условиях синхронного эксперимента количество нейтральных гликопротеидов практически не изменялось, тогда как степень насыщенности основного вещества гиалуроновой кислотой достоверно возрастала (табл. 18). Двенадцатисуточный космический полет приводил к прогрессивному возрастанию содержания гиалуроновой кислоты в интерстиции портальных трактов печени на фоне снижения уровня нейтральных гликопротеидов (табл. 18). Таблица 18 Оптическая плотность аморфного компонента межклеточного вещества в области портальных триад печени монгольских песчанок (в ед. экстинкции) Группы животных Гиалуроновая Нейтральные кислота гликопротеины Виварийная группа 0,474±0,006 0,362±0,005 Синхронный эксперимент 0,492±0,005* 0,368±0,006 Космический полет 0,512±0,008*,** 0,344±0,005*,** Условные обозначения: * - p<0,05 в сравнении с показателями виварийных животных; ** - p<0,05 в сравнении с показателями животных группы синхронного эксперимента. 109 1.8. Популяция тучных клеток в интерстиции печени. Для исследования тучных клеток в печени монгольских песчанок использовали методику полихромного окрашивания, позволяющей оценить процессы биосинтеза гепарина. Тучные клетки в печени интактных животных идентифицировались исключительно в области портальных триад. Цитоплазма большинства тучных клеток была заполнена крезилпозитивными гранулами (фото 21-А). Меньшую долю популяции тучных клеток печени составляли тканевые базофилы, в которых крезилпозитивные одновременно гранулы альциановопозитивной выявлялись (табл. цитоплазмой 19). альциановофильные Клетки встречались с редко. и преимущественно Топографически большинство тучных клеток было связано с адвентицией портальных сосудов, и, в меньшей степени, с оболочками желчных протоков. Таблица 19 Содержание тканевых базофилов в интерстиции портальных триад печени монгольских песчанок в зависимости от уровня этерификации гепарина (методика выявления – полихромное окрашивание по Catini C.L.) Формы тканевых базофилов Виварийный контроль Синхронный эксперимент Космический полет Общее количество (на п/з) 0,361 ±0,042 0,412 ± 0,035 0,243 ± 0,024*, ** Альцианофильные (в %) 16,4 ± 1,8 15,7±1,7 8,9 ± 0,8 *, ** Смешанные (в %) 31,7± 1,4 24,9 ± 1,2* 18,7±0,9 *, ** Крезилпозитивные (в %) 51,9 ± 3,2 59,4 ± 3,5* 72,4 ± 4,1** Условные обозначения: * р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** р<0,05 по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента. 110 Условия синхронного эксперимента привели к некоторому увеличению общего количества тканевых базофилов в интерстиции портальных триад (рис. 21Б, табл. 19). Однако, это возрастание не имело достоверного характера. В то же время, увеличивалось количество тучных клеток с одновременным содержанием альциановофильных и крезилпозитивных гранул. Обнаружение в интерстиции крезилпозитивных гранул, свободно располагающихся в интерстиции, свидетельствует об активизации экзоцитоза в процессах либерализации продуктов биосинтеза тучных клеток. При этом, локализация тучных клеток не менялась в сравнении с их топографией у виварийных животных. Рисунок 21. Тучные клетки интерстиция печени монгольских песчанок. Фиксатор: раствор нейтрального формалина в 0,1 М фосфатном буфере с pH=7,4. Методика: полихромное окрашивание тканевых базофилов по методике Catini C.L.. Увеличение: А, В – 100х10; Б – 40х10. Обозначения: А – виварийный контроль. Выявляются крезилпозитивные тучные клетки с преимущественным содержанием полностью сульфатированного гепарина, а также крезилвиолетом и тканевые базофилы, альциановым синим; одновременно Б – окрашивающиеся синхронный эксперимент. Доминирование тучных клеток с преимущественным содержанием полностью сульфатированного гепарина сохраняется; В – космический полет. Происходит экзоцитоз гранул с продуктами биосинтеза тучных клеток, содержащих полностью сульфатированный гепарин. 111 Космический полет приводил к достоверному сокращению популяции тканевых базофилов в печени, которые локализовались преимущественно в области адвентиции желчных протоков и, в меньшей степени контактировали с оболочками междольковых вен и артерий, либо свободно располагались в интерстиции портальных триад. В сравнении с показателями животных группы виварийного контроля и синхронного эксперимента достоверно возрастало представительство тучных клеток, окрашенных крезилвиолетом. Доля тканевых базофилов с альциановофильной цитоплазмой, а также одновременно окрашивающихся альциановым синим и крезилвиолетом, существенно снижалась. Среди механизмов выведения продуктов биосинтеза в интерстиций возрастала активность экзоцитоза вместе с интенсификацией формирования цитопластов (рис. 21-В). Таким образом, преимущественной локализацией тучных клеток в печени монгольских песчанок является соединительная ткань портальных трактов. Характерной особенностью популяции тканевых базофилов является высокое содержание форм с полностью этерифицированным гепарином. Количество тучных клеток с альциановопозитивной цитоплазмой, свидетельствующей о наличии несульфатированного предшественника гепарина, гораздо меньше. Условия синхронного эксперимента не приводили к изменению объема популяции тканевых базофилов, но изменяли ее качественный состав: повышалась степень сульфатированности гепарина и усиливался экзоцитоз. Космический полет вызывал достоверное сокращение популяции тучных клеток в интерстиции печени. В то же время в обнаруженных тканевых базофилах возрастала степень зрелости гепарина, а также наблюдалась интенсификация либерализации продуктов биосинтеза во внеклеточный матрикс соединительной ткани портальных триад. Резюмируя полученные данные, можно считать, что условия невесомости приводили к изменению тинкториальных свойств коллагеновых и эластических волокон печени и возрастанию процессов их дезорганизации. Очевидно, что такие явления, как изменение калибра волокна на протяжении - утолщение или 112 истончение, гранулярный распад, изменение тинкториальных свойств являются признаками альтеративных процессов. С одной стороны, эти изменения вызваны гемодинамическими нарушениями и депонированием крови в органе, приводящих к гипоксическим изменениям в тканях печени. С другой стороны, отсутствие земной гравитации могло отразиться на эффективности фибриллогенеза в межклеточном матриксе. Обращали на себя внимание активные пролиферативные реакции ретикулярных волокон в центральных и периферических областях долек печени. Обнаруженное увеличение содержания эластических волокон в структурах междольковых артерий и вен, видимо, формируется как адаптивная реакция на увеличение давления в сосудистом депо печени в ответ на перераспределение крови в организме в условиях космического полета. В то же время усиление дезорганизации эластического компонента в сосудах, очевидно, может усиливать развитие дисциркуляторных процессов в органе. Картины, наблюдаемые в группе монгольских песчанок синхронного эксперимента, являлись аналогичными изменениям, обнаруженным после орбитального полета, но имели меньшую выраженность, что указывает на первостепенную значимость невесомости в развитии обнаруженных биоэффектов. Возрастание уровня содержания гиалуроновой кислоты в аморфном компоненте межклеточного вещества соединительной ткани, видимо, отражает развитие адаптивных реакций в условиях невесомости. Сокращение популяции тканевых базофилов после космического полета, с одной стороны, может свидетельствовать о повышенном расходовании функционального резерва системы местной регуляции гомеостаза. С другой стороны, признаки изменения молекулярной организации волокнистого компонента могут приводить к нарушению миграции мастоцитов в интерстиций печени. В то же время усиление биосинтеза и выведения гепарина в межклеточный матрикс соединительной ткани показывает интенсификацию его участия в обеспечении функционирования органа под влиянием невесомости. 113 2. Морфофункциональное состояние тонкой кишки. 2.1. Обзорная микроскопия. Гистоархитектоника тощей кишки монгольских песчанок имела типичную ворсинчатую структуры организацию слизистой и стратификацию. оболочки: однослойный Отчетливо прослеживались цилиндрический каемчатый эпителий, собственная пластинка, мышечная пластинка, формирующие ворсины и крипты, а также подслизистая оболочка, мышечная оболочка, образованная внутренним циркулярным и наружным продольным мышечными слоями, и серозная оболочка, представленная мезотелием и подлежащей рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью (рис. 22-А). Рассматривая материал группы виварийного контроля, следует принимать во внимание степень распространенности и развития лимфоидной инфильтрации. Последняя, очевидно, является морфологической особенностью формирования кишечной трубки грызунов и должна рассматриваться как видоспецифический признак. Лимфоидные инфильтраты определялись, по существу, в материале каждого животного группы виварийного контроля, и морфологически оформлялись в виде инфильтрации структур интерстиция подслизистой либо в форме лимфоидных фолликулов (рис. 22-Б). Последние могли быть большой величины и их основание, как правило, располагалось на границе мышечного слоя и подслизистой оболочки тощей кишки. Верхние отделы фолликулов простирались вплоть до базальной мембраны однослойного цилиндрического каемчатого эпителия слизистой оболочки тощей кишки, так что лимфоидная ткань могла занимать практически полностью слизистую и подслизистую оболочки. В этих отделах кишечной трубки естественного формирования ворсинок не происходило и отсутствовала ее типовая стратификация. Исследование содержания и распределения бокаловидных клеток – один из подходов к пониманию механизмов клеточной дифференцировки кишечного эпителия. В материалах объектов группы виварийного контроля определялось высокое содержание бокаловидных клеток, при этом большинство из них было локализовано в нижних отделах ворсинок, ближе к криптам. 114 А Б Рисунок 22. Тощая кишка монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 10х10. Обозначения: А - типовая стратификация стенки тощей кишки; Б - лимфоидная инфильтрация подслизистой и слизистой оболочек. А Б Рисунок 23. Ворсинки тощей кишки монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% забуференный формалин, pH 7,4. Методика: А – ШИК-реакция. Б – окрашивание альциановым синим. Увеличение: 100х10. Обозначения: Определяются бокаловидные клетки в различных функциональных состояниях. 115 Таблица 20 Секреторная активность бокаловидных клеток эпителия слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок Параметры бокаловидных клеток Виварийный Синхронный Космический контроль эксперимент полет Количество в эпителии ворсин (%) Стадия железистого цикла (%) 12,9±0,4 9,3±0,6* 13,5±0,8** - синтеза 30,5±3,7 25,4±4,6 12,3±1,0*,** - накопления 37,6±2,7 40,0±3,6 27,7±3,7*,** - выведения 15,8±1,8 22,3±2,1 35,6±2,8*,** - опорожнения 8,2±1,2 7,7±0,9 12,8±1,0*,** - истощения 7,8±1,8 4,9±0,8 11,6±1,0*,** * - p<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** – p<0,05 по сравнению с показателями синхронного эксперимента Таблица 21 Оптическая плотность (в единицах экстинкции) цитоплазмы бокаловидных клеток эпителия слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок Топография бокаловидных клеток Виварийный контроль Синхронный эксперимент Космический полет Методика окрашивания: ШИК-реакция Крипты 0,538±0,013 0,514±0,021 0,432±0,024*,** Нижняя треть ворсин 0,614±0,021 0,575±0,024 0,511±0,018*,** Средняя треть ворсин 0,653±0,018 0,593±0,025* 0,534±0,017*,** Верхняя треть ворсин 0,689±0,031 0,554±0,019* 0,501±0,016*,** Методика окрашивания: альциановый синий Крипты 0,511±0,018 0,518±0,021 0,532±0,034 Нижняя треть ворсин 0,522±0,014 0,515±0,024 0,563±0,022*,** Средняя треть ворсин 0,524±0,026 0,526±0,021 0,577±0,018*,** Верхняя треть ворсин 0,531±0,024 0,533±0,025 0,591±0,020*,** * - p<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** – p<0,05 по сравнению с показателями синхронного эксперимента 116 Доля бокаловидных клеток в эпителиальном пласте составляла 12,9±0,4%, из них большая часть находилась в стадии накопления секрета (табл. 20, рис. 23). Содержание ШИК-позитивного и альциановофильного секреторного материала обычно высокое (табл.21), картины выведения секрета в просвет кишки незначительны (рис. 23). Существенно меньшая часть бокаловидных клеток была в состоянии истощения, и, по существу, не содержала слизи. В этих случаях секрет в их цитоплазме практически отсутствовал, наблюдались лишь тонкие альцианофильные или ШИК-позитивные нитевидные образования. Согласно результатам морфометрического анализа, длина ворсинок тощей кишки составляла 339,4±12,3 мкм. Наибольшая высота однослойного цилиндрического каемчатого эпителия обнаруживалась в их средних отделах (табл.23). Величина митотического индекса в криптах тощей кишки песчанок группы виварийного контроля составляла 2,95±0,32%. При этом большая часть делящихся эпителиоцитов находилась в профазе митоза, существенно меньшая - в анафазе и телофазе (рис. 24). Количество аномальных митозов широко варьировало и в среднем занимало 6,3±1,5% от общего числа митотически делящихся эпителиоцитов крипт (табл. 22). Таблица 22 Митотическая активность эпителия крипт тощей кишки монгольских песчанок Параметры митотической активности Количество митозов (на 2000 кл.) Виварийный контроль 2,95±0,32 Синхронный эксперимент 3,08±0,21 Космический полет 2,59±0,28 Профаза (%) 67,3±2,8 61,8±1,5 58,7±3,5 Метафаза (%) 20,9±2,9 26,5±1,4 19,5±2,9** Анафаза (%) 3,7±0,9 2,9±0,6 4,6±0,9 Телофаза (%) 1,8±0,5 3,2±0,6* 7,5±1,3*,** Аномальные митозы (%) 6,3±1,5 5,7±1,3 9,7±2,3 * - p<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** – p<0,05 по сравнению с показателями синхронного эксперимента 117 А Рисунок Б 24. Пролиферативная активность недифференцированных эпителиоцитов крипт тощей кишки монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 100х10. Обозначения: А – митозы недифференцированных эпителиоцитов на стадии профазы; Б - поздняя анафаза митоза. Экспозиция монгольских песчанок в системе «Контур-Л» приводила к двум видам изменений стенки кишки: расстройствам гемодинамики и степени распространенности лимфоидной инфильтрации в межклеточном матриксе соединительной ткани на фоне отсутствия выраженных изменений рельефа слизистой оболочки тощей кишки (рис. 25-А). У всех подопытных животных формировался отек эндомизия мышечного слоя различной степени выраженности, иногда достигая довольно существенной распространенности на границе продольного и поперечного слоев (рис. 25-Б). Обычно это мелкоочаговый отек, который сочетался с дилатацией сосудов мышечного слоя и структур подслизистой оболочки. Сосуды были расширены, часто определялись гемостатические явления, лимфостаз. Периваскулярный отек встречался существенно реже. Однако у некоторых животных отека подслизистой оболочки не наблюдалось. Уровень и 118 особенности топографии лимфоидной инфильтрации интерстиция подслизистой оболочки варьировал достаточно широко. У двух животных она не определялась, а в материале шести монгольских песчанок носила очаговый характер, в некоторых случаях она была столь велика, что формировались скопления лимфоидной ткани, простирающиеся от мышечного слоя до базальной мембраны однослойного цилиндрического каемчатого эпителия (рис. 25-А). Нельзя не признать, что при имеющихся индивидуальных вариациях уровень инфильтрации по сопоставлению с показателями виварийного контроля был несоизмеримо выше. Даже в случае очаговой лимфоцитарной инфильтрации подслизистой стенки кишки лимфоидные элементы обильно распространялись в структурах собственного отдела слизистой. Таким образом, наблюдалось состояние, в некотором роде промежуточное между ограниченной инфильтрацией структур подслизистой оболочки и манифестированными лимфоидными фолликулами. А Б Рисунок 25. Тощая кишка монгольских песчанок группы синхронного эксперимента. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: А – 20х10; Б – 40х10. Обозначения: А - типовая стратификация стенки тощей кишки, рельеф слизистой оболочки не изменен. Возрастание лимфоидной инфильтрации подслизистой и слизистой оболочек; Б - отек эндомизия в мышечной оболочке на границе продольного слоя с поперечным. 119 Нарушение формообразования слизистой представляло собой в этой группе редкое явление. Формирование выстланных призматическим эпителием кист обнаружено только в материале одного животного. Столь же редкими являлись дистрофические изменения эпителия ворсинок. Можно предположить, что при моделировании факторов космического полета в наземных условиях ведущими признаками являлись расстройства микроциркуляторного режима очагового характера и, без сомнения, реактивные изменения уровня лимфоидной инфильтрации. Количество бокаловидных клеток в покровном эпителии ворсин достоверно снижалось в сравнении с показателями монгольских песчанок группы виварийного контроля (табл. 20). При этом формировалось их неравномерное распределение на протяжении ворсин, с преимущественной локализацией в нижней трети или образованием групп на отрезках незначительной длины (рис. 26). А Б Рисунок 26. Тощая кишка монгольской песчанки группы синхронного эксперимента. Фиксация: 10% забуференный формалин, pH 7,4. Методика: А - ШИК-реакция; Б – окрашивание альциановым синим. Увеличение: 20х10. Обозначения: неравномерное расположение бокаловидных клеток по длине ворсин. 120 Особенностью этого материала являлось увеличение визуально определяемых различий бокаловидных клеток по содержанию ШИК-позитивного материала и различия между ворсинками по уровню содержания бокаловидных клеток. Показатели их биосинтетической активности по существу не изменялись: преобладали клетки в состоянии накопления нейтральных и кислых полисахаридов, а содержание различных функциональных форм мукоцитов оставалось в пределах, характерных для группы виварийного контроля (табл. 20). В то же время данные цитофотометрического анализа свидетельствовали о достоверном снижении содержания нейтральных гликопротеидов в секрете мукоцитов (табл. 21). Проведение морфометрического анализа показало достоверное снижение высоты каемчатых энтероцитов в нижних или верхних отделах ворсинок (табл. 23). Толщина подслизистой и мышечной оболочек не менялась (табл. 23). Таблица 23 Морфометрические показатели структур стенки тощей кишки монгольских песчанок (в мкм) Структуры стенки тощей кишки Виварийный контроль Синхронный эксперимент Космический полет 339,4±12,2 327,2±13,2 282,2±12,2*, ** отделов 25,9±0,8 23,4±0,7* 20,5±0,9*, ** Эпителий средней трети ворсин 28,8±0,9 27,3±0,6 21,9±1,1*, ** Эпителий нижней части ворсин 25,2±0,9 22,5±0,5* 19,3±0,9*, ** Глубина крипт 83,9±5,4 77,5±5,3 57,03±3,3*, ** Подслизистая оболочка 21,9±1,2 19,4±1,1 16,6±1,1*, ** Мышечная оболочка 59,3±3,4 58,4±3,6 45,0±2,4*, ** Внутренний мышечный слой 32,3±2,7 30,6±2,3 25,2±1,5*, ** Длина ворсин Эпителий ворсин верхних Наружный мышечный слой 23,6±2,1 24,6±1,7 16,4±1,2*, ** * - p<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** – p<0,05 по сравнению с показателями синхронного эксперимента 121 Суммарное воздействие факторов космического полета на КА «Фотон-М» №3 приводило к выраженному изменению гистоархитектоники слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок. Об этом свидетельствовали различия длины ворсин, укорочение части из них и феномен ветвления, который развивался у половины животных группы космического полета и сочетался с формированием кистозных образований (рис. 27, 28-А). В нижних отделах ворсин обнаруживались кистозные полости, заполненные в некоторых случаях клеточным детритом (рис. 27-Б). В просвет кишки отторгались группы каемчатых эпителиоцитов, в покрывающих ворсинки клетках обнаруживались вакуолизация цитоплазмы и картины кариопикноза, свидетельствуя о формировании дистрофических изменений. Необходимо обратить внимание, что формирование кист могло происходить на фоне отсутствия ветвления ворсинок. Наиболее демонстрационные картины такого вида изменения слизистой определялись в биоматериалах трех животных. А Б Рисунок 27. Тощая кишка монгольских песчанок группы космического полета. Фиксация: 10% раствор нейтрального формалина, рН 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: А – 10х10; Б – 20х10. Обозначения: А - определяется феномен ветвления ворсин слизистой оболочки тощей кишки; Б – ветвление ворсин, формирование кист в слизистой оболочке тощей кишки. 122 Распространенные процессы нарушения формообразования в пределах слизистой отсутствовали только у двух монгольских песчанок. Расстройства микроциркуляторного русла наблюдались по-существу у всех животных – дилатированные сосуды, стаз крови, лимфостаз, периваскулярные отеки (рис. 28А). Масштабы таких изменений индивидуально колебались в широком диапазоне, иногда могли быть чрезвычайно выражены. В эндомизии мышечного слоя кишки межуточный отек интерстиция носил очаговый характер. Реже отек интерстиция мышечного слоя и в подслизистой оболочки являлся распространенным, что наблюдалось у трех монгольских песчанок. У некоторых животных выраженный отек развивался и в пределах межкриптального интерстиция, существенно превышая интенсивность аналогичных процессов у монгольских песчанок группы синхронного эксперимента. А Б Рисунок 28. Тощая кишка монгольских песчанок группы космического полета на КА «Фотон-М» №3. Фиксация: 10% раствор нейтрального формалина, рН 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 40х10. Обозначения: А - стаз крови в сосудах подслизистой оболочки, феномен ветвления ворсинок; Б – отек в подслизистой и мышечной оболочках. 123 Наиболее значительные и распространенные дистрофические изменения однослойного цилиндрического каемчатого эпителия наблюдались в материале двух животных. При этом на месте отдельных ворсинок можно было наблюдать лишь заполненные клеточным детритом слизистые трубочки, отторгаемые в просвет кишки. Следует отметить, что такие изменения в ворсинках слизистой оболочки в условиях воздействия факторов космического полета имели ограниченный характер, поскольку одновременно наблюдались ворсинки с неизмененной структурой. Это дает возможность предположить, что такого рода ограниченные изменения однослойного цилиндрического каемчатого эпителия в области крипт и поверхности ворсинок в случае восстановления условий физиологической регенерации и в первую очередь, трофического обеспечения региона слизистой тощей кишки, без сомнения, в короткие сроки будут являться основой для ликвидации таких деструктивных изменений. Проведение морфометрического анализа структур тощей кишки показало достоверное снижение высоты цилиндрического эпителия, длины ворсин, глубины крипт, толщины подслизистой и мышечной оболочек по сравнению с аналогичными показателями монгольских песчанок из группы виварийного контроля и группы моделирования условий космического полета в синхронном эксперименте (табл. 23). Обращало на себя внимание существенное возрастание количества бокаловидных клеток в эпителиальном пласте слизистой оболочки, а также интенсификация биосинтеза и выведения секрета на поверхность щеточной каймы эпителия. Достаточно лишь сопоставить результаты определения числа бокаловидных клеток в фазах выведения секрета и истощения с показателями групп виварийного контроля и наземного моделирования (табл. 20). Такого рода факты свидетельствуют об активации в условиях космического полета продукции биополимеров, составляющих основную массу слизистого секрета и активизации его выведения на поверхность щеточной каймы. Эти результаты лежат в пределах обсуждения специфичной для слизистой тощей кишки системы тканевого барьера I типа, организованного белково-углеводными биополимерами. Наблюдалась частая дислокация и накопление бокаловидных клеток у основания ворсин (рис. 29). 124 А Б Рисунок 29. Слизистая оболочка тощей кишки монгольских песчанок после космического полета на КА «Фотон-М» №3. Фиксация: 10% раствор нейтрального формалина, рН 7,4. Методика: А – ШИК – реакция; Б - окрашивание альциановым синим. Увеличение: 40х10. Обозначения: определяется дислокация и накопление бокаловидных клеток в эпителии основания ворсинок, активизация выведения секрета на поверхность слизистой оболочки. При воздействии факторов космического полета на фоне распространенных расстройств микроциркуляторного режима существенно увеличивались масштабы лимфоидной инфильтрации интерстиция стенки кишки. Характер инфильтрации оставался неизменным – мелкоочаговая и в форме лимфоидных фолликулов. Однако существенно изменялось соотношение между ними в сторону преобладания мелкоочаговой лимфоидной инфильтрации интерстиция, увеличения ее распространенности, в первую очередь, в структурах межклеточного матрикса соединительной ткани собственного слоя слизистой оболочки. Идентификация лимфоидных клеток в эндомизии или только исключительно в пределах структур подслизистой в этой ситуации имела второстепенное значение. Типовой картиной 125 инфильтрации стенки тощей кишки животных, перенесших космический полет, являлось распространение мелкоочаговой инфильтрации по длине кишечной стенки и в толщу собственного слоя слизистой, а также распределение среди структур стенки отдельных лимфоидных элементов и их скоплений. В основной части полученного материала лимфоидная инфильтрация достигала базальной мембраны однослойного цилиндрического каемчатого эпителия, т.е. инфильтрирование в первую очередь определялось картиной распространения лимфоидных элементов в толще оболочек кишечной стенки. Большие лимфоидные фолликулы, аналогичные обнаруженным в группе биологического контроля либо у отдельных животных в группе синхронного эксперимента, определялись только у двух монгольских песчанок. Эти результаты указывали на то, что факторы космического полета некоторым образом могли инициировать лимфоидную инфильтрацию тощей кишки, причины и механизмы которой необходимо рассматривать отдельно, в первую очередь, с позиций иммунного представительства в тканях желудочно-кишечного тракта и с точки зрения анализа направленности таких реакций, вероятно как реактивных, в первую очередь. На фоне существенного ухудшения микроциркуляторного режима и, как следствие, трофического обеспечения структур оболочек кишечной стенки, развивались дистрофические и некробиотические изменения эпителиальной выстилки. Следовательно, в такой ситуации небезосновательно ожидать нарушение физиологического регенераторного процесса, осуществляемого в криптах. Однако при анализе митотической активности и тщательной проверки результатов получены свидетельства не более как тенденции к ее снижению (табл.22). С определенной долей уверенности можно считать, что в сопоставлении с результатами синхронного контроля в биоматериале тонкого кишечника животных, вернувшихся из космического полета, происходило снижение доли метафаз и увеличение телофаз. Патологические митозы были редки и их содержание широко индивидуально варьировало. По сравнению с показателями животных из групп виварийного контроля и наземного моделирования у монгольских песчанок, 126 перенесших космический полет, определялась лишь тенденция к увеличению частоты патологических митозов вместе с возрастанием численности телофаз. Таким образом, условия невесомости приводили к нарушению рельефа слизистой оболочки тонкой кишки вместе с изменением деятельности слизистого интестинального барьера. Возрастание содержания бокаловидных клеток и интенсификация выведения продуктов биосинтеза на поверхность слизистой оболочки свидетельствовали об активизации защитных механизмов по обеспечению нормального функционирования структур слизистой оболочки. Формировались признаки нарушения трофического обеспечения покровного эпителия, однако, митотический индекс в эпителии крипт не претерпевал значимых изменений. Возможно, это было связано с достоверным снижением высоты ворсин. Также обращало на себя внимание утончение мышечного слоя стенки тонкой кишки после космического полета, что позволяет считать невесомость ключевым звеном в формировании атрофических изменений гладкой мускулатуры. Следует отметить, что обнаруженные изменения тощей кишки в группе космического полета носили более выраженный характер в сравнении с показателями животных синхронного эксперимента. 2.2. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани тощей кишки монгольских песчанок. 2.2.1. Состояние коллагеновых волокон. Особенности гистоархитектоники, топографии и тинкториальные особенности составляющих внеклеточную фракцию интерстиция тощей кишки волокнистых компонентов исследовали соответственно стратификации тощей кишки. Волокна, образованные коллагеном I типа, распределялись преимущественно в пределах подслизистой оболочки, хотя часто они наблюдались в субсерозном слое серозной оболочки, где обладали низкой или умеренной фуксинофилией. В пределах подслизистой оболочки коллагеновые волокна формировали толстые умеренно фуксинофильные пучки, калибр которых обычно определялся индивидуальными вариациями. 127 А Б В Рисунок 30. Коллагеновые волокна монгольских песчанок в стенке тощей оболочки кишки. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, рН 7,4. Методика: окрашивание по методу ван Гизон. Увеличение: 40х10. Обозначения: А - виварийный контроль. Коллагеновые волокна обнаруживаются преимущественно в области подслизистой оболочки и, в меньшей степени, серозной оболочке; Б – синхронный эксперимент. Отмечается больший диапазон фуксинофильности коллагена в сравнении с виварийным контролем; В космический полет. Обнаруживается истончение слоя, образованного пучками коллагеновых волокон, обладающих высокой фуксинофилией. В условиях синхронного эксперимента получены результаты, свидетельствующие о потере фуксинофилии волокнами коллагена I типа, которая определялась в пределах ограниченных микролокусов субсерозной зоны. Вместе с этим, в пределах подслизистой оболочки формировались интенсивно фуксинофильные пучки коллагеновых волокон и очаги гомогенизации (табл. 24). После космического полета в субсерозном слое тонкой кишки определялось снижение уровня фуксинофилии и уменьшение содержания коллагеновых волокон в сравнении с показателями группы животных синхронного эксперимента и виварийного контроля (табл. 24). В подслизистой оболочке наблюдалось формирование локусов гомогенизации волокнистой фазы внеклеточного матрикса 128 соединительной ткани с возрастанием ее фуксинофилии на фоне выраженного межуточного отека. Фрагментация коллагеновых волокон определялась только у одного животного, что свидетельствовало об относительно низком уровне их структурной дезорганизации. Такие изменения обычно считаются преходящими и могут нивелироваться в течение нескольких суток. Таблица 24 Состояние коллагеновых волокон в подслизистой оболочке тощей кишки монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Уровень фуксинофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) В 0,109±0,007 13,4±1,2 78,2±4,3 8,4±0,9 0,012±0,002 СЭ 0,093±0,008 17,1±1,5* 69,2±3,2* 13,7±1,5* 0,014±0,004 КП 0,072±0,006*,** 21,4±1,8*, ** 60,1±3,4*,** 18,5±1,3*,** 0,026±0,005*,** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ** - p<0,05 по сравнению с группой синхронного эксперимента; В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет. 2.2.2. Состояние ретикулярных волокон. В группе виварийного контроля большим разнообразием в интерстиции тощей кишки монгольских песчанок отличалась гистоархитектоника коллагена III типа, образующего ретикулярные волокна, идентифицируемые импрегнацией азотнокислым серебром. Эта разновидность коллагена обладает особенностями молекулярной организации и в большом количестве локализуется в стенках полых органов. Данные о биохимических ультраструктурных особенностях коллагена III типа можно найти в работах по исследованию этой разновидности коллагена (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Коллаген III типа идентифицировался в структурах серозной оболочки, в эндомизии гладкомышечных слоев тощей кишки, в структурах подслизистой оболочки, собственной пластинки слизистой оболочки, а также базальных мембранах кишечного эпителия. Высоким сродством к ионам серебра (аргирофилией) отличалась щеточная кайма покровного однослойного 129 цилиндрического эпителия тощей кишки. В материале животных группы виварийного контроля аргирофилия структур субсерозного интерстиция была равномерно распределена. В мышечной оболочке на фоне аргирофилии структур эндомизия определялись толстые спирально извитые волокна, иногда формировались ретикулярные волокна с низким уровнем импрегнации. В пределах подслизистой оболочки распределялись толстые импрегнированные волокнистые структуры, либо определялся гранулярный аргирофильный материал. Межкриптальная зона собственного слоя слизистой оболочки содержала умеренно импрегнированные петлистые структуры, часто в сочетании с мелкодисперсным материалом. В интерстиции ворсинок петлистые структуры, образованные коллагеном III типа, обычно сочетались с продольно ориентированными волокнами (рис. 31-А). Существенно варьировал уровень аргирофилии структур базальных мембран покровного эпителия – от умеренного до интенсивно выраженного. В условиях синхронного эксперимента состояние ретикулярных волокон тощей кишки на уровне виварийного контроля обнаруживалось в материале половины животных. У остальных монгольских песчанок в субсерозном слое интерстиция ретикулярные волокна утолщались, приобретали неровные контуры и непостоянный уровень аргирофилии на протяжении, часто определялась фрагментация волокон с накоплением интенсивно аргирофильного материала. В эндомизии мышечных слоев распределение аргирофильных структур, соответствующее картинам в виварийной группе, сохранялось лишь частично. Присутствие ретикулярных незначительного волокон содержания становилось аргирофильного неравномерным: компонента участки эндомизия солокализовались с территориями повышенного содержания толстых извитых интенсивно импрегнированных волокон. Особенно ярко такие картины наблюдались в эндомизии продольного слоя мышечной оболочки. Наиболее существенные изменения ретикулярных волокон обнаруживались в пределах собственного слоя слизистой, в межкриптальной зоне наблюдались картины их дезорганизации и достоверной редукции (табл. 25). Строма в области кишечных крипт была заполнена утолщенными ретикулярными волокнами с явлениями фрагментации, что также часто сопровождалось образованием 130 интенсивно аргирофильного зернистого материала. В интерстиции ворсинок выявлялись локусы редукции волокон, образованных коллагеном III типа, а также их утолщение и накопление фрагментов (рис. 31-Б). Базальная мембрана характеризовалась достаточно высоким уровнем сохранения аргирофильных структур, не отличаясь от показателей группы биологического контроля, и лишь в биоматериале двух животных были выявлены картины фрагментации и снижения уровня аргирофилии. После 12-суточного пребывания в условиях невесомости изменения ретикулярных волокон были более значительными. В субсерозном слое серозной оболочки тощей кишки определялись картины их деградации, интенсивная А Б В Рисунок 31. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств ретикулярных волокон в интерстиции ворсинок тощей кишки монгольских песчанок Meriones unguiculatus. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение - 100х10. Обозначения: А - виварийная группа животных. Выявляется петлистое и продольное расположение ретикулярных волокон в строме ворсины; Б - группа синхронного эксперимента. Определяются локусы утраты ретикулярных волокон, утолщение части из них вместе с образованием аргирофильных фрагментов; В - группа космического полета. Обнаруживается редукция ретикулярных волокон в строме ворсины. 131 аргирофилия в сочетании с глыбчатым распадом. В биоматериале трех монгольских песчанок этой группы наблюдались извитые утолщенные волокна. Между продольным и поперечным слоями мышечной оболочки, а также в интерстиции, разделяющим группы гладкомышечных клеток, ретикулярные волокна сохранялись только в пределах изолированных локусов (табл. 25). Такие потери интерстициального коллагена были особенно характерны для поперечного слоя мышечной оболочки стенки тощей кишки (рис. 32). А Б Рисунок 32. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств ретикулярных волокон интерстиция тощей кишки монгольских песчанок Meriones unguiculatus группы космического полета. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение - 40х10. Обозначения: А – дезорганизация (изменение калибра, уровня аргирофилии, признаки гранулярного и глыбчатого распада) ретикулярных волокон в эндомизии мышечных слоев стенки кишки; Б – локусы утраты импрегнированных волокон в мышечной оболочке тощей кишки сочетаются с интенсивной аргирофилией, утолщениями, гранулярным и глыбчатым распадом ретикулярных волокон подслизистой оболочки на фоне интенсивного межуточного отека. 132 Наиболее значительные деструктивные изменения коллагена III типа развивались в подслизистой оболочке и в межкриптальной соединительной ткани собственной пластинки слизистой оболочки, где обнаруживались резко утолщенные интенсивно аргирофильные волокна вместе с их фрагментами и гранулярным материалом. В пределах подслизистой оболочки распределялись резко утолщенные интенсивно импрегнированные волокна (рис. 32-Б). При исследовании собственного слоя слизистой оболочки тощей кишки картины деструктуризации ретикулярных волокон выражались их распадом с накоплением интенсивно аргирофильного глыбчатого и гранулярного материала, особенно в межкриптальной зоне, вплоть до полной редукции волокон (рис. 31-В). Выявлялись микролокусы, в которых система ретикулярных волокон была существенно редуцирована. В сравнении с показателями животных из группы синхронного эксперимента такие картины были более частыми. Количество ретикулярных волокон в ворсинах снижалось по сравнению с показателями монгольских песчанок группы синхронного эксперимента и виварийного контроля (рис. 31-В, табл. 25). Фрагменты ретикулярных волокон в межкриптальном интерстиции после орбитального полета определялись только в биоматериале четырех животных. Показатели аргирофилии структур базальных мембран каемчатого эпителия слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок после полета не представлялись в этом случае столь однородными. Снижение уровня импрегнации азотнокислым серебром и полная его редукция наблюдались в материале только одной монгольской песчанки в группе космического полета. Обычно наблюдалась умеренно выраженная аргирофилия базальных мембран с участками ее локального увеличения либо микролокусами утраты. Полученные результаты могут свидетельствовать об индивидуальных вариациях уровня аргирофилии мембран при относительно низком уровне дезорганизации. Обнаруживались ретикулярные волокна, калибр которых сильно менялся на протяжении: участки утолщений чередовались с локусами истончения. 133 Таблица 25 Состояние ретикулярных волокон в стенке тощей кишки Группы Индекс содержания (в усл. ед.) Уровень аргирофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл. ед.) Собственная пластинка слизистой оболочки (строма ворсин) В 0,186±0,014 25,3±1,8 56,3±3,2 18,4±1,2 0,021±0,001 СЭ 0,154±0,011* 28,4±1,9 45,3±2,7* 26,3±2,1* 0,031±0,002* КП 0,088±0,007*, ** 10,2±0,9*, ** 34,4±1,2*, ** 55,4±4,3*, ** 0,052±0,002*, ** Собственная пластинка слизистой оболочки (межкриптальная строма) В 0,212±0,016 24,3±2,3 54,2±2,3 21,5±1,6 0,020±0,003 СЭ 0,172±0,009* 27,4±1,8 25,4±1,4* 47,2±3,4* 0,033±0,002* КП 0,134±0,005*, ** 7,4±0,5*, ** 27,9±2,2* 64,7±4,7*, ** 0,064±0,004*, ** Подслизистая оболочка В 0,214±0,007 23,1±1,8 51,3±3,4 25,6±2,2 0,015±0,002 СЭ 0,208±0,015 28,9±2,2 47,7±2,2 23,4±1,5 0,018±0,002 КП 0,186±0,011* 10,1±0,9*, ** 36,8±2,5*, ** 53,1±3,5*, ** 0,034±0,003*, ** Мышечная оболочка В 0,234±0,026 12,2±1,3 42,4±3,5 45,4±3,9 0,022±0,002 СЭ 0,222±0,024 27,9±2,1* 13,7±1,1* 58,4±3,7* 0,021±0,002 КП 0,118±0,014*, ** 15,4±1,4** 22,3±1,6*, ** 62,3±4,6* 0,038±0,003*, ** Серозная оболочка В 0,256±0,019 25,3±1,7 51,3±3,6 23,4±1,8 0,018±0,002 СЭ 0,263±0,022 24,3±1,5 38,9±2,5* 36,8±2,4* 0,027±0,002* КП 0,202±0,011*, ** 14,2±1,3*, ** 31,1±2,8*, ** 54,7±3,5*, ** 0,044±0,003*, ** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем; ** - p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом; В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет 134 2.2.3. Состояние эластических волокон. В структурах стенки тощей кишки интактных монгольских песчанок эластический компонент интерстиция был топографически связан с оболочками артерий и вен подслизистой оболочки, мышечным слоем и субсерозным интерстицием. В строме слизистой оболочки тощей кишки эластические элементы не определялись. На протяжении стенки кишечной трубки выявлялась преимущественно низкая фуксилинофилия в подслизистой и мышечной оболочках, и умеренная в серозной. Высокая фуксилинофилия была характерна внутренней эластической мембране артерий подслизистой оболочки. В венах уровень окрашивания эластических волокон был менее интенсивным и характеризовался неравномерностью (табл. 26). Нахождение монгольских песчанок в аппаратуре «Контур-Л» (синхронный эксперимент) приводило к редукции эластического компонента в субсерозном интерстиции (табл. 26). Аналогичная ситуация определялась в эпимизии слоев гладкомышечных волокон. В сосудах отмечалась неравномерность распределения фуксилинофильного материала во внутренней эластической мембране, а также формировались микролокусы интенсивного окрашивания ее структур. Одновременно фуксилинофильный компонент появлялся в структурах интерстиция мышечного слоя артерий и в их адвентиции. Определялась значительная утрата окрашивания фуксилином структур оболочек вен, часто выявлялись только их фрагменты. При оценке влияния факторов орбитального полета на интерстиций кишки, прежде всего, следует отметить сохранение эластических волокон в субсерозном слое серозной оболочки и в эндомизии мышечной оболочки при незначительном колебании уровня фуксилинофилии. Наиболее значительными в этом случае являлись изменения эластического компонента структур оболочек в сосудах подслизистой определялись оболочки. резко В пределах внутренней фуксилинофильные эластической фрагменты, мембраны сочетающиеся с неокрашенными локусами (рис. 33-А, Б). Одновременно происходило накопление эластических волокон в адвентиции сосудов, реже в пределах их мышечной оболочки. Уровень сродства к фуксилину структур вен неравномерно снижался 135 вместе с формированием микролокусов интенсивного окрашивания. Рассматривая изменения такого рода, с уверенностью можно сделать заключение о том, что факторы орбитального полета более всего вызывали изменения эластического компонента сосудов, с наибольшей выраженностью и распространенностью во внутренней эластической мембране артерий. Таблица 26 Состояние эластических волокон в стенке тощей кишки Группы Индекс содержания Уровень фуксилинофилии (в%) Низкий Средний Высокий (усл.ед) Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Артерии (подслизистая оболочка) В 1,182±0,034 5,8±0,3 19,0±1,4 75,2±4,3 0,014±0,001 СЭ 1,154±0,033 7,8±0,7 18,8±0,9 73,4±3,7 0,016±0,003 КП , , , 72,4±4,2 0,024±0,003*,** 1,338±0,028* ** 12,2±0,9* ** 15,1±1,1* ** Вены (подслизистая оболочка) В 0,614±0,034 38,7±2,1 26,8±1,2 34,5±2,4 0,012±0,002 СЭ 0,553±0,023* 50,3±3,9* 22,4±2,0* 27,3±1,8* 0,017±0,003 26,1±1,3* 0,026±0,004*,** КП , 0,747±0,041* ** , 36,6±2,8** 37,3±2,5* ** Подслизистая оболочка (кроме сосудов) В 0,092±0,004 56,7±3,2 24,9±1,5 18,4±0,9 0,009 ±0,001 СЭ 0,094±0,003 53,3±4,4 20,5±1,7* 26,2±1,4* 0,010±0,001 КП 0,870±0,007 52,1±2,1 19,5±1,3* 28,4±1,7* 0,012±0,002 Мышечная оболочка В 0,052±0,004 62,4±4,1 25,3±1,9 12,3±1,2 0,011±0,002 СЭ 0,034±0,003* 64,2±3,3 20,4±1,1* 15,4±1,5 0,012±0,003 КП 0,041±0,005 47,1±2,8*,** 28,2±2,2** 24,7±2,4*,** 0,013±0,002 Серозная оболочка В 0,094±0,004 17,3±0,9 50,3±2,3 32,4±1,7 0,0013±0,002 СЭ 0,065±0,006* 29,1±2,2* 47,8±3,3 23,1±1,8* 0,015±0,003 КП 0,107±0,004*,** 19,5±1,8** 42,5±3,7* 38,3±2,9** 0,012±0,002 Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем; ** - p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом; В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет. 136 А Б Рисунок 33. Особенности гистоархитектоники и тинкториальные свойства эластических волокон сосудов подслизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок после 12-суточного орбитального полета. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, рН 7,4. Методики: окрашивание фуксилином по методу Харта. Увеличение – 40х10. Обозначения: эластической А мембраны - различия артерии и уровней вены фуксилинофилии подслизистой внутренней оболочки; Б – гиперфуксилинофилия, десквамация внутренней эластической мембраны в просвет сосуда. Результаты проведенного исследования позволяют считать, что в стенке тощей кишки монгольских песчанок более всего представлен коллаген III типа. Коллаген I типа и сформированные им структуры распределялись преимущественно в пределах подслизистой оболочки. Эластические волокна в основном идентифицировались в структурах оболочек интрамуральных сосудов. В целом, условия моделирования факторов космического полета в той или иной мере приводили к изменениям тинкториальных характеристик всех изученных волокнистых структур внеклеточного матрикса соединительной ткани. В то же время наибольшей лабильностью в этих условиях обладали ретикулярные волокна, подвергавшиеся достаточно выраженным изменениям в собственном слое 137 слизистой оболочки тощей кишки. Данная закономерность нашла свое отражение и в послеполетном состоянии волокнистого компонента, однако, с большей интенсивностью. Очевидная редукция ретикулярных волокон в межклеточном матриксе соединительной ткани стенки тощей кишки наиболее ярко проявлялась в собственной пластинке слизистой оболочки и мышечной оболочке. Обращало на себя внимание формирование экстрацеллюлярном матриксе выраженной ворсин тощей потери волокнистой кишки. Это фазы в приводило к формированию очагов, в которых аргирофильный компонент не выявлялся. Кроме того, становились очевидными процессы дезорганизации волокон, которые выражались, прежде всего, картинами распада ретикулярных волокон на импрегнированный зернистый материал. Изменение аргирофилии с образованием интенсивно окрашенных участков обнаруживалось во всех структурах собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки, а также и других оболочках ее стенки. Важное значение имеют процессы очаговой потери аргирофильности структурами эндомизия в мышечной оболочке тощей кишки, которые коррелируют с уменьшением толщины гладкомышечных пластов, что может отражаться на перистальтической деятельности кишечника. Видимо, полученные данные могут свидетельствовать как о процессах нарушения структуры коллагена III типа вследствие гемодинамических нарушений, так и изменении процессов лизиса и образования волокон. Выявленные изменения в состоянии эластических волокон, входящих в состав сосудистого русла тощей кишки, возможно, могут приводить к формированию преходящего нарушения вазомоторной функции артерий и вен подслизистой оболочки. Главные изменения коллагеновых волокон были связаны с усилением фуксинофилии, причиной которой, видимо, могут являться не только гемодинамические нарушения и развитие тканевой гипоксии, но и прямое действие галактической компоненты радиации на супрамолекулярную структуру волокнистой фазы межклеточного матрикса соединительной ткани, приводящего к образованию большого количества реакционноспособных групп. 138 взаимодействующих с красителем 2.3. Популяция тканевых базофилов в стенке тощей кишки. Тканевые базофилы мультифункциональные универсальные – местные дирижеры эффекторные регуляторы обменных клетки тканевого процессов иммунной в системы, гомеостаза, интерстиции, выполняющие важнейшую роль в обеспечении адаптивных реакций организма на внешние факторы среды (Юрина Н.А., Радостина А.И., 1990; Быков В.Л., 1999; Арташян О.С., Юшков Б.Г., Мухлынина Е.А., 2006; Кондашевская М.В., 2010; Kalesnikoff J., Galli S.J., 2008; Sridharan G., Shankar A.A., 2012). Соответственно морфофункциональным и гистохимическим особенностям выделяют тучные клетки соединительной ткани и слизистых оболочек, подробные сведения о которых приведены в обзорах Быкова В.Л. (1999, 2000), а также ряде других работ (Galli S. J., Wershil B. K., 1996; Galli S. J., 2000; Gurish M. F. and Austen F.K., 2001). Наиболее характерные представители мукозных, или атипичных тканевых базофилов локализованы в собственной пластинке слизистой оболочки кишки (Быков В.Л., 2000; Enerback L., 1986; Miller H.R.P. et al., 1989). Разнообразные представители грызунов, видоспецифическими в т.ч., особенностями монгольские песчанки, гистохимических, обладают биохимических и цитологических показателей тучных клеток (Виноградов В.В., Воробьева Н.Ф., 1973; Цибулевский А.Ю., Елецкий Ю.К., 1991; Коцюба А.Е. и др., 2008; Miller H.R.P. et c., 1989; Itoh H. et c., 1996; Kurokawa M. et c., 1998). В частности, известно, что в отличие от крыс и мышей, гранулы слизистых тучных клеток монгольских песчанок содержат гепарин (Horii Y., Ishikawa N., Nawa Y., 1992; Nawa Y. et c., 1994; Itoh H. еt c., 1996). Кроме того, в сравнении с крысами, высвобождение гистамина из тучных клеток монгольских песчанок сопровождается образованием больших интрацитоплазматических вакуолей и гораздо реже проявляется морфологическими признаками экзоцитоза гранул (Bloom G.D., Helander H.F., Krüger P.G., 1978). Ключевое биологическое значение тканевых базофилов в формировании адаптивных реакций делает их весьма перспективными объектами исследований в космической биомедицине для подробного изучения. Принимая во внимание разносторонние биоэффекты тучных клеток, можно предположить их определенное участие в механизмах развития обнаруженных после космического 139 полета изменений в органах желудочно-кишечного тракта монгольских песчанок. Для выяснения объективности наших предположений, а также в связи с отсутствием до настоящего времени анализа популяции слизистых тканевых базофилов в условиях невесомости, были проведены настоящие изыскания. 2.3.1. Тканевые базофилы собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки (слизистые тканевые базофилы). Выявление тучных клеток толуидиновым синим в буферном растворе с рН=3,0 показало их преимущественную локализацию в области крипт слизистой оболочки и практически равное количество юных и зрелых форм (рис. 34-А, табл. 27). Среди недегранулированных тучных клеток гранулированные и компактные формы имели равное представительство (табл. 28). А Б В Рисунок 34. Тучные клетки собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок. Фиксатор: раствор нейтрального формалина с N-цетилпиридинхлоридом в 0,1 М фосфатном буфере с pH=7,4. Методика: окрашивание толуидиновым синим (рН фталатного буфера = 3,0). Увеличение: 100х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. Обнаруживаются тучные клетки различного морфофункционального статуса; Б – группа синхронного эксперимента. Возрастание содержания недегранулированных форм. Количество тканевых базофилов не меняется; В – группа космического полета. Содержание тучных клеток уменьшается. 140 Преимущественным механизмом высвобождения продуктов биосинтеза тканевых базофилов являлся лизис гранул (табл. 28). Большинство тучных клеток обладало β-метахромазией. Несмотря на то, что условия синхронного эксперимента не приводили к изменению численности тучных клеток в сравнении с показателями виварийных животных, изменялась возрастная структура популяции слизистых лаброцитов: количество юных достоверно снижалось, тогда как старых – возрастало (табл. 27). Наблюдалась тенденция к увеличению содержания недегранулированных форм тучных клеток. Изменения активности продуктов биосинтеза проявлялись снижением интенсивности экзоцитоза и клазматоза. Возрастала γ-метахромазия цитоплазматических структур тканевых базофилов. Космический полет приводил к достоверному уменьшению популяции тучных клеток в сравнении с показателями групп синхронного эксперимента и виварийного контроля (табл. 27). В то же время содержание юных лаброцитов в поле зрения в абсолютных значениях не отличалось от показателей группы синхронного эксперимента, что в относительных единицах приводило к их доминированию в возрастной структуре популяции. Количество недегранулированных тучных клеток, особенно компактных, снижалось (табл. 28). Уменьшение интенсивности экзоцитоза и лизиса гранул с продуктами биосинтеза тучных клеток в абсолютных показателях (в поле зрения) происходило в равной степени. Однако при определении относительных величин обращает на себя внимание некоторое усиление экзоцитоза гранул в сравнении с показателями у животных синхронного эксперимента (табл. 28). Частота обнаружения цитопластов возрастала, в том числе за счет усиления процессов клазматоза цитоплазмы тканевых базофилов. Изучение уровня полимеризации молекул красителя путем оценки гипсохромного шифта выявило возрастание численности тучных клеток с преимущественной γ-метахромазией. При окрашивании толуидиновым синим в условиях более высокого содержания ионов H+ (рН буферного раствора = 4,4) количество выявленных тучных клеток в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок несколько превышало показатели, полученные при рН 3,0. Причем, в возрастном соотношении превалировали зрелые формы (табл. 27). Недегранулированные тканевые базофилы в равной степени были представлены клетками с гранулированной и компактной цитоплазмой (табл. 28). 141 А Б В Рисунок 35. Тучные клетки собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок. Фиксатор: раствор нейтрального формалина с N-цетилпиридинхлоридом, pH 7,4. Методика: окрашивание толуидиновым синим (рН фталатного буфера = 4,4). Увеличение: 100х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. Видны зрелые тучные клетки, находящиеся в различном морфофунциональном состоянии; Б – группа синхронного эксперимента. Выявляются недегранулированные формы тканевых базофилов; В – группа космического полета. Уменьшение количества тучных клеток сопровождается усилением экзоцитоза и процессов формирования цитопластов. Основным способом высвобождения продуктов биосинтеза тканевых базофилов являлся лизис метахроматических гранул, реже наблюдался экзоцитоз либо процесс формирования цитопластов в результате клазматоза и элиминации ядра (рис. 35, табл. 28). Большинство тучных клеток были γ-метахроматичны. Условия синхронного эксперимента приводили к снижению содержания тучных клеток в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки (табл. 27). Достоверно уменьшалось представительство юных тканевых базофилов в возрастной структуре популяции. Возрастала γ-метахромазия продуктов биосинтеза. Увеличивалась численность недегранулированных форм лаброцитов, особенно, компактных клеток, значимо отличаясь от показателей группы виварийных животных (табл. 28). Достоверно снижалась интенсивность экзоцитоза 142 гранул, тогда как выраженность остальных форм либерализации продуктов биосинтеза не претерпевала существенных изменений (табл. 28) После космического полета объем популяции мукозных тканевых базофилов тощей кишки достоверно уменьшался в сравнении с показателями других экспериментальных групп монгольских песчанок (табл. 27). Численность юных форм по сравнению с показателями животных из синхронного эксперимента существенно возрастала, тогда как зрелых и старых – снижалась (табл. 27). В то же время количество тучных клеток с β-метахромазией достоверно уменьшалось по отношению к аналогичным значениям животных группы моделирования влияния факторов космического полета. Представительство тканевых базофилов с компактной цитоплазмой достоверно сокращалось (табл. 28). Среди механизмов высвобождения продуктов биосинтеза преимущественным сохранялся лизис гранул, выраженность которого не претерпевала существенных изменений в сравнении с аналогичными показателями группы виварийного контроля и синхронного эксперимента (табл. 28). Вместе с тем, по сравнению с показателями животных группы синхронного эксперимента, достоверно увеличивалась интенсивность экзоцитоза продуктов биосинтеза тучных клеток (табл. 28). При выявлении тканевых базофилов толуидиновым синим в буферном растворе с рН=5,6 их общее содержание в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки было несколько меньше в сравнении с показателями, полученными при изучении метахромазии тканевых базофилов в условиях окрашивания с более низкими значениями рН (табл. 27). При этом большинство тучных клеток имели признаки юных (рис. 36-А, табл. 27). Среди недегранулированных тканевых базофилов преобладали клетки с компактной цитоплазмой (табл. 28). Несмотря на то, что основным механизмом выведения продуктов биосинтеза оставался лизис гранул, интенсивность экзоцитоза была достаточно высокой, превышая значения, полученные при рН = 4,4 и 3,0. Формирование цитопластов встречалось гораздо реже. Цитоплазматические структуры большинства тканевых базофилов характеризовались γ- метахроматичностью. Условия синхронного эксперимента приводили к формированию тенденции увеличения численности тканевых базофилов по сравнению с показателями группы виварийных монгольских песчанок, не имеющей достоверного характера. 143 А Б В Рисунок 36. Тучные клетки собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок. Фиксатор: раствор нейтрального формалина с N-цетилпиридинхлоридом в 0,1 М фосфатном буфере с pH=7,4. Методика: окрашивание толуидиновым синим (рН фталатного буфера = 5,6). Увеличение: 100х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. Выявляются юные тканевые базофилы, локализованные в межкриптальной строме собственной пластинки слизистой оболочки; Б – группа синхронного эксперимента. Превалируют зрелые тучные клетки с активными процессами либерализации продуктов биосинтеза, прежде всего, с помощью лизиса секреторных гранул; В – группа космического полета. Определяется снижение количества тучных клеток, экзоцитоз продуктов биосинтеза. Доля юных тучных клеток достоверно сокращалась, старых – увеличивалась, что приводило к выравниванию представительства юных и зрелых форм (табл. 27). Снижалось количество компактных тканевых базофилов, что свидетельствовало об интенсификации либерализации продуктов биосинтеза. Учитывая, что выраженность экзоцитоза достоверно снижалась, а лизиса гранул возрастала, можно предполагать, что в условиях синхронного эксперимента существенно активизировалось выведение гистамина во внеклеточное пространство (табл. 28, рис. 36-Б). Возрастало представительство тучных клеток с γ-метахромазией продуктов биосинтеза. 144 Условия космического полета приводили к выраженному сокращению объема популяции тучных клеток по сравнению как с аналогичными показателями животных виварийной группы, так и синхронного эксперимента (табл. 27). В популяции лаброцитов начинали преобладать зрелые формы, существенно возрастала доля тканевых базофилов с компактной цитоплазмой. Вместе с этим, на фоне выраженного снижения интенсивности лизиса секреторных гранул, в сравнении с показателями синхронного эксперимента, достоверно активизировались процессы экзоцитоза (рис. 36-В), и формирования цитопластов (табл. 28). Существенно возрастала численность тучных клеток с γ-метахромазией цитоплазматических структур. Таблица 27 Содержание тканевых базофилов в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок (на поле зрения). Значение рН раствора при окрашивании 3,0 4,0 5,6 Формы тканевых базофилов Общее количество Виварийный контроль Синхронный эксперимент Космический полет 4,59±0,41 4,55±0,38 2,61±0,24*, ** Юные 1,77±0,16 1,23±0,14* 1,29±0,17* Зрелые 1,76±0,18 1,91±0,14 0,49±0,07*,** Старые Общее количество 1,06±0,11 4,98±0,63 1,41±0,12 3,97±0,44 0,83±0,07** 3,05±0,44*,** Юные 1,45±0,14 0,41±0,08* 1,06±0,06** Зрелые 2,31±0,18 2,05±0,14 1,39±0,11*,** Старые Общее количество 1,21±0,14 4,34±0,36 1,21±0,11 4,67±0,24 0,62±0,07*,** 2,82±0,18*,** Юные 2,14±0,21 1,70±0,18 1,08±0,11*,** Зрелые 1,40±0,07 1,74±0,12* 1,33±0,08** Старые 0,80±0,07 1,23±0,09* 0,41±0,03*,** Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** - р<0,05 по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента 145 Таблица 28 Соотношение тучных клеток различного морфофункционального статуса в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок (в %) Значение рН 3,0 4,4 5,6 Морфофункциональный статус тканевых базофилов Гранулированные Компактные С признаками экзоцитоза Лизированные С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты Виварийный контроль Синхронный эксперимент Космический полет 19,5±0,8 18,4±1,7 8,7±0,8 21,8±0,7 20,2±1,5 5,4±0,7* 18,0±1,1 11,8±0,9*, ** 8,1±1,7 45,2±2,7 2,5±0,2 46,3±2,4 1,7±0,2* 48,4±2,2 3,1±0,3** 1,3±0,3 0,9±0,3 0,4±0,1* 4,4±0,3 3,7±0,3 10,2±0,8*, ** Гранулированные Компактные С признаками экзоцитоза Лизированные С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты 21,8±1,9 20,9±2,3 24,2±2,1 28,6±3,1* 22,6±1,8 23,2±1,9** 17,9±1,1 31,2±2,4 11,7±1,5* 28,1±2,9 16,2±1,4** 32,6±2,3 1,8±0,2 1,5±0,3 0,7±0,2 0,3±0,1 4,7±0,4 6,1±0,4 13,5±1,1 22,9±2,0 21,1±1,9 5,9±0,3 15,2±0,8 18,1±1,5* 5,8±0,8* 11,5±1,2** 31,5±2,7*, ** 12,4±1,1*, ** 36,8±3,1 1,7±0,1 54,6±3,5* 1,1±0,2* 30,1±2,8** 0,2±0,04*, ** 0,2±0,03 1,9±0,1*,** 3,8±0,3 5,2±0,4 12,4±0,9*,** Гранулированные Компактные С признаками экзоцитоза Лизированные С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты Условные обозначения: * р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** р<0,05 по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента. 146 Изучение тучных клеток собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок полихромным методом с помощью окрашивания альциановым синим – крезилвиолетом было проведено для оценки стадий биосинтеза гепарина. У животных группы виварийного контроля преобладали тканевые базофилы, в цитоплазме которых присутствовали все стадии биосинтеза гепарина (рис. 37-А, табл. 29). Меньшую долю составляли альцианофильные клетки, содержащие преимущественно несульфатированный предшественник гепарина. Самой малой численностью характеризовались крезилпозитивные тучные клетки, секреторные гранулы которых содержали зрелый гепарин (рис. 37-А). А Б Рисунок 37. Тучные клетки собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: окрашивание полихромным методом. Увеличение: 10х90. Обозначения: альциановопозитивная А – группа виварийного контроля. тучная клетка (преимущественное Видны содержание несульфатированного предшественника гепарина), крезил-позитивные тучная клетка (содержащие полностью сульфатированный гепарин) и тканевые базофилы, содержащие гепарин с различным уровнем этерификации; Б – группа космического полета. Обнаруживаются крезил-позитивные тучные клетки с преимущественным содержанием полностью сульфатированного гепарина и процессами экзоцитоза гранул продуктов биосинтеза. 147 Синхронный эксперимент не приводил к изменению объема популяции тканевых базофилов. Однако представительство тучных клеток, содержащих несульфатированный предшественник гепарина, снижалось практически вдвое. Вместе с этим, численность лаброцитов, в которых обнаруживались все стадии синтеза гепарина, обладала тенденцией к возрастанию. Количество тучных клеток с преимущественным содержанием гепарина уменьшалось, что, видимо, отражало динамику его использования для обеспечения адаптивных реакций в слизистой оболочке тощей кишки в условиях наземного моделирования эффектов факторов космического полета (табл. 29). Таблица 29 Содержание тканевых базофилов в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок в зависимости от уровня этерификации гепарина (в поле зрения, методика выявления – полихромное окрашивание по Catini C.L. (1969)). Формы тканевых Виварийный Синхронный Космический базофилов контроль эксперимент полет Общее количество 2,72 ± 0,32 2,60 ± 0,21 1,48 ± 0,12*,** Альцианофильные 0,81 ± 0,41 0,44 ±0,03* 0,24 ± 0,02*,** Смешанные 1,74 ± 0,93 2,07 ± 0,07 1,00 ± 0,11*,** Крезилпозитивные 0,17 ± 0,24 0,09 ± 0,03* 0,24 ± 0,08** Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** - р<0,05 по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента После пребывания в условиях 12-суточной невесомости, на фоне значительного снижения общего количества тканевых базофилов, достоверно возрастала доля тучных клеток с преимущественным содержанием полностью этерифицированного гепарина, что выявлялось как в сравнении с показателями синхронного эксперимента, так и с группой виварийного контроля (рис. 37-Б, табл. 29). Численность тучных клеток с несульфатированным предшественником гепарина сокращалась в абсолютных показателях по сравнению с показателями животных из групп синхронного эксперимента и виварийного контроля (табл. 29). В то же время их относительное содержание оставалось на уровне, характерном 148 для животных группы синхронного эксперимента. Это позволяет предположить, что тенденция к уменьшению представительства лаброцитов, в которых гепарин присутствовал на всех этапах биосинтеза, была обусловлена интенсификацией его созревания, в том числе, активностью сульфатирования биополимера. Таким образом, впервые получены экспериментальные данные о реакции популяции тучных клеток собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки по обеспечению адаптивных процессов тканевых структур к измененной гравитации, которые проявлялись изменениями ее количественных и качественных признаков. Выявленное после космического полета снижение объема популяции тканевых базофилов, видимо, свидетельствовало об активном использовании регуляторного потенциала тучных клеток для поддержания местного гомеостаза. Возможно, что формирующийся дефицит мастоцитов в условиях невесомости является одним из ключевых звеньев обнаруженных нами структурно- функциональных изменений интерстиция и эпителиальной ткани слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок. Вместе с тем, пребывание в условиях невесомости приводило к усилению биосинтеза и высвобождения гепарина тканевыми базофилами во внеклеточное пространство для обеспечения адаптивных реакций слизистой оболочки тощей кишки. Следует учесть, что влияние гепарина может реализоваться как за счет собственных биоэффектов, так и благодаря его известной регуляторной функции по отношению к большинству биологически активных веществ, локализованных в гранулах тучных клеток гистамина, дофамина, (супероксиддисмутаза и серотонина, пероксидаза), окислительных протеаз, ферментов хемотаксического фактора нейтрофилов, нейропептидов, производных ненасыщенных жирных кислот, иммунорегуляторных цитокинов и др. (Кондашевская М.В., 2010). 2.3.2. Соединительнотканные тучные клетки тощей кишки. Популяция типичных соединительнотканных тучных клеток тощей кишки монгольских песчанок была локализована в подслизистой, мышечной и серозной оболочках. В целом, она занимала гораздо меньшую долю общей популяции тучных клеток по сравнению с мукозными тканевыми базофилами (табл. 30). 149 Таблица 30 Содержание тучных клеток в стенке тощей кишки монгольских песчанок. Методика - окрашивание толуидиновым синим в градиенте рН (на п/з, в скобках указано относительное содержание в % от общего представительства в органе) рН 3,0 Зоны интерстиция тощей кишки Собственная пластинка слизистой оболочки Виварийный контроль Синхронный эксперимент Космический полет 4,59±0,41 (84,1%) 4,55±0,38 (84,4%) 2,61±0,24*,** (96,9%) Подслизистая оболочка Мышечная оболочка 0,610±0,051 (11,2%) 0,088±0,007 (1,6%) 0,168±0,021 (3,1%) 5,460±0,344 0,656±0,042 (12,2%) 0,106±0,012 (1,9%) 0,081±0,004 (1,5%) 5,390±0,318 0,062±0,033*,** (2,3%) 0,014±0,011*,** (0,5%) 0,007±0,002*,** (0,3%) 2,696±0,153*,** 4,98±0,63 (92,4%) 0,229±0,0241 (4,3%) 0,126±0,024 (2,3 %) 0,052±0,005 (1,0 %) 5,380±0,246 3,97±0,44 (87,0%) 0,321±0,024* (7,6%) 0,182±0,017* (4,3%) 0,045±0,004 (1,1%) 4,218±0,314* 3,05±0,44 (93,1%) 0,188±0,015*,** (5,7%) 0,007±0,001*,** (0,4%) 0,027±0,003*,** (0,8%) 3,280±0,234*,** 4,34±0,36 (90,7%) 0,373±0,021 (7,8%) 0,043±0,003 (0,9%) 4,67±0,24 (92,3%) 0,261±0,014* (5,2%) 0,108±0,009* (2,1%) 2,82±0,18*,** (94,6%) 0,130±0,009*,** (4,4%) 0,024±0,003*,** (0,8%) Серозная оболочка Всего Собственная пластинка слизистой оболочки 4,4 Подслизистая оболочка Мышечная оболочка Серозная оболочка Всего Собственная пластинка слизистой оболочки 5,6 Подслизистая оболочка Мышечная оболочка 0,028±0,004 0,021±0,002 0,007±0,002*,** (0,6%) (0,4%) (0,2%) Всего 4,786±0,351 5,060±0,346 2,985±0,213*,** Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с виварийным контролем, Серозная оболочка ** - р<0,05 по сравнению с группой синхронного эксперимента 150 При выявлении тучных клеток толуидиновым синим в буферном растворе с рН=3,0 субпопуляция типичных тканевых базофилов в интерстиции стенки тощей кишки монгольских песчанок виварийной группы составляла гораздо меньшую часть от общего числа тучных клеток в стенке органа (табл. 30). В свою очередь, она была представлена преимущественно тканевыми базофилами подслизистой оболочки. Гораздо реже встречались тучные клетки в соединительной ткани мышечной и серозной оболочек тощей кишки (табл. 30). В подслизистой оболочке соотношение юных, зрелых и старых форм тканевых базофилов было примерно равным (табл. 31). При этом численность гранулированных и компактных форм тучных клеток практически не отличалась. Основной формой либерализации продуктов биосинтеза тучных клеток был лизис гранул. В интерстиции мышечного слоя также не обнаруживалось преобладания лаброцитов определенного возраста, тогда как в субсерозном интерстиции выявлялись преимущественно старые формы. В условиях синхронного эксперимента представительство тучных клеток в подслизистой оболочке не менялось (табл. 30). В то же время происходило изменение структуры популяции тканевых базофилов: содержание зрелых форм возрастало на фоне сокращения численности юных и старых. Кроме того, уменьшалось количество недегранулированных форм, как с гранулированной, так и компактной цитоплазмой (табл. 32). Напротив, в мышечном слое происходило достоверное возрастание численности лаброцитов, при этом, доминирующими формами были зрелые. Число тучных клеток в серозной оболочке достоверно уменьшалось, прежде всего, за счет юных и старых форм. Космический полет приводил к выраженному сокращению численности тканевых базофилов во всех участках интерстиция, а в мышечной и серозной оболочках они практически исчезали (табл. 30). Преобладающими формами лаброцитов становились юные клетки, возрастала активность экзоцитоза. Кроме того, с большей частотой обнаруживались участки цитоплазмы, заполненные гранулами – цитопласты. 151 Таблица 31 Возрастная структура популяции типичных тканевых базофилов в тощей кишке монгольских песчанок (на поле зрения). Методика выявления – окрашивание толуидиновым синим, рН фталатного буфера = 3,0 Оболочка тощей кишки Формы Биологический тучных клеток контроль Юные 0,183±0,023 Подслизистая Зрелые 0,209±0,018 Старые 0,218±0,017 0,610±0,051 Итого Юные 0,029±0,004 Мышечная Зрелые 0,027±0,002 Старые 0,032±0,004 Итого 0,088±0,007 Юные 0,042±0,003 Серозная Зрелые 0,038±0,004 Старые 0,088±0,005 Итого 0,168±0,021 Условные обозначения: * р<0,05 по Синхронный Космический эксперимент полет 0,186±0,015 0,039±0,003*,** 0,262±0,018* 0,007±0,001*,** 0,208±0,016 0,016±0,002*,** 0,656±0,042 0,062±0,033*,** 0,020±0,003 0,014±0,001*,** 0,077±0,005* – 0,009±0,001* – 0,106±0,012 0,014±0,001*,** 0,011±0,001* единичные 0,037±0,005 – 0,033±0,004* – 0,081±0,004* единичные сравнению с показателями виварийного контроля, ** р<0,05 по сравнению с показателями синхронного эксперимента. Таблица 32 Соотношение соединительнотканных морфофункционального статуса в тучных подслизистой клеток оболочке различного тощей кишки монгольских песчанок (в %). Методика выявления – окрашивание толуидиновым синим, рН фталатного буфера = 3,0 Морфо-функциональный статус Виварийный Синхронный Космический тканевых базофилов контроль эксперимент полет Гранулированные 20,8±1,4 9,4±0,9* 3,4±0,2*,** Компактные 22,9±1,6 22,9±1,4 34,1±2,8*,** С признаками экзоцитоза 6,2±0,5 12,5±1,1* 24,7±2,1*,** Лизированные 50,1±3,2 52,1±3,4 32,4±2,9*,** С признаками клазматоза – 3,1±0,2 – С признаками элиминации ядра – – – Цитопласты – – 5,4±0,5 Условные обозначения: * р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** р<0,05 по сравнению с показателями синхронного эксперимента. 152 При исследовании тканевых базофилов со средней степенью сульфатирования цитоплазматических биополимеров в стенке тощей кишки (окрашивание толуидиновым синим в буферном растворе с рН=4,4) было обнаружено, что их количество составляло 7,6% от общего представительства в стенке тощей кишки. Из них большинство тучных клеток обнаруживалось в подслизистой оболочке, наименьшее количество – в субсерозном слое серозной оболочки. Более половины от общего количества тучных клеток в соединительной ткани подслизистой оболочки составляли юные и зрелые формы (табл.33). Таблица 33 Возрастная структура соединительнотканных тучных клеток в тощей кишке монгольских песчанок (на поле зрения). Методика выявления – окрашивание толуидиновым синим, рН фталатного буфера = 4,4 Оболочка тощей кишки Подслизистая Форма тучных клеток Биологический контроль Синхронный эксперимент Космический полет Юные 0,080±0,004 0,039±0,004* 0,054±0,006*,** Зрелые 0,052±0,005 0,126±0,014* 0,057±0,004** Старые 0,097±0,006 0,229±0,0241 0,156±0,012* 0,321±0,024* 0,077±0,005*,** 0,188±0,015*,** Юные 0,047±0,002 0,071±0,002* 0,007±0,001*,** Зрелые 0,051±0,004 0,094±0,006* - Старые 0,028±0,002 0,126±0,024 0,017±0,002* 0,182±0,017* 0,007±0,001*,** Юные 0,023±0,002 0,012±0,001* 0,020±0,002** Зрелые 0,016±0,002 0,026±0,003* 0,007±0,001*,** Всего Мышечная Итого Серозная Старые 0,013±0,002 0,007±0,001* Итого 0,052±0,005 0,045±0,004 0,027±0,003*,** Условные обозначения: * – р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** – р<0,05 по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента 153 При этом среди недегранулированных тучных клеток преобладали формы с компактной цитоплазмой, плотно заполненной метахроматическими гранулами. Основным механизмом либерализации продуктов биосинтеза тканевых базофилов являлся экзоцитоз, количество клеток с признаками лизиса секреторных гранул было несколько меньше (табл. 34). Практически не обнаруживались тканевые базофилы с морфологическими признаками клазматоза цитоплазмы и элиминации ядра, что, видимо, являлось и причиной отсутствия цитопластов. В интерстиции мышечного слоя преобладали зрелые тканевые базофилы, количество юных форм обладало несколько меньшей численностью (табл. 33). При этом количество недегранулированных морфофункциональными тучных клеток состояниями превалировало лаброцитов. над Среди остальными тучных клеток, выявленных в субсерозном слое, преобладающими были юные формы, а наименьшее представительство было у старых клеток (табл. 33). Таблица 34 Соотношение соединительнотканных морфофункционального статуса в тучных подслизистой клеток оболочке различного тощей кишки монгольских песчанок (в %). Методика выявления – окрашивание толуидиновым синим, рН фталатного буфера = 4,4 Морфофункциональный статус тканевых базофилов Виварийный контроль Синхронный эксперимент Космический полет Гранулированные 8,3±0,4 21,7±1,8* 30,8±2,1*,** Компактные 29,2±2,1 26,1±2,2 3,8±0,2*,** С признаками экзоцитоза 33,3±2,3 13,1±1,4* 23,1±1,9*,** Лизированные 29,2±2,5 34,8±3,0 38,5±3,4* С признаками клазматоза – 4,3±0,4 3,8±0,3 С признаками элиминации ядра – – – Цитопласты - – – Условные обозначения: * – р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** – р<0,05 по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента. 154 После проведения синхронного эксперимента общее количество тучных клеток в стенке тощей кишки достоверно снизилось по сравнению с показателями группы виварийного контроля за счет сокращения численности популяции мукозных тканевых базофилов собственной пластинки слизистой оболочки (табл. 30). Содержание соединительнотканных лаброцитов, наоборот, достоверно возрастало, в том числе, в строме подслизистой и мышечной оболочек (табл. 30). В соединительной ткани подслизистой оболочки среди тучных клеток доминировали старые формы, количество недегранулированных гранулосодержащих юных форм тучных существенно увеличивалось клеток, без снижалось. за признаков Содержание счет возрастания выведения продуктов биосинтеза. Активность экзоцитоза достоверно снижалась (табл. 34). Особенность представительства тканевых базофилов заключалась в выраженном сокращении в интерстиции старых на мышечного фоне слоя существенного возрастания юных и зрелых тучных клеток. Количество тканевых базофилов в субсерозном слое серозной оболочки не менялось, число зрелых форм увеличивалось. В условиях космического полета обращал на себя внимание существенное сокращение численности соединительнотканных тканевых базофилов, как в сравнении виварийного контроля, так и синхронного эксперимента (табл. 30). При этом происходило практически полное исчезновение тучных клеток из интерстиция мышечной оболочки и субсерозного слоя серозной оболочки. Тучные клетки, локализованные в этих зонах тощей кишки практически все представляли собой юные формы (табл. 33). При этом обращает на себя внимание высокое относительное содержание старых тканевых базофилов, выработавших свой функциональный ресурс. Представительство недегранулированных лаброцитов существенно уменьшалось, прежде всего в связи с практически полным исчезновением тучных клеток с компактной цитоплазмой. Очевидно, этот факт объясняет обнаруженное возрастание либерализации биополимеров тучных клеток как с помощью экзоцитоза, так и лизиса секреторных гранул (табл. 34). 155 Выявление соединительнотканных тучных клеток толуидиновым синим в буферном растворе с рН=5,6 показало, что формы с высокой степенью этерификации полианионных биополимеров составляли 9,3% от общего количества тканевых базофилов в стенке тощей кишки монгольских песчанок (табл. 30). При этом подавляющее большинство из них локализовалось в подслизистой основе, где они в равной степени были представлены юными либо старыми тучными клетками. Зрелые формы тучных клеток были менее многочисленны (табл. 35). Таблица 35 Содержание типичных соединительнотканных тучных клеток в тощей кишке монгольских песчанок (на поле зрения). Методика выявления – окрашивание толуидиновым синим, рН фталатного буфера = 5,6 Оболочка тощей кишки Подслизистая Возрастная форма тучных клеток Юные Биологический контроль Синхронный эксперимент Космический полет 0,167±0,014 0,071±0,004* 0,037±0,002*,** Зрелые 0,052±0,003 0,041±0,004 0,043±0,003 Старые 0,154±0,011 0,148±0,012 0,050±0,002*,** 0,373±0,021 0,261±0,014* 0,130±0,009*,** Юные 0,003±0,000 0,054±0,004 0,024±0,002 Зрелые 0,030±0,002 0,042±0,003 0 Старые 0,010±0,001 0,012±0,001 0 0,043±0,003 0,108±0,009* 0,024±0,003*,** Юные 0,009±0,003 0,011±0,002 - Зрелые 0,008±0,000 0,012±0,004 - Старые 0,008±0,001 0 - 0,028±0,004 0,021±0,002 0,007±0,002*,** Всего Мышечная Всего Серозная Всего Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** - р<0,05 по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента. 156 Недегранулированных форм было значительно больше дегранулированных, преимущественно из-за высокого содержания тканевых базофилов с компактной цитоплазмой (табл. 36). Процессы экзоцитоза гранул с высокосульфатированными биополимерами преобладали над их лизисом в механизмах либерализации продуктов биосинтеза тучных клеток. Явления клазматоза, элиминации ядер с формированием безъядерных цитопластов практически отсутствовали. Тканевые базофилы в интерстиции мышечной оболочки преимущественно были зрелыми формами, вторыми по численности являлись старые тучные клетки. В субсерозном слое серозной оболочки выявлялись в равной степени лаброциты различной степени зрелости (табл. 35). Условия синхронного эксперимента приводили в целом к сокращению численности соединительнотканных тучных клеток в стенке тощей кишки, прежде всего, за счет уменьшения в подслизистой оболочке. Количество недегранулированных тучных клеток практически не менялось, тогда как формы высвобождения продуктов биосинтеза диаметрально менялись с формированием преобладания лизиса гранул в механизмах дегрануляции. Значительно снижалось содержание юных форм тучных клеток (табл. 36). Таблица 36 Соотношение соединительнотканных морфофункционального статуса в тучных подслизистой клеток оболочке различного тощей кишки монгольских песчанок (в %). Методика – окрашивание толуидиновым синим, рН фталатного буфера = 5,6 Морфофункциональный статус Виварийный Синхронный Космический тканевых базофилов контроль эксперимент Полет Гранулированные 9,4±0,6 15,9±1,2* 23,9±2,4*,** Компактные 58,2±4,2 59,1±4,1 С признаками экзоцитоза 19,8±1,3 2,1±0,2* 61,8±5,4*,** Лизированные 12,6±0,7 19,0±1,3* 14,3±1,1** С признаками клазматоза 3,1±0,2 С признаками элиминации ядра Цитопласты Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля, ** - р<0,05 по сравнению с показателями группы синхронного эксперимента. 157 В мышечной оболочке общее количество тканевых базофилов возрастало, при этом существенно увеличивалось представительство юных форм и, в меньшей степени, зрелых. Выявляемые лаброциты в субсерозном интерстиции преимущественно были юными, либо зрелыми формами (табл. 35). Космический полет приводил к дальнейшему прогрессированию снижения числа тучных клеток в изучаемых структурах тощей кишки в сравнении с их количеством, характерным для групп синхронного эксперимента и виварийного контроля (табл. 35). При этом соотношение юных, зрелых и старых лаброцитов в подслизистой оболочке выравнивалось на фоне общего снижения. Исчезали клетки с компактной цитоплазмой вместе с возрастанием интенсивности экзоцитоза секреторных гранул. Явления лизиса уменьшались. Встречающиеся тканевые базофилы в мышечной с серозной оболочках были редки и преимущественно представляли собой юные формы. Резюмируя полученные данные, можно отметить, что, по аналогии с популяцией мукозных тканевых базофилов, после космического полета происходило выраженное сокращение численности соединительнотканных тучных клеток, вплоть до практически полного исчезновения из структур мышечной и серозной оболочек. Кроме того, условия космического полета приводили к интенсификации процесса экзоцитоза в механизмах либерализации продуктов биосинтеза, прежде всего, гепарина. Возможное объяснение полученных данных, видимо, лежит в существенном расходовании функционального резерва тканевых базофилов тощей кишки в условиях адаптации к невесомости. Об этом свидетельствует и возрастание юных форм в популяции. Кроме того, учитывая редукцию ретикулярных волокон в кишечном интерстиции, можно предположить и определенное нарушение процессов миграции тканевых базофилов в структуры тощей кишки из-за нарушения тропности их движения. Возможно, что уменьшение популяции тканевых базофилов отражается на изменении сократительной активности полых органов пищеварительного тракта, отмеченного в ряде исследований, поскольку хорошо известна регуляторная роль мастоцитов в деятельности гладкой мускулатуры (Cochran D.L. et c., 1987; Chidambaram R. et c., 2005; Vodenicharov А., 2012). 158 3. Морфофункциональное состояние желудка. 3.1. Обзорная микроскопия. Реактивные изменения структур стенки желудка монгольских песчанок при воздействии факторов орбитального полета в свете современных концептуальных представлений в этой области знаний следует рассматривать с учетом ряда факторов. К ним относятся, в первую очередь, видо- и тканеспецифичные особенности стенки желудка песчанок (Юрлова З.Н., 1973), трактовка и сопоставительный анализ которых могут быть выполнены исключительно с позиции интегральных представлений. Методологически это обозначает необходимость исследовать показатели микроструктур слоев стенки желудка от серозной оболочки до покровного эпителия слизистой оболочки. Именно такие требования были учтены при проведении исследований на всех экспериментальных группах монгольских песчанок. Стенка желудка монгольских песчанок в виварийной группе имела типовую стратификацию – слизистую, подслизистую, мышечную и серозную оболочки (рис. 38). Слизистая оболочка дна желудка выстлана однослойным призматическим секреторным эпителием, апикальные отделы которого были заполнены интенсивно ШИК-позитивным материалом (рис. 39). При исследовании слизистой оболочки на протяжении хорошо идентифицировались желудочные ямки, глубина которых составляла 61,4±2,4 мкм (рис. 38, 39, табл. 36). В слизистой оболочке желудка некоторых животных определялись эпителиоцитов и микролокусы накапление некробиотических ядерно-клеточного детрита изменений в сочетании со слизистыми наложениями, прикрывающими эти дефекты слизистой оболочки от полостного содержимого. Фундальные железы слизистой оболочки простые, трубчатые, компактные, плотно прижаты друг к другу. Особенностью желез являлось незначительное содержание главных мукоцитов с базофильной цитоплазмой, а в отдельных железах они определялись с трудом. Париетальные клетки являлись основной массой фундальных желез. ШИК-позитивные муцины обнаруживались преимущественно в слизистых клетках шеечной области фундальных желез (рис. 39), реже в пределах дна. 159 Рисунок 38. Стенка желудка монгольских песчанок группы виварийного контроля. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика окрашивания: гематоксилин Карацци – эозин. Увеличение: 20х10. Обозначения: 1 – покровный железистый призматический эпителий; 2 – желудочные ямки; 3 – фундальные железы; 4 - подслизистая оболочка; 5 – мышечная оболочка; 6 – серозная оболочка. Мукоциты распределялись на базальных мембранах, структурными компонентами которых являлся коллаген IV типа в сочетании с олигосахарами, о чем свидетельствовала положительная ШИК-реакция. Базальные мембраны обладали умеренным уровнем аргирофилии и ровными контурами без утолщений либо истончений. У двух монгольских песчанок в области донных отделов желез определялись мелкозернистого микролокусы материала накопления в сочетании 160 интенсивно с аргирофильного короткими, умеренно импрегнированными тонкими волокнами. Между фундальными железами практически отсутствовали свободные ретикулярные волокна и коллаген I типа. В нижней части слизистой оболочки хорошо идентифицировалась мышечная пластинка. Между слизистой и мышечной оболочками определялась узкая зона – подслизистая оболочка, заполненная рыхлой неоформленной соединительной тканью, содержащая мелкие лимфоидные инфильтраты и дилатированные сосуды (рис. 38). Мышечная оболочка толщиной 162,1±5,4 мкм была сформирована тремя слоями гладкомышечных клеток, разделенных рыхлой неоформленной соединительной тканью с мелкими артериями мышечного типа, тонкими коллагеновыми и эластическими волокнами, а также интенсивно аргирофильными волокнами. Плазмолемма гладкомышечных клеток в значительной степени была связана с неравномерно распределенным аргирофильным материалом эндомизия. В серозной оболочке стенки фундального отдела желудка монгольских песчанок располагались скопления рыхлой неоформленной соединительной ткани, содержащей умеренно фуксинофильные коллагеновые волокна и аргирофильные ретикулярные волокна. Эластические волокна определялись в оболочках сосудов, мышечной оболочке и субсерозной зоне серозной оболочки, где они формировали хорошо развитую эластическую систему. У монгольских песчанок группы синхронного эксперимента при сохранении стратификации стенки фундального отдела желудка происходило сглаживание слизистой вместе с увеличением площади некробиотических изменений покровного эпителия по сравнению с виварийной группой животных (рис. 40, табл. 37). Глубина желудочных ямок снижалась у большинства обследованных монгольских песчанок. Покровный эпителий слизистой оболочки терял часть ШИК-позитивного углеводного материала, распределение которого на протяжении у некоторых животных становилось неравномерным в связи с формированием территорий низкого содержания муцинов. 161 А Б В Рисунок 39. Содержание нейтральных гликопротеидов в слизистой оболочке желудка монгольских песчанок. Фиксатор: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: ШИК-реакция. Увеличение: 40х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. ШИК-позитивные муцины выявляются в покровном железистом эпителии слизистой оболочки желудка, а также в области шейки фундальных желез. Б – группа синхронного эксперимента. Содержание нейтральных гликопротеинов остается на уровне, характерном для группы виварийного контроля. В – группа космического полета. В слизистой оболочке желудка определяется редуцирование муцинов. В толще слизистой оболочки некоторых животных формировались участки отека и мелкоочаговая лимфоидная инфильтрация на границе с продольной гладкомышечной пластинкой. В фундальных железах развивались дистрофические изменения, вплоть до формирования микролокусов клеточного некробиоза, преимущественно в донных областях. У двух животных данные нарушения были более выражены и распространялись на всей территории желез. 162 Характерны изменения базальных мембран желез, уровень аргирофилии структур которых резко повышался, а контуры становились неровными. У половины монгольских песчанок ШИК-позитивные муцины идентифицировались в шеечных отделах и теле фундальных желез, тогда как у остальных секрет в этих отдела не определялся. В зонах некроза железистых клеток накапливался интенсивно импрегнированный мелкозернистый материал и фрагменты ретикулярных волокон. В нижних отделах слизистой некоторых животных появлялись резко аргирофильные извитые волокнистые структуры. А Б В Рисунок 40. Рельеф слизистой оболочки дна желудка монгольских песчанок. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 40х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. Хорошо определяются желудочные ямки, поверхностный призматический железистый эпителий; Б – группа синхронного эксперимента. Выявляется изменение рельефа слизистой, снижение глубины желудочных ямок, определяются наложения на поверхности слизистой и дистрофические изменения в фундальных железах; В – группа космического полета. Происходит сглаживание рельефа слизистой оболочки, уменьшение глубины желудочных ямок, наложение клеточного детрита, развивается стаз крови в сосудах слизистой оболочки. 163 Таблица 37 Морфометрические показатели структур стенки фундального отдела желудка монгольских песчанок (в мкм) Группы Стенка Слизистая Желудочные Покровный Мышечная эксперимента желудка оболочка ямки эпителий оболочка Виварийный 744,1±30,6 567,7±18,6 61,4±2,4 15,7±0,4 162,1±5,4 703,4±23,7 528,5±15,4 52,4±2,2* 15,4±0,3 157,6±4,2 12,1±0,3*,** 118,4±2,7*,** контроль Синхронный эксперимент Космический 586,3±22,1*,** 453,9±12,2*,** 38,4±1,7*,** полет Условные обозначения: * p<0,05 по сравнению с виварийным контролем, ** p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом На границе между слизистой и мышечной оболочками с подслизистой у некоторых животных развивался межуточный отек, который приобретал выраженный характер у одной монгольской песчанки. В мышечной оболочке только у некоторых животных выявлялись признаки начинающегося отека, лимфоидной инфильтрации и статические явления, локализованные в месте контакта ее слоев. В пределах подслизистой и в мышечном слое аргирофилия ретикулярных волокон характеризовалась локальным повышением ее уровня. Гораздо реже определялись деградация и распад ретикулярных волокон. Рассмотрим далее особенности изменений структур стенки фундального отдела желудка монгольских песчанок после 12-суточного орбитального полета с учетом перечисленных выше реактивных изменений при нахождении животных в наземном макете аппаратуры «Контур-Л». Как показали наблюдения, при исследовании материала спустя сутки после окончания космического полета развивались аналогичные морфофункциональные изменения по сравнению с теми, что были выявлены в условиях имитации влияния факторов полета после 164 синхронного эксперимента. По сути дела, речь может идти лишь о распространенности и частоте изменений. При сохранении типовой организации слизистой оболочки картины уплощения призматического эпителия, сглаживания желудочных ямок были резко выражены только у отдельных животных (рис. 40). В то же время, после орбитального полета морфометрический анализ выявил достоверное снижение высоты эпителия слизистой желудка и глубины желудочных ямок песчанок (табл. 37). На фоне микролокусов некробиотических изменений эпителия у одного животного определялись участки десквамации эпителиальной выстилки, покрытые клеточно-ядерным детритом с примесью слизи (рис. 41-А). В субсерозном отделе стенки желудка наблюдались отек и явления гемостаза (рис. 41-Б). Содержание ШИК-позитивного материала в цитоплазме призматического эпителия также неравномерно, что особенно хорошо выявлялось при исследовании слизистой на протяжении (фото 39-В). По результатам планиметрического анализа, количество муцинов, вырабатываемых в слизистой оболочке желудка, значительно снижалось (табл. 38). Таблица 38 Индекс содержания ШИК-позитивного материала в слизистой оболочке желудка монгольских песчанок (в усл. ед.) Экспериментальные группы Содержание Виварий 0,171±0,023 Синхронный эксперимент 0,162±0,014 Космический полет 0,058±0,006*,** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ** - p<0,05 по сравнению с группой синхронного эксперимента. 165 Рисунок 41. Морфологические особенности изменений стенки фундального отдела желудка монгольских песчанок после 12-суточного орбитального полета. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 10х10. Обозначения: А – очаговая деструкция поверхностных слоев слизистой стенки желудка, наложение слизи и клеточно-ядерного детрита; Б – стаз крови, отек интерстиция, мелкоклеточная инфильтрация серозной оболочки. В собственных железах желудка, по сравнению с данными, обнаруженными у животных синхронного эксперимента, более развита дистрофия и частота обнаружения микролокусов с некробиотическими изменениями эпителиоцитов (рис. 42-А). Численность главных клеток с базофильной цитоплазмой существенно уменьшалась. В пределах собственной пластинки слизистой оболочки содержание ШИК-позитивного практически не материала выявлялись широко у варьировало. большинства Слизистые монгольских мукоциты песчанок либо определялись единичные клетки, содержащие секрет. Базальные мембраны фундальных желез становились резко аргирофильными, при этом наибольшие изменения их тинкториальных характеристик топографически были связаны с развитыми дистрофическими изменениями железистого эпителия (рис. 42-Б). 166 Рисунок 42. Морфологические особенности изменений стенки фундального отдела желудка монгольских песчанок после 12-суточного полета. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение: А – 10х10; рис. Б, В, Г – 100х10. Обозначения: А - территория дезорганизации фундальных желез, отек интерстиция подслизистой; Б - признаки дезорганизации базальных мембран фундальных желез, изменения контура, уровня аргирофилии, глыбчатый распад; В - отек интерстиция, распад ретикулярных волокон на границе с мышечной оболочкой; Г - дезорганизация ретикулярных волокон, увеличение аргирофилии, отек мышечной оболочки на границе ее слоев. 167 Между железами на фоне отека в пределах микролокусов появлялся интенсивно аргирофильный зернистый материал, часто с примесью фрагментов ретикулярных волокон. У одного животного в этих зонах слизистой определялись скопления фуксинофильных волокон коллагена I типа. Примечательным являлось формирование эпителиальных кист в пределах нижней трети слизистой у трех животных на фоне развитого межуточного отека, очаговой лимфоидной инфильтрации, стаза крови. Расстройства микроциркуляторного режима были непостоянны и выражены в различной степени. Судя по результатам морфометрического анализа, высота слизистой оболочки фундального отдела желудка песчанок после орбитального полета достоверно снижалась (табл. 37). В пределах подслизистой оболочки на территориях, смежных с мышечной оболочкой, распределялись интенсивно аргирофильные, часто извитые утолщенные ретикулярные волокна и их фрагменты в сочетании с некоторым количеством импрегнированного зернистого материала, что в ряде случаев сопровождалось явлениями межуточного отека (рис. 42-В). У одного животного при импрегнации в этих же участках выявлялись структуры, приобретавшие коричневато-бурое окрашивание, что косвенно указывало на структурные изменения коллагена III типа, создававшие возможности для взаимодействия красителя с коллагеном I типа в ретикулярных волокнах. В мышечной оболочке наблюдались дистрофические изменения сократительных элементов. Так, продольно ориентированный гладкомышечный слой становился неравномерно выраженным и мог отсутствовать в пределах микролокусов, что выявлялось у трети животных. У большинства монгольских песчанок формировался межуточный отек, обнаруживались признаки лимфостаза (рис. 42-Г). Проведение морфометрического анализа выявило истончение мышечной оболочки стенки желудка монгольских песчанок после орбитального полета, имевшее достоверный характер в сравнении как с группой виварийного, так и синхронного экспериментов (табл. 39). Таким образом, полученные результаты свидетельствуют распространенном уменьшении представительства структур стенки желудка. 168 о 3.2. Состояние волокнистой фазы внеклеточного матрикса соединительной ткани желудка монгольских песчанок. 3.2.1.Состояние коллагеновых волокон. Особенности гистоархитектоники, топографии и тинкториальные особенности волокнистых компонентов интерстиция исследовали в соответствии со стратификацией стенки желудка. По аналогии с тонким кишечником, волокна, представленные коллагеном I типа, распределялись преимущественно в пределах подслизистой. В то же время они выявлялись под серозной оболочкой, где им была характерна преимущественно умеренная фуксинофилия (табл. 39). В пределах подслизистой оболочки коллагеновые волокна формировали фуксинофильные пучки с умеренностью степенью сродства к красителю, калибр которых среди экспериментальных животных различался. В условиях синхронного эксперимента при определении степени фуксинофилии было обнаружено изменение ее маргинальных значений: возрастала частота как снижения интенсивности окрашивания, так и ее повышения. Больший объем занимали участки гомогенизации коллагеновых волокон, обладающих индивидуальными вариациями в пределах микролокусов, прежде всего, в субсерозной области интерстиция. Изменения представительства коллагеновых волокон в стенке желудка не происходило (табл. 39). Пребывание в условиях невесомости приводило к уменьшению представительства коллагеновых волокон в стенке желудка. В равной степени выявлялось уменьшение количества фуксинофильных волокон как в субсерозном слое серозной оболочки, так и подслизистой оболочке. Вместе с этим прогрессировали тинкториальные изменения волокнистого компонента, выявленные в условиях моделирования влияния факторов космического полета (табл.39). С большей частотой обнаруживались коллагеновые волокна с высокой фуксинофилией, обнаруживалась гомогенизация части волокон. Фрагментация коллагеновых волокон была обнаружена только у двух животных, в том числе у монгольской песчанки, имевшей аналогичные изменения волокон в стенке тонкого кишечника. 169 Таблица 39 Состояние коллагеновых волокон в подслизистой и серозной оболочках желудка монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Уровень фуксинофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Подслизистая оболочка В 0,124±0,010 25,5±1,6 64,2±3,2 10,3±0,9 0,016±0,002 СЭ 0,128±0,011 15,2±1,4* 69,2±2,9* 15,6±1,4* 0,020±0,004 КП 0,083±0,009*, ** 19,5±1,5*, ** 60,1±4,4*, ** 20,4±1,6*, ** 0,036±0,005*, ** Серозная оболочка В 0,134±0,011 20,5±1,1 71,2±4,2 8,3±0,4 0,021±0,003 СЭ 0,138±0,014 19,7±1,4* 65,6±3,6* 14,7±0,6* 0,024±0,002 КП 0,068±0,015*, ** 20,0±1,6** 58,4±3,9*, ** 21,6±1,1*, ** 0,035±0,006*, ** Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ** - p<0,05 по сравнению с группой синхронного эксперимента; В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет. 3.2.2. Состояние ретикулярных волокон. В отличие от волокон, образованных коллагеном I типа, ретикулярные волокна располагались во всех оболочках желудка: слизистой, подслизистой, мышечной и серозной. Наименьшим содержанием ретикулярных волокон характеризовалась собственная пластинка слизистой оболочки дна желудка, представленная плотно прилежащими друг к другу фундальными железами (рис. 43). Между ними ретикулярные волокна практически не определялись. Более высокое их количество выявлялось в мышечной пластинке слизистой оболочки (табл. 40). Расположенная далее подслизистая оболочка была заполнена рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью с мелкими лимфоидными инфильтратами, сосудами и обладала наибольшим содержанием аргирофильных волокон (табл. 40). 170 Мышечная оболочка была сформирована тремя слоями, между которыми в скоплениях рыхлой неоформленной соединительной ткани располагались ретикулярные волокна. Однако основное количество ретикулярных волокон локализовалось в эндомизии мышечных слоев (рис. 44-А, табл. 40). Следует отметить, что с плазмолеммой гладких миоцитов также контактировал неравномерно распределенный импрегнированный материал. В субсерозной зоне серозной оболочки фундального отдела желудка выявлялись аргирофильные волокна. А Б В Фото 43. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств ретикулярных волокон в интерстиции собственной пластинки слизистой оболочки желудка монгольских песчанок Meriones unguiculatus. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение - 40х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. Определяется низкое содержание ретикулярных волокон; Б – группа синхронного эксперимента, более высокое содержание ретикулярных волокон; В – группа космического полета. Выявляется наибольшее представительство ретикулярных волокон по сравнению с группами виварийного контроля и синхронного эксперимента. 171 Анализ материала группы биологического контроля позволил сделать вывод об индивидуально обусловленной вариабельности топографии и уровня аргирофилии окрашенных элементов. Так, ее высокий уровень выявлялся в структурах базальных мембран фундальных желез желудка, которые равномерно импрегнировались на всем протяжении. В эндомизии гладкомышечной ткани ретикулярные волокна характеризовались преимущественно умеренной аргирофилией. Между слоями мышечной оболочки непостоянно обнаруживалась пластинка соединительной ткани с интенсивно импрегнированными ретикулярными волокнами, некоторые из которых были утолщенными и извитыми. В косом слое мышечной оболочки определялись локусы с различной плотностью аргирофильных структур. Степень импрегнации ретикулярных волокон продольного слоя мышечной оболочки, локализованного рядом с субсерозной зоной серозной оболочки, была повышена там же, где определялось выраженное сродство к ионам серебра структур интерстиция косого слоя. Серозная оболочка желудка характеризовалась преимущественно высокой аргирофилией. Условия синхронного эксперимента приводили к неоднозначному изменению представительства ретикулярных волокон в стенке желудка. По сравнению с показателями животных виварийного контроля, содержание аргирофильных волокон достоверно возрастало только в собственной пластинке слизистой оболочки, тогда как в подслизистой основе, мышечной оболочке и субсерозном слое их численность достоверно снижалась (табл. 40). В то же время в фундальных железах определялись микролокусы некроза париетальных мукоцитов, заполненных скоплениями аргирофильных гранул и ретикулярными волокнами. Между базальными отделами желез на незначительных территориях накапливался импрегнированный фундальных желез материал. желудка Интенсивная реакция характеризовалась базальной неровными мембраны контурами на протяжении от шеечных до донных отделов. Такие картины топографии ретикулярных волокон в собственном слое слизистой оболочки выявлялись в материалах всех объектов группы синхронного эксперимента. В пределах мышечной пластинки слизистой оболочки определялась неравномерно выраженная аргирофилия интерстиция вместе с признаками деградации ретикулярных волокон. 172 В мышечной оболочке между продольным и косым слоями формировались участки интенсивной импрегнации волокнистого компонента ионами серебра. В основной массе мышечной аргирофилии, в оболочки некоторых обнаруживалось волокнах повышение выявлялись различий территории с уровня потерей окрашивания (рис. 44-Б). Аналогичная картина определялась и в субсерозном слое серозной оболочки, в котором также формировались локусы фрагментации ретикулярных волокон. В реальном орбитальном полете на КА «Фотон-М3» перечень воздействующих факторов на организм монгольских песчанок существенно расширился в первую очередь в связи с перераспределением крови и ее депонированием в венозном отделе сосудистой системы, что приводило к расширению дезинтегративных процессов. Связанные с этим изменения слизистой оболочки желудка были достаточно выражены и приводили к формированию дефектов вплоть до развития микролокусов некроза в отдельных группах желудочных желез. На фоне расстройств микроциркуляторного режима становились особенно заметными процессы деградации волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани, в том числе, топографически связанного с базальными мембранами, мышечной оболочкой желудка, сосудистыми стенками. Необходимо учитывать, что факторами, расширяющими дезинтегративное воздействие измененной гравитации на интерстиций, являются также сильные шумы, вибрация и перегрузки, сопровождающие этап завершения космического полета. В стенке желудка на фоне сохранения стратификации слоев развивался выраженный межуточный отек. Сосуды были расширены и полнокровны, в разделяющем их интерстиции обнаруживались микролокусы лимфоидной ткани. Толщина мышечной оболочки уменьшалась (табл. 37). Результаты планиметрического анализа показали, что после 12-суточного космического полета содержание ретикулярных волокон в сравнении с показателями виварийного контроля и синхронного эксперимента возрастало только в собственном слое слизистой оболочки (рис. 43, табл. 40). Напротив, во всех остальных оболочках стенки желудка численность ретикулярных волокон достоверно снижалась (рис. 173 44-В, табл. 40). Обнаруживались изменения тинкториальных свойств волокнистого компонента, прежде всего, в форме возрастания интенсивности аргирофилии. В то же время выявлялись локусы дезорганизации мембран, преимущественно связанных с территориями некробиотически измененного железистого эпителия. В пределах таких микролокусов происходило образование ретикулярных волокон и накопление аргирофильного материала. В части мышечной оболочки, прилежащей к подслизистой оболочке, обнаруживались утолщенные извитые волокна, некоторые с признаками фрагментации, и распределение импрегнированных гранул (рис. 44-В). А Б В Рисунок 44. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств ретикулярных волокон в интерстиции мышечной оболочки желудка монгольских песчанок Meriones unguiculatus. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение – 100х10. Обозначения: А – виварийная группа животных. Определяются аргирофильные волокна в эндомизии гладких миоцитов; Б – синхронный эксперимент. Возрастают различия в уровне аргирофилии ретикулярных волокон; В – группа монгольских песчанок, перенесших 12-суточный орбитальный полет. В интерстиции мышечной оболочки обнаруживается редукция ретикулярных волокон, формирование утолщенных аргирофильных волокон, их фрагментация и накопление гранулярного материала. 174 Таблица 40 Состояние ретикулярных волокон в стенке желудка монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл. ед.) Уровень аргирофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Собственная пластинка слизистой оболочки В 0,005±0,001 10,5±0,8 77,3±4,3 12,2±0,8 0,032±0,001 СЭ 0,015±0,002* 11,2±0,7 65,4±4,2* 23,4±1,5* 0,042±0,002* КП 0,022±0,002*, ** 24,4±1,4*,** 40,2±3,4*, ** 35,4±2,7*, ** 0,063±0,002*, ** Мышечная пластинка слизистой оболочки В 0,238±0,021 11,0±0,9 63,4±3,8 25,6±2,2 0,030±0,003 СЭ 0,216±0,017 16,6±1,2* 50,2±3,4* 33,2±2,8* 0,044±0,003* КП 0,124±0,014*, ** 10,4±1,1** 39,2±2,1* 50,4±4,4*, ** 0,072±0,005*, ** Подслизистая оболочка В 0,407±0,023 12,4±1,1 58,2±4,2 29,4±2,8 0,034±0,004 СЭ 0,258±0,018* 16,6±1,2 56,2±3,9 27,2±2,4 0,049±0,005 КП 0,247±0,015* 26,5±2,4*, ** 37,3±3,3*, ** 36,2±4,3*, ** 0,063±0,004*, ** Мышечная оболочка В 0,215±0,012 10,3±1,1 50,4±3,7 39,3±2,4 0,035±0,002 СЭ 0,187±0,009* 9,9±0,8 42,2±3,5* 47,9±3,5* 0,045±0,003 КП 0,095±0,011*, ** 6,0±0,5** 35,6±2,6*, ** 58,4±3,1* 0,067±0,005*, ** Серозная оболочка В 0,293±0,017 6,4±0,5 57,2±3,4 36,4±2,8 0,029±0,004 СЭ 0,232±0,024* 8,6±0,7 47,2±3,3* 44,2±2,9* 0,038±0,003* КП 0,159±0,018*, ** 3,3±0,2*, ** 38,5±3,5*, ** 58,2±3,6*, ** 0,071±0,005*, ** Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем; ** – p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом; В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет 175 В зонах межуточного отека аргирофильный материал отсутствовал. На границе продольного слоя мышечной оболочки с косым выявлялся интенсивно импрегнированный слой извитых волокон. У некоторых животных в пределах мышечной оболочки определялось изменение тинкториальных характеристик ретикулярных волокон – их цвет становился желтовато-бурым, что связано с изменением структуры наружного слоя, представленного коллагеном III типа, и формированием доступности для ионов серебра во время окрашивания коллагена I типа, расположенного глубже. В субсерозном слое желудка выявлялись резко извитые ретикулярные волокна, наблюдались локусы потери аргирофилии вместе с разрежением окрашенных структур. Кроме того, судя по появлению бурокоричневого окрашивания, в этом слое также происходил процесс нарушения структуры коллагена III типа. 3.2.3. Состояние эластических волокон. Эластические волокна в желудке монгольских песчанок гораздо более выражены в сравнении с их представительством в структурах стенки тонкой кишки. Они обнаруживались во всех слоях стенки желудка (рис. 45). В слизистой оболочке эластические волокна выявлялись в пределах мышечной пластинки (табл. 41) и характеризовались преимущественно низкой фуксилинофией. Более высокое их содержание определялось в соединительной ткани подслизистой оболочки (табл. 41). Представительство эластических волокон в мышечной оболочке желудка зависело от ее слоя, преобладая в наружных отделах. Самое высокое содержание эластических волокон, а также уровень фуксилинофилии выявлялись в структурах субсерозного слоя серозной оболочки. При изучении сосудистого русла, по аналогии фуксилинофилия с показателями обнаруживалась в тонкой структурах кишки, наиболее внутренней высокая эластической мембраны артерий, тогда как в венах степень окрашивания эластических волокон была низкой и неравномерной на протяжении. Условия синхронного эксперимента приводили к достоверному снижению представительства эластических волокон только в подслизистой оболочке по 176 сравнению с показателями животных виварийной группы (табл. 41), изменялись тинкториальные свойства эластических волокон. Возрастала фуксилинофилия эластических структур слизистой (мышечная пластинка) и подслизистой оболочках, в то время как в мышечной и серозной оболочках, а также венах сродство к красителю снижалось (табл. 41). Следует заметить, что индекс дезорганизации эластических волокон в сосудах желудка не претерпевал существенных изменений. Условия 12-суточного космического полета приводили к редукции эластического компонента в стенке желудка. Примерно в равной степени это явление касалось всех оболочек желудка. У некоторых животных эластический компонент в мышечной оболочке практически не выявлялся, что приводило к наибольшему уменьшению представительства эластических волокон в этом слое (фото 45, табл. 41). Это касалось и мышечной пластинки слизистой оболочки желудка. Условия невесомости вызывали уменьшение сродства эластических структур к красителю, которое с наибольшей выраженностью проявлялось в структурах вен и серозной оболочке. Измерение индекса дезорганизации эластических структур в стенке желудка показало его достоверное возрастание в сравнении с показателями монгольских песчанок синхронного эксперимента и виварийной группы животных преимущественно в сосудах подслизистой оболочки: артериях и венах (табл. 41). Таким образом, выявленные изменения структур желудка могут расцениваться как признак «гравитационного стресса», обнаруженного у крыс уже на 5-7 сутки полета (Ильин Е.А., Капланский А.С., Савина Е.А., 1989). В фундальном отделе желудка подопытных монгольских песчанок, исследованных после 12-суточного орбитального полета, определялось снижение покровного эпителия, изменение глубины желудочных ямок, дистрофия эпителиоцитов, скопления ядерно-цитоплазматического детрита, прикрывающего дефекты слизистой оболочки. Формировалась картина, свидетельствующая о развитии острого стресса. Пытаясь показать, связаны ли эти признаки исключительно с 177 Таблица 41 Состояние эластических волокон в стенке желудка монгольских песчанок Группы Индекс Уровень фуксинофилии (в%) содержания Низкий Средний Высокий (в усл.ед.) Мышечная пластинка слизистой оболочки Индекс дезорганизации (в усл.ед.) В 0,074±0,007 65,4±4,1 27,5±2,9 7,1±0,4 0,017±0,002 СЭ 0,068±0,004* 53,7±3,9* 40,0±3,4* 6,3±0,3 0,015±0,004 КП 0,033±0,003*, ** 42,1±3,4** 44,6±3,7* 13,3±0,9** 0,018±0,003 Артерии (подслизистая оболочка) В 1,127±0,021 5,4±0,3 17,4±1,1 77,2±5,4 0,016±0,002 СЭ 1,131±0,024 6,2±0,8 18,2±0,8 75,6±3,2 0,018±0,002 18,4±1,2 71,2±3,6 0,038±0,005*, ** КП 1,244±0,032*, ** 10,4±0,9*, ** Вены (подслизистая оболочка) В 0,585±0,027 32,4±3,1 36,0±2,7 31,6±2,2 0,018±0,002 СЭ 0,563±0,021 45,2±3,1* 18,4±1,1* 36,4±2,1 0,019±0,003 КП 0,712±0,034*, ** 35,1±2,8** 40,7±3,4** 24,2±1,4*, ** 0,047±0,005*, ** Подслизистая оболочка (исключая сосуды) В 0,125±0,008 52,3±2,7 34,2±2,4 13,5±1,1 0,018±0,001 СЭ 0,107±0,005* 49,4±3,4 26,5±1,5* 24,1±2,2* 0,015±0,004 КП 0,086±0,004*, ** 57,2±2,5** 37,4±2,5** 5,4±0,6*, ** 0,019±0,003 Мышечная оболочка В 0,103±0,009 28,6±2,2 45,6±3,4 25,8±2,2 0,021±0,002 СЭ 0,088±0,007 36,3±3,1* 46,3±1,1 17,4±1,7* 0,018±0,004 КП 0,042±0,004*, ** 49,3±3,1*, ** 30,4±1,7*, ** 20,3±1,8*, ** 0,025±0,003 Серозная оболочка В 0,216±0,016 13,6±1,1 36,1±2,3 50,3±3,1 0,024±0,002 СЭ 0,202±0,014 33,4±2,8* 26,4±1,2* 40,2±2,4* 0,027±0,004 КП 0,124±0,010*, ** 47,9±3,5*, ** 21,7±1,1*, ** 30,4±2,1*, ** 0,033±0,004* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем; ** – p<0,05 по сравнению с синхронным экспериментом; В – виварийный контроль, СЭ – синхронный эксперимент, КП – космический полет. 178 Рисунок 45. Особенности гистоархитектоники и изменения тинкториальных свойств эластических волокон интерстиция желудка монгольских песчанок. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, рН 7,4. Методика: окрашивание фуксилином по методу Харта. Увеличение – 100х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля, мышечная и серозная оболочки. Хорошо контурируются эластические волокна; Б – группа виварийного контроля, мышечная оболочка на продольном срезе. Определяется большое количество эластических волокон; В – группа синхронного эксперимента. Содержание эластических волокон меняется незначительно; Г – группа космического полета. Определяется редукция эластического компонента интерстиция. 179 действием стрессорных факторов при приземлении, полученные результаты были сопоставлены с материалами песчанок системы «Контур-Л», где у части животных выявлялись аналогичные картины. Возможно, что для монгольских песчанок уже сам факт помещения в систему «Контур-Л» являлся стрессорным воздействием. Усиление этих изменений в орбитальном полете на фоне формирования адаптации к невесомости следует считать возможной картиной гравитационного стресса в пищеварительной системе монгольских песчанок, признаки которого были показаны в более ранних исследованиях на крысах (Ильин Е.А., Капланский А.С., Савина Е.А., 1989). В частности, свидетельством диссоциации гастроинтестинального барьера можно рассматривать такие признаки, как снижение представительства нейтральных гликопротеинов в слизистой оболочке и дистрофические изменения железистого покровного эпителия (Могильная Г.М., Могильная В.Л., 2007). Кроме того, морфологическими признаками гравитационного стресса у монгольских песчанок можно считать развитие изменений в толще слизистой оболочки в виде вакуолизации и дистрофии париетальных клеток собственных желез желудка. Обращает на себя внимание, что в некоторых случаях формировались микролокусы бионекротических изменений в группах желез, прилежащих друг к другу. Десмолитические процессы в слизистой оболочке, приводящие к редукции уровня нейтральных гликопротеидов и нарушению функции париетальных клеток, участвующих в секреции соляной кислоты, у монгольских песчанок развивались существенно выше, чем обнаруженные в полетных экспериментах на крысах (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981; 1997). Оценка влияния факторов космического полета на состояние желудка показала высокую информативность, которая достигается благодаря исследованию морфофункционального статуса не только эпителиального компонента, но и соединительной ткани, локализованной во всех оболочках желудка. Возможно, изучение именно компонентов межклеточного матрикса интерстиция позволит в будущем с большей эффективностью использовать меры профилактики по отношению к некоторым изменениям деятельности желудочно-кишечного тракта, отмеченным у космонавтов как при кратковременных, так и длительных орбитальных полетах (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997; Хантун К.Л., 1997; Harm D.L., Sandoz G.R., Stern R.M., 2002). 180 Глава 3.2. Влияние 30-суточного моделирования физиологических эффектов невесомости с помощью антиортостатического вывешивания на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы монгольских песчанок. Исследование органов желудочно-кишечного тракта виварийной группы монгольских песчанок в данном эксперименте выявило аналогичные гистологические картины и измеряемые параметры по сравнению с группой животных виварийного контроля эксперимента «Роденция». В связи с этим, в настоящей главе приоритетным морфофункционального состояния вопросом органов будет рассмотрение пищеварительной системы монгольских песчанок после 30-суточного вывешивания, проводимого в рамках подготовки к выполнению научной программы на биологическом спутнике «БИОН-М» №1. 1. Морфофункциональное состояние печени. 1.1. Обзорная микроскопия. После выраженной 30-суточного вывешивания дискомплексации. ориентированности печеночных в По балок печени своей в наблюдались значимости дольках превосходили картины нарушения картины, полученные на биоматериале животных, побывавших в условиях космического полета (рис. 46-А). Индекс дискомплексации достоверно возрастал во всех зонах долек печени, с особенной выраженностью в периферических и промежуточных зонах (табл. 42). В то же время в центральных зонах долек печени у некоторых животных балочная организация паренхимы сохранялась. Таблица 42 Индекс дискомплексации в дольках печени монгольских песчанок группы 30-суточного антиортостатического вывешивания Экспериментальные группы Зоны долек печени Центральная Промежуточная Периферическая Виварийный контроль 0,018±0,004 0,028±0,003 0,087±0,005 Модельный эксперимент 0,183±0,021* 0,256±0,017* 0,283±0,031* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 181 У большинства животных идентифицировался стаз крови как в центральных венах, так и сосудах портального тракта (рис. 46-А). У части животных определялись микролокусы кровоизлияний, локализация которых не характеризовалась определенной внутридольковой топографией. У некоторых монгольских песчанок выявлялись отеки, прежде всего в области портальных трактов. Обнаруживались полиморфноклеточные инфильтраты в микролокусах некробиотических изменений паренхимы, которые не имели четкой локализации в пределах классических долек. В паренхиме печени достоверно возрастало количество гепатоцитов с выраженной вакуолизацией цитоплазмы (рис. 46-Б; табл. 43). Окрашивание биоматериала жировым красным О показало, что выявленные вакуоли были представлены липидами. Таким образом, выявленные изменения в паренхиме печени после 30суточного вывешивания свидетельствовали о расстройстве внутрипеченочного кровообращения и формировании в ряде случаев отека в области портальных триад. Следует отметить, что эти явления были выражены в меньшей степени по сравнению с характеристиками группы животных, вернувшихся из 12-суточного космического полета. Формирование дистрофических изменений гепатоцитов было достаточно распространенным явлением, что сопровождалось некробиотическими изменениями некоторых из них, более часто наблюдающихся в центральной зоне долек печени, а также геморрагическими явлениями, которые не были распространенными и ограничивались пределами микролокусов. Таблица 43 Индекс содержания гепатоцитов с признаками выраженной вакуолизации цитоплазмы Экспериментальные группы Зоны долек печени Центральная Промежуточная Периферическая Виварийный контроль 0,117±0,009 0,135±0,022 0,160±0,028 Модельный эксперимент 0,634±0,032* 0,618±0,047* 0,535±0,056* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем 182 А Б Рисунок 46. Печень монгольских песчанок группы 30-суточного антиортостатического вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: А – 10х10; Б – 100х10. Обозначения: А – наблюдается дискомплексация печеночных долек, с утратой радиального расположения печеночных балок по отношению к центральной вене, с наибольшей выраженностью в периферических и средних отделах долек. В сосудах определяются картины гемостаза; Б – выраженная вакуолизация гепатоцитов. 1.2. Анализ ядерного аппарата гепатоцитов в условиях вывешивания. Анализ биоматериала животных, подвергавшихся вывешиванию, показал, что в промежуточной зоне гепатоциты характеризовались наиболее крупными объемами ядер, как и в виварийной группе (табл. 44). Также полиморфизм ядер гепатоцитов, наблюдаемый у животных группы виварийного контроля, не только сохранялся, но и становился более выраженным, поскольку в общей клеточной массе увеличилось представительство крупных ядер, характеризующихся высокой плоидностью (рис. 47-А, табл. 46). Видимо, это послужило причиной возрастания объемов ядер в каждой из зон долек печени, с наибольшей выраженностью в центральной зоне. Вместе с этим, существенной перестройке подвергался ядрышковый аппарат. 183 Таблица 44 Морфометрические показатели гепатоцитов в паренхиме печеночных долек монгольских песчанок в эксперименте с 30-суточным вывешиванием Зоны классической дольки печени Центральная Промежуточная Периферическая Объемы ядер (в мкм3) Виварийная группа 126,44±2,02 167,22±3,14 117,71±2,19 Вывешивание 154,23±3,42* 188,19±4,11* 146,34±5,16* 3 Объемы ядрышек (в мкм ) Виварийная группа 2,46±0,17 3,17±0,12 2,03±0,12 Вывешивание 3,03±0,125* 4,18±0,16* 2,56±0,24* 2 Площадь цитоплазмы (в мкм ) Виварийная группа 194,83±7,12 209,38±8,24 168,24±6,14 Вывешивание 224,25±10,11 245,14±9,83* 187,2±7,16* Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем Группы животных Таблица 45 Характеристика ядрышкового аппарата гепатоцитов монгольских песчанок в эксперименте с 30-суточным вывешиванием Группа животных Зоны классической дольки печени Центральная Промежуточная Периферическая Среднее количество ядрышек в ядрах гепатоцитов Одноядерные гепатоциты Виварийная группа 1,31±0,12 1,52±0,05 1,28±0,15 Вывешивание 1,42±0,09 1,82±0,14* 1,22±0,12 Двуядерные гепатоциты Виварийная группа 1,22±0,08 1,34±0,02 1,23±0,03 Вывешивание 1,53±0,05* 1,72±0,05* 1,41±0,04* Частота прилежания ядрышек к кариолемме в ядрах гепатоцитов (в %) Одноядерные гепатоциты Виварийная группа 5,12±0,23 5,26±0,32 5,07±0,2,7 Вывешивание 6,34±0,23* 6,17±0,35* 5,81±0,36* Двуядерные гепатоциты Виварийная группа 4,28±0,23 4,32±0,17 3,88±0,21 Вывешивание 4,35±0,34 5,26±0,32* 4,12±0,27 Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 184 Во-первых, существенно возрастало количество полиядрышковых гепатоцитов. Если в ядрах одноядерных гепатоцитов количество ядрышек достоверно увеличивалось только в промежуточной зоне, то у двуядерных клеток повышение численности ядрышек происходило на территории всей паренхимы печени, с наибольшей динамикой в центральных и промежуточных зонах долек. В то же время, частота прилежания ядрышек к кариолемме возрастала у одноядерных гепатоцитов во всей паренхиме, тогда как в двуядерных преимущественно в промежуточной территории долек (табл. 45). На всей протяженности печеночных балок происходило существенное увеличение плоидности ядер гепатоцитов. Снижение численности диплоидных ядер сопровождалось возрастанием числа тетраплоидных и крупных, октаплоидных (табл.46). Кроме того, начинали выявляться гепатоциты с очень крупными ядрами (рис. 47-А). А Б В Рисунок 47. Паренхима печени монгольских песчанок группы 30-суточного вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,6. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: А, В – 10х60; Б – 10х40. Обозначения: А – ядра гепатоцитов с высокой плоидностью; Б – ацитокинетический митоз гепатоцита В – трехядерный гепатоцит в паренхиме печени. 185 около центральной вены; Таблица 46 Распределение ядер гепатоцитов по классам плоидности в различных зонах долек печени монгольских песчанок (в %) Группы животных 2n 4n 8n Центральная зона дольки Виварийная группа 80,3 ±3,5 19,4±1,8 0,3 ± 0,05 Вывешивание 71,9±3,6* 27,7±2,4* 0,4±0,05 Промежуточная зона дольки Виварийная группа 50,4±4,0 48,4±3,4 1,2±0,1 Вывешивание 33,4±4,1* 59,5±4,3* 7,1±0,3* Периферическая зона дольки Виварийная группа 65,2±4,5 34,3±2,9 0,5±0,1 Вывешивание 47,4±3,6* 50,3±3,3* 2,3±0,1* Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. Таблица 47 Соотношение гепатоцитов с различным содержанием ядер в дольках печени монгольских песчанок (в %) Экспериментальные группы животных Одноядерные Двуядерные Трехядерные гепатоциты гепатоциты гепатоциты Центральная зона долек Виварийная группа 68,7±2,6 31,3±3,0 – Вывешивание 56,6±2,9* 43,4±3,4* – Промежуточная зона долек Виварийная группа 73,7±2,8 26,3±1,5 – Вывешивание 56,7±3,7* 42,9±3,2* 0,4 Периферическая зона долек Виварийная группа 75,1±5,2 24,9±1,9 – Вывешивание 71,6 ±4,9 27,6±2,9 0,8 Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 186 Изменение соотношения двуядерных и одноядерных гепатоцитов происходило в центральных и промежуточных зонах долек в сторону достоверного возрастания первых. В то же время этого не наблюдалось в гепатоцитах периферической зоны долек печени. Обращало на себя внимание формирование трехядерных гепатоцитов, практически отсутствующих в печени животных группы виварийного контроля (рис. 47-В). Таким образом, в условиях вывешивания состояние ядерного аппарата гепатоцитов претерпевало ряд адаптивных изменений, направленных, прежде всего, на возрастание функциональной активности гепатоцитов. Такие параметры, как объем ядер, их количество в клетке, плоидность и параметры ядрышек свидетельствовали о состоянии выраженного функционального напряжения паренхимы печени при моделировании физиологических эффектов невесомости. 1.3. Исследование содержания цитоплазматической РНК. В условиях 30-суточного вывешивания происходило снижение базофилии цитоплазмы гепатоцитов, несмотря на возрастание размеров цитоплазмы. Более существенно содержание РНК уменьшалось в двуядерных гепатоцитах, а с топографической точки зрения - в периферических областях долек (табл.48). В то же время некоторые гепатоциты обладали повышенной базофилией цитоплазмы, выделяясь среди смежных клеток интенсивным окрашиванием. Таблица 48 Уровень базофилии в единицах экстинкции (оптической плотности) цитоплазмы одно- и двуядерных гепатоцитов в различных зонах печеночных долек Экспериментальные группы Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты животных Центральная зона долек Виварийная группа 0,593±0,005 0,624±0,011 Модельный эксперимент 0,513±0,014* 0,505±0,017* Промежуточная зона долек Виварийная группа 0,624±0,010 0,641±0,013 Модельный эксперимент 0,512±0,017* 0,514±0,015* Периферическая зона долек Виварийная группа 0,564±0,012 0,598±0,008 Модельный эксперимент 0,484±0,014* 0,472±0,021* Условные обозначения: * – p<0,05 в сравнении с показателями животных виварийной группы. 187 1.4. Исследование содержания гликогена в печени. При изучении содержания гликогена в печени монгольских песчанок группы вывешивания отмечены индивидуальные различия его содержания. Несмотря на эти особенности, можно признать, что центральный тип распределения гликогена, имеющийся у виварийных животных, сохранялся (рис. 48). При измерении оптической плотности полисахарида в цитоплазме гепатоцитов наибольшие значения были получены в гепатоцитах, окружавших v.centralis. Присутствие в цитоплазме гликогена в форме α-гранул существенно снижалось, выявлялись преимущественно мелкие β-гранулы. В сравнении с показателями виварийных животных, после эксперимента происходило существенное уменьшение содержания гликогена на всей территории долек (табл. 49), с наибольшей динамикой в периферических и промежуточных областях. Рисунок 48. Гликоген печени монгольских песчанок после 30-суточного вывешивания. Фиксатор: смесь Россмана. Методика: ШИК-реакция с димедоном. Увеличение: 20х10. Обозначения: сохранение центрального типа распределения гликогена, редукция количества полисахарида в промежуточной и периферической областях дольки печени, гетерогенность в содержании гликогена смежными гепатоцитами. 188 Таблица 49 Оптическая плотность цитоплазмы одно- и двуядерных гепатоцитов в различных зонах долек печени монгольских песчанок Экспериментальные группы животных Виварийная группа Вывешивание Центральная зона долек Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты 0,543±0,032 0,581±0,028 0,384±0,027* 0,412±0,030* Промежуточная зона долек Виварийная группа 0,614±0,012 0,642±0,018 Вывешивание 0,288±0,016* 0,318±0,015* Периферическая зона долек Виварийная группа 0,401±0,017 0,452±0,016 Вывешивание 0,199±0,013* 0,204±0,027* Условные обозначения: * – p<0,05 в сравнении с показателями виварийных животных. Градиент распределения полисахарида на протяжении печеночных балок от центральной вены до структур портальной триады снижался. Возрастала частота встречаемости гепатоцитов без гликогена (рис. 48). Более того, такие гепатоциты образовывали целые поля, окружающие портальные триады и простирающиеся иногда практически до центральных областей долек печени. Часто выявлялись территории паренхимы, в пределах которых гепатоциты существенно различались в отношении количества внутрицитоплазматического гликогена: от умеренного содержания до его полного отсутствия (рис. 48). Таким образом, после 30-суточного антиортостатического вывешивания наблюдалась более выраженная редукция содержания гликогена в печени в промежуточной и периферической областях долек в сравнении с показателями животных, находившихся 12 суток в условиях невесомости. Кроме того, существенным отличием от результатов полетного эксперимента являлись топографические особенности распределения полисахарида в переделах паренхимы долек печени, свидетельствуя о сохранении центрального типа содержания гликогена. Частота внутрицитоплазматического содержания гепатоцитов с резко ШИК-позитивным материалом после вывешивания возрастала. Это позволяет предположить более выраженное неблагоприятное влияние условий моделирования факторов космического полета на состояние печени в сравнении с 189 эффектами невесомости. Однако следует принять во внимание продолжительность эксперимента. Существенное снижение количества гликогена в печени после вывешивания, видимо, является отражением большей степени напряженности развивающихся адаптивных реакций. 1.5. Исследование волокнистого компонента соединительной ткани. 1.5.1. Состояние коллагеновых волокон. внеклеточного матрикса Как и в группе виварийных животных, в печени монгольских песчанок после 30-суточного вывешивания коллаген I типа выявлялся преимущественно в области портальных триад. Однако следует отметить некоторые отличия, обнаруженные при изучении микропрепаратов. Прежде всего, степень фуксинофилии коллагеновых волокон интерстиция оболочек портальных вен, желчных протоков и рыхлой соединительной ткани триад существенно возрастала (рис. 49-А, табл. 50). Вместе с этим усиливалась картина изменчивости фуксинофилии на протяжении коллагеновых волокон с появлением микролокусов потери окрашивания, что также находило свое отражение в повышении частоты выявления участков коллагеновых волокон с низким сродством к красителю (табл. 50). Такая тенденция была достоверно выявлена в адвентиции портальных вен, желчных протоков, в соединительной ткани портальных триад и структурах центральных вен (табл. 50). По периметру центральных вен достоверного увеличения представительства фуксинофильных структур не происходило (табл. 50). Общее количество коллагеновых волокон возрастало преимущественно в структурах портальных триад. Вместе с тем у некоторых животных была отмечена пролиферация коллагеновых волокон в паренхиму дольки, источником которой являлся интерстиций центральных вен либо портальных триад (рис. 49-Б). Индекс дезорганизации коллагеновых волокон, определяемый по наличию гомогенизации, фрагментации и изменению тинкториальных характеристик на протяжении волокон, не подвергался существенным изменениям (табл. 50). Практически у всех исследованных монгольских песчанок определялся отек интерстиция печени, с наибольшей выраженностью в области портальных триад. У некоторых животных отечные явления регистрировались и вокруг центральной вены. 190 А Б Рисунок 49. Печень монгольских песчанок после 30-суточного антиортостатического вывешивания по методике Ильина-Новикова. Фиксация: 10% нейтральный формалин pH 7,4. Методика окрашивания: пикрофуксин железный гематоксилин по методу ван Гизон. Увеличение: А - 40х10; Б – 60х10. Обозначения: А – высокая фуксинофилия коллагеновых волокон в интерстиции портальной триады; Б – пролиферация коллагеновых волокон из области центральной вены в паренхиму печени. Наиболее выраженным преобразованиям в условиях вывешивания подвергались ретикулярные волокна. Прежде всего, их количество существенно возрастало (рис. 50, А-В). Это подтверждалось при проведении планиметрического анализа не только на протяжении паренхимы от портальных трактов к центральной вене в каждой зоне долек печени, но и при определении их содержания в структурах портальных триад (табл. 51). Что касается внутридольковой локализации, то у некоторых животных формировались целые области, в которых наблюдалась выраженная пролиферация ретикулярных волокон. При проведении сравнительного анализа было выявлено, что перицеллюлярная локализация импрегнированных волокон была особенно повышена в пределах паренхимы периферической области долек (рис. 50-А). В центральных венах выявлялось изменение аргирофильности их структур, как в сторону возрастания, так и снижения степени импрегнированности волокон в определенных участках (табл. 51). 191 Таблица 50 Состояние коллагеновых волокон интерстиция печени монгольских песчанок Индекс содержания (в усл.ед.) Группы ВК МЭ 0,917±0,047 0,983±0,034* ВК МЭ 0,854±0,031 1,245±0,094* ВК МЭ 1,074±0,053 1,183±0,044* ВК МЭ 1,344±0,088 1,516±0,094* ВК МЭ 0,137±0,013 0,148±0,013 Уровень фуксинофилии Низкий Средний Высокий Артерия1 36,4±3,1 55,6±2,2 8,0±0,9 37,4±2,5 35,4±2,1* 27,2±2,0* Вена1 31,4±1,7 57,8±2,9 10,8±0,9 40,4±2,9* 37,2±3,1 22,4±1,8* Желчный проток1 17,0±1,2 67,1±2,9 15,9±1,3 26,3±2,1* 40,1±3,4* 33,6±2,9* Соединительная ткань1 31,4±2,7 55,4±4,7 13,2±1,9 34,1±2,4 34,3±2,7* 31,6±2,5* Центральная вена 38,4±2,2 60,3±4,2 1,3±0,1 41,9±3,3 42,7±3,1* 15,4±1,4* Индекс дезорганизации (в усл.ед.) 0,020±0,04 0,024±0,02 0,022±0,03 0,031±0,03* 0,028±0,003 0,034±0,003 0,028±0,004 0,033±0,003 0,012±0,002 0,011±0,002 Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; 1 - структуры портальной триады; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент с 30-суточным антиортостатическим вывешиванием. Вместе с возрастанием своего представительства, ретикулярные волокна утолщались, либо определялись участки истончения (рис. 50-Б). Степень аргирофилии волокнистых структур возрастала практически во всех местах их идентификации. В то же время, с особой значимостью изменения тинкториальных характеристик происходили в области адвентиции портальных вен. Индекс дезорганизации ретикулярных волокон изменялся гораздо менее интенсивно в сравнении с аналогичными показателями биоматериала группы полетных животных. Достоверное возрастание индекса дезорганизации происходило на протяжении балок печеночных долек вне зависимости от внутридольковой локализации и в структурах центральных вен. Обращает на себя внимание тот факт, что участки гранулярного распада ретикулярных волокон, выявляемых в печени монгольских песчанок группы космического полета, после моделирования физиологических эффектов невесомости в наземных условиях практически не 192 выявлялись. Возможно, что накопление аргирофильных зерен являлось отражением нарушения экстраклеточного фибриллогенеза ретикулярных волокон в условиях невесомости. Полученные данные зависимости индекса дезорганизации в большей степени от изменения калибра волокон, а не от явлений фрагментации волокон либо гранулярного распада позволили предположить, что в условиях невесомости может нарушаться механизм экстрацеллюлярной сборки коллагена III типа в волокнистые структуры внеклеточного матрикса соединительной ткани. В частности, после полетного эксперимента на биоспутнике «Бион-9» американскими исследователями было обнаружено изменение пространственной укладки коллагеновых волокон в сухожилии крыс (Doty S.B., 1994). А Б Рисунок 50. Печень В монгольских песчанок группы 30-суточного антиортостатического вывешивания. Фиксация: 10% н.забуференный формалин pH 7,4. Методика: импрегнация по методу Фута. Увеличение: А – 20х10; Б, В – 40х10. Обозначения: А – возрастание содержания ретикулярных волокон в структурах портальных триад; Б – утолщенные ретикулярные волокна в паренхиме печени; В - повышенное содержание ретикулярных волокон в области центральной вены и прилежащей паренхиме. 193 Таблица 51 Состояние ретикулярных волокон в соединительной ткани печени монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл.ед.) ВК МЭ 0,681±0,044 1,822±0,153* ВК МЭ 0,402±0,044 0,988±0,078* ВК МЭ 0,631±0,051 1,234±0,086* ВК МЭ 1,601±0,016 1,987±0,074* ВК МЭ 1,717±0,089 1,811±0,074 ВК МЭ 1,892±0,194 2,324±0,116* ВК МЭ 1,98±0,23 2,54±0,22* ВК МЭ 1,58±0,04 2,04±0,14* Уровень аргирофилии Низкий Умеренный Высокий Портальная зона долек печени 29,3±2,9 53,3±4,7 17,4±1,7 17,3±1,5* 51,5±3,2 31,2±2,5* Промежуточная зона долек печени 39,2±3,5 46,7±4,1 14,1±1,3 27,5±2,2* 40,1±3,5 32,4±2,3* Центральная зона долек печени 29,9±2,4 54,0±4,1 16,1±1,5 37,1±2,2* 28,8±2,1* 34,1±3,0* Центральная вена 29,5±2,3 56,2±3,1 14,3±1,2 37,4±1,7* 36,3±2,9* 26,3±2,1* Артерия1 34,5±2,4 41,4±2,7 24,1±1,2 40,1±2,2* 29,5±1,8* 30,4±2,1* Вена1 28,2±1,9 49,5±3,1 22,3±2,1 40,4±2,1* 29,2±2,3* 30,4±2,6* Желчный проток1 16,3±1,1 62,3±4,2 21,4±1,9 24,4±1,6* 47,3±3,1* 28,3±2,2* Соединительная ткань1 21,3±1,5 55,6±3,7 23,1±2,2 26,1±1,7* 44,7±1,3 29,2±1,1* Индекс дезорганизации (в усл.ед.) 0,012±0,002 0,022±0,003* 0,016±0,002 0,026±0,002* 0,015±0,001 0,025±0,002* 0,013±0,002 0,021±0,003* 0,020±0,002 0,026±0,003 0,015±0,002 0,021±0,004 0,018±0,002 0,022±0,002 0,019±0,002 0,024±0,004 Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; 1 - структуры портального тракта; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент, 30-суточное антиортостатическое вывешивание. Таким образом, условия 30-суточного антиортостатического вывешивания вызывали усиление волокнообразования в интерстиции печени и выраженное изменение тинкториальных характеристик коллагена III типа. Очевидно, что данные признаки лежали в основе определенной ответной реакции внеклеточного матрикса соединительной ткани печени на условия моделирования физиологических эффектов невесомости и определялись, в том числе, состоянием гемодинамики при длительном изменении положения тела животного. 194 1.5.2. Состояние эластических волокон интерстиция печени. Эластические волокна в интерстиции печени монгольских песчанок группы модельного эксперимента выявлялись в тех же структурах, в которых они обнаруживались при изучении виварийных животных (табл. 52). Наибольшим представительством фуксилинофильные волокнистые элементы характеризовались в структурах артерий и вен портальных триад (табл. 52). Главной особенностью в состоянии эластического компонента соединительной ткани при моделировании невесомости стало изменение тинкториальных характеристик. Таблица 52 Состояние эластических волокон в интерстиции печени монгольских песчанок Группы Индекс содержания Уровень фуксилинофилии (в%) Низкий Умеренный Высокий (в усл.ед.) Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Междольковая артерия1 ВК 1,224±0,091 13,4±1,3 51,0±4,2 35,6±3,3 0,010±0,002 МЭ 1,472±0,075* 15,2±1,5 31,4±2,3* 53,4±4,1* 0,017±0,002* Междольковая вена1 ВК 0,691±0,033 47,8±4,1 42,7±3,6 9,5±0,5 0,017±0,003 МЭ 0,921±0,057* 45,3±3,1 26,2±2,1* 28,5±2,4* 0,038±0,003* Желчный проток1 ВК 0,541±0,026 60,3±4,8 32,5±2,8 7,2±0,8 0,008±0,001 МЭ 0,547±0,034 55,3±3,3 30,5±2,7 14,2±1,3* 0,011±0,003 Соединительная ткань1 ВК 0,556±0,043 49,4±2,7 43,3±2,5 7,3±0,5 0,012±0,002 МЭ 0,602±0,045 40,4±2,9* 45,5±2,8 14,1±1,1* 0,019±0,002* Центральная вена ВК 0,134±0,014 55,6±4,1 37,3±2,2 7,1±0,6 0,015±0,003 МЭ 0,175±0,011* 41,2±3,6* 44,1±3,9 14,7±1,2* 0,027±0,003* Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; 1 - структуры портального тракта; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент с 30-суточным антиортостатическим вывешиванием. 195 В оболочках центральных вен печени монгольских песчанок формировалась выраженная неоднородность фуксилинофильных свойств структурных элементов. В стенках вен, а также междольковых артериях достоверно возрастало содержание эластических структур (табл. 52). В эластических волокнах увеличивалось число участков, характеризующихся высоким сродством к красителю. Вместе с этим, в эластическом компоненте центральных вен и соединительной ткани портальных триад достоверно снижалось содержание участков с низкой степенью окрашивания фуксилином по сравнению с аналогичными показателями животных виварийной группы. Повышалась степень дезорганизации эластических волокон, в большей степени в структурах междольковых вен и артерий портальных триад, а также центральной вены. 1.6. Аморфный компонент интерстиция печени. Исследование аморфного компонента внеклеточного матрикса интерстиция печени показало, что в условиях 30-суточного вывешивания происходили достоверные изменения содержания гиалуроновой кислоты и нейтральных гликопротеидов. Как и прежде, эти составляющие экстрацеллюлярного матрикса соединительной ткани изучались в области портальных триад. Модельный эксперимент с 30-суточным вывешиванием приводил к снижению представительства количества нейтральных гликопротеидов, и возрастанию содержания гиалуроновой кислоты. Подобная тенденция выявлялась и в условиях реального космического полета. Таблица 53 Оптическая плотность аморфного компонента межклеточного вещества в области портальных триад печени монгольских песчанок (в ед. экстинкции) Группы животных Гиалуроновая кислота Нейтральные гликопротеины Виварийная группа 0,486±0,018 0,374±0,014 Группа вывешивания 0,564±0,012* 0,327±0,018* Условные обозначения: * – p<0,05 в сравнении с показателями виварийных животных. 196 1.7. Популяция тучных клеток в интерстиции печени. Как и в группе виварийного контроля, преимущественная локализация тканевых базофилов в печени находилась в области портальных триад. Тучные клетки сопровождали артерии, вены, желчные протоки, свободно распределялись в соединительной ткани. После 30-суточного вывешивания наблюдалась тенденция к сокращению численности лаброцитов в сравнении с показателями виварийного контроля, не имеющая достоверного характера (табл. 54). При этом редукция популяции мастоцитов по сравнению с показателями монгольских песчанок группы космического полета была менее выражена. При анализе гепаринсинтезирующей активности тучных клеток было обнаружено, что тканевые базофилы с полностью этерифицированным гепарином практически исчезали из интерстиция печени. Доминирующими становились тканевые базофилы с альциановофильной цитоплазмой, содержащие преимущественно несульфатированный предшественник гепарина (табл. 54). Содержание остальных форм тучных клеток прогрессивно снижалось. Таблица 54 Содержание тканевых базофилов в интерстиции портальных триад печени монгольских песчанок в зависимости от уровня этерификации гепарина (методика – полихромное окрашивание по Catini C.L.) Показатели тканевых базофилов Виварийный контроль Вывешивание Общее количество (на п/з) 0,375 ±0,031 0,324 ± 0,021 Альциановопозитивные (в %) 17,2 ± 1,5 73,8 ± 1,1 * Смешанные (в %) 34,4± 2,1 20,8±2,2* Крезилпозитивные (в %) 48,4 ± 4,1 5,4 ± 0,4* Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля. 197 Таким образом, условия 30-суточного моделирования невесомости с помощью антиортостатического вывешивания по методике Ильина-Новикова приводили к ряду структурно-функциональных перестроек свойств коллагеновых и эластических волокон. В большей степени они обнаруживались в состоянии ретикулярных волокон, количество и тинкториальные характеристики которых подвергались существенным изменениям. Однако в отличие от результатов исследования полетного материала, среди механизмов дезорганизации ретикулярных волокон на первое место выходили нарушения архитектоники вместе с усилением аргирофильности и изменением калибра. Отсутствие признаков гранулярного распада либо большого количества аргирофильного материала в наземном эксперименте позволяет считать, что в условиях невесомости, на фоне дисциркуляторных нарушений, возникают определенные изменения в механизме сборки волокнистых структур внеклеточного матрикса. По отношению к волокнам, образованным коллагеном I типа, трудно сделать такие выводы в связи с менее убедительными данными их обновления и восстановления. В то же время изменение тинкториальных характеристик с формированием участков повышенной фуксинофилии либо ее потери свидетельствовало о формировании территорий волокон, обладающих иными гистохимическими свойствами. Более того, пролиферативные реакции коллагеновых волокон, обнаруженные в паренхиме печени, демонстрируют существенное нарушение функционального состояния гепатоцитов. Возможно, что в данной ситуации неблагоприятными факторами являлись изменение микроциркуляции, развитие отечных явлений, признаков стаза крови, вплоть до геморрагий. При этом состояние волокнистого компонента в интерстиции печени, образованного коллагенами, в условиях 30-суточного вывешивания подвергалось гораздо большим перестройкам в сравнении с данными полетной группы монгольских песчанок. Перестройки эластического компонента интерстиция, несмотря на аналогичные тенденции, имели гораздо меньшую выраженность в сравнении с показателями монгольских песчанок полетной группы. То же самое можно сказать о состоянии аморфного компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани печени. Активное участие мастоцитов в адаптации печени к условиям вывешивания не сопровождалось 198 существенным изменением их количества, что отражало адекватность восстановления естественного физиологического пула (резерва) тучноклеточной системы органа. Выявленные факты свидетельствовали об активной регуляции местного гомеостаза печени лаброцитами, локализованных в портальных триадах. В то же время процессы созревания гепарина в тучных клетках печени монгольских песчанок после 30-суточного антиортостатического вывешивания полностью не завершались, что отражало необходимость интенсивной дегрануляции продуктов биосинтеза тканевых базофилов для поддержания местного гомеостаза. 2. Морфофункциональное состояние тощей кишки. 2.1. Обзорная микроскопия. После 30-суточного вывешивания монгольских песчанок сохранялась типичная стратификация стенки тощей кишки. Вместе с тем, обнаруживались неоднозначные изменения, которые касались различных аспектов организации оболочек тонкой кишки. При исследовании слизистой оболочки обращает на себя внимание формирование у некоторых животных укороченных, но вместе с тем утолщенных ворсинок (рис. 51-А), с большей частотой в сравнении с результатами анализа биоматериала виварийных животных. Видимо, это послужило причиной достоверного уменьшения длины ворсинок слизистой оболочки тощей кишки в сравнении с показателями группы виварийного контроля (табл. 56). Нарушения формообразования в виде ветвления ворсинок, наблюдаемые после пребывания в 12-суточной невесомости, не обнаружены. Результаты морфометрического анализа свидетельствовали о снижении глубины крипт в условиях вывешивания, и значительном изменении организации эпителиального пласта. Во-первых, высота однослойного цилиндрического каемчатого эпителия слизистой оболочки тощей кишки достоверно снижалась на всем протяжении ворсин. Более того, у половины животных развивались дистрофические изменения эпителиоцитов, наиболее выраженные в верхней трети ворсин. В ряде случаев определялось массивное отслоение эпителиального пласта от базальной мембраны, приводящее к картинам оголения стромы ворсин. На поверхности слизистой оболочки обнаруживался клеточный детрит с остатками клеточных органелл и ядерных структур (рис. 51-В). 199 А Б В Рисунок 51. Тощая кишка монгольских песчанок группы вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 40х10. Обозначения: А - типовая стратификация стенки тощей кишки, формирование утолщенных ворсинок; Б – возрастание лимфоидной инфильтрации подслизистой и слизистой оболочек, наличие отека подслизистой оболочки; В – признаки десквамации эпителиоцитов верхней части ворсин в просвет тонкой кишки. На этом фоне становится очевидным возрастание лимфоцитарной инфильтрации слизистой оболочки (рис. 51-Б). У животных виварийного контроля одной из особенностей организации стенки тощей кишки являлось достаточно выраженное развитие лимфоидного аппарата. Лимфоциты в составе лимфоидных узелков локализовались не только в пределах подслизистой оболочки, но также могли распространятся и в структуры собственной пластинки слизистой оболочки, часто достигая цилиндрического становились базальной каемчатого очевидными мембраны эпителия. картины поверхностного После возрастания 30-суточного однослойного вывешивания представительства клеток лимфоцитарного ряда в слизистой оболочке, что проявлялось не только в степени 200 развития лимфатических узелков, но и в масштабе лимфоцитарной инфильтрации остальных структур слизистой оболочки. Изменялась дифференцировка эпителиоцитов в сторону увеличения представительства бокаловидных клеток (табл. 55). Численность бокаловидных клеток возрастала не только в области ворсин, но и на территории крипт (рис. 52А). При этом мукоциты слизистой оболочки не были локализованы в определенном месте ворсин – они равномерно распределялись в эпителиальном пласте слизистой оболочки. Функциональное состояние бокаловидных клеток существенно активизировалось, что проявлялось интенсификацией выведения муцинов на поверхность эпителиального пласта, цитоплазма многих из них была вакуолизированной (рис. 52-Б). Возможно, усиление экструзии секрета приводило к снижению количества в цитоплазме как нейтральных, так и кислых мукополисахаридов. В секреторном цикле бокаловидных клеток начинали преобладать клетки в состоянии выведения муцинов (табл. 55). А Б Рисунок 52. Ворсинки тощей кишки монгольских песчанок группы вывешивания. Фиксация: 10% забуференный формалин, pH=7,6. Методика: окрашивание альциановым синим. Увеличение: А – 40х10; Б – 100х10. Обозначения: А – высокое содержание бокаловидных клеток в составе эпителиального пласта слизистой оболочки; Б – интенсификация выведения секреторного продукта на поверхность слизистой оболочки, вакуолизация бокаловидных клеток. 201 Таблица 55 Состояние бокаловидных клеток в эпителии слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок после 30-суточного антиортостатического вывешивания Параметры бокаловидных клеток Виварийный Вывешивание контроль Количество в эпителии ворсин (в %) 13,4±0,5 16,2±1,4* Стадия железистого цикла (в %) - синтеза - накопления 28,4±2,2 35,2±2,8 10,4±0,9* 16,4±1,6* - выведения - опорожнения 14,3±1,4 8,6±0,5 38,2±3,3* 20,9±1,9* - истощения 13,5±1,2 14,1±1,1 * – p<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля. Результаты морфометрического анализа выявили достоверные изменения толщины слизистой оболочки тощей кишки. Как и в условиях невесомости, после вывешивания высота ворсинок снижалась, но в меньшей степени. Аналогично, уменьшалась глубина крипт. Вместе с этим, снижалась и высота эпителиального пласта, покрывающего ворсинки (табл. 56). При измерении толщины подслизистой оболочки и мышечной оболочки существенных изменений выявлено не было. Таблица 56 Морфометрические показатели структур стенки тощей кишки монгольских песчанок после 30-суточного антиортостатического вывешивания (в мкм) Структуры стенки тощей кишки Виварийный контроль 354,7±21,6 Вывешивание Эпителий верхних отделов ворсин 26,7±1,3 22,4±1,1* Эпителий средней трети ворсин 27,1±1,4 22,1±2,1* Эпителий нижней части ворсин 25,9±0,9 21,6±1,5* Глубина крипт 85,3±4,2 63,8±3,7* Подслизистая оболочка 20,7±0,8 21,3±1,4 Длина ворсин 314,7±17,4* Мышечная оболочка 62,1±3,2 59,7±4,3 Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с показателями группы виварийного контроля. 202 Несмотря на то, что анализ митотической активности недифференцированных эпителиоцитов крипт тощей кишки монгольских песчанок в эксперименте с вывешиванием выявил ее аналогичные показатели по сравнению с животными виварийной группы, можно говорить о формировании тенденции к снижению пролиферативного пула слизистой оболочки (табл. 57). Однако следует учитывать выраженную индивидуальную вариабельность данного показателя физиологической регенерации. Профаза являлась наиболее часто встречающейся фазой митоза. Количество аномальных митозов после вывешивания достоверно не изменялось. Таблица 57 Митотическая активность эпителия крипт тощей кишки монгольских песчанок Параметры митотической активности Количество митозов (на 2000 кл.) Виварийный контроль 2,83±0,44 Вывешивание Профаза (%) 65,4 ±3,2 59,4±3,7 Метафаза (%) 21,6± 2,8 22,3±2,3 Анафаза (%) 4,1 ±0,7 5,6±0,7 Телофаза (%) 2,1±0,4 4,2±0,8 Аномальные митозы (%) 6,8±1,2 8,5±1,5 2,51±0,32 * - p<0,05 по сравнению с показателями группы виварийного контроля. У экспериментальных животных формировался различной степени отек эндомизия мышечного слоя, который носил очаговый характер. В то же время у двух животных он характеризовался выраженной распространенностью. Отеки подслизистой оболочки были гораздо более распространенным явлением. Таким образом, моделирование факторов космического полета в наземных условиях приводило к определенным расстройствам микроциркуляторного режима и возрастанию уровня лимфоидной инфильтрации. Альтеративные изменения в области верхушек ворсин с десквамацией эпителиоцитов в просвет кишки, видимо, можно рассматривать как причину нарушения трофического обеспечения. Существенное возрастание активности бокаловидных клеток являлось адаптивной реакцией, направленной на защиту слизистой оболочки. 203 2.2. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани тощей кишки монгольских песчанок. 2.2.1. Коллагеновые волокна. Гистоархитектоника и тинкториальные особенности коллагеновых волокон интерстиция тощей кишки монгольских песчанок группы виварийного контроля эксперимента с аналогичными показателям Располагаясь 30-суточным антиортостатическим виварийной преимущественно в группы подслизистой вывешиванием эксперимента оболочке, были «Роденция». эти волокна формировали толстые пучки с умеренной степенью фуксинофилии (рис.53-А; табл. 58). В условиях антиортостатического вывешивания обращало на себя внимание увеличение толщины подслизистой оболочки. Это было связано с возрастанием содержания коллагеновых волокон в соединительной ткани, формирующих толстые пучки. Тинкториальные свойства выявляемых пучков характеризовались усилением фуксинофилии, приобретающей достоверный характер в сравнении с показателями группы животных виварийного контроля. Вместе с тем, при определении индекса дезорганизации волокон, образованных коллагеном I типа, было выявлено его увеличение в связи с обнаружением участков волокон с потерей фуксинофилии и изменением цвета окрашивания (рис. 53-Б). В подслизистой оболочке выявлялись микролокусы гомогенизации волокон, частота встречаемости которых у трех экспериментальных животных была достаточно распространенной. Таблица 58 Состояние коллагеновых волокон в подслизистой оболочке тощей кишки монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) ВК 0,113±0,011 15,4±1,4 74,0±4,7 10,6±1,1 0,011±0,002 МЭ 0,143±0,015* 16,4±1,5 56,4±4,1* 27,2±2,3* 0,026±0,005* Уровень фуксинофилии (в%) Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ВК – виварийный контроль, МЭ – группа 30-суточного вывешивания. 204 А Б Рисунок 53. Коллагеновые волокна в тощей кишке монгольских песчанок. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика окрашивания: пикрофуксин - железный гематоксилин по методу ван Гизон. Увеличение: А – 40х10; Б – 60х10. Обозначения: А – виварийный контроль. В подслизистой оболочке определяются коллагеновые волокна с умеренной фуксинофилией; Б – группа 30-суточного антиортостатического вывешивания. Возрастание фуксинофилии коллагеновых волокон. 2.2.2. Состояние ретикулярных волокон. Распределение ретикулярных волокон монгольских песчанок антиортостатическим животными в в группе соединительнотканного виварийного вывешиванием эксперименте остова в в интерстиции тощей кишки было соизмеримым «Роденция». ворсинах, контроля эксперимента с аналогичными Существенное наличие с характерной развитие сети в межкриптальном интерстиции создавали каркас, который определял рельеф слизистой оболочки и выполнял биомеханическую функцию соединительной ткани. Импрегнированные волокна располагались и в мышечной оболочке тощей кишки, направление которых было ориентировано соответственно расположению пластов гладких миоцитов. После 30-суточного вывешивания происходили существенные преобразования в состоянии коллагена III типа. Прежде всего, необходимо отметить возрастание содержания ретикулярных волокон в структурах практически всех слоев стенки кишки, за исключением подслизистой оболочки (рис. 54-А, 54Б), в которой главные изменения были обусловлены тинкториальными свойствами. 205 В собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки расположение ретикулярных волокон уплотнялось. Создавалось впечатление, что они в определенной степени приобретали направленную ориентацию в виде сплетения волокнистых структур, повторяющего ход базальной мембраны эпителия. При этом возрастала аргирофилия ретикулярных волокон, что выражалось достоверным повышением численности их участков с высокой степенью окрашивания и снижением количества волокон со средней степенью сродства к красителю (табл. 59). С аналогичной динамикой состояние ретикулярных волокон изменялось и в межкриптальном интерстиции. Обращало на себя внимание утолщение волокон и приобретение ими неровного контура на протяжении. У некоторых животных наблюдались картины межуточного отека, который не приобретал распространенный характер. А Б Рисунок 54. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств ретикулярных волокон в интерстиции тощей кишки монгольских песчанок после 30-суточного антиортостатического вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение – 60х10. Обозначения: А – возрастание представительства ретикулярных волокон в строме ворсины; Б – высокий уровень содержания ретикулярных волокон в межкриптальной строме и эндомизии мышечного слоя. 206 При исследовании мышечной оболочки было обнаружено достоверное возрастание количества ретикулярных волокон, как в прослойках соединительной ткани между мышечными пластами, так и в эндомизии. По аналогии с интерстицием слизистой оболочки возрастала интенсивность окрашивания ретикулярных волокон. Часто формировались утолщения волокнистых структур на протяжении. При расчете индекса дезорганизации ретикулярных волокон наблюдалось его увеличение в слизистой и мышечной оболочках тощей кишки, тогда как в подслизистой и серозной оболочках не было обнаружено его достоверного возрастания (табл. 59). При этом главными характеристиками дезорганизации ретикулярных волокон становились изменения калибра на протяжении и модификации тинкториальных свойств. Интересно, что картины глыбчатого распада, определяемые после космического полета, в этом экспериментальном материале практически отсутствовали и были обнаружены только у некоторых животных в пределах ограниченных микролокусов. Таблица 59 Состояние ретикулярных волокон в стенке тощей кишки монгольских песчанок Группы ВК МЭ ВК МЭ ВК МЭ ВК МЭ Индекс Индекс Уровень аргирофилии (в%) содержания дезорганизации Низкий Средний Высокий (в усл. ед.) (в усл. ед.) Собственная пластинка слизистой оболочки (строма ворсин) 0,194±0,012 23,4±2,3 54,1±3,2 22,5±2,0 0,019±0,002 0,231±0,011* 15,6±1,1* 46,3±3,1* 38,1±2,5* 0,028±0,003* Собственная пластинка слизистой оболочки (межкриптальная строма) 0,216±0,012 22,9±1,8 53,2±3,4 23,9±1,5 0,018±0,002 0,242±0,011* 15,7±1,4* 38,1±2,4* 46,2±3,0* 0,033±0,003* Подслизистая оболочка 0,223±0,012 22,7±2,0 53,4±3,3 23,9±2,5 0,017±0,003 0,227±0,020 21,4±1,6 42,4±3,4* 36,2±3,3* 0,024±0,004 Мышечная оболочка 0,217±0,018 13,5±1,2 43,3±2,9 43,2±3,7 0,023±0,003 0,264±0,021* 12,3±1,1 31,6±2,5* 56,1±4,0* 0,034±0,002* Серозная оболочка, субсерозный слой ВК 0,237±0,021 23,2±1,9 54,5±4,2 22,3±2,0 0,020±0,003 МЭ 0,242±0,022 20,2±1,4 43,2±3,3* 36,6±3,1* 0,027±0,003 * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ВК – виварийный контроль, МЭ – группа модельного эксперимента с 30-суточным антиортостатическим вывешиванием. 207 Таким образом, 30-суточное антиортостатическое вывешивание монгольских песчанок приводило к изменению содержания коллагеновых структур и их тинкториальных характеристик. Со стороны волокнистых структур, образованных коллагеном I типа, преобладающей реакцией было возрастание фуксинофилии, тогда как в состоянии ретикулярных волокон на первое место выходило увеличение их образования и изменение калибра. 2.2.3. Состояние эластических волокон. Эластические волокна определялись, прежде всего, в структурах сосудов, локализованных в подслизистой оболочке тощей кишки. В наибольшей степени эластические волокна были развиты в артериях. В гораздо меньшей степени фуксилинофильные волокна были представлены в мышечной и серозной оболочках, отсутствуя в структурах слизистой оболочки. Вывешивание приводило к незначительным изменениям в состоянии эластических волокон в стенке тощей кишки. Следует обратить внимание лишь на возрастание их содержания в оболочках вен, что сочеталось эластических структур (табл. эластических волокон всех с 60). усилением Общим оболочек процессов признаком, тощей кишки, дезорганизации характерным стало для возрастание фуксилинофилии (табл. 60). *** Полученные результаты позволяют считать, что в стенке тощей кишки монгольских песчанок, подвергавшихся 30-суточному антиортостатическому вывешиванию, происходило волокнистых структур. изменение Наиболее состояния лабильным всех изученных признаком типов становились тинкториальные свойства. Прежде всего, возрастало сродство коллагенов I и III типов, а также эластина к взаимодействию с селективными красителями. Количественные преобразования затрагивали преимущественно ретикулярные волокна. При этом их содержание практически во всех оболочках кишечной стенки возрастало. Аналогичной динамикой, однако, с меньшей интенсивностью, обладали коллагеновые волокна. Среди ключевых факторов развития выявленных изменений можно считать развивающиеся трофические нарушения и снижение состоятельности защитного интестинального барьера. 208 Таблица 60 Состояние эластических волокон в стенке тощей кишки монгольских песчанок Группы Индекс содержания (усл.ед.) Уровень фуксилинофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Артерии (подслизистая оболочка) ВК МЭ ВК МЭ 12,3±0,8 20,4±1,9 67,3±5,2 7,4±0,4* 18,2±1,4 74,4±5,6 Вены (подслизистая оболочка) 0,631±0,027 42,5±2,9 24,3±2,1 33,2±3,0 0,717±0,034* 29,2±2,1* 31,6±2,2* 39,2±2,4* Подслизистая оболочка (кроме сосудов) 0,083±0,006 54,2±4,1 26,5±2,2 19,3±1,8 0,080±0,008 40,4±3,3* 37,0±3,2* 22,6±2,2 Мышечная оболочка 0,047±0,003 60,3±3,2 26,4±2,0 13,3±0,9 0,054±0,004 55,8±4,1 24,1±1,9 20,1±2,0* ВК МЭ 0,078±0,003 0,085±0,005 ВК МЭ ВК МЭ 1,161±0,027 1,141±0,014 25,4±2,1 11,4±1,2* 0,012±0,002 0,015±0,003 0,014±0,002 0,022±0,004* 0,009±0,002 0,011±0,004 0,011±0,001 0,013±0,002 Серозная оболочка 44,2±4,1 30,4±2,5 56,2±3,5* 32,4±2,2 0,014±0,001 0,013±0,002 Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент с 30-суточным антиортостатическим вывешиванием. 2.3. Популяция тканевых базофилов в стенке тощей кишки. При анализе популяций тучных клеток стенки тощей кишки монгольских песчанок виварийной группы были получены аналогичные результаты, сравнимые с показателями контрольной группы животных в эксперименте «Роденция». Подавляющее большинство тканевых базофилов в стенке тощей кишки составляли мукозную популяцию, локализованную в собственной пластинке слизистой оболочки. Гораздо меньшую часть тучных клеток представляли типичные тканевые базофилы – соединительнотканные, локализованные в подслизистой, мышечной и серозной оболочках (табл. 61). Данная закономерность выявлялась независимо от уровня рН используемого раствора при окрашивании. Рассмотрим совокупности далее тучных антиортостатического структурно-функциональные клеток вывешивания. тощей При 209 кишки выявлении изменения после тучных всей 30-суточного клеток с использованием рН фталатного буфера 3,0 было обнаружено достоверное снижение количества мукозных мастоцитов, локализованных в собственной пластинке слизистой оболочки (табл. 61). В то же время количество типичных соединительнотканных тучных клеток достоверно увеличивалось. Эта тенденция обнаруживалась в подслизистой, серозной и, особенно, мышечной оболочках. Одновременно возрастало содержание юных форм тканевых базофилов, прежде всего в подслизистой оболочке. Старые мастоциты практически полностью исчезали в слизистой оболочке, снижалась численность зрелых тканевых базофилов (табл. 62). Таблица 61 Содержание тканевых базофилов в интерстиции стенки тощей кишки монгольских песчанок. Методика - окрашивание толуидиновым синим в градиенте рН (на п/з и в % от общего числа) рН фталатного буфера рН 3,0 рН 4,4 рН 5,6 Зоны интерстиция тощей кишки Экспериментальные группы Виварийный контроль Вывешивание на п/з % на п/з % Собственная пластинка слизистой оболочки 4,383±0,241 83,4 3,120±0,101 * 72,2 Подслизистая оболочка 0,622±0,043 11,8 0,843±0,027* 19,5 Мышечная оболочка 0,094±0,005 1,9 0,146±0,003* 3,4 Серозная оболочка 0,153±0,009 0,214±0,005* Всего в стенке кишки 5,252±0,342 2,9 100 4,323±0,184* 4,9 100 Собственная пластинка слизистой оболочки 5,062±0,432 92,5 3,844±0,043* 84,4 Подслизистая оболочка 0,218±0,012 4,0 0,316±0,031* 6,9 Мышечная оболочка 0,131±0,021 2,4 0,264±0,015* 5,8 Серозная оболочка 0,064±0,004 0,132±0,009* Всего в стенке кишки 5,475±0,312 1,1 100 4,556±0,274* 2,9 100 Собственная пластинка слизистой оболочки 4,724±0,361 90,1 2,118±0,022* 80,5 Подслизистая оболочка 0,421±0,036 8,0 0,388±0,034 14,7 Мышечная оболочка 0,064±0,006 1,2 0,082±0,008 3,1 Серозная оболочка Всего в стенке кишки 0,033±0,004 0,7 100 0,044±0,007 2,632±0,117* 1,7 100 5,242±0,249 Условные обозначения: * – р<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля. 210 В морфофункциональном состоянии тучных клеток обращало на себя внимание прежде всего, повышение активности процессов дегрануляции. Количество недегранулированных тканевых базофилов снижалось. В собственной пластинке слизистой оболочки наблюдалось увеличение числа клеток в состоянии лизиса гранул. В результате массивного лизиса в цитоплазме лаброцитов формировались крупные пустоты, создававшие впечатление практически полого остова клетки. Наоборот, в соединительнотканных тучных клетках и, прежде всего, локализованных в серозной и мышечной оболочках, преимущественным механизмом дегрануляции становился экзоцитоз гранул. Метахроматические гранулы часто располагались на достаточном расстоянии от клетки. Цитопласты не выявлялись в исследованном биоматериале. Вместе с ними, в стенке тонкой кишки исчезали и тучные клетки с явлениями денуклеации ядра, а также находящиеся в состоянии клазматоза. Выявление тучных антиортостатического клеток вывешивания при рН=4,4 показало после достоверное 30-суточного снижение их представительства в собственной пластинке слизистой оболочки, аналогичное динамике, выявленной при метахроматическом окрашивании в растворе с рН=3,0 (табл. 61). В слизистой оболочке среди тканевых базофилов преобладали юные формы. Зрелые формы, как правило, были меньших размеров в сравнении с тканевыми базофилами виварийных животных. Следует отметить, что содержание типичных тучных клеток в стенке тощей кишки достоверно возрастало (табл. 61). Увеличение численности тканевых базофилов происходило в подслизистой, мышечной и серозной оболочках. В подслизистой оболочке и субсерозном слое серозной оболочки среди тучных клеток преобладали юные формы, старые практически не обнаруживались (табл. 62). Во всех структурах тощей кишки абсолютное представительство недегранулированных тканевых базофилов достоверно снижалось. В то же время в популяции соединительнотканных тканевых базофилов преобладающими становились гранулированные мастоциты, в цитоплазме которых располагались хорошо различимые гранулы с продуктами биосинтеза (табл. 63). Наоборот, в слизистой оболочке доминировали тучные клетки с компактной цитоплазмой (табл. 63). 211 Таблица 62 Возрастная структура тканевых базофилов тощей кишки монгольских песчанок (на п/з, окрашивание толуидиновым синим в градиенте рН) Структура Собственная пластинка слизистой оболочки Значение рН при выявлении 3,0 4,4 5,6 3,0 Подслизистая оболочка 4,4 5,6 3,0 Мышечная оболочка 4,4 5,6 3,0 Серозная оболочка 4,0 5,6 Формы тканевых базофилов Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Виварийный контроль Вывешивание 1,842±0,14 1,683±0,15 0,858±0,07 4,383±0,241 1,378±0,123 2,504±0,155 1,180±0,095 5,062±0,432 1,723±0,124 2,070±0,133 0,931±0,082 4,724±0,361 0,204±0,016 0,243±0,014 0,175±0,011 0,622±0,043 0,069±0,004 0,102±0,015 0,047±0,003 0,218±0,012 0,116±0,018 0,123±0,022 0,182±0,013 0,421±0,036 0,034±0,002 0,080±0,003 0,014±0,005 0,094±0,005 0,035±0,005 0,072±0,004 0,024±0,003 0,131±0,021 0,050±0,004 0,014±0,002 0,064±0,006 0,086±0,007 0,046±0,005 0,021±0,003 0,153±0,009 0,050±0,004 0,014±0,002 0,064±0,004 0,033±0,004 0,033±0,004 2,362±0,070* 0,494±0,011* 0,264±0,022* 3,12±0,10* 2,401±0,142* 0,819±0,055* 0,624±0,051* 3,844±0,093* 1,508±0,045* 0,485±0,033* 0,125±0,094* 2,118±0,122* 0,571±0,074* 0,238±0,021 0,034±0,005* 0,843±0,057* 0,229±0,007* 0,087±0,009 0,316±0,031* 0,246±0,023* 0,142±0,013 0,388±0,012* 0,102±0,012* 0,046±0,004 0,146±0,003* 0,264±0,015* 0,264±0,015* 0,082±0,008* 0,082±0,008 0,214±0,005* 0,214±0,005* 0,101±0,011* 0,031±0,004* 0,132±0,009* 0,044±0,004* 0,044±0,004* Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля. 212 Существенно повышалось количество дегранулированных тучных клеток. При этом среди механизмов либерализации продуктов биосинтеза как в собственной пластинке слизистой оболочки, так и в популяции соединительнотканных тучных клеток возрастала активность лизиса гранул. В межкриптальном интерстиции собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки тучные клетки с морфологическими признаками лизиса часто создавали кооперацию по 5-8 клеток. У виварийных животных аналогичные картины группировки клеток в собственной пластинке слизистой оболочки тоже встречались, но гораздо реже. Количество тучных клеток в состоянии экзоцитоза хотя и возрастало в абсолютных показателях, в относительных величинах представлялось сниженным в сравнении с показателями монгольских песчанок виварийной группы. Анализ тканевых базофилов, выявленных при окрашивании толуидиновым синим с рН фталатного буфера 5,6, также показал сокращение численности тканевых базофилов в слизистой оболочке тощей кишки. У некоторых животных в межкриптальной строме встречались лишь единичные мастоциты. В то же время количество тучных клеток, локализованных в подслизистой, мышечной и серозной оболочках, практически не менялось по сравнению с показателями животных виварийной группы (табл. 61). При изучении возрастной структуры обнаруженных тучных клеток становилось очевидным их преимущественная принадлежность к молодым формам. Зрелые тканевые базофилы и тем более старые практически не выявлялись в структурах стенки тощей кишки (табл. 62). Из механизмов либерализации продуктов биосинтеза в как в подслизистой основе, так и серозной оболочке превалирующим становился экзоцитоз гранул (рис. 55-А, 55-Б; табл. 63). Таким образом, условия 30-суточного вывешивания приводили к различным изменениям состояния популяции слизистых и соединительнотканных тучных клеток. Снижение их численности в собственной пластинке слизистой оболочки после вывешивание сочеталось с возрастанием численности типичных форм в подслизистой, мышечной и серозной оболочках. Изменения возрастной структуры популяции тучных клеток были однонаправленными и заключались в увеличении представительства юных форм. 213 Таблица 63 Соотношение тканевых базофилов различного морфофункционального статуса в слизистой и подслизистой оболочках тощей кишки монгольских песчанок (в %) рН 3,0 4,4 5,6 Морфофункциональный статус тканевых базофилов Гранулированные Слизистая оболочка Виварийный Вывешивание контроль Подслизистая оболочка Виварийный Вывешивание контроль 20,4±1,1 17,1±1,4 15,3±1,3 8,6±0,9* Компактные 16,2±1,4 11,4±1,2* 26,7±2,1 15,4±1,4* С признаками экзоцитоза Лизированные С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты 10,7±0,9 13,2±0,9* 5,4±0,5 42,8±3,7* 45,3±3,2 2,2±0,2 58,3±3,6* 52,6±5,1 33,2±3,1* – – – 1,4±0,1 – – – 3,8±0,1 – – – Гранулированные 19,7±1,3 10,2±1,1* 5,2±0,4 20,4±1,9* Компактные 22,4±2,4 18,4±1,3 23,5±2,3 6,6±0,6* С признаками экзоцитоза Лизированные С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты 14,6±1,5 13,2±1,5 34,7±2,2 19,6±1,4* 35,0±3,2 58,2±2,9* 36,6±3,4 53,4±5,3* 2,2±0,2 – – – 0,5±0,09 – – – 5,6±0,4 – – – Гранулированные 10,5±1,1 3,5±0,3* 10,3±1,4 3,6±0,4* Компактные 23,4±1,6 15,6±1,6* 55,6±3,7 15,4±0,9* С признаками экзоцитоза Лизированные 24,1±1,8 58,6±4,4* 20,3±2,3 64,2±4,9* 36,9±2,8 22,3±1,8* 13,8±1,0 16,8±1,7* С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты 2,2±0,2 – – – 0,5±0,04 – – – 2,4±0,3 – – – Условные обозначения: * – р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля. 214 Принимая во внимание факт, что наибольшая редукция тканевых базофилов была выявлена при рН=5,6, следует считать, что в условиях вывешивания функциональный резерв гепариноцитарной системы слизистой оболочки тощей кишки снижался. Однако это происходило в гораздо меньшей степени по сравнению с данными, полученными после 12-суточного космического полета. Возможно, что тенденция к угнетению пролиферативной активности недифференцированных эпителиоцитов крипт связана, в том числе, редукцией тканевых базофилов и снижением их регуляторной роли в функционировании комплекса базальной мембраны эпителиального пласта. Присутствующие в стенке А Б Рисунок 55. Соединительнотканные тучные клетки тощей кишки монгольских песчанок после 30-суточного антиортостатического вывешивания. Фиксатор: нейтральный забуференный раствор формалина с N- цетилпиридинхлоридом, pH 7,4. Методика: окрашивание толуидиновым синим (рН фталатного буфера 5,6). Увеличение: 100х10. Обозначения: А – тучные клетки подслизистой оболочки в состоянии лизиса и экзоцитоза на фоне развития отека; Б – тотальный экзоцитоз тканевого базофила в субсерозной зоне серозной оболочки. 215 тощей кишки тканевые базофилы содержали гепарин, сульфатирование которого было незавершенным. Увеличение в возрастной структуре тучных клеток молодых форм свидетельствовало об активно происходящем процессе репопуляции, который, однако, не являлся достаточным для поддержания функционального статуса слизистой оболочки тощей кишки на уровне виварийных животных. В то же время, видимо, усиление миграции типичных тучных клеток в структуры подслизистой, мышечной и серозной оболочек приводило к достоверному возрастанию их численности в соответствующих структурах тощей кишки для обеспечения адаптивных процессов. 3. Морфофункциональное состояние желудка. 3.1. Обзорная микроскопия. В условиях 30-суточного антиортостатического вывешивания в стенке желудка, несмотря на сохранение типовой организации, происходили значительные изменения. Определялась выраженная редукция компонентов слизистой оболочки, что подтверждалось результатами морфометрического анализа (табл. 64). Глубина желудочных ямок снижалась, на определенных территориях слизистой оболочки они практически не выявлялись. Наблюдались дистрофические изменения поверхностного железистого эпителия (рис. 56-А). Его высота, а также продукция нейтральных гликопротеинов существенно уменьшались (рис. 57, табл. 65). Определялась десквамация эпителия, иногда имевшая выраженный характер с образованием на поверхности слизистой оболочки наложений, образованных эпителиоцитами с некробиотическими изменениями (рис.56-А). Таблица 64 Морфометрические показатели структур стенки фундального отдела желудка монгольских песчанок (в мкм) Группы эксперимента Слизистая оболочка Желудочные ямки Подслизистая оболочка Мышечная оболочка Виварийный контроль 581,3±20,4 63,2±3,6 20,7±2,3 173,2±12,3 Модельный эксперимент 344,1±28,9* 20,6±1,2* 21,4±2,2 164,3±10,8 Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 216 А Б В Рисунок 56. Морфологические особенности изменений стенки фундального отдела желудка монгольских песчанок после 30-суточного вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 10х10. Обозначения: А – очаговая деструкция поверхностных слоев слизистой стенки желудка, Б - отек в мышечной оболочке, кистоподобное образование в собственной пластике слизистой оболочки желудка; В – нарушение целостности слизистой оболочки желудка. У большинства экспериментальных монгольских песчанок выявлялись нарушения целостности слизистой оболочки, которые распространялись от ее поверхности в толщу на различную глубину. Иногда выраженность таких изменений достигала донных областей фундальных желез и мышечной пластинки слизистой оболочки. По сути, в такой ситуации оголялась строма органа, которая, в свою очередь, была также подвержена различным изменениям. Собственные железы желудка редуцировались, часто определялись некробиотические изменения клеточного состава фундальных желез, с большей частотой в области дна. В интерстиции подслизистой оболочки, а также мышечной оболочки часто выявлялись отеки (рис. 56-Б). Иногда они развивались не только в эндомизии, но и в соединительной ткани межмышечных слоев. В то же время толщина мышечной 217 оболочки не подвергалась достоверным изменениям в сравнении с показателями виварийных животных (табл. 64). Распределение ШИК-позитивного материала в слизистой оболочке было неравномерным, его количество существенно снижалось в сравнении с показателями животных виварийной группы (рис. 57-А, 57-Б, табл. 65), а у некоторых животных ШИК-позитивный материал исчезал на целых территориях слизистой оболочки. Остатки секреторного продукта мукоцитов выявлялись преимущественно на поверхности слизистой оболочки, вместе с клеточным детритом. Таким образом, результаты обзорной микроскопии и морфометрического анализа свидетельствуют о развитии различной степени дезинтегративных явлений в стенке желудка, связанных, в первую очередь, с организацией слизистой оболочки и уменьшением состоятельности защитного барьера I типа. А Б Рисунок 57. Содержание нейтральных гликопротеидов в слизистой оболочке желудка монгольских песчанок после 30-суточного вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, рН 7,4. Методика: ШИК-реакция. Увеличение: 60х10. Обозначения: А – определяется наложение слизи и клеточноядерного детрита на фоне редукции ШИК-позитивного материала в слизистой оболочке; Б – существенное уменьшение содержания муцинов в покровном эпителии слизистой оболочки желудка и мукоцитах желез. 218 Таблица 65 Индекс содержания ШИК-позитивного материала в слизистой оболочке желудка монгольских песчанок (в усл. ед.) Экспериментальные группы Содержание Виварийный контроль 0,192±0,021 Модельный эксперимент 0,027±0,005* Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля. 3.2. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани желудка монгольских песчанок группы 30-суточного антиортостатического вывешивания. Как и в группе виварийного контроля, коллагеновые волокна выявлялись прежде всего в подслизистой оболочке желудка, формируя пучки с умеренной фуксинофилией. У некоторых животных выявлялись умеренно фуксинофильные тонкие коллагеновые волокна между фундальными железами в области нарушений целостности слизистой оболочки желудка, что не обнаруживалось у виварийной группы и монгольских песчанок, вернувшихся из орбитального полета. В структурах мышечной оболочки двух монгольских песчанок выявлялись фуксинофильные волокна, отсутствующие в материале виварийных животных. Увеличение количества волокон, образованных коллагеном I типа, в подслизистой и серозной оболочках не носило достоверного характера (табл. 66). Главные изменения состояния коллагеновых волокон после моделирования некоторых физиологических эффектов невесомости затрагивали тинкториальные характеристики. В подслизистой и серозной оболочках происходило существенное возрастание фуксинофилии коллагеновых волокон (рис. 58-А, 58-Б). С большей частотой выявлялись очаги гомогенизации коллагеновых волокон, что приводило к повышению индекса их дезорганизации. Гораздо более существенные изменения происходили в состоянии ретикулярных волокон. В слизистой оболочке выявлялись в большом количестве новообразованные аргирофильные волокна, прежде всего, в собственной пластинке. Наибольшей выраженности данные явления достигали на территории 219 Таблица 66 Состояние коллагеновых волокон в стенке желудка монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Уровень фуксинофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Подслизистая оболочка ВК МЭ 0,116±0,015 0,136±0,012 27,2±2,1 9,8±0,8* 60,2±4,1 49,6±3,7* 12,4±1,1 40,6±3,4* 0,015±0,003 0,030±0,004* 10,5±1,1 47,2±3,5* 0,017±0,004 0,031±0,005* Серозная оболочка ВК МЭ 0,114±0,015 0,122±0,012 22,3±1,7 12,1±0,8* 67,2±4,4 40,4±2,7* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент. А Б Рисунок 58. Коллагеновые волокна в стенке желудка монгольских песчанок группы 30-суточного антиортостатического вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: окрашивание по методу ван Гизон. Увеличение: А – 40х10; Б – 60х10. Обозначения: А – выявляются фуксинофильные волокна в серозной и мышечной оболочках; Б – высокая фуксинофилия коллагеновых волокон в подслизистой оболочке. 220 распространения некробиотических изменений клеток фундальных желез. Образованные ретикулярные волокна, разделяющие собственные железы желудка, характеризовались высокой аргирофилией, разным калибром и неупорядоченной направленностью без определенной ориентации. Базальные мембраны фундальных желез обладали высокой аргирофилией. Масштабы таких изменений превышали уровень пролиферации ретикулярных волокон, выявленный после 12-суточного орбитального полета (табл. 67). В структурах мышечной пластинки слизистой оболочки тощей кишки содержание ретикулярных волокон возрастало, тогда как в мышечной оболочке не претерпевало значимых изменений (рис. 59-А, 59-Б). В некоторых случаях отмечалась пролиферация импрегнированных волокон в толщу собственной пластинки слизистой оболочки. Таблица 67 Состояние ретикулярных волокон в стенке желудка монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл. ед.) Уровень аргирофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Собственная пластинка слизистой оболочки ВК МЭ 0,007±0,002 0,034±0,003* 15,0±1,1 8,3±0,7* 65,3±6,2 28,3±2,1* 19,7±1,3 63,4±3,5* 0,027±0,004 0,083±0,006* Мышечная пластинка слизистой оболочки ВК МЭ 0,214±0,017 0,283±0,021* 11,2±1,3 2,4±0,7* 57,2±2,2 33,3±2,5* 31,6±2,7 64,3±3,3* 0,027±0,002 0,053±0,004* 25,3±2,2 53,2±4,1* 0,036±0,005 0,071±0,007* 36,1±2,7 62,7±4,2* 0,031±0,003 0,093±0,011* 29,9±2,0 67,4±4,3* 0,025±0,003 0,053±0,007* Подслизистая оболочка ВК МЭ 0,312±0,032 0,328±0,024 11,4±1,3 3,2±0,5* 63,3±4,7 43,6±3,4* Мышечная оболочка ВК МЭ 0,256±0,023 0,292±0,034 8,3±1,2 5,1±0,6* 55,6±4,1 32,2±2,1* Серозная оболочка ВК МЭ 0,274±0,022 0,283±0,021 7,8±0,8 6,4±0,6 62,3±4,4 26,2±2,1* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент. 221 А Б Рисунок 59. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств ретикулярных волокон в интерстиции мышечной оболочки желудка монгольских песчанок после 30-суточного вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение – 100х10. Обозначения: А – виварийный контроль. Определяются ретикулярные волокна, ориентированные в соответствии с направлениями мышечных пластов; Б – модельный эксперимент, 30-суточное антиортостатическое вывешивание. Содержание и топография ретикулярных волокон не меняются в сравнении с группой животных виварийного контроля. При этом ретикулярные волокна, оплетая фундальные отделы собственных желез желудка, поднимались примерно на расстояние ¼ от всей толщины слизистой оболочки. Обращало на себя внимание отсутствие признаков фрагментации и гранулярного распада ретикулярных волокон. В остальных оболочках желудка количественный статус ретикулярных волокон уходил на второй план, а главные изменения затрагивали их тинкториальные свойства. Одновременно выявлялись ретикулярные волокна с высокими и низкими показателями аргирофилии. Часто в пределах одного волокна наблюдалось существенное изменение тинкториальных характеристик. Возрастание индекса дезорганизации волокнистых структур, в которых присутствовал коллаген III типа, было преимущественно связано с различными аргирофильными свойствами волокон на протяжении и, в некоторых случаях, изменениями калибра. 222 Изменение состояние эластического компонента желудка в условиях вывешивания главным образом выражалось повышением фуксилинофильности внутренней эластической мембраны артерий, а также эластических волокон в серозной и мышечной оболочках (рис. 60-А, 60-Б). Представительство эластических волокон в мышечной пластинке слизистой оболочки, подслизистой и серозной оболочках практически не менялось и возрастало в мышечной оболочке (табл. 68). На протяжении мышечной оболочки и субсерозного слоя серозной оболочки выявлялись резко фуксилинофильные волокна. Таким образом, выявленные изменения структур желудка могут расцениваться как признаки стрессорной реакции, более выраженной по сравнению А Б Рисунок 60. Особенности гистоархитектоники и изменения тинкториальных свойств эластических волокон внеклеточного матрикса интерстиция желудка монгольских песчанок после 30-суточного вывешивания. Фиксация: 10% нейтральный формалин рН=7,4. Методика: окрашивание фуксилином по методу Харта. Увеличение: А– 20х10; Б – 100х10. Обозначения: А – высокая фуксилинофилия эластических волокон мышечной оболочки желудка; Б – возрастание фуксилинофилии эластических волокон в серозной оболочке. 223 с монгольским песчанками, обследованными после космического полета. Об этом свидетельствовали морфофункциональные критерии слизистой оболочки – уровень содержания нейтральных гликопротеинов, состояние покровного и железистого эпителия, распространенность десмолитических процессов. Возможно, такие изменения слизистой оболочки были обусловлены более длительной продолжительностью эксперимента с вывешиванием. Наоборот, уменьшения толщины гладкомышечной ткани и представительства волокнистого компонента в оболочках желудка, обнаруженные после пребывания животных в условиях невесомости, при моделировании ее эффектов в наземных условиях не наблюдались. Таблица 68 Состояние эластических волокон в стенке желудка монгольских песчанок Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Уровень фуксилинофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Мышечная пластинка слизистой оболочки ВК МЭ 0,083±0,008 0,081±0,007 63,2±4,5 57,4±2,8 30,6±2,1 27,3±2,2 6,2±0,5 15,3±1,2* 0,019±0,004 0,024±0,005 Артерии (подслизистая оболочка) ВК МЭ 1,132±0,064 1,142±0,072 7,4±0,3 2,3±0,2* 28,4±3,5 22,3±1,8* 64,2±3,3 75,4±3,6* 0,015±0,004 0,038±0,006* Вены (подслизистая оболочка) ВК МЭ 0,574±0,031 0,617±0,033 34,2±2,9 22,4±2,4* 37,4±2,1 39,3±3,1 28,4±1,7 38,3±2,2* 0,015±0,003 0,051±0,007* Подслизистая оболочка (исключая сосуды) ВК МЭ 0,134±0,012 0,120±0,011 56,8±4,1 40,4±3,1* 33,5±2,7 39,5±3,2* 9,7±0,9 20,1±1,9* 0,015±0,003 0,020±0,002 22,1±1,8 35,6±2,9* 0,018±0,003 0,033±0,004* 53,1±2,7 60,1±2,1* 0,021±0,003 0,034±0,003* Мышечная оболочка ВК МЭ 0,113±0,017 0,144±0,012* 40,5±3,5 29,4±2,2* 37,4±3,5 35,0±2,2* Серозная оболочка ВК МЭ 0,231±0,015 0,222±0,015 10,6±1,4 12,3±1,1 36,3±1,8 27,6±1,8* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент. 224 Глава 3.3. Влияние 14-суточного моделирования физиологических эффектов невесомости с помощью антиортостатического вывешивания на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы крыс. 1. Морфофункциональное состояние печени крыс. 1.1. Обзорная микроскопия. Проведение обзорной микроскопии печени крыс группы виварийного контроля показало, что ее структурная организация характеризовалась типичным строением. Направление печеночных балок в классических дольках печени было ориентировано от области портальных триад к центральной вене. При этом, наиболее четко направление печеночных балок, а также элементов синусоидных кровеносных капилляров прослеживалось в центральных и промежуточных областях классических долек печени. Портальные тракты были представлены междольковыми артерией, веной и желчным протоком, располагающихся в незначительном количестве клеточных и внеклеточных компонентов соединительной ткани. Нарушения гемодинамики не выявлялись, лимфоцитарные инфильтраты были обнаружены только у одного животного в пределах промежуточной зоны долек. В цитоплазме некоторых гепатоцитов выявлялись немногочисленные вакуоли. Большинство гепатоцитов имели умереннооксифильную цитоплазму, в которой обнаруживался мелкозернистый материал. Гепатоциты содержали преимущественно одно ядро, в котором могло располагаться несколько ядрышек (табл. 72). В условиях 14-суточного антиортостатического вывешивания происходило изменение внутридолькового строения печени. У большей части крыс наблюдались признаки дискомплексации, выраженные с различной интенсивностью в зависимости от внутридольковой локализации. Так, если в перицентральной области печеночной паренхимы изменения были не столь значительны, то по мере приближения к портальной триаде они возрастали (табл. 69). В то же время обращали на себя внимание индивидуальные отличия в морфологических картинах печени крыс. У некоторых животных изменения гистоархитектоники печени по критерию индекса дискомплексации были незначительны. Увеличивалась площадь 225 просвета синусоидных капилляров на территории паренхимы, в которых выявлялись форменные элементы крови в большей степени по сравнению с картинами, характерными для животных виварийного контроля. А Б Рисунок 61. Печень крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: 20х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. Прослеживается балочное строение печени; Б – группа 14-суточного вывешивания. Определяются признаки дискомплексации и стаза крови в вене. Таблица 69 Индекс дискомплексации в дольках печени крыс после 14-суточного антиортостатического вывешивания по методике Ильина-Новикова Экспериментальные группы Зоны долек печени Центральная Промежуточная Периферическая Виварийный контроль 0,024±0,003 0,030±0,003 0,086±0,004 Модельный эксперимент 0,039±0,009* 0,057±0,011* 0,112±0,007* Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 226 1.2. Анализ ядерного аппарата гепатоцитов в условиях вывешивания. При определении объемов ядер гепатоцитов крыс виварийной группы оказалось, что наибольшими значениями они характеризовались в центральных и промежуточных областях долек (табл. 70). Размеры ядер гепатоцитов, локализованных вокруг портальной триады, были достоверно меньше. В то же время, необходимо отметить выраженный ядерный полиморфизм в дольках печени вследствие расположения рядом друг с другом ядер, относящихся к различным классам плоидности, показанный и у монгольских песчанок (табл. 72). В дольках печени превалировали одноядерные гепатоциты, наибольшее количество которых локализовалось в перипортальных областях паренхимы печени. Численность двуядерных гепатоцитов была высокой в центральной области паренхимы долек. Гепатоциты, ядра которых были тетраплоидными и октаплоидными, чаще локализовались на территории промежуточной зоны долек печени. Размеры ядрышек, а также их количество было наибольшим у гепатоцитов промежуточной зоны. Анализ материала животных, подвергавшихся антиортостатическому вывешиванию в течение 14 суток, показал, что в промежуточной зоне гепатоциты обладали наиболее крупными ядрами по сравнению с другими зонами долек, что наблюдалось и у животных виварийной группы (табл. 44). Таблица 70 Морфометрические показатели гепатоцитов крыс в эксперименте с 14-суточным антиортостатическим вывешиванием Зоны классической дольки печени Группы животных Центральная Промежуточная Периферическая Объемы ядер (в мкм3) Виварийная группа 220,39±3,89 237,63±5,41 216,20±3,35 Модельный эксперимент 238,56±3,64* 264,42±4,56* 227,44±4,12* 3 Объемы ядрышек (в мкм ) Виварийная группа 4,53±0,15 4,84±0,16 4,31±0,12 Модельный эксперимент 6,35±0,16* 6,54±0,18* 6,25±0,22* 2 Площадь цитоплазмы (в мкм ) Виварийная группа 274,36±5,28 296,24±6,33 256,45±6,11 Модельный эксперимент 314,15±5,77* 320,61±7,14* 294,26±5,49* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 227 Кроме того, полиморфизм ядер гепатоцитов, наблюдаемый у животных группы виварийного контроля, приобретал более выраженный характер, поскольку более многочисленными становились крупные ядра, имеющие высокую плоидность. Видимо, это послужило причиной достоверного возрастания объемов ядер в каждой зоне долек печени, с наибольшей динамикой в гепатоцитах вокруг центральной вены. Численность двуядерных гепатоцитов значительно снижалась в центральных и промежуточных территориях долек печени (табл. 72). Во всех областях долек печени происходило достоверное возрастание объемов ядрышек. Обращало на себя внимание значимое увеличение численности ядрышек, с наибольшей степенью в гепатоцитах промежуточной зоны. Отражением интенсификации синтетических процессов в гепатоцитах свидетельствовала также большая частота прилежания ядрышка к ядерной оболочке (табл. 73). Таким образом, результаты изучения ядерного аппарата гепатоцитов крыс свидетельствовали о существенном возрастании функциональной активности паренхимы печени после пребывания в условиях 14-суточного антиортостатического вывешивания. Таблица 72 Соотношение гепатоцитов с различным содержанием ядер в классических дольках печени крыс (в %) Экспериментальные группы животных Виварийная группа Модельный эксперимент Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты Центральная зона 83,6±1,5 16,4±0,7 86,9±3,4 13,1±1,2* Промежуточная зона Виварийная группа 85,9±2,3 14,1±0,5 Модельный эксперимент 87,5±2,58 12,5±0,8* Периферическая зона Виварийная группа 87,6±2,2 12,4±0,4 Модельный эксперимент 88,4±3,2 11,6±0,7 Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 228 Таблица 73 Характеристика ядрышкового аппарата гепатоцитов крыс в эксперименте с 14-суточным антиортостатическим вывешиванием Группа животных Зоны классических долек печени Центральная Промежуточная Периферическая Среднее количество ядрышек в ядрах Одноядерные гепатоциты Виварийная группа 1,52±0,12 1,72±0,08 1,50±0,04 Модельный эксперимент 1,83±0,11* 1,78±0,12 1,74±0,10* Двуядерные гепатоциты Виварийная группа 1,48±0,05 1,78±0,02 1,34±0,03 Модельный эксперимент 2,07±0,15* 2,54±0,13* 1,93±0,12* Частота прилежания ядрышек к кариолемме (в %) Одноядерные гепатоциты Виварийная группа 8,2±0,4 10,3±0,7 7,1±0,5 Модельный эксперимент 14,2±1,1* 16,4±1,2* 12,1±0,9* Двуядерные гепатоциты Виварийная группа 9,3±0,3 12,4±0,5 10,2±0,6 Модельный эксперимент 15,2±1,2* 17,3±1,1* 14,8±0,7* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля. 1.3 Исследование содержания цитоплазматической РНК. При исследовании содержания РНК в цитоплазме клеток паренхимы печени у крыс интактной группы было обнаружено, что гепатоциты каждой зоны печеночных долек обладали характерными параметрами в зависимости от внутридольковой локализации: оптическая плотность их цитоплазмы была наибольшей в промежуточной области, снижаясь в центральных и перипортальных территориях (табл. 74). Двуядерные гепатоциты обладали более высоким уровнем РНК по сравнению с одноядерными клетками, вне зависимости от расположения на протяжении паренхимы долек (табл. 74). К завершению 14-суточного вывешивания, по сравнению с показателями крыс группы виварийного контроля, наблюдалось достоверное возрастание базофилии цитоплазмы гепатоцитов (табл. 74). При этом содержание РНК в 229 одноядерных клетках центральной и промежуточной зон долек существенно повышаясь, достигало уровня двуядерных гепатоцитов, что являлось отличием от показателей животных группы виварийного контроля. Наибольшая динамика возрастания содержания РНК в цитоплазме выявлялась у одноядерных гепатоцитов, локализованных в периферической зоне долек печени, превышая показатели оптической плотности цитоплазмы двуядерных гепатоцитов (табл. 74). Таким образом, гепатоциты виварийных крыс, судя по содержанию РНК в цитоплазме, характеризуются различным уровнем биосинтетических процессов с более высокой интенсивностью в двуядерных клетках. Это согласуется с имеющимися сведениями о функциональных особенностях гепатоцитов, содержащих более одного ядра (Guidotti J.E. et с., 2003). В то же время, полученные данные свидетельствуют о способности одноядерных гепатоцитов существенно наращивать свой биосинтетический потенциал. В частности, это проявляется уровнем РНК в цитоплазме, который в экспериментальных условиях иногда достигал значений, характерных для двуядерных клеток, либо превышал их. При этом, очевидна тесная корреляция с возрастанием функциональной активности ядерного аппарата, что позволяет сделать вывод о сопряженности в гепатоцитах процессов транскрипции и трансляции при моделировании условий 14-суточной невесомости. Таблица 74 Уровень базофилии в единицах экстинкции (оптической плотности) цитоплазмы одно- и двуядерных гепатоцитов в различных зонах печеночных долек Экспериментальные группы Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты животных Центральная зона долек Виварийная группа 0,575±0,005 0,612±0,007 Модельный эксперимент 0,628±0,011* 0,637±0,005* Промежуточная зона долек Виварийная группа 0,605±0,007 0,633±0,018 Модельный эксперимент 0,661±0,008* 0,664±0,009* Периферическая зона долек Виварийная группа 0,577±0,008 0,602±0,006 Модельный эксперимент 0,647±0,010* 0,622±0,008* Условные обозначения: * – p<0,05 в сравнении с показателями животных виварийной группы. 230 1.4. Исследование содержания гликогена в печени крыс. У животных группы виварийного контроля в печени обнаруживались индивидуальные различия содержания гликогена в дольках печени. Определенная закономерность заключалась в том, что гепатоциты с наибольшим содержанием полисахарида располагались преимущественно в промежуточной зоне долек, тогда как в направлении к портальной триаде или центральной вене локализовались клетки с меньшим количеством гликогена (рис. 62-А). Однако наблюдался и центральный тип расположения гликогена в дольке, при котором его количество постепенно уменьшалось в направлении от центральной вены к периферическим отделам дольки. Количественная оценка определения оптической плотности гликогена в цитоплазме гепатоцитов подтвердила результаты визуальной оценки. Наибольшими показателями оптической плотности цитоплазмы обладали клетки промежуточной области дольки, меньшими – клетки из центральной и перипортальной зон (табл. 75). Исследование внутриклеточной организации гликогена показало его присутствие в форме крупных интенсивно окрашенных αгранул величиной до 1 мкм, диффузно расположенных в цитоплазме, и более мелких β-гранул, которые локализовались отдельно или формировали скопления. Иногда α-гранулы обнаруживались преимущественно в периферической зоне цитоплазмы или, наоборот, идентифицировались в ее перинуклеарной области. Имела место определенная закономерность внутриклеточного накопления гранул гликогена: в цитоплазме некоторых гепатоцитов полисахарид обнаруживался исключительно в форме α-гранул, либо только в виде β-гранул, однако в большей части клеток присутствовали как крупные, так и более мелкие гранулы (рис. 62-Б, 62-В, 62-Г). В сравнении с одноядерными, двуядерные гепатоциты содержали гликоген в большем количестве только в периферических областях долек (табл. 75) После 14-суточного антиортостатического вывешивания в печени крыс обнаруживалось существенное снижение содержания гликогена в каждой зоне дольки (табл. 75). Гликоген сохранялся преимущественно в гепатоцитах, расположенных в центре долек вокруг v.centralis, тогда как в клетках промежуточной зоны и, особенно, перипортальной территории выявляемый полисахарид подвергался выраженной редукции (рис. 62-Д, табл. 75). 231 Рисунок 62. Гликоген печени крыс. Фиксатор: смесь Россмана. Методика: ШИК-реакция с димедоном. Увеличение: А - 20х10; Б, В, Г, Е – 100х10; Д – 10х10. Обозначения: А-Г – виварийный контроль. Д-Е – 14-суточное вывешивание. А – большее содержание гликогена в гепатоцитах промежуточной зоны; Б – определяются α-гранулы гликогена; В – идентифицируются β-гранулы гликогена; Г – солокализация в гепатоците α- и β-гранул гликогена; Д – снижение содержания гликогена, прежде всего, в периферических и промежуточных территориях долек; Е – гетерогенность содержания гликогена смежными гепатоцитами. 232 Таблица 75 Оптическая плотность цитоплазмы одно- и двуядерных гепатоцитов в различных зонах классических долек печени крыс Экспериментальные группы животных Виварийная группа Модельный эксперимент Центральная зона Одноядерные гепатоциты Двуядерные гепатоциты 0,654±0,015 0,644±0,018 0,424±0,012* 0,412±0,024* Промежуточная зона Виварийная группа 0,698±0,014 0,716±0,011 Модельный эксперимент 0,304±0,021 0,386±0,024 Периферическая зона Виварийная группа 0,557±0,027 0,648±0,023 Модельный эксперимент 0,315±0,014* 0,328±0,016* Условные обозначения: * – p<0,05 в сравнении с показателями виварийных животных. Возрастала частота встречаемости гепатоцитов, цитоплазма которых была полностью лишена гликогена. В этой связи формировалась выраженная гетерогенность содержания гликогена смежными гепатоцитами. В цитоплазме клеток выявлялись преимущественно альфа-гранулы, расположенные без определенной упорядоченности (рис. 62-Е). Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что имеющиеся зональные особенности гепатоцитов по содержанию гликогена подчеркивают неравнозначность их участия в адаптивных процессах печени. Общей направленностью содержания гликогена в печени следует считать его снижение в условиях антиортостатического вывешивания, что отражает активную степень вовлеченности органа в процессы адаптации к условиям 14-суточного моделирования невесомости. 1.5. Исследование волокнистого компонента соединительной ткани печени крыс. 1.5.1. Состояние коллагеновых волокон. внеклеточного матрикса В группе крыс виварийного контроля при окрашивании по методу ван Гизон коллагеновые волокна преимущественно идентифицировались в области портальных триад (рис. 63-А) и формировали разнокалиберные пучки, которые не распространялись на территорию паренхимы долек печени. В гораздо меньшей 233 Таблица 76 Состояние коллагеновых волокон интерстиция печени крыс Индекс содержания (в усл.ед.) Группы ВК МЭ 0,956±0,044 0,962±0,027 ВК МЭ 0,913±0,027 0,931±0,056 ВК МЭ 0,915±0,034 0,992±0,032* ВК МЭ 1,134±0,071 1,182±0,075 ВК МЭ 0,118±0,016 0,187±0,023* Уровень фуксинофилии Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Артерия1 24,2±1,9 60,2±4,3 15,6±1,1 18,4±1,3* 61,2±3,3 20,4±1,5* Вена1 40,3±3,5 44,1±3,4 15,6±1,2 30,1±1,8* 49,6±3,5 20,3±2,1* 1 Желчный проток 10,2±1,1 69,4±4,3 20,4±1,7 8,6±0,9 63,8±5,4 27,6±2,5* Соединительная ткань1 20,6±1,2 61,0±3,9 18,4±1,1 21,2±1,5 53,2±3,1* 25,6±1,9* Центральная вена 54,2±3,7 41,4±3,2 4,4±0,3 48,3±2,9 43,3±2,9 8,4±0,7* 0,019±0,005 0,023±0,009 0,020±0,011 0,019±0,009 0,024±0,004 0,029±0,005 0,022±0,003 0,028±0,005 0,014±0,005 0,024±0,003* Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного 1 контроля; - структуры портальной триады; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент с 14-суточным вывешиванием. степени коллагеновые волокна обнаруживались в области периметра центральной вены (рис. 63-Б), не обладая четкой направленностью. В условиях вывешивания основные изменения состояния коллагеновых волокон затрагивали их тинкториальные характеристики. Вне зависимости от локализации, фуксинофилия волокнистых структур возрастала. Содержание волокон увеличивалось вокруг желчных протоков, в остальных структурах портальной триады имелась только тенденция к возрастанию. Кроме того, увеличивалась численность коллагеновых волокон в структурах центральных вен вместе с повышением индекса дезорганизации вследствие процессов гомогенизации (табл. 76). Таким образом, условия 14-суточного вывешивания отражались главным образом на состоянии тинкториальных свойств коллагеновых волокон, и не приводили к существенному изменению их представительства в интерстиции печени. 234 Рисунок 63. Интерстиций печени крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика окрашивания: пикрофуксин - железный гематоксилин по методу ван Гизон. Увеличение: А, В - 40х10; Б, Г - 60х10. Обозначения: А, Б - виварийный контроль. А – коллагеновые волокна идентифицируются в структурах портальной триады; Б – неравномерное окрашивание периметра центральной вены; В, Г – группа модельного эксперимента с 14-суточным антиортостатическим вывешиванием. В – возрастание фуксинофилии в области интерстиция триады. Г – обнаруживается высокая фуксинофилия стенки центральной вены. 235 1.5.2. Состояние ретикулярных волокон. Ретикулярные волокна, в которых присутствует коллаген III типа, в интерстиции печени крыс были представлены гораздо более широко в сравнении с волокнистыми структурами, образованными коллагеном I типа. Они входили в состав не только портальных триад и центральных вен, но и сопровождали печеночные балки в дольках печени. В своем большинстве ретикулярные волокна обладали умеренной аргирофилией, однако встречались волокна и с высоким сродством к ионам серебра. В то же время в импрегнированных препаратах выявлялись выраженные индивидуальные отличия в содержании ретикулярных волокон, плотности их распределения в паренхиме, а также тинкториальных свойствах. Интенсивная аргирофилия структур стенок центральных и портальных вен была непостоянна, при этом различия уровня импрегнации могли наблюдаться и на протяжении наружной оболочки вен. Около портальных вен, как правило, распределялись короткие импрегнированные волокнистые элементы. Система ретикулярных волокон в структурах долек печени была значительно развита только у одной крысы. У большинства животных в паренхиме печени распределялись короткие, не анастомозирующие друг с другом волокнистые фрагменты различной степени аргирофилии (рис. 64-А, Б). Иногда определись поля, в которых система ретикулярных волокон была редуцирована и практически не идентифицировалась. В условиях 14-суточного вывешивания следует отметить разносторонние реакции системы ретикулярных волокон (рис. 64-В, 64-Г). Прежде всего, отмечалось возрастание структур большинства у аргирофилии животных. волокнистых соединительнотканных Импрегнированность стенок сосудов подвергалась выраженным индивидуальным вариациям в широких пределах. Обращало на себя внимание формирование по ходу синусоидных капилляров сети мелкокалиберных ретикулярных волокон, отсутствующих в печени крыс группы виварийного контроля (рис. 64-В). В некоторых случаях выявлялись длинные ретикулярные волокна, анастомозирующие друг с другом на всей территории внутридольковой паренхимы печени. Наибольшую интенсивность пролиферация ретикулярных волокон приобретала в центральных и промежуточных областях классических долек печени (рис. 64-В, 64-Г). 236 Рисунок 64. Ретикулярные волокна в интерстиции печени крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: импрегнация по методу Фута. Увеличение: 40х10. Обозначения: А, Б – виварийный контроль. Определяется слабое развитие ретикулярных волокон в центральных (А) и промежуточной (Б) областях долек печени. В, Г – группа модельного эксперимента с 14-суточным антиортостатическим вывешиванием. Усиление образования ретикулярного остова в центральной (В) и промежуточной (Г) областях дольки печени. Об этом свидетельствовала плотность распределения волокнистых структур и значения индекса содержания (табл.77). Иногда тонкие ретикулярные волокна образовывали петлистые структуры. Определялась фрагментация ретикулярных 237 волокон, изменение их контуров на протяжении, и различия уровня аргирофилии. Таким образом, 14-суточное антиортостатическое вывешивание крыс приводило к усилению представительства анатомической сети ретикулярных волокон в классических дольках печени крыс вместе с изменением их тинкториальных характеристик. Таблица 77 Состояние ретикулярных волокон в межклеточном матриксе соединительной ткани печени крыс Группы Индекс содержания (в усл.ед.) ВК МЭ 0,515±0,032 0,684±0,062* ВК МЭ 0,314±0,030 0,428±0,047* ВК МЭ 0,628±0,043 0,784±0,053* ВК МЭ 1,342±0,020 1,564±0,043* ВК МЭ 1,584±0,075 1,619±0,058 ВК МЭ 1,613±0,102 1,724±0,093 ВК МЭ 1,834±0,152 2,025±0,106 ВК МЭ 1,579±0,087 1,684±0,102 Уровень аргирофилии Низкий Умеренный Высокий Портальная зона долек печени 15,4±1,2 60,1±3,9 24,5±2,2 9,2±0,8* 64,5±3,0 26,3±2,4 Промежуточная зона долек печени 28,2±2,6 53,4±3,7 18,4±1,5 23,3±1,9* 52,3±3,1 24,4±2,2* Центральная зона долек печени 20,9±1,7 60,3±4,0 18,8±2,3 15,1±1,3* 58,6±3,6 26,3±2,1* Центральная вена 29,6±2,7 53,3±3,0 17,1±1,4 19,3±1,5* 62,4±2,5* 18,3±1,8 1 Артерия 31,1±2,7 50,3±3,4 18,6±1,5 17,3±1,5* 62,4±3,7* 20,3±1,8 1 Вена 17,0±1,2 57,4±4,2 25,6±2,2 20,3±2,1 51,5±2,6* 28,2±1,9 1 Желчный проток 19,6±1,4 57,2±2,4 23,2±2,0 15,0±1,1* 58,6±2,2 26,4±2,5 Соединительная ткань1 22,1±1,0 52,3±2,6 25,6±1,7 16,3±1,5* 56,3±1,4 27,4±1,8 Индекс дезорганизации (в усл.ед.) 0,014±0,004 0,018±0,003 0,012±0,004 0,025±0,003* 0,020±0,002 0,032±0,003* 0,015±0,002 0,024±0,005* 0,017±0,003 0,022±0,004 0,022±0,005 0,026±0,003 0,023±0,005 0,018±0,003 0,023±0,004 0,019±0,003 Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; 1 - структуры портального тракта; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент, 14-суточное антиортостатическое вывешивание. 238 1.5.3. Состояние эластических волокон. При изучении материала крыс виварийной группы было выявлено, что положительное окрашивание фуксилином определялось в стенках артерий, междольковых и центральных вен, а также желчных протоках портальных триад (рис. 65-А, 65-Б). При этом, если структуры портальной триады окрашивались постоянно, то в центральной вене идентифицировались только определенные участки, обладающие фуксилинофильными свойствами, которые иногда характеризовались интенсивной степенью окрашивания. В части периметра центральных вен эластические структуры не выявлялись. После 14-суточного антиортостатического вывешивания у некоторых животных наблюдались изменения архитектоники эластических компонентов в артериях портальных триад. Степень окрашивания оболочек междольковых артерий и вен усиливалась вместе с уровнем сродства к красителю структур центральных вен, хотя у большинства животных сохранялось неравномерная фуксинофилия их оболочек. Таблица 78 Состояние эластических волокон в интерстиции печени крыс Группы Индекс содержания (в усл.ед.) ВК МЭ 1,342±0,104 1,316±0,081 ВК МЭ 0,887±0,062* ВК МЭ 0,454±0,036 0,528±0,051* ВК МЭ 0,434±0,056 0,417±0,034 ВК МЭ 0,105±0,012 0,141±0,020* 0,714±0,047 Уровень сродства к красителю (в%) Низкий Умеренный Высокий Междольковая артерия1 16,2±1,5 40,6±3,1 43,2±3,5 14,8±1,2 31,0±3,1* 54,2±3,6* Междольковая вена1 41,3±3,2 45,4±3,5 13,3±0,7 25,6±2,2* 56,0±3,2* 18,4±1,2* Желчный проток1 47,2±3,1 37,2±2,1 15,6±1,2 48,4±2,9 27,2±2,5 24,4±1,1* Соединительная ткань1 52,4±3,6 39,2±3,1 8,4±0,7 42,3±4,1* 46,9±3,2 10,8±1,2* Центральная вена 54,7±3,3 34,7±3,0 10,6±0,9 42,1±3,2* 41,3±2,7 16,6±1,5* Индекс дезорганизации (в усл.ед.) 0,015±0,004 0,036±0,007* 0,020±0,004 0,027±0,002* 0,015±0,004 0,018±0,003 0,015±0,003 0,026±0,004* 0,015±0,004 0,023±0,003* Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; 1 - структуры портального тракта; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент с 30-суточным вывешиванием. 239 Содержание эластических волокон достоверно возрастало в венах печени: междольковых и центральных, а также в адвентиции желчных протоков (рис. 65-В, 65-Г). Нередко эластические волокна начинали пролиферировать от некоторых центральных вен в паренхиму печени, что не наблюдалось у животных виварийной группы. Рисунок 65. Эластические волокна в интерстиции печени крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание фуксилином по методу Харта. Увеличение: А, В - 60х10; Б, Г – 40х10. Обозначения: А, Б – виварийная группа. Неравномерно выраженная фуксилинофилия структур центральной вены (А) и желчного протока (Б). В, Г – группа 14-суточного антиортостатического вывешивания. Отмечается возрастание фуксилинофилии и количества эластических волокон в стенке центральной вены (В) и компонентах портальных триад (Г). 240 Вместе с количеством эластических волокон в адвентиции желчных протоков обнаруживалось и увеличение сродства компонентов эластических волокон к фуксилину (табл. 78). Таким образом, 14-суточное вывешивание приводило к формированию изменений тинкториальных свойств эластических волокон в межклеточном матриксе соединительной ткани печени, повышению их образования в венозном отделе сосудистой системы и появлению признаков дезорганизации внутренней эластической мембраны междольковых артерий. 1.6. Исследование аморфного компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани портальных триад печени крыс. При исследовании аморфного компонента интерстиция печени в области портальных триад у виварийных животных были установлены характерные значения оптической плотности при выявлении нейтральных гликопротеидов и гиалуроновой кислоты (табл. 79). Вывешивание крыс вызывало тенденцию к возрастанию количества нейтральных гликопротеидов в соединительной ткани портальных триад и достоверное повышение уровня гиалуроновой кислоты. Таблица 79 Оптическая плотность аморфного компонента межклеточного вещества в области портальных триад печени крыс (в усл.ед.) Группы животных Гиалуроновая Нейтральные кислота гликопротеины Виварийная группа 0,414±0,034 0,356±0,034 Модельный эксперимент 0,516±0,028* 0,382±0,031 Условные обозначения: * - p<0,05 в сравнении с показателями виварийных животных. 1.7. Популяция тучных клеток в интерстиции печени крыс. Общее количество тучных клеток в печени крыс при окрашивании полихромным методом превышало аналогичные показатели у монгольских песчанок (рис. 66-А, 66-Б; табл. 80). При этом в структуре популяции 241 соединительнотканных тканевых базофилов по критерию зрелости гепарина преобладали формы, в которых содержался преимущественно полностью этерифицированный полисахарид. Наименьшее количество лаброцитов только начинало биосинтез гепарина и содержало в цитоплазме преимущественно альциановофильный материал, представляющий собой несульфатированный предшественник гепарина. После антиортостатического вывешивания в течение 14 суток общее количество тучных клеток достоверно возрастало (рис. 66-В; табл. 80). В то же время, становилось очевидным изменение структуры популяции тканевых базофилов печени: снижалось их количество с альциановофильной цитоплазмой и увеличивалось представительство клеток, содержащих зрелый гепарин. Пул тучных клеток, в которых локализовался этерифицированный гепарин наравне с неполностью сульфатированным, также достоверно снижался по сравнению с показателями животных группы виварийного контроля. Существенно усиливалась интенсивность экзоцитоза тучных клеток (рис. 66-Г). Секреторные гранулы выявлялись на значительном расстоянии от места дегрануляции, свободно распределяясь в строме портальных трактов. Следует отметить большую частоту солокализации лаброцитов с кровеносными сосудами – артериями и венами. Таблица 80 Содержание тканевых базофилов в интерстиции портальных триад печени крыс в зависимости от уровня этерификации гепарина (методика – полихромное окрашивание по Catini C.L.) Показатели тканевых Виварийный контроль Вывешивание Общее количество (на п/з) 0,484 ± 0,043 0,628 ± 0,041* Альциановопозитивные (в %) 15,6 ± 2,4 10,3 ± 0,7* Смешанные (в %) 31,2 ± 3,3 22,5 ± 2,1* Крезилпозитивные (в %) 53,2 ± 4,5 67,2 ± 3,4* базофилов Условные обозначения: * – р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля. 242 Таким образом, антиортостатическое вывешивание в течение 14 суток в первую очередь приводило к качественным перестройкам тканевых базофилов печени крыс для развития адаптивных процессов в печени. Вероятно, что именно состоятельность популяции тучных клеток в условиях 14-суточного вывешивания поддерживала местный гомеостаз на необходимом уровне, препятствуя формированию отеков в соединительной ткани печени. Рисунок 66. Тучные клетки интерстиция печени крыс. Фиксатор: 10% нейтральный забуференный формалина, pH 7,4. Методика: полихромное окрашивание тканевых базофилов по методике Catini C.L. Увеличение: А – 20х10; Б, Г – 100х10; В – 40х10. Обозначения: А, Б – виварийный контроль. А – тучные клетки локализованы в строме портальной триады; Б – недегранулированные тучные клетки, одна из которых локализована рядом с веной; В, Г – антиортостатическое вывешивание, 14 суток; В – возрастание численности тучных клеток в соединительной ткани портальной триады; Г – экзоцитоз секреторных гранул тучных клеток в перидуктальный внеклеточный матрикс портальной триады печени. 243 2. Морфофункциональное состояние тощей кишки крыс. 2.1. Обзорная микроскопия. В тощей кишке крыс виварийного контроля обнаружена характерная для грызунов стратификация (рис. 67-А). Слизистая формировала высокие ворсины, покрытые однослойным цилиндрическим каемчатым эпителием. Высота эпителиального пласта постепенно увеличивалась в направлении от нижней трети ворсины к верхней части (табл. 81). При проведении морфометрического анализа было установлено, что длина ворсин составляла 412,4±16,8 мкм, глубина крипт 128,1±8,4 мкм. Численность бокаловидных экзокриноцитов несколько превышала десятую часть от количества всех клеток эпителиального пласта ворсин (табл. 82). При этом большинство из них находилось в состоянии накопления и синтеза слизистого секрета (табл.82). В основе ворсин располагалась рыхлая неоформленная соединительная ткань – собственная пластинка слизистой оболочки, которая соприкасалась с мышечной пластинкой слизистой оболочки, образованной пластами гладких миоцитов. Далее четко оформленная подслизистая оболочка формировала тонкий слой, представленный преимущественно соединительной тканью с элементами сосудистого русла. Таблица 81 Морфометрические показатели структур стенки тощей кишки крыс (в мкм) Структуры стенки тощей кишки Виварийный контроль Вывешивание 412,4±16,8 352,4±20,2* Эпителий верхней трети ворсин 35,2±2,4 27,6±2,2* Эпителий средней трети ворсин 33,4±1,9 26,9±2,3* Эпителий нижней трети ворсин 28,1±1,2 22,7±18* Глубина крипт 128,1±8,4 78,3±5,6* Подслизистая оболочка 30,4±2,5 32,2±2,4 Мышечная оболочка 106,3±5,6 107,4±8,6 Длина ворсин Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с показателями группы виварийного контроля. 244 Хорошо развитая мышечная оболочка была образована продольным и поперечным слоями гладких миоцитов, между которыми определялись элементы интерстиция и нервной ткани. Серозная оболочка покрывала стенку тощей кишки (рис. 67-А). После 14-суточного антиортостатического вывешивания становились очевидными изменения гистоархитектоники слизистой оболочки тощей кишки крыс. Об этом свидетельствовали различия высоты ворсин и существенное укорочение части из них, что приводило к достоверным отличиям по сравнению с виварийным контролем (табл. 81). У большинства животных определялись признаки выраженного отторжения эпителия от стромы в верхней трети ворсин. В просвете кишки определялось большое количество слущенного эпителия и эпителиальных трубочек, отсутствующих в материале виварийных крыс. У некоторых экспериментальных животных практически весь эпителий, покрывающий верхнюю треть ворсин, подвергался десквамации в просвет кишки (рис. 67 – Б, В). Кроме того, происходили процессы ослизнения в связи с выраженным увеличением численности популяции бокаловидных эпителиоцитов в слизистой оболочке, как на ворсинах, так и в криптах (рис. 67 – В, Г, Д; табл. 82). Обнаруживалась существенная активизация функции бокаловидных клеток, которая выражалась в интенсификации выведения секрета на поверхность слизистой оболочки (табл. 82). Таблица 82 Состояние бокаловидных клеток в эпителии слизистой оболочки тощей кишки крыс после 14-суточного вывешивания Параметры бокаловидных клеток Виварийный Модельный контроль эксперимент Количество в эпителии ворсин (в %) 10,2±0,4 24,2±1,9* - синтеза 25,3±1,9 12,2±0,9* Стадия секреторного - накопления 38,4±3,0 30,0±2,6* цикла (в %) - выведения 23,3±1,7 35,4±2,9* - опорожнения 5,6±0,6 12,9±1,1* - истощения 7,4±0,8 9,5±0,8 * – p<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля. 245 Рисунок 67. Тощая кишка крыс. Фиксация: 10% забуференный формалин, pH 7,6. Методика: А, Б, В, Е - окрашивание гематоксилином Карацци – эозином; Г, Д – окрашивание альциановым синим. Увеличение: А, Б – 10х10; В – 20х10; Д – 40х10; Е – 100х10. Обозначения: А – виварийный контроль. Типовая стратификация стенки тощей кишки; Б-Е – группа вывешивания. Б – процесс десквамации покровного эпителия ворсин в просвет кишки; В – отслоение призматического эпителия от базальной мембраны, высокое содержание бокаловидных клеток в верхней части ворсин; Г – массивная экструзия секрета из бокаловидных клеток в области десквамации эпителия на вершине ворсин; Д – большое количество бокаловидных клеток в области крипт и ворсин; Е – анафаза митоза в области крипты слизистой оболочки тощей кишки. 246 Такого рода картины свидетельствовали об активации в условиях вывешивания продукции биополимеров, составляющих основную массу слизистого секрета. Высота каемчатого эпителия слизистой оболочки тощей кишки достоверно снижалась обнаруживались (табл. 81). вакуолизация свидетельствуя о В покрывающих цитоплазмы формировании и дистрофических ворсинки картины клетках кариопикноза, изменений. Становились очевидными достоверные изменения толщины слизистой оболочки тощей кишки. Длина ворсинок снижалась аналогично результатам, полученным при изучении слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок, вернувшихся из 12суточного космического полета. Также, наблюдалось уменьшение глубины крипт. Вместе с тем, снижалась и высота эпителиального пласта, покрывающего ворсинки (табл. 56). Анализ митотической активности недифференцированных эпителиоцитов крипт монгольских песчанок группы модельного эксперимента не обнаружил существенных различий с показателями животных виварийного контроля (рис. 67-Е, табл. 83). Следует отметить, что проведение морфометрического анализа не выявило различий в толщине подслизистой оболочки и мышечного слоя крыс группы вывешивания по сравнению с показателями животных виварийного контроля (табл. 81). Таблица 83 Митотическая активность эпителия крипт тощей кишки монгольских песчанок Параметры митотической активности Виварийный контроль Вывешивание Количество митозов (на 2000 кл.) 3,24±0,36 3,14±0,41 Профаза (%) 58,3±4,8 55,6±4,8 Метафаза (%) 28,2±2,3 28,1±2,5 Анафаза (%) 3,1±0,5 3,9±0,6 Телофаза (%) 2,2±0,6 3,1±0,7 Аномальные митозы (%) 8,2±0,9 9,3±1,1 * - p<0,05 по сравнению с показателями группы виварийного контроля. 247 Таким образом, условия 14-суточного антиортостатического вывешивания оказывали определенное неблагоприятное влияние на состояние слизистой оболочки тощей кишки крыс. В большей степени это касалось покровного эпителия. Очевидно, трофическим условия нарушениям вывешивания эпителиального приводили пласта. к В определенным этих условиях активизировалась протективная реакция бокаловидных клеток в виде образования и секреции слизи, обеспечивая состоятельность защитного интестинального барьера на необходимом уровне. Несмотря на возросшую потребность образовании эпителиальных клеток для восполнения в десквамированных, достоверного повышения митотической активности не происходило. Возможно, это было обусловлено состоянием популяции тканевых базофилов, локализованной в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки. 2.2. Анализ состояния волокнистого компонента внеклеточного матрикса. 2.2.1. Коллагеновые волокна. Коллагеновые волокна в стенке тощей кишки крыс выявлялись преимущественно в подслизистой оболочке (рис. 68-А). Они могли образовывать толстые пучки, Тинкториальные которые свойства располагались коллагеновых без видимой волокон упорядоченности. характеризовались преимущественно умеренной фуксинофилией. С меньшей частотой встречались волокна с низким и высоким сродством к красителю. Вместе с тем, очаги фуксинофилии выявлялись и на протяжении мышечной оболочки, в структурах эпимизия мышечных слоев, которые наблюдались у нескольких животных. Кроме того, коллагеновые волокна определялись и в серозной оболочке. В условиях моделирования физиологических эффектов невесомости антиортостатическим вывешиванием в течение 14 суток главным образом менялись тинкториальные свойства коллагеновых волокон и уровень их дезорганизации. Возрастала фуксинофилия волокнистых элементов интерстиция, что могло сочетаться с потерей окрашивания коллагеновых волокон в определенных локусах на протяжении, достоверно изменяя их тинкториальные свойства по сравнению с показателями животных группы виварийного контроля. Отмечалась и гомогенизация волокон в некоторых локусах (рис. 68-Б, 68-В). 248 Таблица 83 Содержание и тинкториальные свойства коллагеновых волокон в подслизистой оболочке тощей кишки крыс (в усл.ед.) Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) ВК 0,142±0,015 12,6±0,8 63,2±3,9 24,2±2,3 0,016±0,003 МЭ 0,155±0,025 20,6±1,6 33,8±3,0* 45,6±4,1* 0,041±0,004 Уровень фуксинофилии (в %) Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент с 14суточным антиортостатическим вывешиванием. А Б В Рисунок 68. Коллагеновые волокна тощей кишки крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание пикрофуксином - железным гематоксилином по методу ван Гизон. Ув.: 40х10. Обозначения: А - виварийный контроль. В подслизистой оболочке локализованы коллагеновые волокна с умеренной фуксинофилией; Б, В – группа 14-суточного антиортостатического вывешивания. коллагеновых волокон, участки выявляются Б снижения – дезорганизация фуксинофилии и гомогенизации; В – возрастание фуксинофилии коллагеновых волокон в подслизистой оболочке. 249 2.2.2. Состояние ретикулярных волокон. В интерстиции тощей кишки крыс ретикулярные волокна были широко представлены. Складывалось впечатление, что в каждой оболочке они образовывали определенный остов, состоящий из аргирофильных волокон и петель, с различной направленностью, толщиной и степенью окрашивания. В собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки ретикулярные волокна образовывали волокнистые элементы стромы ворсин и межкриптальной зоны. При этом характерного расположения ретикулярные волокна в интерстиции ворсин не имели и обладали различной степенью импрегнированности. Наоборот, в межкриптальной строме они имели вид более выраженной сети, простирающейся между криптами и повторяющей ход базальной мембраны покровного эпителия (рис. 69-А). Волокнистая фаза межклеточного матрикса обладала преимущественно средним и высоким уровнями аргирофилии, несмотря на встречающиеся волокна со слабой степенью окрашивания. В мышечной пластинке слизистой оболочки ретикулярные волокна располагались в эндомизии, сопровождая гладкие миоциты в пластах, и характеризовались высокой импрегнированностью. Также широко были представлены ретикулярные волокна в мышечном слое, в котором они входили в состав эндомизия и эпимизия. В составе мышечной оболочки и подслизистой основы ретикулярные волокна обладали более крупным калибром по сравнению с волокнами в слизистой оболочке тощей кишки. Индивидуальные различия в состоянии ретикулярных волокон заключались, прежде всего, в сродстве коллагена III типа к ионам серебра, а также в количественных показателях. В условиях 14-суточного вывешивания крыс прежде всего обращало на себя внимание возрастание степени аргирофилии ретикулярных волокон. В интерстиции ворсин практически не оставалось волокон с низкой степенью импрегнации. Более того, в собственной пластинке слизистой оболочки появлялись признаки фрагментации ретикулярных волокон, что приводило к накоплению фрагментов аргирофильных структур. 250 Рисунок 69. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств ретикулярных волокон в интерстиции ворсинок тощей кишки крыс. Фиксация: 10% нейтральный формалин рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение: А, Б - 40х10; Б – 60х10; В – 100х10. Обозначения: А, В – виварийный контроль. Б, Г – группа 14-суточного антиортостатического вывешивания; А, Б – характерная топография ретикулярных волокон в межкриптальной строме; В – ретикулярные волокна в мышечной оболочке; Г – содержание ретикулярных волокон в мышечной оболочке после модельного эксперимента не претерпевает существенных изменений. В строме ворсин, на которых наблюдались процессы десквамации эпителия, количество ретикулярных волокон снижалось. Однако в целом количество аргирофильных волокон в структурах собственной пластинки тощей кишки достоверно повышалось, достигая отличий от показателей виварийной группы крыс. В меньшей степени аналогичные изменения наблюдались в межкриптальной строме слизистой оболочки тощей кишки (рис. 69-Б). В мышечной пластинке ретикулярные волокна приобретали разнокалиберный вид, однако без признаков 251 Таблица 84 Состояние ретикулярных волокон в стенке тощей кишки крыс Группы Индекс содержания Уровень аргирофилии (в%) Низкий Средний Высокий (в усл. ед.) Индекс дезорганизации (в усл. ед.) Собственная пластинка слизистой оболочки (строма ворсин) ВК 0,214±0,014 10,4±0,8 57,2±3,6 32,4±3,3 0,023±0,004 МЭ 0,245±0,012* 5,6±0,3* 40,2±2,8* 54,2±3,1* 0,057±0,006* Собственная пластинка слизистой оболочки (межкриптальная строма) ВК 0,257±0,021 15,6±0,9 56,7±3,8 27,7±2,0 0,020±0,003 МЭ 0,284±0,015 7,2±0,8* 35,6±3,1* 57,2±2,4* 0,027±0,002* Подслизистая оболочка ВК 0,189±0,015 10,3±0,8 59,3±4,2 30,4±2,9 0,020±0,004 МЭ 0,202±0,019 5,6±0,4* 50,2±3,1* 44,2±3,0* 0,027±0,003 Мышечная оболочка ВК 0,255±0,021 14,0±1,6 40,4±3,4 45,6±4,1 0,018±0,004 МЭ 0,271±0,025 5,3±0,5* 56,2±3,4* 38,5±3,6 0,027±0,002* Серозная оболочка ВК 0,201±0,024 18,6±1,2 51,0±3,9 30,4±2,9 0,015±0,002 МЭ 0,214±0,021 14,3±1,5* 44,5±3,2* 41,2±2,5* 0,021±0,004 * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ВК – виварийный контроль, МЭ – группа 14-суточного вывешивания. фрагментации или гранулярного распада. При этом степень аргирофилии волокон возрастала. Основные изменения состояния ретикулярных волокон в области мышечной оболочки заключались в повышении степени импрегнации, тогда как их количество оставалось на уровне животных группы виварийного контроля (рис. 69Г). Более частыми становились признаки формирования различного калибра волокон на протяжении, с участками истончения и утолщения. Таким образом, модельный эксперимент с 14-суточным антиортостатическим вывешиванием приводил к дезорганизации ретикулярных волокон, которая наиболее интенсивно проявлялась в собственной пластинке 252 слизистой оболочки. Изменение тинкториальных свойств коллагена III типа свидетельствовало о развитии трофических нарушений, очевидно, имеющих различные проявления в зависимости от структуры стенки тощей кишки. Что касается количественного представительства ретикулярных волокон в интерстиции тощей кишки, то следует отметить наличие тенденции к возрастанию их численности, приобретающей достоверный характер в сравнении с показателями виварийных крыс в собственной пластинке слизистой оболочки. 2.2.3. Состояние эластических волокон. Эластические волокна в интерстиции тощей кишки крыс выявлялись в структурах артерий и вен. Наиболее интенсивно окрашивалась внутренняя эластическая мембрана артерий. Кроме того, эластические волокна идентифицировались в подслизистой, мышечной и серозной оболочках, в виде извитых волокон различного калибра (рис. 70-А). Без учета элементов сосудистого русла содержание эластического компонента было наибольшим в серозной оболочке (табл. 85). В условиях вывешивания существенно увеличилось волокнообразование в структурах серозной оболочки вместе с возрастанием фуксилинофилии. В остальных оболочках тощей кишки количество эластических волокон не отличалась от показателей крыс виварийной группы. Во внутренней эластической мембране артерий подслизистой оболочки животных появлялись микролокусы повышенной фуксилинофилии вместе с неокрашенными участками (рис. 70-Б). Возрастало сродство к фуксилину эластических волокон, локализованных в переделах подслизистой оболочки (табл. 85). *** Таким образом, в стенке тощей кишки крыс после 14-суточного пребывания в условиях антиортостатического вывешивания изменения состояния интерстиция заключались прежде идентифицируемых всего, волокон. в изменении В то же тинкториальных время, характеристик уменьшения содержания коллагеновых волокон, в том числе, ретикулярных, в структурах подслизистой и мышечной оболочек не происходило. 253 А Б Рисунок 70. Эластические волокна в интерстиции тощей кишки крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин, pH 7,4. Методика: окрашивание фуксилином по методу Харта. Увеличение: 60х10. Обозначения: А – виварийная группа. Эластические волокна идентифицируются в структурах серозной, мышечной и подслизистой оболочек, в т.ч., артериях и венах. Б – группа 14-суточного антиортостатического вывешивания. Обнаруживается неравномерность окрашивания внутренней эластической мембраны артерии, изменение фуксилинофилии. Таблица 85 Содержание и тинкториальные свойства эластических волокон в стенке тощей кишки крыс Группы Индекс содержания (усл.ед.) Уровень фуксилинофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Артерии (подслизистая оболочка) ВК МЭ ВК МЭ 5,4±0,3 32,2±2,4 62,4±3,3 15,6±1,7* 16,6±1,2* 67,8±4,2 Вены (подслизистая оболочка) 0,529±0,031 20,4±1,7 52,3±3,2 27,3±2,1 0,544±0,037 26,6±1,5* 37,8±3,0* 35,6±1,7* Подслизистая оболочка (кроме сосудов) 0,067±0,008 60,4±3,1 37,0±2,5 12,6±2,5 0,075±0,006 50,3±1,7* 33,3±1,6* 16,4±0,8* Мышечная оболочка 0,038±0,005 58,3±2,1 31,1±1,2 10,6±0,7 0,044±0,005 50,2±2,2* 37,1±2,3* 12,7±1,4 ВК МЭ Серозная оболочка 44,2±2,5 20,2±1,7 35,6±2,0 29,1±1,5* 36,7±2,8* 34,2±1,8 ВК МЭ ВК МЭ 1,124±0,073 1,023±0,054 0,071±0,007 0,094±0,003* 0,015±0,002 0,043±0,005* 0,021±0,004 0,040±0,003* 0,015±0,004 0,018±0,003 0,015±0,005 0,020±0,006 0,015±0,004 0,024±0,004* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент. 254 Достоверные количественные изменения содержания волокнистого компонента происходили преимущественно по отношению к ретикулярным волокнам слизистой оболочки, что являлось, видимо, результатом выполнения интегрирующей и защитной функций. Обращает на себя внимание определенное сходство выявленных изменений в условиях 14-суточного вывешивания крыс с картинами, обнаруженными у монгольских песчанок в аналогичном эксперименте, что свидетельствует о существовании стереотипной реакции интерстиция на условия вывешивания, зависящей от продолжительности моделирования. 2.3. Популяция тучных клеток в стенке тощей кишки. 2.3.1. Исследование тканевых базофилов в градиенте рН при окрашивании толуидиновым синим. Оценка параметров популяции тканевых базофилов в градиенте рН производилась в соответствии с особенностями их топографии в стенке тощей кишки. Распределение типичных тучных клеток в субсерозном интерстиции, эндомизии и подслизистой оболочке характеризовалось равномерностью, но при анализе в градиенте рН были выявлены некоторые особенности (табл. 86). При рН буферного раствора =3,0 больше тканевых базофилов локализовалось в субсерозном интерстиции, меньшее их количество располагалось в мышечной и подслизистой оболочках. При рН буферного раствора =4,4 было идентифицировано примерно столько же тучных клеток, сколько было выявлено при рН=3,0, однако их распределение в кишечной стенке было иным. Происходило увеличение числа клеток в направлении от мышечной оболочки к подслизистой оболочке. Исследование тканевых базофилов при значении буферного раствора с рН=5,6 подтвердило тенденцию изменения содержания лаброцитов с различным уровнем сульфатированности гепарина в зависимости от расположения в стенке тощей кишки. Отмечалось снижение содержания тканевых базофилов в субсерозном слое серозной оболочки и увеличение числа в мышечной и подслизистой оболочках. 255 Таблица 86 Содержание тканевых базофилов в интерстиции стенки тощей кишки крыс. Методика - окрашивание толуидиновым синим в градиенте рН рН фталатного буфера Зоны интерстиция тощей кишки Экспериментальные группы Виварийный контроль Вывешивание на поле на поле % % зрения зрения Собственная пластинка слизистой оболочки 3,0 4,4 5,6 96,7 2,534±0,122 90,8 Подслизистая оболочка 2,735±0,154 0,033±0,002 1,1 0,083±0,004* 2,9 Мышечная оболочка 0,023±0,003 0,8 0,084±0,003* 3,1 Серозная оболочка 0,040±0,003 1,4 0,090±0,004 3,2 Всего в стенке кишки 2,831±0,161 100 2,791±0,184* 100 Собственная пластинка слизистой оболочки 1,160±0,075 90,4 1,118±0,032 80,2 Подслизистая оболочка 0,078±0,005 6,1 0,152±0,013* 10,9 Мышечная оболочка 0,015±0,002 1,2 0,047±0,005* 3,4 Серозная оболочка 0,030±0,002 2,3 0,077±0,007* 5,5 Всего в стенке кишки 1,283±0,084 100 1,394±0,065* 100 Собственная пластинка слизистой оболочки 0,685±0,056 82,8 0,428±0,015* 64,7 Подслизистая оболочка 0,085±0,007 9,7 0,114±0,008* 17,2 Мышечная оболочка 0,034±0,002 4,1 0,064±0,002* 9,7 Серозная оболочка Всего в стенке кишки 0,028±0,004 3,4 100 0,056±0,005* 0,662±0,053* 8,4 100 0,827±0,051 Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля. Таким образом, очевидна определенная зависимость между уровнем этерификации биополимеров тканевых базофилов и структурами оболочек стенки тощей кишки крыс. В интерстиции серозной оболочки распределялось относительно большее число тучных клеток с низкосульфатированным гепарином, тогда как более зрелые с метаболической точки зрения тканевые базофилы локализовались в подслизистой и мышечной оболочках тощей кишки. 256 При изучении возрастной структуры популяции типичных тучных клеток было обнаружено большее выявление юных форм при использовании рН фталатного буфера 3,0 во всех структурах тощей кишки крыс (табл. 87). С возрастанием рН количество юных тучных клеток снижалось, а зрелых, наоборот, возрастало. Наибольшее содержание зрелых тканевых базофилов было выявлено в структурах подслизистой оболочки при рН=5,6. Количество старых тучных клеток, обладающих вытянутой формой практически без признаков выявления ядерных структур, в мышечной и подслизистой оболочках при рН=4,4 и =5,6, было достаточно низким. Определение морфофункциональных форм типичных тканевых базофилов показало, что при высоких значениях рН буферного раствора во время окрашивания среди недегранулированных преобладали клетки с компактной цитоплазмой, тогда как при снижении рН доминирующими становились лаброциты с гранулированной цитоплазмой. Такая закономерность прослеживалась в подслизистой и мышечной оболочках тощей кишки крыс (табл. 88). Среди недегранулированных тучных клеток, мигрирующих по серозной оболочке, содержание компактных и гранулированных форм при рН=3,0 было примерно равным, а при более высоких рН доминировали компактные формы (табл. 88). В механизмах соединительнотканных либерализации тучных клеток продуктов преобладал лизис биосинтеза гранул. у Причем интенсивность лизиса была наибольшей среди тучных клеток с наименее этерифицированными продуктами биосинтеза, по мере усиления степени их зрелости повышалась частота экзоцитоза гранул (табл. 88). Аналогичным образом содержание постклеточных структур – цитопластов, преимущественно определялось в подслизистой оболочке и мышечной оболочках при использовании рН буферного раствора =5,6. В собственном слое слизистой оболочки стенки тощей кишки мукозная популяция тучных клеток была представлена мелкими округлыми клетками, содержащими крупные метахроматические гранулы. Особенностью этих мастоцитов являлась топографическая связь со стенками кровеносных и лимфатических сосудов, где они плотно прилегали к базальной мембране эндотелия. 257 Таблица 87 Возрастная структура популяции тканевых базофилов тощей кишки крыс (на п/з, окрашивание толуидиновым синим в градиенте рН) Структура Собственная пластинка слизистой оболочки Значение рН при выявлении 3,0 4,4 5,6 3,0 Подслизистая оболочка 4,4 5,6 3,0 Мышечная оболочка 4,4 5,6 3,0 Серозная оболочка 4,0 5,6 Формы тканевых базофилов Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Юные Зрелые Старые Итого Виварийный контроль Вывешивание 1,574 0,634 0,527 2,735±0,154 0,304 0,642 0,214 1,160±0,075 0,089 0,456 0,140 0,685±0,056 0,019 0,007 0,007 0,033±0,002 0,020 0,042 0,016 0,078±0,005 0,007 0,056 0,022 0,085±0,007 0,023±0,003 0,023±0,003 0,015±0,002 1,830±0,087* 0,350±0,028* 0,354±0,033* 2,534±0,122 0,685±0,049* 0,233±0,017* 0,200±0,018 1,118±0,032 0,086±0,003* 0,294±0,005* 0,048±0,004* 0,428±0,015* 0,083±0,004* 0,083±0,004* 0,111±0,013* 0,041±0,002 0,152±0,013* 0,114±0,008* - 0,015±0,002 0,034±0,002 0,034±0,002 0,033 0,007 0,040±0,003 0,023 0,007 0,030±0,002 0,028±0,004 0,028±0,004 0,114±0,008* 0,084±0,003* 0,084±0,003* 0,047±0,003* 0,047±0,005* 0,064±0,002* 0,064±0,002* 0,090±0,004 0,090±0,004 0,037±0,003* 0,040±0,03* 0,077±0,007* 0,032±0,005* 0,024±0,02 0,056±0,005* Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 258 Часть тучных клеток была локализована вблизи базальной мембраны донных отделов крипт или практически внедрялась между эпителиоцитами. Лаброциты в строме ворсин определялись непостоянно. В зависимости от уровня рН при окрашивании идентифицировалось различное содержание мукозных тканевых базофилов: после окрашивания при рН=3,0 их число было наиболее значительно, по мере увеличения рН их содержание прогрессивно снижалось (табл. 86). Следует отметить определенную закономерность топографии тучных клеток с уровнем этерификации их продуктов биосинтеза. При рН=3,0 большая их часть была в межкриптальной зоне, и меньшее количество располагалось около стенок сосудов и в области базальной мембраны эпителия крипт. При увеличении уровня рН буферного раствора до 4,4 общее выявляемое количество тучных клеток снижалось, при этом их количество в области эпителия крипт практически не менялось. Исследование тканевых базофилов при рН=5,6 позволило идентифицировать большее число тучных клеток, топографически связанных с базальной мембраной эпителиоцитов крипт, тогда как около сосудов они практически не выявлялись. Изучение возрастной структуры мукозных тканевых базофилов показало, что количество юных форм постепенно снижалось вместе с возрастанием рН буферного раствора, в котором выявлялись тучные клетки (табл. 87). Если среди тканевых базофилов с низкой степенью сульфатированности гепарина юные формы являлись доминирующими, то уже при рН = 4,4 их относительное количество значительно понижалось, достигая наименьших показателей при окрашивании в растворе с рН=5,6. Наоборот, зрелые тучные клетки, уступая по относительному количеству юным формам при низком рН, становились преобладающими при рН=4,4 и 5,6, достигая наибольших значений среди тучных клеток с наибольшей степенью этерифицированности продуктов биосинтеза. При оценке гранулообразования и способов выведения гепариноидов в перицеллюлярный интерстиций для мукозных тучных клеток отмечались следующие тенденции. Гранулообразование являлось постоянным признаком популяции независимо от градиента рН. Типичным для тканевых базофилов являлся внутриклеточный лизис гранул, при этом наибольшая частота лизиса 259 Таблица 88 Соотношение слизистых и соединительнотканных тканевых базофилов различного морфофункционального статуса в популяции тощей кишки крыс (в %) рН 3,0 4,4 Морфофункциональный статус тканевых базофилов Гранулированные Подслизистая оболочка Виварийный Вывешивание контроль 22,6±2,3 20,4±1,5 27,3±2,2 20,4±1,7* Компактные 15,3±1,2 10,6±1,0* 15,6±1,1 9,8±0,9* С признаками экзоцитоза Лизированные 8,0±0,9 18,1±1,1* 9,9±0,7 24,2±2,5* 42,7±3,5 46,8±3,1 47,2±4,3 45,6±2,8 С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты 3,0±0,2 1,2 – – 4,6±0,2 1,5 – – 3,8±0,1 1,4 – – Гранулированные 23,4±1,2 15,3±1,5* 14,2±1,3 23,6±1,5* Компактные 18,6±1,4 14,2±1,2* 16,4±2,3 10,2±0,7* 20,3±2,1 18,4±1,3 24,7±2,1 12,0±0,9* 32,7±1,7 52,1±3,6* 44,7±3,0 54,2±3,3* 0,5±0,1 – – – 1,2±0,1 – – – 3,3±0,3 – – – Гранулированные 9,3±0,5 4,8±0,5* 13,4±0,8 24,3±1,2* Компактные 27,3±2,1 20,6±1,7* 47,6±3,1 16,5±1,3* С признаками экзоцитоза Лизированные 23,5±2,3 33,2±2,7* 16,4±1,4 27,7±1,8* 35,4±3,6 41,4±2,9 15,1±1,1 31,2±2,5* С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты 0,7±0,1 – – – 0,7±0,1 – – – 3,1±0,3 – 7,5±0,5 – С признаками экзоцитоза Лизированные С признаками клазматоза С признаками элиминации ядра Цитопласты 5,6 Слизистая оболочка Виварийный Вывешивание контроль Условные обозначения: * – р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля. 260 определялась в тучных клетках, идентифицированных в буферных растворах с рН=3,0 и рН=5,6. Уровень выраженности экзоцитоза гранул в перицеллюлярный интерстиций довольно значителен, он наблюдался у всех изученных животных, однако его масштабы менее выражены в сравнении с показателями экзоцитоза у соединительнотканных тучных клеток (табл. 88). Элиминация ядра с образованием безъядерных цитопластов чаще всего определялась при значении рН=3,0, тогда как с возрастанием рН количество выявляемых цитопластов снижалось. Клазматоз цитоплазмы значительно чаще встречался при рН=3,0, в то время как значениях рН 4,4 и 5,6 такой способ либерализации продуктов биосинтеза являлся редким явлением. В условиях 14-суточного антиортостатического вывешивания перестройка структуры популяции тучных клеток затрагивала как количественные, так и качественные показатели. Численность соединительнотканных тканевых базофилов возрастала в подслизистой, мышечной и серозной оболочках, что наиболее выражено проявлялось при окрашивании в буферном растворе с рН=3,0. Превалирующими возрастными формами тучных клеток становились юные, содержание зрелых и старых тучных клеток снижалось (табл.87). Данная закономерность была особенно выражена при окрашивании толуидиновым синим в буферных растворах с рН=3,0 и 4,4. При этом, число юных форм достоверно возрастало не только в абсолютных значениях, но и в относительных единицах от общего пула. Наиболее частой локализацией тучных клеток становилась периваскулярная зона, подчеркивая активное регуляторное значение тучных клеток в поддержании местного гомеостаза в условиях эксперимента. Среди соединительнотканных тучных клеток главными представителями недегранулированных типов становились так называемые гранулированные тканевые базофилы, пул клеток с компактной цитоплазмой уменьшался. Либерализация продуктов биосинтеза среди тучных клеток с высокосульфатированным гепарином достоверно возрастала. В равной степени усиливалась интенсивность как лизиса, так и механизма экзоцитоза гранул. Среди тучных клеток, выявленных при рН=4,4, выраженность либерализации продуктов 261 биосинтеза по сравнению с показателями виварийного контроля не менялась, однако происходило возрастание активности лизиса гранул и снижение интенсивности экзоцитоза. У тучных клеток с низкой степенью сульфатирования гепарина уровень дегрануляции достоверно возрастал преимущественно за счет активизации экзоцитоза (табл. 88). При изучении мукозных тучных клеток было выявлено сокращение их численности только при идентификации в растворе с рН=5,6 (табл.86). Вместе с этим преимущественная локализация тучных клеток, вне зависимости от степени этерификации продуктов биосинтеза, сохранялась в как интерстиции области крипт, так и в группе виварийного контроля. В строме ворсин тучные клетки не выявлялись. Среди возрастных форм тучных клеток преобладающими становились юные клетки, что наиболее отчетливо было видно при окрашивании тканевых базофилов в буферном растворе с рН = 3,0 (табл.87). Количество зрелых форм оставалось на уровне виварийного контроля (в относительных единицах) только среди тучных клеток с высокосульфатированными гепариноидами. Численность старых тканевых базофилов уменьшалась. Следует заметить достоверное возрастание степени дегрануляции мастоцитов, с увеличением значимости механизма экзоцитоза секреторных гранул (табл.88). Среди недегранулированных тучных клеток доля компактных достоверно снижалась. Таким образом, стенка тощей кишки виварийных крыс содержала популяцию тканевых базофилов, обладающую высоким уровнем гетерогенности по уровню этерификации гепарина. В собственной пластинке слизистой оболочки преобладали тканевые базофилы с низким уровнем сульфатированности гепарина. При оценке популяции выявлены топографические различия в содержании тучных клеток. Определяется закономерность в повышении уровня этерификации на протяжении от серозной оболочки к подслизистой. Тучные клетки с высокосульфатированным гепарином преобладали в структурах подслизистой, а в собственной пластинке слизистой оболочки топографически были связаны с эпителием крипт. Для тканевых базофилов характерны различные способы либеризации гепарина при относительном преобладании внутриклеточного лизиса и экзоцитоза гранул. Очевидно, что в условиях вывешивания в первую очередь 262 использовались тучноклеточные ресурсы мукозной субпопуляции, а преобладающими формами становились юные вследствие процессов репопуляции. Одним из подтверждений данной гипотезы являлся факт отсутствия сокращения в условиях вывешивания мукозных тучных клеток, выявленных в растворе с рН=3,0 и 4,4, а также возрастание численности типичных форм. Поиск источников репопуляции тканевых базофилов выходит за рамки данной работы, хотя можно предположить активизацию процесса их дифференцировки из клеток- предшественников, расположенных в интерстиции различных органов, в том числе и тонкой кишки. Сокращение популяции тучных клеток в стенке тощей кишки позволяет предположить повышенное использование функционального резерва гепариноцитарной системы в условиях эксперимента. 2.3.2. Исследование тучных клеток при окрашивании полихромным методом. Окрашивание альциановым синим - крезилвиолетом позволило оценить соотношение тучных клеток в зависимости от степени зрелости гепарина, используя иной методический подход. Исследование слизистой оболочки тощей кишки животных группы виварийного контроля показало превалирование в общей популяции тканевых базофилов, цитоплазма которых окрашивалась как альциановым синим, так и крезилвиолетом (табл. 89). Это свидетельствовало об активных процессах сульфатирования гепарина в тучных клетках тощей кишки крыс. Количество лаброцитов, в которых сульфатирование гепарина только начиналось или находилось на завершающей стадии, определялось гораздо меньше (табл. 89). После 14-суточного вывешивания количество тканевых базофилов с кислым несульфатированным предшественником гепарина достоверно возрастало, что косвенно служило доказательством результатов исследования популяции тучных клеток в градиенте рН при окрашивании толуидиновым синим (рис. 71, табл. 89). Уменьшение в цитоплазме тканевых базофилов гепарина с завершенными процессами сульфатирования свидетельствовало об его активном использовании для осуществления адаптивных функций при выведении продуктов биосинтеза в перицеллюлярное пространство. 263 Рисунок 71. Крипты слизистой оболочки тощей кишки крыс спустя 14 дней после антиортостатического вывешивания. Фиксатор: 10% нейтральный забуференный формалин pH 7,4. Методика: полихромное окрашивание по Catini. Определяется большое количество альциановофильных тканевых базофилов в области крипт тощей кишки. Таблица 89 Содержание тканевых базофилов в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки крыс в зависимости от уровня этерификации гепариноидов (методика – полихромное окрашивание по Catini C.L.) Показатели тканевых базофилов Виварийный контроль Вывешивание Альциановопозитивные (в %) 17,6±1,5 64,3 ± 5,3* Смешанные (в %) 64,2±3,4 25,1±1,8* Крезилпозитивные (в %) 19,2±1,7 10,6 ± 1,1* Условные обозначения: * - р<0,05 по сравнению с показателями виварийного контроля. Резюме по исследованию тощей кишки крыс. Результаты исследования показали, что условия 14-суточного вывешивания приводили к изменению состояния как слизистой оболочки, так и всех изученных компонентов интерстиция тощей кишки крыс. Очевидно, что моделирование физиологических эффектов невесомости с помощью 264 антиортостатического вывешивания в определенной степени приводило к изменению гемодинамических условий функционирования тонкой кишки. Такие выводы можно сделать по данным исследования эластического компонента интерстиция, входящего в состав сосудистого русла, свидетельствующего об изменении просвета артерий и вен, а также о формировании определенных изменений состояния эластических волокон. Ухудшение кровоснабжения, видимо, повлекло за собой соответствующие изменения ретикулярных волокон и коллагенов, входящих в состав базальной мембраны эпителиоцитов, что и послужило причиной усиления процессов десквамации покровного эпителия на верхушках ворсин. Соответственно, как защитная реакция на неблагоприятные условия существования и картины частичного оголения стромы ворсин можно рассматривать реакцию бокаловидных клеток, реализующих состоятельность защитного интестинального барьера. В то же время нельзя не отметить и ответную реакцию лимфоидного аппарата кишки, что приводило к возрастанию инфильтрации стромы тощей кишки, с образованием крупных лимфатических фолликулов в подслизистой оболочке, часто распространяющихся и на структуры слизистой. Снижение высоты ворсин и глубины крипт можно, с одной стороны, рассматривать как соответствующую адаптивную реакцию в ответ на уменьшение объема эпителиального пласта, покрывающего ворсины, что позволяет в сложившихся условиях функционирования уменьшить площадь оголенной стромы слизистой оболочки. При этом абсолютное количество ретикулярных волокон в остове ворсин не менялось. Видимо, этим можно объяснить полученные результаты о возрастании содержания ретикулярных волокон в строме ворсин тощей кишки. Однако, судя по изменению тинкториальных характеристик и индексу дезорганизации, функция волокнистого компонента интерстиция представлялась нарушенной. Важное значение в формировании выявленных изменений тощей кишки крыс после вывешивания имело определенное сокращение резерва мукозной тучноклеточной популяции. Очевидно, что уменьшение содержания тканевых базофилов в собственной пластинке приводило к функциональной недостаточности поддержания гомеостаза на местном уровне, и развитию трофических нарушений 265 вследствие нарушения гемодинамических условий при моделировании невесомости. В то же время, количественные и качественные характеристики тучных клеток тощей кишки крыс свидетельствуют об эффективных процессах репопуляции в условиях антиортостатического вывешивания. 3. Морфофункциональное состояние желудка крыс. 3.1. Обзорная микроскопия. Стенка желудка крыс группы виварийного контроля обладала типовой для грызунов стратификацией и состояла из слизистой, подслизистой, мышечной и серозной оболочек. Слизистая оболочка формировала желудочные ямочки, в которые открывались собственные железы дна желудка (рис. 67-А, 67-Б). Клетки однослойного призматического железистого эпителия имели призматическую форму и содержали большое количество ШИК-позитивных субстратов. Кроме того, муцины в большом количестве обнаруживались и в слизистых клетках, локализованных преимущественно в области шейки фундальных желез. Следует отметить существующую равномерность в распределении муцинов на протяжении слизистой оболочки. Собственные железы были хорошо развиты и заполняли практически всю собственную пластинку слизистой оболочки от уровня желудочных ямок до мышечной пластинки. Париетальные экзокриноциты локализовались преимущественно в верхних и средних отделах фундальных желез. Главные клетки, обладающие базофильной цитоплазмой, располагались преимущественно в области дна желез и часто соприкасались с мышечной пластинкой слизистой оболочки. Интерстиций между железами был представлен незначительным содержанием рыхлой волокнистой соединительной ткани, содержащей элементы сосудистого русла. В пределах мышечной пластинки слизистой оболочки интерстиций входил в состав эндомизия. У некоторых животных в собственной пластинке слизистой оболочки определялись хорошо различимые лимфоидные образования. Подслизистая оболочка содержала довольно крупные пучки коллагеновых волокон, расположенных без видимой упорядоченности, сосуды и нервы. Мышечная оболочка была хорошо выражена (табл. 90). 266 А Б В Рисунок 72. Морфологические особенности стенки желудка крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: окрашивание гематоксилином Карацци – эозином. Увеличение: А - 10х10; Б, В – 60х10. Обозначения: А – виварийный контроль. Слизистая оболочка обладает характерным рельефом и содержит собственные железы желудка, простирающиеся вплоть до мышечной пластинки; Б – виварийный контроль. Призматический эпителий покрывает слизистую оболочку и выстилает хорошо различимые желудочные ямки; В - группа 14-суточного вывешивания. Отмечаются дистрофические нарушения покровного эпителия, изменение рельефа слизистой и уменьшение глубины желудочных ямок. Таблица 90 Морфометрические показатели структур стенки фундального отдела желудка крыс (в мкм) Группы эксперимента Слизистая оболочка Желудочные ямки Покровный Подслизистая эпителий оболочка Мышечная оболочка Виварийный контроль 624,2±8,6 72,3±2,1 18,2±0,3 27,4±1,3 146,4±15,6 Вывешивание 586,3±10,4* 63,2±3,2* 15,4±0,4* 28,8±2,4 157,2±15,7 Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с виварийным контролем. 267 В условиях 14-суточного вывешивания общий план строения стенки желудка крыс сохранялся. Однако становились очевидными дистрофические изменения слизистой оболочки, которые, прежде всего, касались покровного эпителия. Высота однослойного призматического железистого эпителия достоверно снижалась. Часто на поверхности слизистой обнаруживался клеточный детрит (рис. 67-В). Глубина желудочных ямок уменьшалась. Существенная активизация секреторной функции покровного эпителия и слизистых клеток фундальных желез сопровождалась формированием очевидной неравномерности в распределении муцинов у большинства экспериментальных животных. При этом иногда выявлялись очаги слизистой с явлениями существенного снижения количества ШИК-позитивного материала или с практически полным его отсутствием. Одновременно количество секреторного материала уменьшалось и в мукоцитах собственных желез желудка (табл. 91). Возрастала частота выявления некробиотических изменений собственных желез желудка, которые были выражены в различной степени у экспериментальных животных. Объем признаков дистрофии выявлялся от единичных клеток и ограниченных микролокусов до охвата более крупных территорий, простирающихся в пределах железы на всю толщу слизистой оболочки желудка. В собственной пластинке слизистой оболочки возрастала лимфоцитарная инфильтрация, достигающая у двух животных значительных размеров. У части животных в области подслизистой оболочки развивался отек, который мог распространяться и на пределы мышечной оболочки. Таким образом, результаты обзорной микроскопии свидетельствовали о формировании в условиях вывешивания стрессовых изменений слизистой оболочки желудка. Несмотря на индивидуальные проявления и выраженность развития, можно считать обнаруженные признаки свидетельством неблагоприятного влияния экспериментальных условий на слизистую оболочку, вызывая истощение защитного слизистого барьера. 268 Таблица 91 Индекс содержания ШИК-позитивного материала в слизистой оболочке желудка крыс (в усл. ед.) Экспериментальные группы Содержание Виварийный контроль 0,168±0,012 Модельный эксперимент 0,074±0,007* Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля. 3.2. Состояние волокнистого компонента внеклеточного матрикса соединительной ткани желудка крыс. В стенке желудка крыс виварийной группы коллагеновые волокна преимущественно идентифицировались в подслизистой и серозной оболочках. У двух животных фуксинофильные волокна обнаруживались и в пределах собственной пластинки слизистой оболочки, локализуясь между базальными мембранами эпителия фундальных желез. Определялась фуксинофилия волокнистых структур эпимизия в пределах мышечной оболочки. Однако, такие картины были единичными и не претендовали на традиционную закономерность. После 14-суточного вывешивания уровень фуксинофилии волокнистого компонента возрастал как в подслизистой, так и серозной оболочках в сравнении с показателями виварийных животных. Количественных изменений коллагеновых волокон в стенке желудка, а также индекса дезорганизации не происходило. В собственной пластинке слизистой оболочки желудка коллагеновые волокна практически не идентифицировались. Ретикулярные волокна являлись гораздо более распространенными в желудке крыс. При импрегнации гистологических препаратов они выявлялись во всех оболочках стенки органа. Кроме того, высоким уровнем аргирофилии обладали базальные мембраны желудочных желез. В собственной пластинке слизистой оболочки определялось незначительное содержание ретикулярных волокон. Они обладали умеренной аргирофилией 269 и были ориентированы Таблица 92 Состояние коллагеновых волокон в стенке желудка крыс Группы Индекс содержания (в усл.ед.) Уровень фуксинофилии (в%) Низкий Средний Высокий Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Подслизистая оболочка ВК 0,124±0,022 27,0±1,3 52,4±2,1 20,6±2,2 0,022±0,004 МЭ 0,132±0,010 20,3±1,5* 53,0±3,5 26,7±1,9* 0,019±0,003 Серозная оболочка ВК 0,121±0,017 27,7±1,4 55,6±3,2 16,7±2,8 0,015±0,003 МЭ 0,114±0,015 17,3±2,3* 60,3±4,1 22,4±1,1* 0,016±0,003 Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент с 14суточным антиортостатическим вывешиванием. преимущественно в соответствии с направлением базальной мембраны собственных желез желудка. Более значительное содержание ретикулярных волокон выявлялось в мышечной пластинке желудка, обладающих, как и в собственной пластинке слизистой оболочки, преимущественно умеренной аргирофилией (рис. 73-А, табл. 93). Ретикулярные волокна в подслизистой оболочке характеризовались высокой степенью импрегнированности и крупным калибром. Высокоаргирофильные структуры располагались в мышечной оболочке желудка, входя в состав эндомизия, а также локализовались в межмышечных прослойках и эпимизии (рис. 73-А). После 14-суточного антиортостатического вывешивания главные изменения ретикулярных волокон затрагивали тинкториальные свойства. Прежде всего это происходило в слизистой оболочке и характеризовалось возрастанием аргирофилии ретикулярных волокон, уровня дезорганизации, что проявлялось изменением калибра на протяжении и явлениями фрагментарного распада. В слизистой оболочке происходило новообразование ретикулярных волокон, сеть которых заполняла места локализации дистрофически измененных железистых клеток. 270 А Б Рисунок 73. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств ретикулярных волокон в интерстиции желудка крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: импрегнация азотнокислым серебром по методу Фута. Увеличение: 40х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. Ретикулярные волокна идентифицируются во всех оболочках стенки желудка; Б – группа модельного эксперимента с 14-суточным вывешиванием. Определяется возрастание представительства аргирофильного материала в интерстиции собственной пластинки слизистой оболочки желудка крыс. Повышалась частота встречаемости изменения калибра волокон на протяжении, а также признаки фрагментации. Такие явления с большей частотой наблюдались в верхней трети слизистой оболочки, гораздо реже на уровне дна желез (рис. 73-Б). Ретикулярные волокна, расположенные в подслизистой и мышечной оболочках, мышечной пластинке слизистой оболочки желудка в большей степени подвергались изменению тинкториальных свойств с возрастанием диапазона окрашиваемости. В пределах одного микропрепарата гораздо чаще встречались волокна с высокой и низкой степенью импрегнированности волокнистых структур в сравнении с показателями крыс виварийной группы. 271 Таблица 93 Состояние ретикулярных волокон в стенке желудка крыс Группы Индекс содержания (в усл. ед.) Индекс дезорганизации (в усл.ед.) Уровень аргирофилии (в%) Низкий Средний Высокий Собственная пластинка слизистой оболочки ВК МЭ ВК МЭ 0,015±0,004 20,4±1,5 48,6±3,2 31,6±2,4 0,026±0,005* 13,7±1,1* 46,1±2,3 40,2±3,1* Мышечная пластинка слизистой оболочки 0,153±0,020 14,8±0,5 52,0±1,4 33,2±1,9 0,166±0,031 15,4±1,2 44,0±1,5* 40,6±1,5* Подслизистая оболочка 0,234±0,041 6,7±0,2 69,2±2,2 24,1±1,3 0,267±0,035 6,2±0,4 57,6±2,7* 36,2±2,6* Мышечная оболочка 0,311±0,015 5,7±0,9 63,6±2,2 30,7±1,8 0,285±0,023 15,4±0,8* 48,2±1,6* 36,4±1,7* ВК МЭ 0,237±0,018 0,206±0,034 ВК МЭ ВК МЭ Серозная оболочка 5,4±0,4 64,0±2,6 10,2±0,3 49,4±1,8* 0,014±0,003 0,031±0,005* 0,020±0,003 0,030±0,005* 0,032±0,012 0,0401±0,007 0,025±0,005 0,027±0,008 30,6±1,9 40,4±1,7* 0,032±0,016 0,027±0,011 Условные обозначения: * - p<0,05 по сравнению с группой виварийного контроля; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент, 14-суточное вывешивание. Идентификация эластических волокон показала их высокое наличие в серозной оболочке. Волокна преимущественно обладали умеренной фуксилинофилией на своем протяжении. Менее развитым эластический компонент был в мышечной и подслизистой оболочках. По аналогии с монгольскими песчанками, наиболее высокое содержание эластических волокон наблюдалось в стенке артерий и вен (рис. 74-А). После вывешивания наиболее выраженные изменения происходили в эластическом компоненте сосудов. Внутренняя эластическая мембрана артерий становилась непостоянно протяжении, уменьшалось присутствие выраженной на фуксилинофильного материала в структурах вен (табл. 94, рис. 74-Б). В остальных оболочках желудка изменения затрагивали преимущественно тинкториальные свойства эластических волокон (табл. 94). 272 Таблица 94 Состояние эластических волокон в стенке желудка крыс Группы ВК МЭ ВК МЭ ВК МЭ ВК МЭ ВК МЭ ВК МЭ Индекс Уровень фуксилинофилии (в%) содержания Низкий Средний Высокий (в усл.ед.) Мышечная пластинка слизистой оболочки 0,074±0,015 0,083±0,010 65,9±2,3 26,3±1,7 7,8±1,2 49,7±2,5* 38,9±3,0* 11,4±0,4* Артерии (подслизистая оболочка) 1,244±0,103 8,1±0,7 26,1±2,3 65,8±2,9 1,052±0,065* 3,3±0,4* 20,3±1,7* 76,4±4,2* Вены (подслизистая оболочка) 0,499±0,055 22,0±1,9 42,4±3,5 35,6±3,2 0,402±0,024* 14,3±2,2* 45,3±2,8 40,4±1,5* Подслизистая оболочка (исключая сосуды) 0,115±0,043 52,3±3,1 32,4±1,2 15,3±1,1 0,136±0,039 49,9±1,6 19,5±1,4* 30,6±1,3* Мышечная оболочка 0,136±0,027 37,5±2,6 43,4±2,5 19,1±2,2 0,141±0,029 25,2±2,0* 44,2±2,4 30,6±3,1* Серозная оболочка 8,4±1,1 46,0±3,4 8,3±1,7 38,5±3,0 0,256±0,024 0,234±0,020 45,6±2,0 53,2±2,9* Индекс дезорганизации (в усл.ед.) 0,024±0,011 0,016±0,004 0,017±0,004 0,041±0,011* 0,018±0,004 0,045±0,012* 0,012±0,004 0,018±0,004 0,022±0,005 0,025±0,004 0,025±0,005 0,032±0,004 Условные обозначения: * – p<0,05 по сравнению с виварийным контролем; ВК – виварийный контроль, МЭ – модельный эксперимент. Таким образом, главные изменения волокнистого компонента интерстиция желудка крыс в условиях вывешивания в первую очередь затрагивали их тинкториальные характеристики. Наиболее значимые изменения были характерны для ретикулярных волокон, реакция которых проявлялась изменением количественных показателей в структурах слизистой оболочки. В оболочках сосудов происходили наиболее заметные изменения эластических волокон, подтверждая важность состояния сосудистого компонента в формировании адаптивных реакций слизистой оболочки антиортостатического вывешивания. 273 желудка на условия А Б Рисунок 74. Особенности гистоархитектоники и тинкториальных свойств эластических волокон интерстиция желудка крыс. Фиксация: 10% нейтральный забуференный формалин рН 7,4. Методика: окрашивание фуксилином по методу Харта. Увеличение: А – 40х10; Б – 100х10. Обозначения: А – группа виварийного контроля. Отмечается высокая фуксилинофилия структур артерии, вены, эпимизия и серозной оболочки. В артерии хорошо идентифицируется внутренняя эластическая мембрана; Б – группа модельного эксперимента. Отмечается дезорганизация внутренней эластической мембраны артерии, снижение фуксилинофилии структур оболочки вены. 274 ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ. Морфофункциональное состояние печени монгольских песчанок после пребывания в условиях 12-суточной невесомости определяется нарушением внутрипеченочного кровообращения, нивелированием градиента давления в системе внутриорганных вен печени и застоем крови, что усиливается формирующимися перестройками оболочек сосудов во время космического полета. Другие изменения следует считать следствием таких микроциркуляторных нарушений на фоне заметно расширяющегося межуточного отека. При этом существенные изменения в состоянии гистоархитектоники паренхимы происходили у половины животных, побывавших в условиях 12-суточной невесомости. Таким образом, по сравнению с результатами, полученными в синхронном эксперименте, в полетной группе животных следует, прежде всего, отметить тенденцию к большей частоте развития некробиотических изменений, развитию более выраженного отека и более значимых изменений внутридольковой гистоархитектоники паренхимы печени (дискомплексации). Ядерный полиморфизм в паренхиме долек печени монгольских песчанок отражает этапы жизненного цикла гепатоцитов и характер физиологической регенерации органа, что закономерно для млекопитающих (Григорьев Н.И., 1966, 1975; Верин В.К., 1970; Рябинина З.А., Бенюш В.А., 1973; Карташова О.Я., Максимова Л.А., 1979; Иванова Н.Л., 1982; Подымова С.Д., 1984, 1998; Логинов А.С., Аруин Л.И., 1985; Небольсина Л.М., 1996; Ивашкина В.Т., 2005; Ельчанинов А.В., Большакова Г.Б., Бабаева А.Г., 2012). Вариабельность строения ядерного аппарата животных затрагивает как ядра (количество, размеры, плоидность), так и ядрышковый аппарат (объемы, количество, прилежание к кариолемме). Это создает больше возможностей для формирования адекватного адаптивного ответа на влияние факторов окружающей среды. С одной стороны, в гепатоцитах печени монгольских песчанок может происходить нарастание плоидности и увеличение синтетических способностей. С другой стороны, повышение функциональной активности может достигаться увеличением числа ядер гепатоцитов, а также их объемов, активизацией деятельности ядрышкового аппарата. Видимо, характер адаптивных реакций определяется природой воздействующего фактора и его 275 продолжительностью. В литературе имеются сведения о том, что среди основных ответных реакций паренхимы печени на острые и хронические стрессовые воздействия часто наблюдается реактивное торможение митозов (Кириллов О.И., 1977). В то же время хорошо известен большой пролиферативный потенциал печени, который ярко проявляется, в т.ч. при экспериментальной резекции части органа. В нашем исследовании возрастания митотической активности после 12суточного пребывания в условиях невесомости, так же как и при ее моделировании в наземных условиях, не обнаруживалось. Это позволяет сделать вывод о том, что снижение гравитационного стимула не оказывает существенного влияния на общий пул гепатоцитов, вызывая, в первую очередь, изменение функциональной деятельности паренхимы. В условиях синхронного эксперимента, моделирующего факторы 12-суточного космического полета, происходило снижение функциональной активности ядер. Орбитальный полет, наоборот, приводил к активизации ядерного аппарата, носящей неоднозначный характер в определенных участках паренхимы: более выраженной в промежуточных и центральных зонах печеночных долек и менее существенной в периферических. Можно предположить, что наблюдаемая динамика функционирования ядер гепатоцитов в условиях невесомости в большей степени обусловлена изменением кровотока в строме печени, отражаясь на деятельности гепатоцитов в каждой зоне долек. При этом в условиях невесомости формировалось функциональное напряжение паренхимы печени, выражающееся морфологическими изменениями и, прежде всего, возрастанием морфометрических показателей как ядер, так и ядрышек гепатоцитов с возрастанием частоты образования последних. В то же время становится очевидным, что в космическом полете функция гепатоцитов активизируется за счет увеличения количества ядер в клетке. Возрастание численности двуядерных гепатоцитов в 20,5-суточном полетном эксперименте на биоспутнике «Космос-690» было отмечено в исследовании Яковлевой В.И. (1978), в котором, помимо невесомости, на крыс воздействовало ионизирующее излучение. Возможно, что в условиях невесомости более эффективным оказывается функционирование двух ядер одновременно, поскольку в более крупном 276 полиплоидном ядре во время космического полета затрудняются транскрипционные процессы. Для понимания механизма возрастания численности двуядерных клеток в паренхиме печени был проведен подсчет амитоза гепатоцитов, который идентифицировали по гантелеобразным ядрам (Рябинина З.А., Бенюш В.А., 1973) и различным картинам перетяжки ядра (Nagata T., 1959). Следует отметить, что ацитокинетический митоз гепатоцитов грызунов, так же как и митоз – довольно редкое явление (Бродский В.Я., Урываева И.В., 1981, Ельчанинов А.В., Большакова Г.Б., 2011; Nadal C., Zajdela F., 1966). По нашим данным, у монгольских песчанок группы виварийного контроля частота встречаемости амитоза составляла 1,2±0,04‰. Достаточно давно известно, что амитотическая перешнуровка ядра гепатоцитов без последующей цитотомии является одним из механизмов образования двуядерных клеток в печени (Рябинина З.А., Бенюш В.А., 1973, Павлов А.В., 1978, Bucher O., 1966, Wheatley D.N., 1972). Амитотически делящиеся гепатоциты с формированием двуядерных клеток являются морфологической основой компенсации на уровне отдельных зон печеночных долек и всего органа (Павлов А.В., 1978), поскольку гепатоциты приобретают большую функциональную активность (Бродский В.Я., 1966, Урываева И.В., 1979; Бродский В.Я., Урываева И.В., 1981, Жирнова А.А., Широкова Н.Н., Рыжавский Б.Я., 1983). Важное значение полиплоидии гепатоцитов для повышения функционального потенциала паренхимы было показано и в недавно проведенных исследованиях (Шкурупий В.А., 1989; Байдюк Е.В., Сакута Г.А., 2005; Сакута Г.А. и др., 2011; Байдюк Е.В. и др., 2009; Анацкая О.В., Виноградов А.Е., 2010; Романова Л.П., Малышев И.И., 2012; Guidotti J.E. et c., 2003; Anatskaya O.V., Vinogradov A.E., 2007; Gentric G., Desdouets C., CeltonMorizur S., 2012). Космический полет вызывал достоверное (более, чем в три раза) возрастание частоты встречаемости ацитокинетического митоза в паренхиме печени монгольских песчанок. В результате амитоза в гепатоците образуется два ядра, которые определенное время соприкасаются друг с другом. Подсчет численности гепатоцитов, ядра которых контактировали друг с другом, показал достоверное увеличение этого показателя с 8,3±0,4% в группе контрольных животных до 13,8±0,2% у монгольских песчанок, вернувшихся из космического 277 полета. Это подтверждало, хотя и косвенно, активизацию процесса амитоза в паренхиме печени. Ядра сформировавшихся двуядерных гепатоцитов могут работать асинхронно, удлиняя период функциональной активности клетки (Блюгер А.Ф., 1975). Морфологические перестройки при амитозе отражают наиболее простой и быстрый способ увеличения поверхности соприкосновения между ядром и цитоплазмой, интенсифицируя при этом обмен между ними (Блюгер А.Ф., 1975). В работах Nagata Т. (2003, 2007) были показаны более высокие функциональные потенции двуядерных клеток в сравнении с одноядерными, в основе которых – лучшее развитие митохондриального аппарата, более активные процессы синтеза РНК и белка. Наши результаты, свидетельствующие об особенностях реагирования двуядерных гепатоцитов на факторы космического полета, согласуются с этими данными. Можно предположить, что формирование двуядерных гепатоцитов в группе монгольских песчанок полетного эксперимента с помощью механизма ацитокинетического митоза можно рассматривать как специфическую реакцию, направленную на повышение устойчивости паренхимы печени в условиях перераспределения крови, обусловленного невесомостью. Несмотря на то, что понимание последствий полиплоидизации для гепатоцитов остается еще до конца не изученным, не вызывает сомнения тот факт, что приобретение полиплоидного статуса сопровождается проявлением специфических биологических свойств клеток (Gentric G., Desdouets C., CeltonMorizur S., 2012; Duncan A.W., 2013; Duncan A.W., Soto-Gutierrez A., 2013). В частности, авторы отмечают три возможные последствия полиплоидии гепатоцитов. Во-первых, формируется защита гепатоцитов от генотоксического повреждения за счет увеличения количества копий функциональных генов, что особенно важно для печени как органа, активно участвующего в метаболизме и устранении токсичных соединений. Во-вторых, полиплоидизация является экономичным решением проблемы расширения функциональных возможностей органа, возникающей вследствие достижения печенью своего некого функционального лимита в условиях сильного воздействия неблагоприятных факторов. В этом случае экономится энергия и время на клеточное деление. В 278 третьих, полиплоидия может изменить профиль экспрессии специфических генов, конечной целью включения которых является увеличение метаболической пластичности и защита репликации ДНК от окислительного повреждения, что способствует выживанию гепатоцитов и осуществлению регенерации тканей в стрессорных условиях (Анацкая О.В., Виноградов А.Е. 2010; Anatskaya O.V., Vinogradov A.E., 2007; Gentric G., Desdouets C., Celton-Morizur S., 2012). Clement J.Q. соавт. (2007) описывает 139 генов, деятельность которых претерпевает изменения в ответ на экспериментальные условия. Исследования трансляционных процессов в гепатоцитах, содержания стресс-ассоциированных молекул и ферментных систем свидетельствуют, в том числе, о подавлении антиоксидантной системы в гепатоцитах и развитии окислительного стресса (Hollander J. et c., 1998; Cui Y. et.c., 2010; Baba T. et c., 2008). При этом следует учитывать, что в сравнении с гепатоцитами периферической и промежуточной зон долек печени, клетки центральной зоны содержат меньше глутатионпероксидазы, что, видимо, делает их менее устойчивыми к окислительному стрессу (Мишнев О.Д., Щеголев А.И., 1988; Yoshimura S., Komatsu N., Watanabe K., 1980). Таким образом, данные анализа ядерного аппарата гепатоцитов монгольских песчанок, вернувшихся из орбитального полета, хорошо согласуются с результатами современных исследований о возможных путях адаптации паренхимы печени к неблагоприятным условиям окружающей среды. В условиях физиологические 30-суточного эффекты вывешивания, невесомости, моделирующего происходили некоторые однонаправленные с полетной группой изменения функционального состояния ядерного аппарата гепатоцитов монгольских песчанок, хотя, с гораздо большей выраженностью. В большей степени возрастали объемы ядер, ядрышек, а также их количество и частота прилежания к ядерной оболочке. Значительное увеличение плоидности гепатоцитов после вывешивания по сравнению с эффектами невесомости отражало более существенные функциональные запросы к гепатоцитам в условиях 30суточного моделирования. Доказательством этого было также обнаружение оптически пустых ядер в гепатоцитах, что свидетельствовало об истощении функционального резерва клетки (Ольховская В.Н., 2004). Необходимо учесть, что 279 количество двуядерных гепатоцитов в перипортальных зонах долек печени животных, вернувшихся из космического полета, превышало аналогичные показатели у монгольских песчанок, находившихся в условиях 30-суточного модельного эксперимента. Во время морфометрического исследования клеток печени у крыс после 14суточного полета биоспутника «Космос 2044» было обнаружено увеличение площади цитоплазмы гепатоцитов, что объясняли возрастанием содержания гликогена (Racine R.N., Cormier S.M., 1992). В то же время, Kraft L.M. (1990), изучая печень крыс после 13-суточного полета на борту биоспуника «Космос1887», объяснял возрастание площади гепатоцитов с развитием внутриклеточного отека. Увеличение объема цитоплазмы гепатоцитов монгольских песчанок, вернувшихся из 12-суточного полета на КА «Фотон-М» №3, целесообразно расценивать как морфологическое проявление компенсаторных процессов, формирующихся в паренхиме печени в ответ на возросшие функциональные нагрузки на печень в условиях невесомости. Однако снижение содержания РНК в цитоплазме свидетельствует о том, что биосинтез белка, видимо, отстает от должного уровня. Аналогичная динамика уменьшения количества РНК в печени крыс после 22-х суточного космического полета была показана в исследовании Комоловой Е.С. с соавт. (1977). Выявленное противоречие между увеличением цитоплазмы и содержанием РНК в еѐ структурах может расцениваться как вызванная факторами космического полѐта дезинтеграция метаболических путей, которая, в свою очередь, может отражаться на конечных продуктах различных видов обмена. В частности, изучение содержания и распределения гликогена в печени монгольских песчанок после орбитального полета выявило формирование гликосом, иногда занимающих значительную часть цитоплазмы. Изучая биосинтез белков в печени крыс после 22-х суточного полета, Рапопорт Э.А. с соавт. (1977) предположил возможность формирования определенных изменений в обмене синтезированных продуктов между отдельными клеточными структурами. У крыс, побывавших в 19- и 22-х суточных космических полетах, в паренхиме печени было выявлено возрастание содержания липидов (Яковлева В.И., 1977). Очевидно, что в ответ на снижение количества РНК в цитоплазме гепатоцитов происходила 280 активизация регуляторных звеньев биосинтетических процессов. В качестве наиболее вероятной гипотезы можно принять факты повышения транскрипционной активности, обнаруженной в ядрах гепатоцитов крыс после 7суточного полета вследствие увеличения активности обеих форм фермента ДНКзависимой РНК-полимеразы – РНК-полимеразы I и II (Мишурова Е. с соавт., 1979). Аналогичные результаты, свидетельствующие об активизации РНК- синтезирующего аппарата печени крыс после 19-суточного космического полета, были показаны в работе Троицкой Е.Н. с соавт. (1980). Данные проведенного исследования ядерного аппарата гепатоцитов монгольских песчанок после 12суточного орбитального полета также свидетельствовали о формировании признаков повышения функциональной активности, что выражалось увеличением площади контактирования структур ядерной оболочки с цитоплазматическим материалом, возрастанием в гепатоцитах количества ядер и их объемов, увеличением размеров морфологическим ядрышек. свидетельством Можно развития полагать, что это компенсаторных является изменений метаболизма, связанных с нормализацией обмена нуклеиновых кислот. Обсуждая полученные данные о содержании гликогена в печени, можно сделать вывод об изменении углеводного метаболизма гепатоцитов печени монгольских песчанок после пребывания в условиях 12-суточной невесомости. Обнаруженное перераспределение гликогена в пределах долек, видимо, является отражением иного кровенаполнения органа в этих условиях. Известно, что замедление кровотока в печени может нарушать процессы гликогенеза и гликогенолиза, формируя территории полного отсутствия гликогена и вызывая высокую гетерогенность гепатоцитов в отношении содержания полисахарида и образования гликосом. Исчезновение гликогена может трактоваться и с позиции существующей точки зрения о метаболизме гликогена, согласно которой начавшийся в силу тех или иных обстоятельств гликогенолиз в гепатоцитах происходит до момента расходования большей части полисахарида (Walker P.R., 1977). На основании собственных исследований, а также данных других исследователей, в том числе по изучению содержания глутатионпероксидазы, можно сделать предположение о наибольшей чувствительности к условиям 281 невесомости гепатоцитов центральных зон долек печени (Кудрявцева М.В. с соавт., 1995, Yoshimura S., Komatsu N., Watanabe K., 1980). Следует отметить, что наши данные по динамике гликогена в паренхиме печени монгольских песчанок отличаются от результатов большинства ранее проведенных послеполетных исследований на крысах (Белицкая Р.А., 1977; Abraham S. et c., 1978, 1980, 1983; Groza P., Bordeianu A., Boca A. et c., 1989; Macho L. et c., 1991, Macho L., 1992; Merrill A.H. Jr. et c., 1987, 1992, 1994). Возможно, это связано с несколькими причинами, среди которых особое значение имеют видовые особенности монгольских песчанок. Например, у крыс виварийной группы обнаруживалось большее содержание гликогена в перипортальных зонах долек печени по сравнению с перицентральными, а также особенности внутриклеточной локализации полисахарида (Кудрявцев Б.Н. и др., 1979; Кудрявцева М.В. и др., 1995; Кудрявцева М.В. и др., 1990; Безбородкина Н.Н. и др., 2011), тогда как у монгольских песчанок это соотношение противоположное. Во-вторых, можно допустить, что в метаболизме монгольских песчанок гликоген в большей степени по сравнению с другими млекопитающими связан со спецификой водно-солевого обмена, что, видимо, вызывает дополнительное расходование этого полисахарида в условиях космического полета. Кроме того, на полученные результаты могло повлиять изменение пищевого рациона полетных животных, вызванное техническими особенностями работы одной кормушки во время космического полета. Наконец, впервые в послеполетном исследовании был использован модифицированный метод ШИК-реакции, позволяющий определять в цитоплазме гепатоцитов только гликоген с исключением окрашивания иных внутриклеточных, мембранных и интерстициальных структур, являющихся источником альдегидных групп после окисления периодатом калия. В то же время в ряде исследований было показано снижение количества гликогена в цитоплазме гепатоцитов после орбитального полета (Португалов В.В., 1977). В любом случае, не вызывает сомнения, что исследование содержания гликогена в гепатоцитах различных зон долек печени монгольских песчанок в экспериментальных условиях расширяет возможности анализа влияния факторов космического полета на метаболизм и 282 позволяет судить о степени выраженности адаптивных реакций (Верин В.К. с соавт., 2010). Гистохимическое выявление липидов в дольках печени монгольских песчанок показало схожую внутридольковую топографию по сравнению с крысами, у которых большее содержание метаболических жиров локализовалось в гепатоцитах вокруг центральных вен. Это согласуется с результатами исследования ферментативной активности паренхимы печени крыс, показавшими большую активность гепатоцитов, локализованных вокруг центральной вены, в метаболизме липидов (Маркина В.В., 1981; Мишнев О.Д., Щеголев А.Н., 1988, Novikoff A.B., 1959). В то же время после пребывания монгольских песчанок в условиях 12суточной невесомости, по сравнению с данными исследования крыс, выявлялись отличия липидного обмена. Общее количество липидов в паренхиме печени монгольских песчанок после 12-суточного полета имело тенденцию к снижению, тогда как в печени крыс после 18,5-суточного полета обнаруживали возрастание содержания липидов (Яковлева В.И., 1978). Вот почему полученные результаты на монгольских песчанках, видимо, нужно во многом объяснять видовыми особенностями их метаболизма и водно-солевого обмена. В то же время наши данные согласуются с результатами исследования липидного обмена, полученными на крысах-самцах линии Спрейг-Доули, находившихся в течение 14 суток на борту американской космической медико-биологической лаборатории "Спейслэб-2" (Попова И.А., Заболотная И.В., Куркина Л.М., 1999). Забор биоматериала происходил в условиях невесомости, что позволило избежать влияния на липидный обмен гепатоцитов факторов спуска с орбиты и приземления космического аппарата. Интересно, что исследователи не выявили изменений в липидном составе печени также и в группе крыс, биоматериал от которых забирали спустя 4 часа после приземления. В условиях 30-суточного вывешивания монгольских песчанок наблюдали более выраженную редукцию гликогена в цитоплазме гепатоцитов промежуточной и, особенно, перипортальной зон паренхимы долек печени. Это свидетельствует, безусловно, о большей напряженности адаптивных реакций паренхимы органа при наземном моделировании невесомости. В то же время содержание РНК в 283 цитоплазме гепатоцитов после 30-суточного вывешивания несколько превышало аналогичные показатели базофилии цитоплазмы в центральной и промежуточной областях долек печени полетной группы монгольских песчанок, что коррелировало с морфофункциональным состоянием ядерного аппарата. Состояние липидного обмена монгольских песчанок, подвергавшихся 30-суточному вывешиванию, в целом было аналогичным послеполетным изменениям. Приступая к обсуждению результатов наших исследований относительно влияния невесомости на интерстиций органов желудочно-кишечного тракта, необходимо уточнить ряд положений, касающихся гистофизиологии и биохимии типов коллагенов и эластического компонента. Прогресс, достигнутый в последнее десятилетие в этой области науки, изменил многие положения гистофизиологии. Достаточно лишь ознакомиться с последними руководствами в этой области, чтобы понять, насколько существенна трансформация представлений о типах, особенностях организации, биохимии коллагенов и эластинов теплокровных (Омельяненко Н.П., 1984; Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Известно, что волокнообразующий коллаген III типа обладает определенными отличиями от коллагена I типа (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Показано, что макромолекула коллагена III типа является гомотримерной и построена из трех одинаковых α1 (III) полипептидных цепей. Кроме того, коллаген III типа обладает характерным аминокислотным составом центрального спирализованного домена α1 (III) цепи, который на 9 аминокислотных остатков длиннее соответствующего домена α1 (I)-цепи. Отличия существуют и на остальных уровнях супрамолекулярной организации коллагена III типа, в частности, в связи с наличием дисульфидных связей. Этот вид коллагена по сравнению с коллагеном I типа появляется раньше, являясь продуктом дифференцировки мезенхимных клеток. Также известно, что структуры базальных мембран построены из нефибриллярного коллагена IV типа и отличаются высоким содержанием протеогликанов. Молекула коллагена IV типа стабилизирована дисульфильдными группами. Именно этому типу молекул принадлежит роль формирования нефибриллярных структур (Sado Y. et c., 1998). В мембранах клеток паренхимы печени обнаружен также коллаген XVIII типа, имеющий решающее значение для 284 выживания гепатоцитов в случае травмы и стресса (Duncan M.B. et c., 2013). И наконец, несколько замечаний, касающихся особенностей структуры эластических волокон. Эластин обеспечивает демпферную функцию полых органов, способность их стенок к сокращению и растяжению, что важно для осуществления моторной функции желудочно-кишечного тракта (Gosline J. M., 1976). Эластические волокна состоят из эластина, образующего около 90% их массы, остальную часть занимают фибриллины в составе микрофибрилл, гликопротеиды и др. гликоконьюгаты (Pasquali-Ronchetti I., Baccarani-Contri M., 1997; Kielty M., Sherratt J., Shuttleworth C., 2002). При этом основную массу волокна составляет аморфное вещество, имеющее гранулярную структуру (Gotte L., Volpin D., 1974). В свою очередь, глобулы, являясь морфологической структурой эластина, могут образовывать надмолекулярную структуру – филаменты, наибольшая устойчивость которых определяется вектором преимущественных нагрузок (Омельяненко Н.П., Слуцкиий Л.И., 2009). Органоспецифическими особенностями эластические волокна обладают только на уровне целого волокна. В структурах оболочек сосудов они представлены плоскими эластическими волокнами, часто имеющих спиральную или волнистую конфигурацию. Наши исследования интерстиция печени монгольских песчанок подтвердили результаты обзорной микроскопии печени о происходящем в условиях невесомости органном перераспределение крови и изменении микроциркуляции в паренхиме долек. Следует отметить, что данные о перераспределении крови в организме в условиях невесомости известны сравнительно давно и были получены в серии работ по изучению анатомии сосудистой системы и физиологии кровообращения либо в космических полетах, либо при моделировании условий невесомости в наземных экспериментах (Привес М.Г., 1971; Ильин Е.А., Капланский, 1989; Бедненко В.С. и др., 1999; Григорьев А.И., Ильин Е.А., 2007; Ушаков И.Б. с соавт., 2008; Афонин Б.В., 2011). В этой связи обсуждение результатов исследования интерстиция печени животных после космического полета наиболее корректно проводить в непосредственной связи с комплексом реакций системы кровообращения на условия невесомости. Выявленное нами полнокровие (лимфо- и гемостаза) в сосудистом русле печени монгольских 285 песчанок, перенесших космический полет, свидетельствовало о возможности формирования периваскулярного отека в интерстиции. Можно предположить, что возникающие вместе с этим нарушения ионного равновесия и транспорта метаболитов приводили к деструктивным изменениям волокнистого компонента интерстиция в зоне триад и в центральной зоне печеночных долек. Указанные изменения были однотипными и заключались в пространственной дезорганизации волокнистого компонента с формированием признаков молекулярной деградации, о чем свидетельствовали, судя по изменениям фуксино- и фуксилинофилии, тинкториальные характеристики волокнистого компонента интерстиция, а также активность связывания ионов серебра с коллагеном III типа. Рассматривая роль таких преобразований интерстиция – коллагеновых и ретикулярных волокон, следует учитывать их значение в реализации органной архитектоники печени и ее долек. Другие изменения интерстиция, связанные с пролиферативной активностью ретикулярных волокон, отражали процессы формирования мелких очагов склерозирования паренхимы на месте микролокусов дистрофических и некробиотических изменений. После воздействия факторов космического полета в печеночной паренхиме такого рода микролокусы были немногочисленны и только в единичных случаях становились существенными. Обычно источником пролиферации ретикулярных волокон являлись наружные оболочки центральных вен и интерстиций портальных триад. К выраженным признакам дезорганизации волокон интерстиция при воздействии невесомости следует отнести изменения эластического компонента сосудистой стенки. Прежде всего, судя по явлениям фрагментации и потери фуксилинофилии, это связано со структурой внутренней эластической мембраны печеночных артерий, структур портальных вен, а также оболочкой центральных вен. Дезорганизация эластического компонента внутренней оболочки сосудистой стенки, несомненно, влияет на состояние микроциркуляции в печени. Повышенная фуксилинофилия и фрагментация эластических волокон определялась в пределах интерстиция портальных триад. Такие явления касались и оболочек желчных протоков. Вне всякого сомнения, деструкция эластического компонента сосудов 286 является фактором, отягощающим нарушения микроциркуляции вследствие перераспределения крови в организме в условиях невесомости. В оценке состояния межклеточного матрикса соединительной ткани печени животных, перенесших космический полет, необходимо проявлять достаточную осторожность в связи с физиологической индивидуальной вариабельностью, которая выявлялась как в содержании волокон, так и в их тинкториальных характеристиках. Уже в материале синхронного эксперимента у отдельных животных прослеживались признаки выраженной дезорганизации компонентов этого комплекса. В полетной группе монгольских песчанок индивидуально обусловленные различия становились более значительными на фоне формирования в части случаев признаков выраженной дезорганизации волокон. В такой ситуации не представлялось вероятным изменение биосинтетической активности клеток интерстиция. Можно лишь допустить стимуляцию биосинтеза коллагенов гепатоцитами и эндотелиоцитами, которым эта функция потенциально присуща (Sun S. еt c., 2013). Данные трактовки могут быть положены в основу объяснения формирования мелких очагов склеротических изменений как фактора организации микролокусов некробиоза паренхимы печени. Распространенность, топография, широкая индивидуально обусловленная вариабельность и отсутствие каких бы то ни было признаков фибротизации не позволяют считать изменения интерстиция печени в послеполетном периоде существенными и значительно влияющими на функциональные показатели печени. К тому же такие деструктивные изменения быстро компенсируются на протяжении сравнительно короткого периода времени. Таким образом, можно считать, что после 12-суточного орбитального полета изменения интерстиция печени монгольских песчанок характеризовались относительной кратковременностью на фоне быстрой реализации восстановительных процессов. Сравнивая данные о состоянии волокнистой фазы интерстиция печени полетной группы монгольских песчанок в эксперименте «Роденция» с животными, которые подвергались антиортостатическому вывешиванию, обращает на себя внимание однонаправленность выявленных изменений. Прежде всего возрастал индекс содержания коллагеновых волокон. 287 Однако у полетной группы монгольских песчанок увеличение коллагеновых волокон в структурах центральной вены, а также показатели дезорганизации волокнистых структур в интерстиции печени превышали величины, полученные в наземном моделировании невесомости. В свою очередь, условия вывешивания приводили к более выраженной фуксилинофилии структур междольковой печеночной артерии и желчного протока, что сочеталось с появлением и слабоокрашенных фибриллярных коллагеновых структур. Таким образом, видимо в условиях наземного модельного эксперимента и в невесомости происходят процессы новообразования коллагеновых волокон, но в условиях невесомости это сопровождается более выраженными признаками молекулярной дезорганизации. Анализ состояния ретикулиновых волокон показал, что в условиях 30суточного антиортостатического вывешивания происходило более существенное увеличение количества ретикулиновых волокон по сравнению с условиями невесомости. В то же время индекс дезорганизации коллагена III типа в интерстиции печени монгольских песчанок полетной группы был выше в портальной зоне паренхимы долек, в интерстиции портальных триад (адвентиция портальных вен и желчных протоков) и структурах центральных вен. Это сопровождалось снижением аргирофилии волокон, образованных коллагеном III типа, что свидетельствовало о более существенном отеке волоконных структур, развивающемся в условиях невесомости. Эластический аналогичным компонент изменениям. интерстиция Однако печени количественное также подвергался представительство эластических структур в оболочках междольковых артерий и вен возрастало более значительно в условиях наземного моделирования. В свою очередь, состояние невесомости приводило к более значительному росту индекса дезорганизации фуксилинофильных структур в оболочках артерий портальных триад. Безусловно, особый интерес представляет состояние основного вещества интерстиция, которое является многокомпонентной системой, своеобразной ареной обмена между клетками и микроциркуляторным руслом. Главными составляющими аморфного вещества являются гликоконьюгаты (гликопротеины, протеогликаны) и вода. Все гликопротеины обладают адгезивной способностью 288 легко связываться с клетками и другими компонентами матрикса. Функции одного и того же гликопротеина могут быть принципиально различными: адгезивные молекулы могут приобретать антиадгезивность, и наоборот, в зависимости от определенных условий. Более того, в некоторых случаях гликопротеины могут выступать в качестве регуляторов (модуляторов) функций клеток, приводя к возрастанию экспрессии тех генов, которые вовлечены в реакции на повреждение тканей. Предполагают, что изменение адгезивных свойств имеет важное адаптивное значение (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Гепатоцитам потенциально присуща функция выработки фибронектина гликопротеина с выраженной способностью выступать в роли лигандов по отношению к клеткам. (трансмембранными Фибронектины, рецепторами), связываясь активно влияют с на интегринами протекание внутриклеточных процессов, оказывая влияние на направление и степень натяжения «стресс-волокон» - актинина, изменяя конфигурацию клеточной мембраны и формы клетки (Baneyx G., Baugh L., Vogel V., 2002; WiezrbickaPatinowski I., Schwarzbauer J.E., 2003). Более того, влияние фибронектинов на внутриклеточные процессы заключается и в стимуляции митогенной активности, способствуя размножению клеток (Danen E.H., Yamada K.M., 2001). Показано, что гепатоциты способны к самостоятельной продукции фибронектинов с дальнейшим их поступлением в кровь. Поэтому можно предположить, что обнаруженные в ранее проведенных нами исследованиях активизация амитоза гепатоцитов и последующее увеличение доли двуядерных клеток в паренхиме печени являются следствием эффекта эндогенно синтезируемых фибронектинов. Фибронектины располагаются вблизи базальных мембран, где регулируют инвазию в экстрацеллюлярный матрикс посторонних для него клеток (Armstrong P.B, 2000). Важнейшая структурная роль таких компонентов основного вещества, как фибулины, заключается в их участии в фибриллогенезе эластических волокон в экстрацеллюлярном происходит матриксе. дезорганизация взаимодействие этого В частности, структуры гликопротеина при отсутствии эластических с интегринами фибулина-5 волокон, клеточных поскольку мембран обеспечивает пространственную стабилизацию эластических волокон в матриксе. 289 Возможно, что снижение уровня нейтральных гликопротеинов в аморфном компоненте межклеточного вещества интерстиция играет определенную роль в дезорганизации эластических волокон интерстиция. Это было обнаружено нами при исследовании эластического компонента соединительной ткани портальных триад. Возрастание содержания гиалуроновой кислоты в интерстиции в условиях невесомости свидетельствует об увеличении гидратации ткани и, как следствие, повышении количества молекул гликозаминогликанов для связывания избыточного количества жидкости. О наличии отека свидетельствуют как морфологические изменения, так и состояние волокнистого компонента. Макромолекула гиалуроновой кислоты в экстрацеллюлярном матриксе благодаря динамичной третичной структуре может занимать большой объем, хотя масса непосредственно гиалуроновой кислоты в этом объеме составит всего около 0,1% (Furlan et c., 2005). Такие свойства во многом обеспечивают биомеханические функции матрикса: заполнение пространства, фильтрационную и смазочную (Tammi M.I., Day A.J., Turley E.A., 2002). Помимо этого, гиалуроновая кислота необходима для дифференциации, миграции, адгезии и нормальной функции клеток позвоночных (Spicer A.P., Tien J.Y., 2004). Гиалуроновая кислота является доминирующим компонентом матрикса большинства пролиферирующих тканей и всех дифференцирующихся соединительнотканных структур. Вот почему увеличение ее содержания в матриксе косвенно может свидетельствовать о процессах восстановления волокнистого компонента межклеточного вещества. Гиалуроновая кислота обнаружена и внутри пролиферирующих клеток, в которых она связана с особыми белками (Lee J.Y., Spicer A.P., 2000). Также рассматривается участие гиалуронана в процессинге РНК и в перегруппировках хромосом. Гиалуроновая кислота может выполнять роль сигнальной молекулы, воздействующей через специализированные рецепторы цитоплазматической мембраны на многие функции клеток (Lee J.Y., Spicer A.P., 2000). Снижение содержания РНК в гепатоцитах позволяет предположить интенсификацию синтеза гиалуроновой кислоты, прежде всего, клеточным составом межклеточного вещества интерстиция, в частности, фибробластами и фиброцитами. Кроме того, 290 важное значение в обнаружении повышенного содержания гиалуроновой кислоты было обусловлено уменьшением популяции тканевых базофилов, поскольку секретируемый ими гепарин обладает антигиалуронидазным эффектом (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981). Происходящее в условиях невесомости сокращение численности популяции тучных клеток свидетельствует об их активном участии в развитии адаптивных реакций. Признаки интенсификации созревания гепарина подтверждают, что в создавшихся условиях функционирования, гипергидратации интегративно-буферной метаболической среды соединительной ткани портальных триад, развития проницаемости отека тучные сосудистой клетки, стенки видимо, участвуют в снижении посредством экзоцитоза гепарина в экстрацеллюлярное пространство и уменьшают тем самым вероятность развития воспалительной реакции (Кондашевская М.В., 2010). Изменение структуры популяции тучных клеток могло отразиться и на процессах волокнообразования в интерстиции печени, поскольку известна регуляторная роль тканевых базофилов в синтезе коллагена (Jin Y.L. et c., 2012). Условия вывешивания приводили к более существенному сокращению численности тучных клеток условиями невесомости, а оставшиеся тканевые по сравнению с базофилы содержали преимущественно несульфатированный гепарин. Объяснение данного факта, видимо, заключается в более длительном сроке эксперимента с вывешиванием, что приводило к функциональному истощению ресурса гепариноцитарной системы в строме печени. Исследование невесомости на тканевые компоненты стенки тощей кишки монгольских песчанок выявило нарушение процессов формообразования слизистой и изменение уровня защитного интестинального барьера. В определенной мере близкие по характеру морфо-функциональные перестройки наблюдались и у части животных группы наземного моделирования комплекса факторов космического полета. Одновременно формировались признаки дистрофии каемчатого эпителия – вакуолизация цитоплазмы, кариопикноз и кариорексис ядер. Такого рода изменения слизистой оболочки широко варьировали, но были более распространены в эпителии тощей кишки песчанок, вернувшихся из космического полета. Состояние каемчатых эпителиоцитов на уровне ультраструктурной 291 организации характеризовалось деструкцией микроворсинок и фрагментацией цитоплазмы в базальных отделах клеток (Яковлева Н.Д., Погудина Н.А., Бродский Р.А., 1981). Классифицируемые как дистрофические изменения кишечного эпителия с большой вероятностью могут быть связаны со снижением двигательной активности (Португалов В.В., 1978), а также уменьшением плотности содержания капилляров в единице объема ткани (Капланский А.С., Савина Е.А., 1981). Накопление бокаловидных клеток в слизистой тощей кишки, выявленное в послеполетном периоде, сопровождалось интенсификацией выведения секрета на поверхность щеточной каймы, что лежит в основе процесса «смазывания» каемчатого эпителия. В последние годы представления в этой области гастроэнтерологии существенно расширились (Могильная Г.М., Могильная В.Л., 2007). В частности, с секретом бокаловидных клеток связывают формирование протективного барьера, либо, как было принято считать, «тканевого барьера» I типа, организованного муцинами (Шубич М.Г., Могильная Г.М., 1981, Engel E., Guth P., Nishizaki L.et al., 1995; Thim L., Madsen F., Poulsen S.S., 2002). Полагают, что продукты секреции бокаловидных клеток содержат комплекс нейтральных сиало- и сульфомуцинов и химически незавершенные формы этих молекул (Filipe M., Ramachandra S., 1995). Такого рода соединения комплексируют также с пептидами (трефиловые пептиды), что повышает резистентность слизистой к повреждающим факторам, а также участвуют в физиологической регенерации кишечного эпителия (Wong W.M., Poulsom R., Wright N.A., 1999). В послеполетном периоде происходило увеличение содержания мукоцитов и выведение секрета вплоть до истощения их секреторной активности. С известной долей осторожности можно сделать заключение о снижении уровня муцинообразующей функции бокаловидных потенциальными экзокриноцитов, возможностями что необходимо оценивать гастроинтестинального в защитного связи с барьера слизистой тощей кишки. Обнаруженные нарушения процессов формообразования в слизистой тонкого кишечника монгольских песчанок, вернувшихся из космического полета, было бы наиболее целесообразно соотнести с уровнем пролиферативной активности эпителия в криптах. Связь этих процессов друг с 292 другом достаточно очевидна и, по-видимому, не нуждается в ревизии. Так, при исследовании эффектов блокады биосинтеза ДНК было достоверно показано, что укорочение ворсинок тесно коррелировало с низким уровнем митотической активности (Евтеева М.С., Павельева Н.И., Быков Э.Г., 2010). Между тем, этот известный биологический эффект в эпителии слизистой кишечника перенесших космический полет монгольских песчанок определялся лишь частично, что позволяет предположить другие причины изменения рельефа слизистой прежде всего реакцией интерстиция тощей кишки. Предположение такого рода уже обсуждалось рядом автором (Sawyer H.R. et c., 1992) и было проанализировано нами при исследовании волокнистой фазы межклеточного матрикса соединительной ткани тощей кишки. В рамках выполненного исследования представляют существенный интерес особенности молекулярной организации коллагенов различных типов и особенно локально связанных с базальной мембраной каемчатого эпителия тощей кишки. Устоявшиеся представления в этой области вряд ли могут быть положены в основу трактовки тех изменений, которые формировались в экстрацеллюлярной фазе волокносодержащей части интерстиция кишки. В частности, конкретизируя представления в этой области гистологии, следует признать, что коллаген I типа формирует соединительнотканный каркас кишечной трубки. Коллагену I типа по строению чрезвычайно близок коллаген III типа, идентифицируемый импрегнацией азотнокислым серебром по методу Фута. Ретикулярные волокна обычно распределяются в стенках полых органов в сочетании с коллагеном I типа на наружной поверхности его волокон, либо являются его продолжением (Ushiki T., 2002). Исключительно из сочетания этих коллагенов строится остов органа в соответствии с его функциональными особенностью соединительнотканного особенностями. каркаса кишечной Специфической трубки является сочетание коллагеновых и эластических волокон, образующих волоконнофибриллярный каркас рыхлой неоформленной соединительной ткани интерстиция кишки. После импрегнации азотнокислым серебром по методу Фута аргирофильными являются структуры базальных мембран, и может сложиться ошибочное представление об идентификации в мембранах коллагена III типа. 293 Следует подчеркнуть, что анализ и обсуждение полученных результатов – достаточно сложная задача в связи с отсутствием до настоящего времени концептуальных и аргументированных представлений об интерстиции тощей кишки монгольских песчанок, которые стали объектом исследований в космической биологии сравнительно недавно (Капланский А.С. с соавт., 2008). Некоторые их видоспецифические характеристики до сих пор не являются изученными. Системные исследования этого биологического объекта лишь начинаются. К тому же следует упомянуть об органо- и тканеспецифических особенностях реакций на факторы орбитального полета. Для формирования некой единой концепции, интегрирующей признаки диссоциации эпителиальных, волоконных и клеточных компонентов интерстиция, гладкомышечных тканей оболочки тощей кишки монгольских песчанок сегодня явно недостаточно материалов для проведения необходимых сопоставлений. В то же время существуют проверенные закономерности и факты, связанные с гистофизиологией компонентов желудочно-кишечного тракта других животных, которые могут быть привлечены для трактовки полученных результатов. Следует при этом исключить из круга обсуждаемых вопросов данные, касающиеся аргирофилии структуры базальной мембраны. Наличие в их составе нефибриллярного коллагена IV типа в сочетании с протеогликанами сделало весьма перспективным выделение этого материала для электронно-гистохимического и электронно-оптического анализа. Полученные результаты, характеризующие состояние волокнистой фазы межклеточного компонента соединительной ткани тощей кишки в условиях невесомости, целесообразно рассматривать с позиций анализа изменений системного и органного кровотока, нарушений микроциркуляторного режима, дезорганизации волоконного компонента интерстиция кишки с учетом особенностей его молекулярной организации и биосинтетической функции фибробластов. В микропрепаратах тощей кишки монгольских песчанок, вернувшихся из 12-суточного орбитального полета, закономерно выявляется дилатация сосудов. Одновременно развивается очаговый межволоконный отек коллагеновых пучков и формируется очаговая фуксилинофилия компонентов интерстиция. Важное значение имеет распространенность таких изменений. У 294 животных, перенесших орбитальный полет, они носили локальный характер и, судя по глубине их выраженности, могут быть отнесены к обратимым. Более существенными в оценке влияния невесомости являются изменения фуксинофилии коллагена I типа, резко выраженная аргирофилия и глыбчатый распад ретикулярных волокон. Для понимания их значимости помимо изменения уровня рН интегративнобуферной метаболической среды межклеточного матрикса интерстиция, развивающегося ионного дисбаланса и нарушения транспорта метаболитов вследствие развития дисциркуляторных изменений, следует оценить возможные прямые эффекты факторов космического полета на сшивки аминокислот в молекулах коллагена и эластина. Не располагая, к сожалению, материалами, доказывающими такую возможность, наши данные об усилении взаимодействия красителей (фуксина, фуксилина) и ионов серебра с молекулами коллагена и эластина можно объяснить деполимеризацией коллагеновых фибрилл на уровне димеров и диссоциацией от протеогликанов с высвобождением большого числа реакционноспособных групп. Динамика количества ретикулярных волокон в интерстиции оболочек органов желудочно-кишечного тракта преимущественно выражается снижением их содержания, а также уменьшением связей между ними, что значительно нивелирует интегрирующую роль внеклеточной фазы соединительной ткани в функционировании органов. Следует полагать, что решающей причиной перестройки среды распределения коллагенов является нарушение тканевой микроциркуляции. В условиях изменения содержания воды, молекул биополимеров основного вещества, ионного равновесия развиваются изменения волокнистой фазы интерстиция. Учитывая современный уровень знаний в этой области, можно считать, что такие процессы начинаются на молекулярном уровне, отражаясь впоследствии на волоконном уровне и организации пучков в строме органа. Уменьшение представительства ретикулярных волокон в стенке тощей кишки, а также данные о деградации коллагена III типа в ретикулярных волокнах коррелируют с результатами морфометрического анализа толщины оболочек 295 тощей кишки. Видимо, обнаруженные нами морфологические изменения интерстиция, в первую очередь связанные с потерей коллагена мышечной оболочкой, являются основой для формирования предпосылок снижения моторной функции желудочно-кишечного тракта, отмеченного в ряде исследований, в том числе проведенных на борту орбитальных станций (Смирнов К.В., и др., 1976; Смирнов К.В., Уголев А.М. , 1997; Хантун К.Л., 1997; Harm D.L., Sandoz G.R., Stern R.M., 2002). При сопоставлении данных, полученных на полетной группе монгольских песчанок, с результатами 30-суточного эксперимента с вывешиванием, выявляются как сходные, так и противоположные изменения, позволяющие более четко определить влияние невесомости на организацию стенки тонкой кишки. Прежде всего, наиболее значимой представляется существенная редукция защитного интестинального слизистого барьера в условиях вывешивания и более выраженные трофические нарушения в состоянии слизистой оболочки, приводящие к десквамации призматического эпителия в полость кишки с появлением локусов контактирования стромы с полостью кишечника. Возможно, это формировало и более существенную по сравнению с показателями полетных животных лимфоцитарную инфильтрацию стенки тонкой кишки монгольских песчанок в эксперименте с вывешиванием. В отличие от полетного эксперимента, редукции ретикулярных волокон в строме ворсин после антиортостатического вывешивания не происходило. Наоборот, содержание ретикулярных волокон существенно возрастало во всех структурах собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки, в том числе и по сравнению с показателями животных группы виварийного контроля. Индекс дезорганизации коллагена III типа после орбитального полета превышал показатели животных модельного эксперимента. После вывешивания представительство коллагеновых волокон в структурах тощей кишки, а также уровень фуксинофилии превышал аналогичные показатели у монгольских песчанок как группе виварийного контроля, так и после 12-суточного космического полета. Условия невесомости вызывали более значительное возрастание эластического компонента в структурах вен вместе с увеличением индекса дезорганизации по сравнению с эффектами вывешивания монгольских 296 песчанок. Вместе с тем, в условиях 30-суточного вывешивания монгольских песчанок не возникало уменьшения толщины мышечного слоя, как это было в условиях невесомости. Кроме того, при вывешивании животных не наблюдалось значимых изменений представительства ретикулярных волокон в мышечной оболочке тонкой кишки. Эти данные позволяют с большой долей уверенности судить о таких специфических эффектах невесомости, как редукция волоконной фазы межклеточного компонента соединительной ткани в строме ворсин и эндомизии гладкомышечных пластов тонкой кишки. С влиянием невесомости можно связать и развитие атрофии мышечной оболочки тощей кишки монгольских песчанок, проявляющейся уменьшением ее толщины. Особый интерес представляют результаты впервые проведенных исследований популяции тканевых базофилов тонкой кишки под влиянием условий невесомости. Известно, что наличие полианионов с различным уровнем заряда в тучных клетках определяется с помощью окрашивания толуидиновым синим в градиенте рН фталатного буфера в пределах 1,5–6,0 (Быков Э.Г., 2010). Поскольку общий отрицательный заряд гепарина определяется большим числом донорных групп, несущих отрицательный заряд, прежде всего сульфатных групп, можно предположить, что тинкториальные свойства продуктов биосинтеза тучных клеток, определяемые метахромазией вследствие развития гипсохромного шифта, будут зависеть от уровня сульфатирования гепарина. Принимая во внимание данные гистохимических исследований, свидетельствущие о возможности выявления гепарина с различной степенью сульфатированности биополимеров в зависимости от рН среды окрашивания (Шубич Г.М., Петрова Т.Р., 1969; Landsmeer J.M., 1951), тучные клетки с низко-, средне – и высокосульфатированным гепарином выявляли при окрашивании соответственно в растворах с рН = 3,0, =4,4 и =5,6. Согласно результатам, полученным при окрашивании толуидиновым синим в градиенте рН, выявляемое содержание тучных клеток на поле зрения примерно одинаково. В то же время наибольшее количество тканевых базофилов выявлялось со средней степенью сульфатированности гепарина (при рН фталатного буфера = 4,4). Именно пул этих тучных клеток существенно снижался в условиях моделирования условий космического полета, свидетельствуя о расходовании 297 продуктов биосинтеза в результате высвобождения, либо перехода в разряд более сульфатированных молекул гепарина, что, видимо, определило тенденцию к возрастанию содержания лаброцитов с полностью этерифицированным гепарином. Интенсификацию созревания гепарина подтверждала и динамика снижения количества альциановофильных клеток в собственной пластинке тощей кишки, свидетельствуя о происходящем переходе пула несульфатированных предшественников гепарина в его более этерифицированные стадии. В то же время уменьшение числа тканевых базофилов с полностью зрелым гепарином, видимо, обусловлено активным использованием ресурсов гепариноцитарной системы для реализации адаптивных реакций. Условия невесомости приводили к выраженному сокращению численности тучных клеток в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок. При этом наибольшей динамикой снижения объема популяции характеризовались тучные клетки с маргинальной степенью сульфатирования гепарина. Очевидно, что снижение содержания тканевых базофилов с высокосульфатированным гепарином может отражать протекающие процессы его либерализации, тогда как активно уменьшение представительства тучных клеток с низкой степенью сульфатации полисахарида, видимо, свидетельствовало об активации реакций N- и O-сульфатации молекул гепарина (Лукашин Б.П., Гребенюк А.Н., 2010, 2011; Capila I., Linhardt R.J., 2002). Одновременно с этим происходила интенсификация образования зрелого гепарина, что подтверждалось возрастанием количества крезилпозитивных тучных клеток и снижением численности тканевых базофилов с промежуточными продуктами синтеза гепарина, а также возрастанием доли γ-метахромазии в популяции тучных клеток. Интересно, что количество мастоцитов с несульфатированным предшественником гепарина практически не менялось в сравнении с показателями группы синхронного эксперимента, что, возможно, является отражением динамики восстановления популяции слизистых тучных клеток. Наибольшее содержание юных форм было обнаружено в тканевых базофилах тощей кишки монгольских песчанок группы виварийного контроля при окрашивании в растворе фталатного буфера с рН=5,6, тогда как зрелые формы преобладали среди лаброцитов со 298 средней степенью сульфатированности гепарина. В условиях синхронного эксперимента возрастал пул зрелых форм, особенно среди тканевых базофилов с низкой и средней морфологическим степенью сульфатирования подтверждением гепарина, активации что адаптивных является ресурсов тучноклеточной системы в собственной пластинке тощей кишки монгольских песчанок. Обращает на себя внимание, что пребывание монгольских песчанок в невесомости на фоне сокращения общего объема популяции тканевых базофилов приводило к существенному увеличению содержания юных форм среди тучных клеток с низкосульфатированным гепарином. Это, видимо, может являться косвенным подтверждением репопуляции тканевых базофилов в собственной пластинке слизистой оболочки тощей кишки. Точка зрения о локализации единой предшественницы всех тучных клеток организма, являющейся гемопоэтической стволовой клеткой в красном костном мозге, позволяет предположить усиление их миграции в кровоток с дальнейшим поступлением в ткани слизистой оболочки тощей кишки. Более того, интересен вопрос о пролиферации тучных клеток непосредственно в слизистой оболочке, возможность которой описана на всех стадиях дифференцировки тканевых базофилов, что приводит к увеличению их локального количества в тканях (Быков В.Л., 2000). Изучение способов секреции продуктов биосинтеза тучных клеток показало, что интенсивность экзоцитоза метахроматических гранул в группе виварийного контроля была наибольшей у форм с высокосульфатированным гепарином и наименьшей у клеток с низкосульфатированным биополимером, свидетельствуя об интенсификации данного механизма в либерализации зрелого гепарина. Поскольку в условиях невесомости существенно усиливается дегрануляция тучных клеток с высокой степенью этерифицированности продуктов биосинтеза, можно предположить активное участие гепарина в адаптивных реакциях на условия космического полета. Эти данные подтверждаются результатами полихромного метода, свидетельствующими об увеличении после космического полета доли тканевых базофилов, содержащих зрелый гепарин, а также изменением тинкториальных свойств цитоплазмы в виде возрастания γ-метахромазии. 299 При изучении популяции соединительнотканных, или типичных тучных клеток было обнаружено, что невесомость приводила к выраженному сокращению их популяции, по аналогии с количественными показателями мукозных тканевых базофилов. Более того, лаброциты полностью исчезали из мышечной и серозной оболочек. Оставшиеся тканевые базофилы активно использовали механизм экзоцитоза для либерализации гепарина в интегративно-буферную среду межклеточного матрикса соединительной ткани. Это доказывает, что в условиях невесомости тучные клетки являются важным элементом в обеспечении эффективного функционирования естественной антигравитационной системы органов желудочно-кишечного тракта. По-видимому, не существует механизма, ограничивающего повышенное расходование биосинтетического потенциала тучных клеток, что приводит к выраженному сокращению их численности вплоть до полного исчезновения популяции в случае отсутствия достаточных процессов репопуляции. Возможно, что адекватному восстановлению общей численности тучных клеток препятствует в известной мере и измененное состояние волокнистой фазы экстрацеллюлярного матрикса соединительной ткани, что может отражаться на миграционных свойствах тканевых базофилов в необходимые участки тканей. В частности, было показано, что при невесомости происходит угнетение наземном моделировании эффектов миграционных свойств лимфоцитов в интерстициальной матрице, обусловленное нарушением процессов клеточной адгезии с коллагеном I типа (Pellis N.R. et c., 1997). Можно также сделать предположение о возникновении определенных нарушений в регуляции перистальтической деятельности гладкой мускулатуры при сокращении количества тканевых базофилов в условиях невесомости, поскольку хорошо известна роль тучных клеток в обеспечении деятельности гладких миоцитов (Vodenicharov А., 2012). Так, гепарин способен оказывать непосредственное действие на гладкие миоциты. В частности, он может ингибировать пролиферацию гладкомышечных клеток в оболочках сосудов, миометрии, мышечной оболочке тощей кишки (Graham M.F. et c., 1987; Horiuchi A. et c., 1999; Wang Y., Kovanen P.T., 1999; Vodenicharov А., 2012). Гистамин, как известно, обладает противоположным эффектом (Wang Y., Kovanen P.T., 1999). Из более 70 биологически активных 300 веществ, содержащихся в тучных клетках, многие действуют как медиаторы сократительной деятельности гладкой мышечной ткани: биогенные амины (гистамин, дофамин, серотонин), полипептиды (вазоактивный кишечный полипептид, эндотелин), протеогликаны (гепарин) и свободные радикалы (оксид азота) (Vodenicharov А., 2012). Взаимодействуя с различными рецепторами гладких миоцитов, они могут оказывать как усиление сократительной способности всего мышечного пласта, так и ослабление. Это позволяет считать, что тучные клетки помимо участия в нервной регуляции перистальтической деятельности кишечника, являются важным элементом в модуляции активности гладких миоцитов, в том числе, оболочек желудочно-кишечного тракта (Chidambaram R. et c., 2005; Vodenicharov А., 2012). Так, спустя 15 дней после денервации сегмента тощей кишки крыс было выявлено четырехкратное увеличение содержания тучных клеток в мышечной оболочке. Высокое содержание наблюдалось до конца эксперимента – 90 суток наблюдения. При этом увеличения тканевых базофилов в собственной пластинке слизистой оболочки не происходило (Osinski M.A., Dahl J.L., Bass P., 1993). Наконец, гепарин способен модулировать биосинтетические способности гладких миоцитов тощей кишки человека (Cochran D.L. et c., 1987). По данным литературы, в условиях невесомости происходит снижение деятельности гладких миоцитов. Проведенное исследование изолированных гладких миоцитов воротной вены печени крыс в условиях 8-суточного пребывания в невесомости на борту Международной космической станции привело к снижению образования в цитозоле рианодиновых рецепторов, управляющих сокращением гладких миоцитов посредством выделения и поглощения внутриклеточного кальция (Dabertrand F. et c., 2012). Это позволяет предположить, что в условиях невесомости гладкие миоциты меняют механизм своего сокращения, что может приводить к изменению характера сокращения всего гладкомышечного пласта, либо мышечной оболочки стенки полых органов желудочно-кишечного тракта. Обсуждая участие тканевых базофилов в формировании биоэффектов невесомости, следует отметить их многогранную полифункциональность. Известно, что тучные клетки, благодаря синтезу различных медиаторов, играют роль в регуляции многочисленных процессов, включая межклеточную кооперацию, 301 ангиогенез, нейро-иммунные взаимодействия, аллергические, репаративные, гомеостатические и воспалительные процессы, развитие фиброза и др. (Toda S. еt c., 2000; Sellge G., et c., 2004; Suzuki A. et c., 2005; Plante S., et c., 2006; Tachibana M. et c., 2008; Bulut K. et c., 2008; Speiran K. et c., 2009; Molderings G.J., 2010; Melo F.R. et c., 2011; Czyzewska- Buczynska A., Witkiewicz W., 2011; Rönnberg E., Melo F.R., Pejler G., 2012). Уже сравнительно давно лаброциты по праву были признаны регуляторами тканевого гомеостаза малого действия, или «тактическими» регуляторами (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981), нейроиммуноэндокринными виртуозами (Theoharides T.C., 1996). Важно, что тучные клетки благодаря большому набору биологически активных веществ являются активными участниками процессов ремодуляции в соединительной ткани (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Molderings G.J., 2010; Benoist Ch., Mathis D., 2002). Важно, что при отсутствии гепарина, прежде всего зрелого, т.е. полностью сульфатированного, хранение других медиаторов – гистамина, триптазы, химазы, карбоксипептидазы и др. протеаз в гранулах тучных клеток нарушается (Tchougounova E. et c., 2001). Например, активность химазы и триптазы, связанных в гранулах с гепарином, зависит от его состояния. В частности, триптазе для активизации необходимо связаться с гепарином для приобретения тетрамерной формы, а для стабильности ферментативной формы необходимо постоянное присутствие гепарина. Комплекс гепарина с химазой вовлечен в метаболизм фибронектина, одна из функций которого, как известно, заключается в регуляции скорости образования фибрилл в околоклеточном матриксе посредством агрегации с проколлагеновыми фибриллами, а значит, и ремоделировании сединительной ткани (Tchougounova E. et c., 2001). Наконец, имеются данные, что секретируемый во внеклеточное пространство соединительной ткани гепарин способен ингибировать синтез коллагена и его экстраклеточную агрегацию в надмолекулярные структуры (Graham M.F. et c., 1987). Таким образом, впервые полученные нами экспериментальные данные о реакции популяции мукозных и соединительнотканных тучных клеток тощей кишки в виде изменения количественных и качественных признаков, видимо, являются подтверждением их активного участия в обеспечении адаптивных 302 процессов тканевых структур к условиям измененной гравитации. Выявленное после космического полета снижение объема популяции лаброцитов свидетельствует об активном использовании регуляторного потенциала тучных клеток для поддержания местного гомеостаза в рамках нормы реакции. Не вызывает сомнения, что формирование дефицита тканевых базофилов в условиях невесомости является одним из ключевых звеньев структурно-функциональных изменений интерстиция и эпителиальной ткани слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок. Также, впервые выявлено, что невесомость приводит к усилению биосинтеза и высвобождению гепарина во внеклеточное пространство, который выполняет важное значение в адаптации слизистой оболочки тощей кишки к условиям невесомости. Это достигается как за счет собственных биоэффектов полисахарида, так и благодаря известной регуляторной функции гепарина по отношению к большинству биологически активных веществ, локализованных в гранулах тучных клеток (Кондашевская М.В., 2010). Условия 30-суточного вывешивания приводили к сходным изменениям количественной структуры популяции мукозных тучных клеток по сравнению с животными полетной группы. В то же время, редукция тканевых базофилов при моделировании физиологических эффектов невесомости в наземных условиях было менее выраженной. Наоборот, количество типичных тучных клеток в стенке тощей кишки, локализованных в подслизистой, мышечной и серозной оболочках, не только возрастало по сравнению с показателями монгольских песчанок, вернувшихся из космического полета, но и показателями группы виварийного контроля. Эти данные, а также динамика возрастной структуры тучных клеток позволяют предположить о том, что под влиянием невесомости процессы репопуляции тучных клеток в органах желудочно-кишечного тракта являются менее эффективными. Продолжая биоматериала обсуждение желудка полученных монгольских нами песчанок, результатов находившихся в изучения условиях невесомости, следует подчеркнуть, что эти результаты являются единственными к настоящему времени в биокосмических экспериментах, что создает определенные трудности в их интерпретации. В первую очередь, до сих пор имеется дефицит 303 знаний о видовых сопоставительного особенностях анализа. В монгольских единственной песчанок для проведения морфологической работе, выполненной Юрловой З.Н. (1973), указаны основные отделы желудка этих грызунов (преджелудок, фундальный, пилорический) и разобраны некоторые особенности железистого аппарата слизистой оболочки. Однако автор не приводит детализированного описания интерстиция и не обсуждает его важную интегрирующую роль в обеспечении деятельности органа. Наши исследования показали, что специфической видовой особенностью гистоархитектоники желудка песчанок является состав внеклеточной фазы интерстиция и ее топография. В слизистой оболочке песчанок слабо выражена собственная пластинка. Большая часть волокон располагается между мышечными компонентами и в субсерозной зоне. Судя по полученным материалам, стенка желудка песчанок содержит малый объем коллагеновых волокон I типа, основная масса волокон интерстиция представлена ретикулярными волокнами, содержащих коллаген III типа. Помимо фибриллярного компонента, другая часть коллагенов стенки желудка относится к нефибриллярным: коллаген базальных мембран желудочных желез (IV тип), связанный с эндотелием сосудов, контактирующий с клеточными мембранами гладкомышечных клеток мышечных слоев и др., структура которых подробно рассмотрена в специализированном издании (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Внеклеточные орбитального компоненты полета интерстиция характеризовались желудка изменением песчанок после тинкториальных характеристик волоконного компонента, его топографического распределения и агрегатного состояния, что приводило к дезорганизации роли интерстиция как пространственно организующего фактора в стенке желудка. Такие реактивные изменения проявляются увеличением аргирофилии ретикулиновых волокон, изменением контура и калибра, дезорганизацией и глыбчатым распадом. Следует отметить, что изменения интерстиция во время полета охватывают все локализации коллагенов, начиная с базальных мембран желез и заканчивая структурами серозной оболочки. Обычно они развиваются на фоне межуточного и периваскулярного отека во всех слоях стенки фундального отдела желудка. 304 Непосредственной причиной дезорганизации коллагеновых структур следует считать изменение кислотно-щелочного равновесия и ионного дисбаланса, обусловленное дисциркуляторными расстройствами, развивающимися в условиях невесомости. Изменения интерстиция желудка развиваются лишь одном направлении – уменьшении числа волокон и связей между ними, что приводит к значительному ограничению интегрирующей роли внеклеточной фазы соединительной ткани. Необходимо дополнить, что при этом выявляются дистрофические изменения гладкомышечных элементов стенки и уменьшение представительства ретикулярных волокон, содержащих коллаген III типа, что определялось по формированию в мышечных слоях локусов потери аргирофильных структур. В литературе подробно обсуждались проблемы развития стресса, т.е. неспецифических реакций адаптации, на фоне специфической адаптации животных к невесомости (Ильин Е.А., Капланский А.С., Савина Е.А., 1989; Попова И.А. Григорьев А.И., 1992; Григорьев А.И., Капланский А.С., Дурнова Г.Н., 1996; Серова Л.В., 1996). Не пытаясь детализировать полученные результаты, следует отметить среди наблюдаемых признаков у животных, перенесших полет, проявления как острого, так и хронического стресса (Серова Л.В., 1996). При этом необходимо принимать во внимание результаты биохимического анализа функции эндокринной системы (Попова И.А., Григорьев А.И., 1992). О наличии стрессовых проявлений в организации желудка свидетельствуют данные о развитии эрозивного гастрита – уплощение покровного эпителия, формирование эрозий на поверхности слизистой, потери нейтральных гликопротеинов покровным эпителием и шеечными мукоцитами, описанных в ранее проведенных полетных экспериментах на крысах (Шубич М.Г. с соавт., 1977; Португалов В.В., 1978; Шубич М.Г. с соавт., 1978). Формирование признаков стресса связывают с уровнем адаптации к невесомости, временем взлета и приземления, когда на организм воздействуют шум, вибрация и др. (Попова И.А. Григорьев А.И., 1992; Григорьев А.И., Капланский А.С., Дурнова Г.Н., 1996). Дополнительным отягчающим фактором может служить гипоксия тканей в результате перераспределения крови в невесомости и ее скоплении в венах, что приводит к межуточному отеку 305 (Португалов В.В., 1978; Капланский А.С., Савина Е.А., 1981). Хотя невесомость и не вызывает хронического стресса, возможность ее стрессорного эффекта на организм полностью не исключается (Григорьев А.И., Капланский А.С., Дурнова Г.Н., 1996; Серова Л.В., 1996). Выявленные изменения структур желудка монгольских песчанок могут расцениваться как признаки гравитационного стресса, описанного по результатам полетных экспериментов на крысах (Ильин Е.А., Капланский А.С., Савина Е.А., 1989). В фундальном отделе желудка песчанок, обследованных после 12-суточного орбитального полета, определялось снижение толщины покровного эпителия, изменение глубины желудочных ямок, дистрофия эпителиоцитов, скопления ядерно-цитоплазматического детрита, прикрывающего дефекты слизистой. Формируется картина, свидетельствующая о развитии острого стресса. Пытаясь показать, связаны ли эти признаки исключительно с действием стрессорных факторов при приземлении, полученные результаты были сопоставлены с материалами песчанок системы «Контур-Л», где у части животных выявлялись аналогичные картины. Возможно, что для таких высокочувствительных животных, как монгольские песчанки, уже сам факт помещения в систему «Контур-Л» является стрессорным воздействием. Углубление этих изменений в полете на фоне формирования адаптации к невесомости и изменению органного кровотока следует считать типовой картиной «гравитационного стресса», развивающейся у песчанок во время полета, признаки которого были показаны в более ранних исследованиях на крысах (Ильин Е.А., Капланский А.С., Савина Е.А., 1989). К изменениям слизистой оболочки следует добавить частичную потерю нейтральных гликопротеинов эпителия и уплощение этого слоя, что является показателем диссоциации гастроинтестинального барьера (барьера I типа) (Могильная Г.М., Могильная В.Л., 2007). Кроме того, морфологическим эквивалентом «гравитационного стресса» у монгольских песчанок следует считать развитие ряда изменений в толще слизистой в виде вакуолизации и дистрофии отдельных, либо групп париетальных клеток желез вплоть до донных отделов. Более того, в некоторых случаях формируются микролокусы некроза групп желез. Такого рода изменения слизистой оболочки, связанные с десмолитическими процессами и ее 306 частичной дисфункцией в связи с потерей гликопротеидов и желез, участвующих в образовании соляной кислоты, у монгольских песчанок существенно выше, чем обнаруженные в полетных экспериментах у крыс (Смирнов К.В., Уголев А.М., 1981, 1997). Гиперсекреторный синдром желудка, возникающий в условиях невесомости, и, по-видимому, при ее моделировании, усугубляет вышеописанные нарушения, развивающиеся в структурах слизистой оболочки желудка (Смирнов К.В., 1981, Афонин Б.В., 2006; Афонин Б.В., Гончарова Н.П., Карамышев Ю.А., 2007; Афонин Б.В., Гончарова Н.П., Седова Е.А., 2007; Афонин Б.В., Гончарова Н.П., 2009; Афонин Б.В., Седова Е.А., 2009; Афонин Б.В. с соавт., 2011). В заключение, необходимо отметить, что оценка влияния факторов орбитального полета на морфофункциональное состояние желудка будет более полной при одновременном анализе состояния всех структурных компонентов стенки, что позволит получить интегральное представление о развивающихся изменениях. Комплексный подход к изучению структурных образований желудка в единой взаимосвязи создает больше возможностей для своевременной профилактики и эффективной коррекции обнаруженных изменений функции желудочно-кишечного тракта космонавтов как в кратковременных, так и в длительных орбитальных полетах (Смирнов К.В. с соавт., 1976; Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997; Хантун К.Л., 1997; Harm D.L., Sandoz G.R., Stern R.M., 2002). Условия вывешивания приводили к гораздо более выраженным изменениям состояния слизистой оболочки желудка. Прежде всего это касалось деятельности гастроинтестинального барьера, морфофункциональной основой которого является секреторная деятельность мукоцитов. Содержание нейтральных гликопротеинов в условиях вывешивания было существенно более редуцированным по сравнению с показателями, полученными у монгольских песчанок полетной группы. Кроме того, толщина слизистой оболочки, в том числе глубина желудочных ямок представлялись более сниженными, а дистрофические изменения более распространенными. В то же время в условиях невесомости происходило значимое уменьшение содержания коллагеновых волокон, тогда как при вывешивании возрастала главным образом фуксинофилия волокон. Аналогично с этим, во всех 307 структурах стенки тощей кишки монгольских песчанок группы орбитального полета, за исключением собственной пластинки слизистой оболочки, редуцировалось содержание ретикулярных волокон. При наземном моделировании невесомости основным отличием стало существенное увеличение аргирофилии коллагена III типа. Характерным для условия невесомости, в отличие от эффектов вывешивания, стало сокращение представительства эластических волокон во всех оболочках стенки желудка монгольских песчанок, в том числе мышечной пластинке слизистой оболочки. Это сочеталось с возрастанием эластического компонента в структурах артерий и вен, а также с усилением индекса дезорганизации фуксилинофильных волокон. Результаты экспериментов с крысами по моделированию физиологических эффектов невесомости развивающихся в свидетельствуют морфофункциональном об общих состоянии закономерностях, органов желудочно- кишечного тракта крыс и монгольских песчанок. Это свидетельствует о единых механизмах в реакциях органов желудочно-кишечного тракта на условия моделирования невесомости. В то же время более выраженные изменения в состоянии органов пищеварительной системы монгольских песчанок позволяют сделать определенные выводы о значении не только особенностей биологического вида как объекта исследования, но и продолжительности вывешивания. Существенная активизация гастроинтестинального барьера развивалась как в условиях невесомости, так и при ее моделировании. Однако следует отметить, что условия вывешивания вызывали более значительные перестройки, вплоть до признаков истощения деятельности муцинопродуцирующих клеток в слизистой оболочке желудка. Аналогичные изменения происходили в рельефе слизистой оболочки гастроинтестинального тракта, а также содержании нейтральных гликопротеидов в слизистых и бокаловидных клетках, развитии дистрофических явлений покровного эпителия. Условия невесомости приводили к другому генезу укорочения ворсин тощей кишки, связанному прежде всего с редукцией ретикулярного остова собственной пластинки слизистой оболочки при относительной сохранности целостности эпителиального пласта. В условиях антиортостатического вывешивания животных 308 (крысы и монгольские песчанки), содержание ретикулиновых волокон в строме ворсин, напротив, имело тенденцию к возрастанию. Наблюдаемое укорочение ворсин, видимо, было связано с реализацией защитного механизма слизистой оболочки по уменьшению площади соприкосновения оголенной стромы с кишечным содержимым вследствие процессов десквамации кишечного эпителия в просвет кишечника. Эти картины были особенно выражены у монгольских песчанок после 30-суточного вывешивания. В пользу ремодулирующих эффектов невесомости в отношении волокнистого остова внутренних органов свидетельствовала редукция волокнистой фазы межклеточного вещества соединительной ткани в мышечной оболочке тощей кишки и желудка, тогда как в условиях вывешивания животных этого не наблюдалось. Более того, если невесомость вызывала достоверное истончение мышечной оболочки органов желудочно-кишечного тракта, то условия моделирования не затрагивали морфометрические параметры мышечной оболочки желудка и тонкой кишки как монгольских песчанок, так и крыс. В связи с этим возникает предположение о том, что в механизмах атрофии гладкомышечной ткани желудка и тонкой кишки следует рассматривать не только функциональную разгрузку в условиях невесомости, но и редукцию структур эндомизия, что, возможно, усиливает процессы инволюции гладкомышечных слоев в стенке желудочно-кишечного тракта. Результаты морфометрического анализа мышечной оболочки желудка и тощей кишки монгольских песчанок полетной группы согласуются с данными Weisbrodt N.W. с соавт. (1994) о состоянии тонкой кишки крыс после 14-суточного орбитального полета биоспутника «Космос 2044». После орбитального полета содержание общего белка в гладких миоцитах, а также уровень РНК в цитоплазме гладких миоцитов достоверно снижались. Полученные данные были достоверны не только в сравнении с показателями животных группы виварийного контроля и синхронного эксперимента, но и с группой антиортостатического вывешивания. Авторы предполагают, что выявленные результаты могут быть обусловлены снижением экспрессии соответствующих генов в гладких миоцитах тонкой кишки крыс в условиях невесомости (Weisbrodt N.W. с соавт., 1994). Учитывая, что гладкие миоциты активно синтезируют 309 коллагены, в том числе коллаген III типа (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Perr H.A., et c., 1989), можно предположить, что его внутриклеточный синтез гладкими миоцитами в условиях невесомости также снижается. Обсуждая результаты исследования волокнистой фазы интерстиция печени монгольских песчанок, находившихся в полете на борту космического аппарата "Фотон-М" №3, необходимо отметить, что наблюдаемые пролиферативные реакции коллагена III типа в паренхиме являются, в первую очередь, отражением перераспределения крови. Это приводит к повышению внутрипеченочного давления и формированию механического стимула на гепатоциты. Более выраженные пролиферативные реакции в условиях модельного эксперимента с вывешиванием животных, очевидно, являются свидетельством более значительных нарушений внутрипеченочного кровотока и, как следствие, развития гипоксии в паренхиме печени. Судя по состоянию ядерного аппарата гепатоцитов, условия вывешивания приводили к более напряженной компенсаторно-адаптивной активизации биосинтетической функции гепатоцитов, правда, при этом следует учитывать длительность эксперимента. Следует обратить внимание на изменение эластического компонента интерстиция желудочно-кишечного тракта в условиях невесомости и при ее моделировании. Очевидно, что в условиях орбитального полета, по аналогии со скелетными мышцами, может происходить выключение части капилляров из обменных процессов. Это может привести к накоплению крови в более крупных сосудах, замедлению тока крови и возрастанию давления в венах внутренних органов, нарушению проницаемости их стенок, развитию периваскулярных отеков и гипоксии (Капланский А.С., Савина Е.А., 1981; Ильин Е.А., Капланский А.С., Савина Е.А., 1989). Резистентность сосудистой стенки, прежде всего вен, в этих условиях будет определяться устойчивостью эластических структур к сложившимся условиям гемодинамики. Полученные нами данные о качественных и количественных изменениях эластических волокон оболочек артерий и вен в условиях невесомости являются свидетельством их непосредственного участия в механизмах развития гемодинамических нарушений. При этом альтерация эластических структур может протекать в форме лизиса (Husain S., 2004). В 310 исследовании Климачева В.В. с соавт. (2010) были показаны разнообразные морфологические изменения эластических волокон вследствие действия гипоксии, которые затрагивают не только толщину, но и различные формы разрушения волокон. Можно считать, что усиление фуксилинофилии внутренней эластической мембраны артерии, а также дезорганизация эластических волокон в оболочках вен печени, тонкой кишки и желудка в виде нарушения их целостности может быть свидетельством неблагоприятных изменений в оболочках сосудов в условиях невесомости, поскольку в наземных экспериментах такие процессы наблюдались гораздо реже. Таким образом, при адаптации организма к условиям космического полета в мышечной оболочке органов желудочно-кишечного тракта происходят процессы инволюции волокнистой фазы интерстиция, отражая процессы ремоделирования межклеточного матрикса соединительной ткани в соответствии с достижением состояния адаптационной, или "космической", нормы (Пестов И.Д., 2003). При этом, в условиях орбитального полета в силу развития гемодинамических изменений нарушаются процессы восстановления интерстиция, в том числе уменьшается эффективность экстрацеллюлярной сборки волокон в связи с существенной перестройкой микросреды в аморфном компоненте интерстиция: изменением уровня рН, содержания гиалуроновой кислоты и других гликозаминогликанов в тактоидах, воды и т.д.. Второй этап фибриллогенеза коллагена и волокнообразования происходит в экстрацеллюлярном пространстве и заключается в агрегации молекул в надмолекулярные структуры: протофибриллы, микрофибриллы, фибриллы и, наконец, волокна (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). В начальной стадии самопроизвольного формирования волокнистой фазы интерстиция молекулы тропоколлагена образуют перицеллюлярные молекулярные скопления (мезофазы), в которых между молекулами имеется расстояние, заполненное жидкостью. Такое жидкокристаллическое состояние начального этапа формирования волокна называется тактоидом (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Молекулы тропоколлагена занимают в тактоидах энергетически выгодную позицию по отношению друг к другу, а форма молекул принимает участие в стабилизации этого состояния вместе с действием электростатических сил, 311 энергией молекулярнокинетического движения и влияния окружающей жидкой фазы. Для инициации начала процесса образования надмолекулярных агрегатов коллагена необходимо сближение молекул тропоколлагена до определенного расстояния, что требует уменьшения объема водной среды между ними. Это достигается либо в результате повышения концентрации молекул тропоколагена путем возрастания клеточной секреции, либо за счет увеличения либерализации во внеклеточное пространство молекул гликозаминогликанов, способных забирать воду из тактоидов по осмотическому механизму. Таким образом, инициируется сборка протофибрилл из молекул тропоколлагена. Далее образуются микрофибриллы, фибиллы волокна либо коллагеновые пучки. В результате для успешного формирования коллагенового волокна необходимо соблюдение четко определенных условий, которые зависят от содержания воды, концентрации тропоколлагена, осмотического давления, температуры, ионной силы, рН и многих других факторов (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009). Более того, даже при достижении необходимых условий эффект волокнообразования будет зависеть от количества протеогликанов, ионов-комплексообразователей, АТФ, аскорбиновой кислоты, ферментов и т.д. Можно предположить, что в условиях невесомости достижения нормальных условий, позволяющих процессам волокнообразования протекать в аналогичных земным условиям, практически невозможно. Вот почему, видимо, в орбитальном полете процессы физиологической регенерации коллагеновых волокон не проходят в полном объеме, поскольку в условиях венозного застоя может формироваться изменение содержания внутритканевой жидкости, рН среды и т.д. Более того, в условиях невесомости видимо получает активное развитие процесс ремоделирования или адаптации стромы органа к измененному гравитационному стимулу. При этом большое значение могут иметь процессы дезорганизации коллагеновых и эластических волокон вследствие формирования определенных трофических нарушений и снятия статической нагрузки, имеющей место в условиях земной гравитации. Таким образом, процессы ускоренной редукции в совокупности с замедлением новообразования волокон приводят к 312 уменьшению объема волокнистых структур в интерстиции органов пищеварительной системы. Вот почему строму органов желудочно-кишечного тракта можно рассматривать как гравитационно-зависимый комплекс, состояние которого зависит от адекватности процессов ремоделирования в условиях отсутствия земной гравитации. В подтверждение выше изложенным предположениям можно привести результаты эмбриологического эксперимента на орбитальной станции "Мир" с птенцами японского перепела. Полученные данные показали, что условия невесомости индуцировали слабое развитие соединительной ткани стромы желудочно-кишечного тракта с формированием более рыхлого расположения волокон у эмбрионов и птенцов японского перепела. В то же время каких-либо выраженных отклонений в строении сформированных органов пищеварительной системы выявлено не было (Гурьева Т.С. с соавт., 2009). Не исключено, что процесс новообразования коллагена в условиях невесомости обладает определенной органотропностью. В частности, было показано, что 13-суточный космический полет способен модулировать экспрессию внеклеточного матрикса, профибротических молекул и процессы клеточной адгезии в легких мышей. В частности, в 25 из 84 рассмотренных генов обнаружили статистически значимые изменения транскрипции: активизацию 15 генов и подавление 10. Это приводило к активизации синтеза коллагена и его накоплению вокруг кровеносных сосудов в легких мышей, а также утолщению стенок сосудов (Tian J. et c., 2010). Данные о возрастании активности промотора гена α1-цепи коллагена I типа в ответ на условия клиностатирования были получены китайскими учеными в клеточной культуре EGFP-ROS (Dai Z.Q. et c., 2006). Обнаруженные изменения авторы связывают с нарушениями организации цитоскелета клеток в условиях моделирования микрогравитации. Возможно, именно этим объясняется усиление внутриклеточного синтеза коллагена культурой фибробластов кожи человека в ответ на кратковременное воздействие продолжающееся 4, 7, 10 и 20 часов (Seitzer U., 1995). 313 микрогравитации, Резюме. Проведенное исследование показало многоуровневые морфо- функциональные изменения органов желудочно-кишечного тракта в условиях невесомости, которые затрагивали их эпителиальные, соединительнотканные и гладкомышечные компоненты. В механизмах влияния невесомости на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы животных можно выделить непосредственное и опосредованное действие (рис. 75, 76, 77). Со стороны эпителия, входящего в состав слизистой оболочки желудка и тонкого кишечника, следует отметить развитие признаков дистрофических изменений, уменьшение морфометрических показателей, а также истощение состоятельности мукозного компонента представленного как гастроинтестинального нейтральными защитного гликопротеидами, так барьера, и кислыми гликозаминогликанами (рис. 76, 77). Возрастание численности бокаловидных клеток в эпителии ворсин тощей кишки, очевидно, являлось адаптивной реакцией к условиям невесомости. Главной причиной развития изменений подобного рода является перераспределение крови во время космического полета, увеличенное кровенаполнение венозной системы брюшной полости и формирующаяся гипоксия тканей (рис. 75, 76, 77). В паренхиме печени наблюдалась активизация ядерного аппарата гепатоцитов, прежде всего, за счет повышения морфометрических показателей ядер и ядрышек с увеличением частоты их образования. Адаптация гепатоцитов к условиям невесомости происходила также за счет возрастания количества ядер в клетке с помощью ацитокинетического митоза, выгодного в аспекте экономии энергии на клеточное деление. Очевидно, что таким образом расширялись функциональные возможности органа вследствие достижения определенного лимита метаболической активности гепатоцитов в условиях космического полета, и усиливалась экспрессия специфических генов, необходимых для адаптации паренхимы к условиям невесомости. Кроме того, морфологические перестройки при амитозе отражали наиболее простой и быстрый способ увеличения поверхности соприкосновения между ядром и цитоплазмой, интенсифицируя при этом обмен между ними и повышая устойчивость паренхимы печени в неблагоприятных условиях жизнедеятельности. О развитии определенных 314 315 дистрофических процессов в гепатоцитах свидетельствовало снижение содержания РНК, гликогена и липидов, а также образование гликосом на фоне увеличения площади цитоплазмы (рис.77). При этом наиболее чувствительными к условиям невесомости были гепатоциты центральной зоны долек, возможно, вследствие особенностей внутриорганного перераспределения крови. Изменения разносторонними стромы (рис. органов 75, 76, пищеварительной 77). Состояние системы также межклеточного были вещества соединительной ткани подвергалось структурно-функциональным перестройкам, отражающим как адаптивные, так и альтеративные гравитационноиндуцированные процессы. Особенности системного кровотока в космическом полете вызывали расстройства внутриорганного кровообращения, которые отягощались дезорганизацией эластических волокон элементов сосудистого русла. В печени монгольских песчанок отек интерстиция с последующими нарушениями ионного равновесия и транспорта метаболитов приводил к деструктивным изменениям и пространственной дезорганизации волокнистой фазы соединительной ткани в зоне триад и в центральной области печеночных долек. Пролиферация ретикулярных волокон, видимо, происходила в ответ на повышение внутриорганного кровяного давления, формирование гипоксии и образование микролокусов гепатоцитов с дистрофическими изменениями (рис.77). В желудке и тонкой кишке невесомость вызывала редукцию волокнистой фазы соединительной ткани, что сопровождалось снижением морфометрических показателей, в том числе, мышечной оболочки (рис. 75, 76). Механизмы эффектов невесомости на состояние полых органов пищеварительной системы могут быть прямыми и опосредованными. К прямому воздействию чувствительны гладкая мускулатура и волокнистый компонент интерстиция желудочно-кишечного тракта. Опосредованное влияние связано с изменением гемодинамики и регуляторных систем (рис. 75, 76). Отсутствие гравитационного стимула является причиной лизиса определенного объема волокнистой фазы внеклеточного матрикса соединительной ткани, активность которого возрастала вследствие дисциркуляторных расстройств. Уменьшение плотности содержания капилляров в единице объема ткани в условиях невесомости приводило к накоплению крови в 316 317 более крупных сосудах, вазодилатации, возрастанию давления в венах внутренних органов (Португалов В.В., 1978; Капланский А.С., Савина Е.А., 1981; Ильин Е.А., Капланский А.С., Савина Е.А., 1989; Афонин Б.В. с соавт., 2011). Неизбежным следствием таких гемодинамических сдвигов являлась тканевая гипоксия различной степени с изменением физиологического значения рН интегративнобуферной метаболической среды соединительной ткани. Помимо уменьшения числа функционирующих капилляров, гипоксия усиливалась в связи с замедлением тока крови в венах и нарушением проницаемости их стенок, развитием периваскулярных и межуточных отеков и др. (Капланский А.С., Савина Е.А., 1981). Как следствие, развивался очаговый межволоконный отек коллагеновых пучков или эластических волокон. Не менее важное диагностическое значение имеют гистохимические картины усиления взаимодействия фуксина, ионов серебра и фуксилина с коллагеном и эластином, что может быть свидетельством деполимеризации волокнистых структур на уровне димеров и диссоциации от протеогликанов с высвобождением большого числа реакционноспособных групп. Это позволяет допустить либо прямые эффекты космического излучения на сшивки аминокислот в молекулах коллагена и эластина, либо выраженную дезорганизацию волокнистых структур в результате трофических нарушений. Сочетание прямого и опосредованного воздействия невесомости на ретикулярные волокна приводит к снижению их представительства в слизистой оболочке тонкой кишки, изменяя рельеф и укорачивая ворсины (рис.76). В мышечной оболочке редукция волокон, образованных коллагеном III типа, наблюдалась как в тонкой кишке, так и желудке. Кроме того, необходимо учитывать снижение эффективности фибриллогенеза в результате нарушения экстрацеллюлярной сборки волокнистой фазы интерстиция в условиях измененной метаболической среды. Данные явления можно считать одним из проявлений ремоделирования межклеточного матрикса соединительной ткани внутренних органов в соответствии с достижением состояния адаптационной, или "космической", нормы (Пестов И.Д., 2003). При этом процессы ускоренной редукции в совокупности с замедлением новообразования волокон вызывают снижение объема волокнистых структур в интерстиции органов пищеварительной системы. Эти закономерности подтверждаются результатами эксперимента на борту орбитальной станции «Мир», показавших слабое развитие соединительной ткани стромы желудочно318 319 кишечного тракта японских перепелов, эмбриональное развитие которых проходило в условиях невесомости (Гурьева Т.С. с соавт., 2009). Уменьшение количества ретикулярных волокон в интерстиции оболочек органов желудочно-кишечного тракта, а также связей между ними значительно снижает интегрирующую роль внеклеточной фазы соединительной ткани в функционировании органов. Возможно, одним из проявлений этого является утончение мышечного слоя (рис. 76, 77). В то же время инволюция гладкомышечной ткани в космическом полете может быть причиной прямого эффекта невесомости на гладкие миоциты, в результате которого происходит снижение синтеза белков сократительного аппарата, рианодиновых рецепторов и др., показанных в ряде исследований (Weisbrodt N.W. et c., 1994; Dabertrand F., 2012). Эти данные позволяют считать, что в условиях невесомости снижение моторно-эвакуационной функции полых органов желудочно-кишечного тракта будет формироваться как в отдельных гладких миоцитах, так и на уровне сформированных ими функциональных пластов (рис. 76, 77). Еще одной важной предпосылкой для ослабления деятельности гладкой мускулатуры в составе органов пищеварительной системы является существенное ограничение регуляторного влияния на сократительные элементы желудка и кишечника тканевых базофилов в связи с их редукцией в условиях невесомости. Это приводило к ослаблению модулирующей функции тучных клеток на сокращение гладких миоцитов, необходимой для обеспечения адекватной перистальтики кишечника. Очевидно, что выраженная редукция тучных клеток была связана с повышенным расходованием физиологического резерва гепариноцитарной системы на адаптивные процессы к условиям невесомости. Кроме того, судя по перестройке структуры популяции тучных клеток, можно предположить изменение миграционной активности предшественников тканевых базофилов в связи с модификацией состояния волокнистой фазы интерстиция (рис. 75, 76, 77). О важном значении гепарина в адаптации к условиям невесомости свидетельствовала не только активизация экзоцитоза метахроматических гранул с высокой степенью этерифицированности продуктов биосинтеза, но и интенсификация его биосинтеза и созревания в тканевых базофилах. Очевидно, что не существует механизма, 320 ограничивающего повышенное расходование биосинтетического потенциала тучных клеток, что приводит выраженному сокращению их численности вплоть до полного исчезновения популяции. В связи с тем, что лаброциты являются регуляторами тканевого гомеостаза малого действия, или «тактическими» регуляторами, нейроиммуноэндокринными виртуозами, при их функциональной недостаточности в условиях невесомости можно предположить изменение межклеточной кооперации, ангиогенеза, нейроиммунного взаимодействия, многих репаративных, гомеостатические и воспалительные процессов, а также синтеза коллагена и его экстраклеточной агрегации в надмолекулярные структуры и др. В любом дальнейшего случае, изучения каждый для из более предложенных полного механизмов достоин влияния факторов изучения космического полета, в том числе, невесомости, на морфофункциональное состояние органов пищеварительной системы. Не вызывает сомнения, что формирование дефицита мукозных и типичных тканевых базофилов под влиянием факторов орбитального полета, и мукозных после наземного моделирования эффектов невесомости является одним из ключевых звеньев структурнофункциональных изменений интерстиция, эпителиальной ткани слизистой оболочки и мышечной оболочки полых органов пищеварительного тракта животных. При этом наземное моделирование невесомости с помощью антиортостатического вывешивания по методике Ильина-Новикова позволило более четко дифференцировать прямые и опосредованные эффекты невесомости на оболочки органов пищеварительно системы. Таким образом, оценка влияния факторов орбитального полета на морфофункциональное состояние органов желудочно-кишечного тракта обладает гораздо большей структурных информативностью компонентов стенки, при что одновременном позволяет получить изучении всех интегральные представления о развивающихся изменениях. Показанные эффекты невесомости на уровне клеточно-тканевых структур стенки желудка и тонкой кишки могут формировать изменения деятельности желудочно-кишечного тракта космонавтов, выявленные в ряде исследований (Смирнов К.В. и др., 1976; Смирнов К.В., Уголев А.М., 1997; Хантун К.Л., 1997; Harm D.L., Sandoz G.R., Stern R.M., 2002). 321 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Исходя из полученных результатов, модель антиортостатического вывешивания животных для наземного изучения влияния невесомости на морфофункциональное состояние пищеварительной системы может быть использована для исследования реакций печени и слизистой оболочки полых органов желудочно-кишечного тракта. 2. Уменьшение гладкомышечных структур в стенке пищеварительной трубки полетных животных может являться одной из причин нарушения ее моторной функции в условиях невесомости. Это свидетельствует о необходимости проведения мероприятий по поддержанию оптимального состояния моторноэвакуационной функции желудочно-кишечного тракта человека в космических полетах. 3. Полученные данные о гистофизиологическом состоянии пищеварительного тракта монгольских песчанок могут быть использованы при планировании и проведении в будущем полетных и наземных модельных экспериментов на этих животных, а также при чтении курса лекций по биологии, гистологии, нормальной анатомии, физиологии и патологической физиологии в медицинских и фармацевтических вузах. ВЫВОДЫ 1. Условия космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости с помощью антиортостатического вывешивания вызывают однонаправленные изменения в структурах печени и слизистой оболочке желудка и разнонаправленные в других оболочках полых органов пищеварительного тракта. 2. После космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости в печени животных происходит увеличение содержания волокнистых компонентов внеклеточного матрикса соединительной ткани на фоне развития отека. 3. Гепатоциты центральных областей классических долек печени менее резистентны к функционированию в условиях космического полета и наземного моделирования эффектов невесомости. 322 4. Застойные явления в сосудистом бассейне желудка и кишечника в условиях орбитального полета являются одной из причин развития дистрофических изменений в слизистой оболочке и нарушения состоятельности гастроинтестинального барьера. 5. Пребывание животных в условиях 12-суточной невесомости приводит к интегральному снижению толщины стенки желудка и тощей кишки, обусловленному истончением, в первую очередь, мышечной и слизистой оболочек. 6. Влияние опосредовано невесомости уменьшением на пищеварительную численности и систему качественными животных перестройками популяции тучных клеток. 7. Редукция волокнистых компонентов внеклеточного матрикса соединительной ткани в стенке полых органов пищеварительного тракта может усиливать развивающиеся в невесомости атрофические изменения гладкой мускулатуры и изменять рельеф слизистой оболочки. 8. Адаптивное ремоделирование внеклеточного матрикса соединительной ткани пищеварительного тракта в условиях космического полета определяется снижением эффективности фибриллогенеза и нарушением процессов восстановления межклеточного вещества вследствие изменения параметров интегративно-буферной метаболической среды, а также активизации лизиса волокнистых структур стромы органов. 9. В стенке кровеносных сосудов органов желудочно-кишечного тракта полетных животных развиваются признаки дезорганизации эластических волокон внеклеточного матрикса соединительной ткани, что может быть одним из факторов гемодинамических изменений в исследуемых органах. 323 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. А.с. № 950307 СССР. Способ определения емкостной функции кровообращения / О.А. Ковалев, О.Н. Непочатов, С.К. Шереметьевская // Открытия. Изобретения.– 1982. – № 30. 2. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия: руководство / Г.Г. Автандилов. – Москва : Медицина, 1990. – 384 с. 3. Активность некоторых ферментов в печени и процессов липогенеза в жировой ткани у крыс после космического полета / Л.Махо [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1980. Т.14, №3. С.2629. 4. Активность ферментов сыворотки крови в условиях длительной гипокинезии / И.А. Попова[ и др.] // ХV научные Гагаринские чтения по авиации и космонавтике. Секция: Проблемы авиакосмической медицины и психологии: тезисы докл.– Москва, 1985.– С. 85-86. 5. Алексеенко А.Ю. автоматизированного Характеристика определения количественных границы между методов однородными биологическими объектами при отсутствии ее на изображении / А.Ю. Алексеенко // Вестник Волгоградского государственного университета. – 2012. – Вып. 10. Серия 9.– С. 50-53. 6. Алов И.А., Основы функциональной морфологии клетки / И.А. Алов, А.И. Брауде, М.Е. Аспиз. – Москва: Медицина, 1969. –344 с. 7. Анализ структуры гликогена в гепатоцитах крыс с использованием цитохимического и FRET методов / Н.Н. Безбородкина[ и др.] // Цитология. –2011. –Т.53, №7. – С.555-563. 8. Анацкая О.В. Особенности метаболизма полиплоидных клеток млекопитающих по данным биоинформатического анализа / О.В. Анацкая, А.Е. Виноградов // Цитология/ –2010.– Т.52, №1. – С.52-62. 9. Антиортостатическая исследование / А.С. гипокинезия у обезьян: морфологическое Капланский [ и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1985.– Т.19, №2.– С.53-60. 324 10. Арташян О.С. Изучение функциональной активности тучных клеток при иммобилизационном стрессе / О.С. Арташян, Б.Г. Юшков, Е.А. Мухлынина //Цитология.– 2006.– Т.48, №8. –С.665-668. 11. Астахов Д.А. Физиологические эффекты микрогравитации как факторы риска заболеваний в космическом полете/ Д.А.Астахов, М.В. Баранов, Д.Н. Панченков // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 2012.– №2.– С.70-76. 12. Атьков О.Ю. Гипокинезия, невесомость: клинические и физиологические аспекты / О.Ю.Атьков, В.С.Бедненко. –Москва: Наука, 1989. – 304 с. 13. Афонин Б.В. Влияние гравитационных реакций организма на базальную функциональную Б.В.Афонин // активность органов Пилотируемые пищеварительной полеты в космос. системы / Биомедицина и жизнеобеспечение: сборник материалов Космического форума-2011. – Москва, 2011. – С.130-131. 14. Афонин Б.В. Гемодинамический механизм, определяющий возникновение гиперсекреторного состояния желудка в условиях микрогравитации / Б.В.Афонин // Авиакосмическая и экологическая медицина. –2013. –Т.47., №4.– С.10-11. 15. Афонин Б.В. Клинические проявления, сопровождающие гипокинетические изменения пищеварительной системы/ Б.В.Афонин, В.Е.Воробьев // Тезисы по и докладов XI конференции космической биологии авиакосмической медицине. –Москва, 1998. –Т.1.– С.56-58. 16. Афонин Б.В. Накожная электрическая активность желудка и кишечника в длительной антиортостатической гипокинезии / Б.В. Афонин, Н.П. Гончарова, Е.А. Седова // Физиология человека. –2007. –Т.33, №6. –С.100104. 17. Афонин Б.В. Секреторная активность желудка при моделировании увеличенного кровенаполнения венозной системы брюшной полости / Б.В. Афонин, Н.П. Гончарова // Авиакосмическая и экологическая медицина. – 2009. –Т.43, №4. –С.39-42. 325 18. Афонин Б.В. Система пищеварения / Б.В. Афонин // Орбитальная станция «Мир». – Москва, 2001.– Т.1. Медицинское обеспечение длительных полетов. – С.620-627. 19. Афонин Б.В. Состояние органов пищеварительной системы в длительном космическом полете / Б.В. Афонин, В.Б. Носков, В.В. Поляков // Физиология человека. –2003.– Т.29, №5.– С.53-57. 20. Афонин Б.В. Состояние пищеварительной системы человека при моделировании эффектов невесомости в условиях иммерсии / Б.В.Афонин, Е.А.Седова // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2009. –Т.43, №1.– С.48-52. 21. Афонин Б.В. Функциональное состояние желудка человека в эксперименте с 4-месячной антиортостатической гипокинезией / Б.В. Афонин, Н.П. Гончарова, Ю.А. Карамышев // Авиакосмическая и экологическая медицина. –2007.– Т.41, №6. –С.37-43. 22. Афонин Б.В. Функциональное состояние печени при моделировании гемодинамических эффектов невесомости в организме человека / Б.В.Афонин, А.Е.Ермоленко, С.Л.Иноземцев // Физиология человека.– 2012.– Т.38, №.4. –С.108-113. 23. Байдюк Е.В. Динамика плоидности ядер гепатоцитов взрослых крыс в культуре/ Е.В. Байдюк, Г.А. Сакута // Цитология.– 2005.– Т.47, № 9. – С.792. 24. Баранов В.М. Физиологический анализ возможных причин гипоксемии в невесомости / В.М.Баранов // Физиология человека. – 2011. – Т.37, №4.– С.72-77. 25. Безбородкина Н.Н. Сравнительный анализ метаболизма гликогена в гепатоцитах нормальной и цирротической печени: автореф. дис…. канд. биол. наук/ Н.Н. Безбородкина. – Санкт-Петербург. 2006.– 26 с. 26. Белицкая Р.А. Содержание углеводов и липидов в ткани печени крыс после 22-суточного космического полета / Р.А. Белицкая // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1977. – Т.11, №4. – С.75-76. 326 27. Биологические исследования в космических полетах / К.А.Сюза [и др. ] // Космическая биология и медицина: в 5 томах. Т. 5. Российско-американское сотрудничество в области космической биологии и медицины / под ред. И.Д. Пестова [ и др.]. – Москва, 2009.– Гл. 1. – С. 13-84. 28. Бока А. Гистохимические исследования пищеварительной системы у крыс после полета на биоспутнике «Космос-2044»/ А. Бока, П. Гроза // Биоспутники «Космос»: тезисы докладов международного симпозиума. – Ленинград, 1991. – С.23-24. 29. Болезни печени / под ред. С.Д. Подымова. – Москва: Медицина. 1984. – 477 с. 30. Болезни печени и желчевыводящих путей / под ред. В.Т. Ивашкина. – Москва: Медицина, 2005.– 536 с. 31. Болезни печени: руководство для врачей / под ред. С. Д. Подымова. –3-е изд., перераб. и доп. –Москва: Медицина , 1998.– 703 с. 32. Бродский В.Я. Клеточная полиплоидия. Пролиферация и полиплоидия / Бродский В.Я., Урываева И.В. – Москва : Наука, 1981. – 259 с. 33. Бродский В.Я. Трофика клетки / В.Я.Бродский. – Москва: Наука, 1966. – 355 с. 34. Бродский В.Я. Клеточная полиплоидия. Пролиферация и дифференцировка / В.Я.Бродский, И.В.Урываева. –Москва: Наука, 1981. –259 с. 35. Быков В.Л. Развитие и гетерогенность тучных клеток / В.Л. Быков // Морфология,. – 2000. – №3. – С.86-92. 36. Быков В.Л. Секреторные механизмы и секреторные продукты тучных клеток / В.Л. Быков // Морфология. –1999.– Т.115, №2.– С.64-72. 37. Быков Э.Г. Э.Г.Быков Популяционные характеристики тканевых базофилов / // Сб. трудов VIII Всероссийской конференции по патологии клетки. –Москва, 2010. –С.45-47. 38. Быков Э.Г. Шаг будущего сегодня – клиническая гистохимия / Э.Г.Быков // Актовая речь. –Воронеж, 1992.– 18 с. 327 39. Венозная гемодинамика человека в космических полетах / Г.А. Фомина [ и др.] // Пилотируемые полеты в космос. Бимедицина и жизнеобеспечение: сборник материалов Космического форума-2011.– Москва, 2011.– С.239-240. 40. Верин В.К. К возрастной морфологии печени крыс / В.К. Верин // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии.– 1970. –Т.LVIII, №2. –С.40-44. 41. Виноградов В.В. Тучные клетки (генез, структура, функции) / В.В.Виноградов, Н.Ф.Воробьева.– Новосибирск, 1973. –128 с. 42. Влияние динамических факторов космического полета на организм животных / под ред. А.М.Генина.– Москва: Наука, 1979. – 250 с. 43. Влияние космического полета на процессы липогенеза и липолиза у крыс / Н. Шкоттова [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1982. –Т.XVI, № 6.– С. 82-83. 44. Влияние условий космического полета на содержание дезоксирибонуклеопротеидов и нуклеиновых кислот в тканях крыс/ Е.Мишурова[ и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1979. – Т.13, №5. – С.32-35. 45. Водно-солевой гомеостаз и его регуляция / А.И.Григорьев [ и др.]// Физиологические проблемы невесомости / под ред. О.Г. Газенко, И.И.Касьяна. –Москва: Медицина, 1990. – С .123-136 46. Водно-солевой обмен и функция почек / А.И. Григорьев [и др.] // Результаты медицинских исследований, выполненных на орбитальном научно-исследовательском комплексе «Салют-6»-«Союз».– Москва: Наука, 1986. –С.145-163. 47. Водно-солевой обмен и функция почек в космических полетах и наземных модельных экспериментах / Б.В. Моруков [и др.] // Российский физиологический журнал им И.М. Сеченова. –2003. –Т. 89, ,№3. –С. 356374. 48. Володин И.А. Песчанки: содержание и демография популяций разных видов в неволе / И.А. Володин, О.Г.Ильченко, С.В.Попов. –Москва, 1996. – 228 с. 49. Гемодинамика и функция внешнего дыхания / Л.И.Какурин [и др.] // Результаты медицинских исследований, выполненных на орбитальном 328 научно-исследовательском комплексе «Салют-6» - «Союз». –Москва: Наука, 1986.– С. 258-282. 50. Гистогенез внутренних органов эмбрионов японского перепела, развившихся в условиях невесомости / Т.С. Гурьева [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2009.– Т.43, №6.–С.8-13. 51. Гистогенез органов желудочно-кишечного тракта эмбрионов японского перепела, развившихся в условиях невесомости / Т.С.Гурьева [и др.] // Материалы XIII конференции по космической биологии и медицине. – Москва, 2006.– С.88. 52. Гистологическое исследование внутренних органов монгольской песчанки Meriones unguiculatus применительно к космическим экспериментам / А.С. Капланский [ и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. –2008. – Т.42, №1.– С. 28-31. 53. Гистоморфометрическое исследование подвздошных костей обезьян после антиортостатической гипокинезии и «сухой» иммерсии / Г.Н. Дурнова [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. – 2004,. –Т. 38, № 5. –С. 33-37. 54. Гистохимическое исследование органов пищеварения крыс, находившихся в космическом полете на спутнике «Космос-690»/ М.Г.Шубич [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1978. –Т.12, №4. – С.41-46. 55. Шубич М.Г. Гистохимическое исследование органов пищеварения крыс после полѐта на “Космос-605”/ М.Г.Шубич [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1977. –Т.11. №3.– С. 40-44. 56. Гистохимическое исследование белков слизистой оболочки желудка и кишечника крыс, экспонированных на биоспутнике «Космос-605» / М.Г.Шубич [ и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина 1979. Т. №13. №2. С.19-25. 57. Гончарова Н.П. Функциональное состояние органов гастродуоденальной зоны после завершения длительных космических полетов на МКС 329 /Н.П.Гончарова, Б.В.Афонин, Е.А.Седова // Материалы XIII конференции по космической биологии и медицине.– Москва, 2006. –С.75-76. 58. Горбунова Т.К. Использование гематоксилина в гистологической технике/ Т.К. Горбунова // Математическая морфология: электронный математический и медико-биологический журнал. – Смоленск, 2008. –Т. 7, Вып. 1. (URL: http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM.) (обращение 02.06.2014) 59. Григорьев А.И. Адаптация к невесомости и стресс / А.И. Григорьев, А.С.Капланский, Г.Н.Дурнова // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 1996.– Т.30, №.3. –С.4-8. 60. Григорьев А.И. Животные в космосе. К 50-летию космической биологии. / А.И. Григорьев, Е.А. Ильин // Вестник Российской Академии Наук. – 2007. – Т.77, № 11. – С. 963-968 61. Григорьев А.И. Основные механизмы невесомости / А.И. Григорьев, Н.Н.Гуровский, А.Д.Егоров // Космическая биология и медицина.– 1987.– Т.21.– С.49-59. 62. Григорьев А.И. Феноменология и механизмы изменения основных функций организма человека в невесомости / А.И. Григорьев, А.Д.Егоров // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1988. –Т.22, №6. – С.4-17. 63. Григорьев Н.И. Регенеративные процессы в печени позвоночных после ее местного повреждения/ Н.И.Григорьев // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. –1966. –Т.L, №3.– С.118-125. 64. Григорьев Н.И. Строение и регенерация печени после ее местного повреждения / Н.И.Григорьев. – Ленинград: Медицина, 1975. – 192 с. 65. Григорьев Ю.Г. Основные задачи и результаты радиобиологического эксперимента на биоспутнике «Космос-690»/ Ю.Г. Григорьев [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1977.– Т.11, №5. – С.58-66. 66. Деленян Н.В. Состояние системы перекисного окисления липидов в тканях крыс после 7-суточного полета на биоспутнике «Космос-1667» 330 / Н.В. Деленян, А.А. Маркин // Космическая биология и авиакосмическая медицина.– 1989.– Т.23. №4.– С.34-37. 67. Динамика синтеза гликогена в гепатоцитах различных зон долек печени крыс / М.В. Кудрявцева[ и др.]// Цитология. –1990. –Т. 32. –С.1010-1018. 68. Дроздова Т.Е. Трансаминазная активность крови в условиях длительной гипокинезии / Т.Е.Дроздова // Космическая биология и авиакосмическая медицина: тезисы докл.– Москва; Калуга, 1982.– С.80. 69. Дроздова Т.Е. Ферменты сыворотки крови в условиях 7-суточной водной иммерсии / Т.Е. Дроздова, Е.Г. Ветрова // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1986.– №1. –С.82-83. 70. Евтеева М.С. Физиологическая регенерация эпителия тощей кишки крыс на фоне изменения биосинтеза нуклеопротеидов/ М.С.Евтеева, Н.И.Павельева, Э.Г.Быков // Вопросы морфологии XXI века. – Санкт-Петербург, 2010. –С. 126-129. 71. Елисеев В.Г. Соединительная ткань: гистофизиологические очерки. / В.Г.Елисеев. – Москва: Медгиз, 1961. – 461 с. 72. Ельчанинов А.В. Пролиферативная активность гепатоцитов регенерирующей печени плода крысы / А.В.Ельчанинов, Г.Б. Большакова,А.Г. Бабаева// Клиническая и экспериментальная морфология.– 2012.– №1.– С.35-37. 73. Ельчанинов А.В. Размер гепатоцитов и их ядер в регенерирующей фетальной печени крыс/ А.В.Ельчанинов, Г.Б.Большакова // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П.Павлова .– 2011. –№ 2.– С.8-12. 74. Жизневская О.В. Исследование спектра желчных кислот в условиях 120суточной антиортостатической гипокинезии у человека / О.В. Жизневская, И.Л.Медкова // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1985. –№ 2.– С. 33-35. 75. Жирнова А.А. Изменения в печени белых крыс под влиянием низкой температуры / А.А.Жирнова, Н.Н. Широкова, Б.Я. Рыжавский // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. – 1983. – Т.LXXXIV, №2.– С.65-69. 331 76. Иванова Н.Л. Суточная периодичность процессов пролиферации гипертрофии гепатоцитов у интактных крыс / Н.Л.Иванова // и Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. –1982.– Т.LXXXIII, №8.– С.59-62. 77. Изменения костной ткани человека в космическом полете / В.С.Оганов [и др.] // Некоторые закономерности и особенности. Остеопороз и остеопатии.– 2005.– №1.– С.2-6. 78. Ильин Е.А. Сравнительный анализ изменений, развивающихся у крыс в невесомости и при вывешивании в антиортостатическом положении / Е.А.Ильин, А.С. Капланский // Авиакосмическая и экологическая медицина. –1998. –Т.32, №6.– С.43-50. 79. Ильин Е.А. Эксперимент с крысами в 22-суточном полете на биологическом спутнике «Космос-605» (задачи и методы)/ Е.А.Ильин, Л.В.Серова, А.Д. Носкин // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1976.– Т. 10, №3. С.9-14. 80. Ильин Е.А. Изучение физиологической адаптации к условиям невесомости на животных / Е.А.Ильин // Тезисы докладов XXI съезда физиологического общества имени И.П.Павлова.– Москва; Калуга, 2010. –С.249. 81. Ильин Е.А. Основные результаты биологических исследований в космосе/ Е.А.Ильин, К.Сюза // Космическая биология и медицина. –1997. –Т. 3, № 1. –С. 58-109. 82. Ильин Е.А. Программа «Бион» - от прошлого к будущему / Е.А. Ильин // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2008. –Т.42, №6. –С.45-57. 83. Ильин Е.А. Эксперименты с крысами на биоспутниках «Космос»: морфологические и биохимические исследования / Е.А.Ильин, А.С. Капланский , Е.А. Савина // Космическая биология и авиакосмическая медицина.– 1989.– Т.23, №1.– С.4-9. 84. Ильина-Какуева Е.И. Атрофия мышц в условиях микрогравитации и при ее моделировании / Е.И.Ильина- Какуева, А.С.Капланский // Авиакосмическая биология и экологическая медицина. –2005. –Т. 39, № 5. – С. 43-49. 332 85. Интенсивность синтеза ДНК в органах животных после полета на биоспутнике «Космос-782» / Ф.Т. Гусейнов[ и др.]. // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1979. –Т.13, №4.– С.30-33. 86. Исследование венозного кровообращения у экипажа орбитальной станции «Салют-5» / В.А.Дегтярев [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина.– 1979. –№ 4. –С. 8-12. 87. Исследование метаболизма коллагена путем определения содержания коллагеновых биомаркеров в моче обезьян резусов по программе полета биоспутника «Бион-11»/ Д.А.Мартинес [и др.] // Космическая биология и медицина: в 2-х томах. Исследования на нечеловекообразных приматах в космических полетах биоспутников : материалы международного симпозиума. – Москва: Слово, 1998.– Т.2. – С.440-442. 88. Капланский А. С. Морфологические эффекты невесомости и их патогенез/ А.С.Капланский, Е.А.Савина // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1981. –Т.15, №2.– С.66-72. 89. Капланский А.С. Морфо-функциональное исследование эндокринных желез самцов и самок крыс при дефиците функциональных нагрузок / А.С. Капланский, Б.И.Алексеев, В.И.Логинов // Авиакосмическая и экологическая медицина. – 2004. – Т. 38, № 2. – С. 29-32. 90. Карташова О.Я. Функциональная морфология печени / О.Я. Карташова, Л.А.Максимова. – Рига. 1979. – 118 с. 91. Кендалл М. Статистические выводы и связи / М.Кендалл, А.Стюарт.– Москва: Наука, 1973. –899 с. 92. Кириллов О.И. Процессы клеточного обновления и роста в условиях стресса / О.И. Кириллов. – Москва, 1977. – 120 с. 93. Кисели Д. Практическая микротехника и гистохимия / Д. Кисели. – Будапешт: Издательство академии наук Венгрии, 1962. – 400 с. 94. Коваленко Е.А. Невесомость и гипоксия тканей / Е.А.Коваленко, В.В.Архипов // Тезисы докладов XI конференции по космической биологии и авиакосмической медицине. –Москва, 1998.– Т.1.– С.308-309. 333 95. Козловская И.Б. Система профилактики в длительных космических полетах/ И.Б. Козловская, И.Д. Пестов, А.Д. Егоров // Авиакосмическая биология и медицина. – 2008,. –Т. 42, № 6. – С. 66-73. 96. Количественная оценка содержания гликогена в гепатоцитах различных зон дольки печени человека в норме и при хронических гепатоцитах различной этиологии / М.В. Кудрявцева [и др.] // Цитология. – 1995. –T.37. – C.470480. 97. Комолова Г.С. Радиационные повреждения ДНК в печени крыс, облученных в полете на биоспутнике «Космос-690»/ Г.С. Комолова // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1978. –Т. 12. № 5. С.21-23. 98. Комолова Г.С. Влияние невесомости на репликативную функцию ДНК гепатоцитов крыс / Г.С. Комолова, А.В. Заказнов, В.Ф. Макеева // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1987. – Т.21, №5. – С.31-34. 99. Компенсаторно-приспособительные реакции регионарной гемодинамики к невесомости при длительных космических полетах / Х.Х. Яруллин [ и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1984.– № 4.– С. 22-28. 100. Компенсаторно-приспособительные реакции тканей печени в условиях эксперимента и патологии / В.К. Верин[и др.] // Морфология. –2010. –Т.137, №4.– С.46. 101. Кондашевская М.В. Тучные клетки и гепарин – ключевые звенья в адаптивных и патологических процессах / М.В.Кондашевская // Вестник РАМН.– 2010.- № 6.– С.49-54. 102. Космическая биология и медицина. Медико-биологические проблемы космических полетов / под ред. В.И. Яздовского. – Москва: Наука, 1966.– 464с. 103. Краснов И.Б. Деафферентация и изменение коммутации структур мозга в невесомости /И.Б. Краснов // Авиакосмическая и экологическая медицина. –2013.– Т.47, №4. –С.83-84. 104. Кричевская И.П. Объем циркулирующей крови и депонирующая функция системы портального кровообращения / И.П.Кричевская 334 // Венозное кровообращение и лимфообращение: тезисы докл.– Алма-Ата, 1976. –Т.2.– С.20-26. 105. Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия / Р.Лилли: пер. с англ. / под ред. чл.-корр. АМН В. В. Португалова. – Москва: Мир, 1969. – 845 с. 106. Лич К. С. Результаты медико-биологических исследований в первых четырех полетах МТКК «Спэйс Шаттл»: анализ жидких сред организма / К.С. Лич // Космическая биология и авиакосмичская медицина.– 1984. –№ 1.– С. 67-73. 107. Логинов А.С. Клиническая морфология печени / А.С.Логинов, Л.И.Аруин. – Москва: Медицина, 1985. – 240 с. 108. Лукашин Б.П. Аппарат Гольджи и гликозамингликаны / Б.П. Лукашин, А.Н.Гребенюк // Теоретическая биология. –2011. –Т.12.– C.546557. 109. Лукашин Б.П. Глюкозаминогликаны: биологическая роль в системе межклеточных взаимодействий/ Б.П.Лукашин, А. Н.Гребенюк // Успехи современной биологии. –2010. –Т.130, №2.– С.165-179. 110. Макеева В.Ф. РНК-синтезирующая активность в печени крыс после полета на биоспутнике «Космос-1667» / В.Ф.Макеева, Г.С.Комолова // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1987. –Т.21, №5.– С.34-36. 111. Маркин А.А. Перекисное окисление липидов и система антиоксидантной защиты у крыс после 13-суточного космического полета на биспутнике «Космос-1887»/ А.А. Маркин, Н.В.Деленян // Авиакосмическая и экологическая медицина. –1992.– Т.26, №1.– С.43-45. 112. Маркина В.В. О пространственно-временных закономерностях содержания гликогена в дольке печени крыс/ В.В.Маркина, Ю.А.Романов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2003.– Т.136, №11. –С.563-567. 113. Маркина В.В. Пространственно-временная характеристика активности бета-оксибутиратдегидрогеназы в дольке печени крыс / В.В. Маркина // 335 Бюллетень экспериментальной биологии. – 1981 . –Т.92, Вып.11.– С.614616. 114. Матричная активность ДНК хроматина и аденилатциклазной системы в тканях крыс после полета на биоспутнике «Космос-936» / Е.Н.Троицкая [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1980. – Т.14, №4. – С.35-38. 115. Меркулов Г.А. Курс патогистологической техники / Г.А. Меркулов. – Изд. третье, исправл. и доп. – Ленинград: государственное изд-во медицинской литературы, медгиз., 1956. –263 с. 116. Меркулов Г.А. Курс патогистологической техники / Г.А.Меркулов. – Ленинград: Медгиз. 1969. – 5 изд. – 645 с. 117. Микроскопическая техника: руководство / под ред. Д.С.Саркисова , Ю.Л.Перова. – Москва : Медицина, 1996. – 544 с. 118. Мишнев О.Д. Структурно-метаболическая характеристика ацинуса печени / О.Д.Мишнев, А.Н.Щеголев // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии.– 1988.– Т.XCV, №10.– С.89-95. 119. Могильная Г.М. Гастроинтестинальный защитный барьер / Г.М.Могильная, В.Л.Могильная // Морфология. – 2007.– Т.132, №6.– С.916. 120. Морфологические изменения в пищеварительной системе в течение длительного космического полета на биоспутнике «Космос-782» / А.С. Логинов [ и др.]// Архив патологии. – 1978. –Т.40, №9.– P.39-47. 121. Морфологические изменения желудка и печени крыс/ А.С. Логинов [ и др.] // Влияние динамических факторов космического полета на организм животных/ под ред. А.М.Генина. – Москва, 1979. –С.208-212. 122. Морфологические эффекты у крыс после 22-суточного космического полета / В.В.Португалов [и др.] Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1976. – №4. – С.19-25. 123. Морфологическое изучение тонкой кишки / Р.А. Бродский [и др.]. // Влияние динамических факторов космического полета на организм животных/ под ред. А.М. Генина. –Москва, 1979.– С.212-217. 336 Морфология печени и желудка в условиях длительного космического 124. полета на биоспутнике «Космос-936»/ А.С.Логинов [и др.] // Актуальные проблемы космической биологии и медицины.– Москва, 1980.– С.21-22. Накожная 125. электрогастроэнтерография в оценке изменений желудочно-кишечного тракта при различных углах наклона и длительности пребывания в антиортостатическом положении / Б.В.Афонин [и др.] //Авиакосмическая и экологическая медицина. –2006. –Т.40, №6.– С.19-25. 126. Небольсина Л.М. Цитологический анализ реактивных изменений печени после механического повреждения скелетных мышц / Л.М.Небольсина. – Тбилиси: Мецниереба, 1996. – 112 с. 127. Немет Ш. Активность некоторых ферментов в печени крыс после полета на биоспутнике «Космос-936» / Ш.Немет, Р.А.Тигранян // Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1982.– Т.16, №1. – С.77-80. 128. Немет Ш. Влияние космического полета на биоспутнике «Космос- 1129» на активность ряда ферментов в печени крыс / Р.А.Тигранян Ш.Немет, // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1983.– Т.17, №4.– С.33-37. 129. Носков В.Б. Коррекция венозного застоя в органах брюшной полости в условиях антиортостаза / В.Б. Носков // Физиология человека.– 2007.– Т.33, №5.– С. 113-117. 130. О формировании клеточной гипоксии при действии факторов длительного космического полета / А. И. Григорьев [и др.] // Доклады АН (биохимия, биофизика, молекулярная биология). – 2008. –Т. 422, №6. –С. 823-826. 131. Оганов В.С. Костная система человека в условиях невесомости Обзор результатов исследований, гипотезы и возможность прогноза состояния в длительных межпланетных экспедициях/ В.С.Оганов, В.В.Богомолов Авиакосмическая и экологическая медицина . –2009. – Т.43, №1 . – С.3-12. 337 // 132. Оганов В.С. Системный анализ механизмов развития остеопении в космическом полете / В.С.Оганов // Рос. физиол. журнал им. И.М.Сеченова. –2004. –Т. 90, №8.– С.339. 133. Омельяненко Н.П. Закономерности структурной организации волокон стромы некоторых органов / Н.П. Омельяненко // Архив анатомии, гистологии, эмбриологии.– 1984.– Т.79, №8. –С.65-75. 134. Омельяненко Н.П. Соединительная ткань (гистофизиология и биохимия)/ Н.П.Омельяненко, Л.И.Слуцкий. Т.1./ под ред. Акад. РАН и РАМН С.П.Миронова. – Москва: Изд-во Известия, 2009. – 380 с. 135. Ольховская В.Н. Патогистологические характеристики изменений в печени у больных, умерших от тяжелых форм гестоза / В.Н. Ольховская // Вестник Харьковского национального университета. – 2004. Выпуск 8. 136. Основные итоги медицинских исследований по программе «Салют-6»- «Союз»/ Е.И. Воробьев [и др.]// Космическая биология и авиакосмическая медицина. –1984.– №2. –С.22-26. 137. Основные результаты эксперимента с млекопитающими на биоспутнике «Космос-782»/ О.Г. Газенко[ и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1978. Т.12, №6. –С.43-49. 138. Основы гепатологии / под ред. А.Ф. Блюгера. – Рига: Издательство Звайгзне, 1975. – 470 с. 139. Особенности изменения эластических волокон полового члена у пациентов с эректильной дисфункцией и болезнью Пейрони / В.В. Климачев [и др.] // Российский медико-биологический вестник имени И.П.Павлова. – 2010. – Выпуск 1. 140. Особенности развития внутренних органов у птенцов японского перепела, развившихся в условиях невесомости / Т.С.Гурьева [и др.] // Материалы конференции «Системы жизнеобеспечения как средство освоения человеком дальнего космоса. – Москва, 2008. –С.32-33. 141. Особенности регенерации печени китайского хомячка / Г.А.Сакута[ и др.] // Cricetulus griseus. Цитология. –2011. –Т.53, №11.– С.868-873. 338 142. Особенности цитохимии тучных клеток в некоторых органах крысы. / А.Е. Коцюба [ и др.] // Цитология. – 2008. –Т.50, № 12. –С. 1023-1029. 143. Отсутствие язв желудка / П.А. Браун, Д.Ж. Верникос-Даннелис // Влияние динамических факторов космического полета на организм животных/ под ред. А.М. Генина. –Москва, 1979.– С.217-218. 144. Павлов А.В. Клеточный состав различных зон печеночной дольки крыс и кроликов в норме и после экспериментальных воздействий / А.В.Павлов // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии.– 1978.– Т.LXXV, №8.– С.63-68. 145. Пантелеев В.Г. Возможности компьютерной микроскопии при анализе структуры клеточного ядра / В.Г.Пантелеев, В.Г. Пантелев, М.А. Зенина // Цитология. –2005. –Т.47, № 9.– С.822-823. 146. Пестов И.Д. Как квалифицировать перестройки, возникающие в организме человека под действием невесомости? / И.Д.Пестов // Тезисы докладов X конференции по космической биологии и авиакосмической медицине.– Москва, 1994. –С.13-14. 147. Пестов И.Д. Управление процессами естественной адаптации в космических полетах / И.Д.Пестов // Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям : материалы российской конференции с международным участием. –Москва, 2003. –С.272-273. 148. Петрухин В.Г. Патоморфологические изменения внутренних органов животных под влиянием полета на космических кораблях-спутниках / В.Г.Петрухин // Проблемы космической биологии / под ред.акад. Н.М.Сисакяна, проф. В.И.Яздовского.– Москва: Изд-во АН СССР, 1962.– Т.2. –С.128-139. 149. Пирс Э. Гистохимия. Теоретическая и практическая: пер. с англ. / Э. Пирс. – Москва: Изд-во иностранной литературы, 1962.– 962 с. 150. Показатели кислотно-щелочного равновесия и ферментативной активности крови у человека при кратковременной антиортостатической гипокинезии / В.Е. Катков [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1977. –№ 5. – С. 51-57. 339 151. Попова И.А. Влияние космического полета на обмен веществ: итоги биохимических исследований в экспериментах с крысами на биоспутниках «Космос»/ И.А.Попова, А.И.Григорьев // Авиакосмическая и экологическая медицина. –1992.– Т.26, №1.– С.4-10. 152. Попова И.А. Влияние космического полета на липидный состав крови, надпочечников и печени крыс/И.А. Попова, И.В.Заболотная, Л.М.Куркина // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 1999. –Т.33, №4.–С.47-51. 153. Попова И.А. Показатели углеводного обмена и активность ферментов сыворотки крови после кратковременных полетов / Дроздова, Е.Г. Ветрова // И.А. Попова, Т.Е. Космическая биология и авиакосмическая медицина.– 1984.– №6. –С. 78-79. 154. Попова И.А., Продукты белкового обмена в крови в условиях длительной гипокинезии / И.А. Попова // Космическая биология и авиакосмическая медицина.– Москва :Наука, 1986. –С.356-357. 155. Португалов В.В. Ещѐ раз о механизмах развития гистологических и цитохимических изменений у млекопитающих (крыс) в орбитальных полѐтах / В.В.Португалов // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. – 1978.– Т.LXXV, №9. – С.23-29. 156. на Португалов В.В. Морфологические и цитохимические исследования биоспутнике «Космос-782»/ В.В.Португалов // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. –1977.– Т.LXXIII, №7.– С.5-20. 157. у Португалов В.В. О механизмах развития морфологических изменений млекопитающих, находившихся на биологических спутниках/ В.В.Португалов // Известия АН СССР. Серия : биологическая.– 1978. –№4. – С.501-505. 158. Португалов В.В. О сочетанном действии невесомости и ионизирующего излучения на организм крыс (по данным морфологических исследований)/ В.В.Португалов, Е.А.Савина // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1978. –Т.12, №1. – С.17-22. 340 159. Потапов П.П. Мукополисахариды и коллаген тканей при гипокинезии у крыс / П.П. Потапов // Космическая биология и авиакосмическая медицина.– 1977.– Т.11, №3.– С.44-48. 160. Привес М.Г. Некоторые итоги и перспективы космической анатомии сосудистой системы / М.Г.Привес // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии.– 1971.– Т.LXI, №11.– С.5-16. 161. Признаки и механизмы адаптационных изменений желудка в невесомости /Н.П. Гончарова [и др.] // Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям: материалы российской конференции с международным участием. – Москва. 2003.– С.96-98. 162. Проблемы гравитационной физиологии клетки / Л.Б. Буравкова [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. –2008. –Т.42, №6.– С.10-18. 163. Радченко В.Г. Основы клинической гепатологии / В.Г.Радченко, А.В.Шабров, Е.Н.Зиновьева // Заболевания печени и билиарной системы.– Санкт-Петербург, 2005.– 864 с. 164. Развитие синдрома застойных паренхиматозных органов в условиях кратковременной гипокинезии / В.С. Бедненко [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 1999.– Т.33, № 3. –С.25-31. 165. Разработка корма для монгольских песчанок применительно к условиям космического полета / П.Э.Солдатов[ и др.] Авиакосмическая и экологическая медицина. –2008. –Т.42, №3.– С.64-68. 166. Рапопорт Э.А., Влияние длительного космического полета на биосинтез белков различных органов и тканей крыс/ Э.А. Рапопорт // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1977. – Т.11, №4. – С.20-24. 167. Реакция пищеварительной системы на воздействие факторов космического полета. С.320-334 / К.В.Смирнов [и др.] // Космические полеты на кораблях «Союз». Биомедицинские исследования.– Москва : Наука, 1976. –416 с. 168. Романова Л.П. Динамика изменения плоидности гепатоцитов после механической травмы печени плодов крысы в условиях применения 341 биологически активных препаратов "Трепел" и "Сувар"/ Л.П. Романова, Н.И. Малышев // Морфология. –2012.– Т. 141, № 1. –С. 52-55. 169. Ромейс Б. Микроскопическая техника / Б.Ромейс. – Москва: Иностранная литература, 1953. – 12 изд.– 720 с. 170. Рябинина З.А. Полиплоидия и гипертрофия клеток в процессах роста и восстановления / З.А.Рябинина, В.А.Бенюш. – Москва : Медицина, 1973. – 208 с. 171. Саксонов П.П. Очерки космической радиобиологии / П.П.Саксонов, В.В.Антипов, Б.И. Давыдов. Серия: Проблемы космической биологии. – 1968. –Т.IX. – 532 c. 172. Свердлов Е.В. Биологический редукционизм и Медицина XXI века /Е.В.Свердлов // Патологическая физиология и экспериментальная терапия.– 2010.– №3. –С.3-23. 173. Световая микроскопия в биологии. Методы: пер. с англ./ под ред. А. Лейси.– Москва : Мир, 1992.– 464 с. 174. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме/ Г.Селье. – Москва: .Медгиз. 1960.–255с. 175. Серов В.В. Соединительная ткань (функциональная морфология и общая патология) / В.В.Серов, А.Б.Шехтер.– Москва: Медицина, 1981. –312 с. 176. Серова Л.В. Приспособительные возможности млекопитающих в условиях невесомости / Л.В.Серова // Авиакосмическая и экологическая медицина. –1996.– Т.30, №2.– С. 5-10. 177. Смирнов К.В. Анализ секреторных процессов желудочно-кишечного тракта при длительной гипокинезии / К.В. Смирнов // Космическая биология и авиакосмическая медицина.– Москва: Наука, 1986. –С.363-364. 178. Смирнов К.В. Космическая гастроэнтерология / К.В. Смирнов, А.М. Уголев // Трофологические очерки.– Москва: Наука, 1981. –277 с. 179. Смирнов К.В. Пищеварение и всасывание / К.В.Смирнов, А.М.Уголев //Человек в космическом полѐте. 342 Т.3 / под ред. В.В.Антипова, А.И.Григорьева, К.Л. Хантун.– Москва: Наука, 1997 // Космическая биология и медицина. – 1997. – Т.3, Кн. 1. – С.357-401. 180. Смирнов К.В. Пищеварение и гипокинезия / К.В. Смирнов // Москва: Медицина, 1990. – 224 с. 181. Смирнов К.В. Функциональное состояние желудочно-кишечного тракта крыс после полета на биоспутнике «Космос-1129»/ К.В. Смирнов // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1982. – Т.16, №2. – С.49-53. 182. Солдатов монгольских П.Э. Исследование песчанок основных применительно к параметров условиям газообмена эксперимента в космическом полете/ П.Э. Солдатов // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2005. –Т.39, №4. –С.53-56. 183. Состояние ДНК в печени и селезенке крыс после космического полета на спутнике «Космос-605»/ Г.С.Комолова [и др.] // Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1977. – Т.11, №4.– С.17-19. 184. Состояние желудка в условиях, моделирующих невесомость / Н.П. Гончарова[ и др.]// Тезисы докладов XI конференции по космической биологии и авиакосмической медицине. –Москва, 1998.– Т.1. –С.207-209. 185. Состояние органов и сосудов брюшной полости при моделировании венозного полнокровия в спланхническом бассейне / Б.В.Афонин [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. –2007. –Т.41, №5.– С.24-27. 186. Сравнительный анализ морфофункциональных показателей культуры гепатоцитов, выделенных из нормальной и патологически измененной печени крыс / Е.В. Байдюк [и др.] // Цитология. –2009. –Т.51, №10.–С.797805. 187. Стальмакова В.А. О водных ресурсах песчанок и приспособлении их к недостатку воды в пустыне / В.А.Стальмакова // Экологическое и медицинское значение песчанок фауны СССР. – Москва, 1977.– С. 37-38. 188. Структура слизистой оболочки тонкой кишки крыс после космического полета на биоспутнике «Космос-936» / Р.А.Бродский[ и др.] // 343 Тезисы докладов VI Всесоюзной конференции по космической биологии и авиакосмической медицине. – Калуга, 1979. –С.62-63. 189. Судаков К.В. От молекул и генов к функциональным системам / К.В.Судаков // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 2011. –№4. –С.3-6. 190. Судаков К.В. Соединительная ткань у крыс при эмоциональном стрессе / К.В.Судаков // Авиакосмическая и экологическая медицина. –2000. –Т.34, №3.– С.27-33. 191. Таирбеков М.Г. Исследования в области клеточной биологии в полетах автоматических космических аппаратов (особенности подготовки и проведения экспериментов)/ М.Г.Таирбеков // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2006. –№5.– С.3-16. 192. Таирбеков М.Г. Молекулярные механизмы адаптации клеток к гравитационному фактору/ М.Г.Таирбеков // Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям : материалы российской конференции с международным участием. –Москва, 2003. – С.342-344. 193. Тигранян Р.А. Результаты исследования процессов метаболизма у членов экипажа второй экспедиции орбитальной станции «Саалют-4» / Р.А.Тигранян // Космическая биология и авиакосмическая медицина.– 1977. –№2. – С.48-53. 194. Тучные клетки как тест состояния организма при электромагнитных воздействиях разной интенсивности / Н.А. Юрина [ и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. – 1997.– Т.31, №1.–С.43-47. 195. Урываева И.В. Полиплоидизирующие митозы и роль и биологический смысл полиплоидии в клетках печени / И.В.Урываева // Цитология.– 1979. – Т.21, № 12.– С.1427-1437. 196. Условия содержания и жизнеобеспечения монгольских песчанок в полете космического аппарата «Фотон-М3» / П.Э. Солдатов [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина. –2009. –Т.43, №5. –С.12-18. 197. Федоров И.В. Обмен веществ при гипокинезии / И.В.Федоров. – Москва: Наука, 1982. –254 с. 344 198. Физиологические, биохимические и морфологические исследования желудочно-кишечного тракта / К.В. Смирнов [и др.] // Результаты исследований на биоспутниках (научные результаты исследований в космических полетах). – Москва: Наука, 1992. – С.253-258. 199. Фомина Г. А., Котовская А. Р. Изменения венозной гемодинамики человека в длительных космических полетах / Г.А. Фомина, А.Р.Котовская // Авиакосмическая и экологическая медицина. – 2005. – Т.39. №4. – С.25-30. 200. Хантун К. Л. Кратковременные космические полеты / К.Л. Хантун // Человек в космическом полете.Т.3. Космическая биология и медицина. Кн.2.–Москва : Наука, 1997. – С.354-367. Характеристика ферментных систем желудочно-кишечного тракта у 201. крыс в условиях невесомости / К.В.Смирнов [и др.] //Биоспутники «Космос»: тезисы докладов международного симпозиума. – Ленинград, 1991. – С.116. 202. и Цибулевский А.Ю. Тканевые базофилы желудочно-кишечного тракта их роль в физиологических А.Ю.Цибулевский, Ю.К.Елецкий и патологических процессах / // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии.– 1991.– Т.100, №3. –С.92-100. 203. Цитофотометрическое исследование содержания гликогена в гепатоцитах различной плоидности у взрослых крыс/ Б.Н. Кудрявцев [и др.] // Цитология. –1979.– Т.21.– С.218-221. 204. Шифф Ю.Р. Введение в гепатологию / Юджин Р. Шифф, Ф.Майкл Соррел, С.Уиллис Мэддрей: пер. с англ. / под ред. В.Т. Ивашкина, А.О. Буеверова, М. В. Маевской. – Москва :ГЭОТАР-Медиа, 2011.– 704 с. Серия : Болезни печени по Шиффу. 205. Шкурупий В.А. Ультраструктура клеток печени при стрессе / В.А. Шкурупий. – Новосибирск: Наука, 1989. – 144 с. 206. Штейн Г.И., Возможности анализатора изображений "Видеотест" для проведения микрофотометрических исследований в цитологии / Г.И.Штейн // Цитология. –1998.– Т.40, №10.– С.913-916. 345 207. Шубич полисахаридов Г.М. Цитохимическое гепариноцита изучение (базофильного внутриклеточных гранулоцита) крови / Г.М.Шубич, Т.Р.Петрова // Гепарин. Физиология, биохимия, фармакология и клиническое применение.– Ленинград, 1969. –С.78-79. 208. Шубич М.Г. Гистохимия желудка позвоночных в таксономическом и эволюционном аспекте / М.Г.Шубич, Г.М. Могильная // Журнал общей биологии. –1981.– Т.52, №2.– С.276-288. 209. Щеглова А.И. Физиологические приспособления млекопитающих пустыни / А.И. Щеглова. –Ленинград: Наука, 1976. – C.1-150 210. Эвакуаторная функция желудочно-кишечного тракта в условиях 5- суточной иммерсии / Б.В.Афонин [и др.] //Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2011. –Т.45, № 6. –С.52-57. 211. Эвакуаторная функция желудочно-кишечного тракта при моделировании эффектов невесомости в условиях сухой иммерсии / А.А.Соловьева [и др.] // Сборник материалов «Космический форум – 2011», посвященный 50-летию полета в космос Ю.А.Гагарина. – Москва, 2011. – С.224. 212. Эксперимент с монгольскими песчанками в полете космического аппарата «Фотон-М3»/ Е.А.Ильин [и др.] // Авиакосмическая и экологическая медицина.– 2009. – Т.43, №4. – С.21-25. 213. Юрина Н.А. Морфофункциональная гетерогенность и взаимодействие клеток соединительной ткани / Н.А.Юрина, А.И.Радостина. –Москва: Издво РУДН, 1990. –321 с. 214. Юрлова З.Н. Морфо-гистохимические особенности слизистой оболочки желудка песчанок /З.Н.Юрлова // Архив анатомии, гистологи и эмбриологи. – 1973. –Т.LXIV, №3. – С.40-45. 215. Яковлева В.И. Гистологическое и гистохимическое исследование печени крыс, экспонированных на биоспутнике «Космос-690»/ В.И. Яковлева // Космическая биология и авиакосмическая медицина.– 1978. – Т.12, №5. –С.24-26. 346 216. Яковлева В.И. О динамике изменений содержания липидов в печени крыс, экспонированных на биоспутниках «Космос-605» и «Космос-782» / В.И.Яковлева // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии.– 1977. – Т.LXXIII, №10. – С. 39-43. 217. Яковлева Н.Д. Ультраструктура слизистой оболочки тонкой кишки крыс после полѐта на биоспутнике “Космос-936”/ Н.Д. Яковлева, Погудина, Р.А. Бродский // Н.А. Космическая биология и авиакосмическая медицина. – 1981. –Т.15 , №3.– С.40-45. 218. A role for serglycin proteoglycan in mast cell apoptosis induced by a secretory granule-mediated pathway/ F.R. Melo [et al.] // The Journal of biological chemistry. –2011. –Vol.18, N.286(7).–P.5423-5433. 219. Activation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma suppresses mast cell maturation involved in allergic diseases/ M. Tachibana [ et al.] // Allergy.– 2008. –Vol.63, N 9.– P.1136-1147. 220. Adaptation to weightlessness and its physiological mechanisms (results of animal experiments aboard biosatellites)/O.G. Gazenko[ et al.] // Proceedings of the Second Annual Meeting of the IUPS Commission on Gravitational Physiology. A supplement to The Physiologist. –1980.– Vol. 23, N 6.– P.11-15. 221. Altered carbohydrate, lipid, and xenobiotic metabolism by liver from rats flown on Cosmos 1887/ A.H. Merrill [et al.] FASEB J. –1990. –Vol. 4.– P. 95100. 222. Altered processing of fibronectin in mice lacking heparin. А role for heparin-dependent mast cell chymase in fibronectin degradation./ E. Tchougounova [et al.] // The journal of biological chemistry.– 2001.– Vol. 276, N. 6, Issue 9.– P.3772–3777. 223. Analyses of selected parameters of carbohydrate, amino acid, lipid, and xenobiotic metabolism in liver and serum, from rats flown on COSMOS 2044. NASA Technical Memorandum 108802/ A.H. Merrill[ et al.] // Final Reports of the U.S. Experiments Flown on the Soviet Biosatellite Cosmos 2044. 1994. Experiment K-7-14. –Part I.– P.463-470. 347 224. Analysis of gene and protein expression of cytochrome P450 and stress- associated molecules in rat liver after spaceflight / T.Baba [et al.]// Pathology international. –2008.- Vol.58, N .9. –P.589-595. 225. Anatskaya O.V. Genome multiplication as adaptation to tissue survival: evidence from gene expression in mammalian heart and liver./ O.V. Anatskaya , A.E. Vinogradov // Genomics.– 2007. –Vol. 89, N 1. –P. 70-80. 226. Armstrong P.B. Intercellular invasion and the organizational stability of tissues: a role for fibronectin / P.B. Armstrong, M.T. Armstrong // Biochimica et biophysica acta.– 2000. –Vol.1470, N 2. –P.9-20. 227. Baneyx G. Fibronectin extension and unfolding within cell matrix fibrils controlled by cytoskeletal tension / G. Baneyx, L. Baugh, V. Vogel // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. –2002. –Vol.99, N 8.– P.5139-5143. 228. Belanger L.F. Persistent toluidine blue metachromasia / L.F.Belanger, Hartnett // The journal of histochemistry and cytochemistry: official journal of the Histochemistry Society. –1960. – N 1.– P.75. 229. Benoist C. Mast cells in autoimmune disease / C. Benoist, D. Mathis // Nature.– 2002.– Vol.420.– P. 875-878. 230. Biochemical changes in rat liver after 18.5 days of spaceflight / Abraham [et al.] S. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. Society for Experimental Biology and Medicine . –New York, 1983.– Vol.172, N 3.– P.334-339. 231. Biochemical changes in rats flown on board the Cosmos 690 biosatellite / I. Ahlers [ et al.] // Life sciences and space research.. – 1976.– Vol.14.– P.185-188. 232. Biomechanics and functionality of hepatocytes in liver cirrhosis / S. Sun [et al.] // Journal of biomechanics.– 2013. – Nov 8. –P. 542-543. 233. Bornstein P. Matricellular proteins: extracellular modulators of cell function/ P. Bornstein, E.H. Sage // Current opinion in cell biology. –2002. – Vol.14, N 5.– P.608-616. 348 234. Bucher O. Daily rhythmic behavior of polyploid giant nuclei, amitosis, binucleate cells and cell fusion in the liver parenchyma of the rat/ O. Bucher // Anatomischer Anzeiger. –1966. –Vol.118, N 5.– P.452-456. 235. Bulmer D. Dimedon as an aldehyde blocking reagent to facilitate the histochemical demonstration of glycogen / D. Bulmer // Stain technology. – 1959.– Vol.34, N2.– P.95-98. 236. Byers P.H. Collagens: building blocks at the end of the development line /P.H. Byers // Clinical genetics. –2000. –Vol.58, N 4.– P.270-279. 237. Calcium response and FcepsilonRI expression in bone marrow-derived mast cells co-cultured with SCG neuritis /A. Suzuki [et al.] // Biol. Pharm. Bull.– 2005.– Vol.28, N 10. –P.1963-1965. 238. Capila I. Heparin - protein interactions / I. Capila, R.J. Linhardt // Review Angew. Chem. Int. – 2002. – Vol.41. – P. 390-412. 239. Carazzi D. Eine neue Haematoxylinloesung : a new hematoxylin solution /D. Carazzi // Zeitschrift fuer wissenschaftliche Mikroskopie und fuer mikroscopische Technik.– 1911.– Bd.28. ––S. 273-274. 240. Catini C.L. L’impiego della technica alcian-PAS-krezilviovette nello shedio delle cellule granulose del connetivo del ratto / C.L. Catini // Sperimentale. – 1969. – Vol. 119, N 4. – P.299-327. 241. Cell interactions in microgravity: cytotoxic effects of natural killer cells in vitro /L.B. Buravkova [et al.] // Journal of gravitational physiology : a journal of the International Society for Gravitational Physiology. –2004. –Vol.11, N2. – P.177-180. 242. Change in liver blood flow and blood content in dogs during direct and reflex alteration of hepatic sympathetic nerve activity/ J. J. Carneiro [et al.] // Circulation research. –1977. –Vol..40, N 2.– P.150-158. 243. Changes in gravity inhibit lymphocyte locomotion through type I collagen. In vitro cellular & developmental biology / N.R. Pellis[ et al.] // Animal. –. 1997.– Vol.33, N 5.– P.398-405. 244. Changes of the digestive tract in rats submitted to a space flight of 18 1/2 days/ P. Groza[ et al.] // Physiologie. –1979.– Vol.16, N 3. –P.177-183. 349 245. Characterization of the in vitro responses of equine cecal longitudinal smooth muscle to endothelin-1/ R. Chidambaram [et al.] // American Journal of Veterinary Research. –2005.– Vol.66.– P.1202-1208. 246. Cloning of the cDNAs for mast-cell chymases from the jejunum of Mongolian gerbils, Meriones unguiculatus, and their sequence similarities with chymases expressed in the connective-tissue mast cells of mice and rats/ H. Itoh [ et al.] // Biochem. J. –1996. –Vol.314.– P.923-929. 247. Comparative glycomics of connective tissue glycosaminoglycans / A.M. Hitchcock [ et al.] // Proteomics.– 2008. – Vol.8, N 7.– P.1384-1397. 248. Connective tissue data set bone and tendon studies / NASA Technical Memorandum 108802. 1994 / A.C. Vailas[ et al.] // Final Reports of the U.S. Experiments Flown on the Soviet Biosatellite Cosmos 2044. Vol. I. Experiment K-7-02. Biomechanical, biochemical and morphological alterations of intramuscular and dense fibrous connective tissues after 14 days in spaceflight. – P.103-105. 249. Cormier S.M. Hepatic function in rats after space flight. NASA Technical Memorandum 108802/ S.M. Cormier // Final Reports of the U.S. Experiments Flown on the Soviet Biosatellite Cosmos 2044. 1994. Experiment K-7-14.– Part II. –P.471-489. 250. Czyzewska-Buczyńska A. Role of mast cells in the pathogenesis of atherosclerosis / A. Czyzewska- Buczynska, W. Witkiewicz // Przeglad lekarski.– 2011.– Vol.68, N 3. –Р.171-174. 251. Dabertrand F. Spaceflight regulates ryanodine receptor subtype 1 in portal vein myocytes in the opposite way of hypertension / F. Dabertrand // Journal of applied physiology (Bethesda, Md.: 1985).– 2012.– Vol.112, N 3.– P.471-480. 252. Danen E.H. Fibronectin, integrins, and growth control /E.H. Danen, K. M. Yamada // Journal of cellular physiology.– 2001.– Vol.189, N 1. –P.1-13. 253. Disruption of microfilament cytoskeleton induced by simulated microgravity increases the activity of COL1A1 promoter/ Z.Q. Dai [et al.] Sheng Li Xue Bao. –2006.– Vol.58, N 1.– Р.53-57. 350 254. Doty S.B. Morphological studies of bone and tendon. NASA Technical Memorandum 108802. 1994 / S.B. Doty // Final Reports of the U.S. Experiments Flown on the Soviet Biosatellite Cosmos 2044. Experiment K-7-03. –Part II.– P.193-200. 255. Duncan A.W. Aneuploidy, polyploidy and ploidy reversal in the liver/ A.W. Duncan // Seminars in cell & developmental biology. –2013.– Vol.24, N 4. – P.347-356. 256. Duncan A.W. Liver repopulation and regeneration: new approaches to old questions / A.W.Duncan, A. Soto- Gutierrez // Current opinion in organ transplantation. –2013. –Vol.18, N 2.– P.197-202. 257. Effect of space flights on plasma hormone levels in man and in experimental animal / L. Macho[ et al.] // Acta astronautica. –1991. –Vol.23.– P.117-121. 258. Effects of 30 days simulated weightlessness on antioxidant defense system in rat liver/ Wu Bin[ et al.] // Journal of Gravitational Physiology,. –2008,. – Vol.15, N 1. –Р.153-P.154. 259. Effects of mast cells on degradation of collagen fibers in dimethylnitrosamine-induced hepatic fibrosis of rat/ Y.L.Lin [ et al.] Zhonghua Bing Li Xue Za Zhi. –2012. –Vol.41, N 4. –Р.260-264. 260. Effects of simulated weightlessness on liver Hsp70 and Hsp70mRNA expression in rats. / Y.Cui. [et al.] International journal of clinical and experimental medicine. – 2010. – Vol.3, N 1. –P.48-54. 261. Effects of weightlessness and movement restriction on the structure and metabolism of the soleus muscle in monkeys after space flight / B.S. Shenkman [et al.] Neuroscience and behavioral physiology. –2003.– Vol.33,N.7.– P.717-722. 262. Endogenous suppression of mast cell development and survival by IL-4 and IL-10 / K. Speiran [et al.] // J. Leukoc. Biol. –2009. –Vol.85, N 5.– P.826-836. 263. Enerback L. Mast cell heterogeneity: the evolution of the concept of a specific mucosal mast cell / L. Enerback // Mast Cell Differentiation and Heterogeneity.– New York: Raven Press, 1986. –P. 1-42. 351 264. Engel E. Barrier function of the gastric mucins gel / E. Engel // The American journal of physiology.– 1995. –Vol.269, N 6, Pt. 1.–P.994-999. 265. Evaluation of bone and collagen metabolism by assessing urinary biomarkers in non-human primates/ D.A. Martinez [et al.] A Journal or Gravitational Physiology. –2000. –Vol. 7, N 1. –P. 169-170. 266. Experiment K-304. Studies of specific hepatic enzymes and liver constituents involved in the conversion of carbohydrates to lipids in rats exposed to prolonged space flight / S.Abraham [ et al.] // Final reports of U.S. rat experiments flown on the Soviet satellite Cosmos 1129 eds. M.R. Heinrich, K.A. Souza. – Washington, DC : NASA Headquarters, 1981. 267. Experiment K-6-17. Structural changes and cell turnover in the rat's small intestine induced by spaceflight. NASA technical memorandum; 102254/ R.W. Phillips [ et al.] Final reports of the U.S. experiments flown on the Soviet biosatellite Cosmos-1887.– Washington, DC : NASA Headquarters, 1990. –P. 359-363. 268. Experiment K-7-17. Effects of spaceflight on the proliferation of jejunal mucosal cells. NASA technical memorandum 108802 / R.W. Phillips [et al.] // Final reports of the U.S. experiments flown on the soviet bio-satellite, Cosmos 2044. 1994. Vol. II: Experiments K-7-16 - K-7-41.– P.25-32. 269. Expression of thrombin receptor in vascular smooth muscle cells in response to mechanical stimulation / K.T. Nguyen [et al.] // Gravitational and Space Biology Bulletin. – 1999. –Vol.13, N 1.– P.10. 270. Filipe M. The histochemistry of intestinal mucins; changes in disease /M.Filipe, S. Ramachandra // Gastrointestinal and oesophageal pathology.– Edinburgh: Churchill Livingstone, 1995.– P.73-95. 271. Foot N.C. Notes on rapid impregnation of reticular tissue with silver/ N.C.Foot // J. Techn. Method.– 1929.– Vol.12.– P.117-119. 272. Franklin C.D. Stereological quantification of histological parameters in normal hamster cheek pouch epithelium/C.D. Franklin / C.D. Franklin Archives of oral biology.– 1978. –Vol. 23, N 5.– P.337-345. 352 // 273. Galli S.J. Mast cells and basophils / S.J. Galli // Curr. Opin. Hematol. – 2000. –Vol.7.– P.32-39. 274. Galli S.J. The two faces of the mast cell / S.J. Galli, B.K. Wershil // Nature. –1996. –Vol. 381.– P.21-22. 275. Genome-wide gene expression profiling of microgravity effect on human liver cells/ J.Q. Clement [et al.] // Journal of gravitational physiology.– 2007. – Vol. 14, N 1.– P.121-122. 276. Gosline J.M. The physical properties of elastic tissue/ J.M. Gosling // International review of connective tissue research. –1976.– Vol.7.– P. 211-249. 277. Gotte L.The ultrastructural organization of elastin / L. Gotte, D. Volpin// Journal of ultrastructure research.– 1974. –Vol.46, N1. –P.23-33. 278. Grindeland R.E. Cosmos 1887 mission overview; effects of microgravity on rat body and adrenal weights and plasma constituents / R.E. Grindeland, I.A. Popova, M.F. Vasques // FASEB J: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology.– 1990. –Vol.4.– P.10-15. 279. Growth factor-expressing mast cells accumulate at the thyroid tissue- regenerative site of subacute thyroiditis / S.Tode[ et al.] // Thyroid.– 2000.– Vol.10, N 5. –P.381-386. 280. Groza P. Digestive histochemical reactions in rats after space flight of different duration/ P. Groza, A. Boca, A. Bordeianu // Physiologist. –1991. – Vol.34, N 1.– P.100-101. 281. Groza P. Histochemical alterations in the digestive tract of rats after 13 days of flight in the "Cosmos 1887" biosatellite /P. Groza, A. Bordeianu,A. Boca // Physiologie. –1989.– Vol.26, N.1.– P.3-6. 282. Gupta S. Hepatic polyploidy and liver growth control / Gupta S. // Seminar in Cancer biology. – 2000. – Vol. 10. – P.161-171. 283. Gurish M.F. The diverse roles of mast cells / M.F. Gurish, F.K. Austen // J. Exp. Med. 2001. –Vol. 194, N 1. –P. 1–5. 284. Hargrove J.L.Hepatic enzyme adaptation in rats after space flight / J.L. Hargove // Physiologist.– 1985. – Vol.28, N 6, Suppl.– P.230. 353 285. Harm D.L. Changes in gastric myoelectric activity during space flight / D.L. Harm // Digestive diseases and sciences.– 2002.– Vol.47, N 8.– P.17371745. 286. Hartwig H.G. Eine Neue methode zur farberischen differenzierung von stabchen and zappen / H. .G. Hartwig // Zeit.Wiss. Mikroskop.– 1967. –Vol.69.– P.235-240. 287. Heparin induces specific protein release from human intestinal smooth muscle cells / D.L. Cochran [et a.] // Biochemical and biophysical research communications. –1987.– Vol.142, N 2. –P.542-551. 288. Heparin inhibits proliferation of myometrial and leiomyomal smooth muscle cells through the induction of α-smooth muscle actin, calponin h1 and p27/ A. Horiuchi [et al.] Molecular Human Reproduction. – 1999. –P. .139-145. 289. Heparin modulates human intestinal smooth muscle cell proliferation, protein synthesis, and lattice contraction/ M.F. Graham [et al.] Gastroenterology. – 1987.– Vol.93, N 4.– P.801-809. 290. Hepatic function in rats after spaceflight: effects on lipids, glycogen, and enzymes / A.H. Merrill [et al.] The American journal of physiology. –1987. – Vol.252. –P.222-226. 291. Hepatocytes polyploidization and cell cycle control in liver physiopathology / G. Gentric [et al.]// International journal of hepatology. – 2012. – P. 8 . 292. Histochemistry of the gastrointestinal tract in pregnant rats subjected to cosmic flight and in their progeny (Cosmos 1514) / P. Groza [et al.] // Physiologie.– 1986. –Vol.23, N 2.– P.85-89. 293. Horii Y. Heparin-containing mast cells in the jejunal mucosa of normal and parasitized Mongolian gerbils, Meriones unguiculatus / Y. Horii //Int Arch Allergy Immunol. –1992.–Vol. .98, N4.– P.415-419. 294. Hotchkiss R.D. A microchemical reaction resulting in the staining of polysaccharide structures in fixed tissue preparations / R.D. Hotchkiss // Arch. Biochem. –1948. –Vol. .16, Is.1.– P.131-141. 354 295. Human intestinal fibroblasts prevent apoptosis in human intestinal mast cells by a mechanism independent of stem cell factor, IL-3, IL-4, and nerve growth factor / G. Sellge[ et al.] J. Immunol. –2004. –Vol. 172, N 1.– P. 260-267. 296. Husain S. Young. Role of PKCα and PKC in phenylephrine-induced contraction of rat corpora cavernosa / S. Husain Young // Inter. J. Impot. Res. – 2004.–Vol. .16. –P.325-333. 297. Hyaluronan chain conformation and dynamics / S. Furlan [et al.] // Carbohydrate research.– 2005.– Vol.340, N 5.– P.959-970. 298. Hypokinezia and space flight reflected on rats stomach. Proceedings of the Seventh Annual Meeting of the IUPS Commission on Gravitational Physiology / P. Groza [et al.] // The Physiologist.– 1985.–Vol..28, N 6.– P.163-164. 299. In vivo physiological experiments in the random positioning machine : a study on the rat intestinal transit / A.T. Peana [et al.] // Journal of Gravitational Physiology. – 2008.– Vol. 15, N 1.– Р.141-Р142. 300. Kalesnikoff J.New developments in mast cell biology/ J. Kalesnikoff, S.J. Galli / / Nat Immunol. –2008 . –Vol. Vol.9, N .11. –P.1215–1223. 301. Kaplansky. Results of morphological investigationsaboard biosatellites Cosmos / Kaplansky // Proceedings of the Second Annual Meeting of the IUPS Commission on Gravitational Physiology. A supplement to The Physiologist. – 1980.–Vol. . 23, N6.– P..51-54. 302. Kelley W.A. Comparison of ground and on-orbit DNA synthesis in rat gastric epithelium during STS-54/ W.A. Kelley //American Society for Gravitational and Space Biology Bulletin. -1993.-Vol. .7, N1.– P.81. 303. Kielty M.C. Elastic fibres / M.C. Kielty // Journal of cell science.– 2002.– Vol. .115. –P.2817-2828. 304. Kraft L.M. Morphometric study of the liver. NASA: technical memorandum 102254/ L.M. Kraft // Final Reports of the U.S. Experiments Flown on the Soviet Biosatellite Cosmos1887. 1990. Experiment K-6-12. –Part I. –P. 281-290. 355 305. Kurokawa M. Reappraisal of the expression of mast cell proteases of Mongolian gerbils (Meriones unguiculatus)/ M. Kurokawa // APMIS.– 1998. – Vol.106, N7.– P.727-735. 306. Lai M. Actin mRNA expression in intestinal smooth muscle / M.Lai // J. Gastrointestinal Motility. –1989. –Vol.1.– P.61. 307. Lai M. Effect of intestinal bypass on the expression of actin mRNA in ileal smooth muscle/ M. Lai // The American journal of physiology. –1990. –Vol.258, N1, Pt. 2.– P..39-43. 308. Lambert Ch.A. Mechano-sensing and mechano-reaction of soft connective tissue cells/ Ch.A. Lambert, B.V. Nusgens, Ch.M. Lapiere // Advances in space research : the official journal of the Committee on Space Research (COSPAR). – 1998. –Vol. 21, N 8-9.–P. .1081-1091. 309. Landsmeer J.M. Some colloid chemical aspects of metachromasia; influence of pH and salts on metachromatic phenomena evoked by toluidine blue in animal tissue / J.M. Landsmeer // Acta Physiol Pharmacol. Neerl.– 1951.– Vol.2, N 2. –. P.112-128. 310. Lautt W.W. Hepatic venous compliance and role of liver as a blood reservoir / W.W. Lautt, C.V. Greenway // The American journal of physiology. –1976. –Vol. 231, N2. –. P.292-295. 311. Lee J.Y. Hyaluronan: a multifunctional, megaDalton, stealth molecule/ J.Y. Lee, A.P. Spicer // Current opinion in cell biology. –2000. –Vol. 12, N 5. –P. .581586. 312. acid / Lillie R.D. Histochemical aldehyde blockade by aniline in glacial acetic R. D. Lillie // J. Histochem. Cytochem . –1957. – Vol. 5, N 2. –P.167- 169. 313. Lipid peroxidation and the system of antioxidant protection in rats after space flights of varying duration / A.A. Markin [et al.] // Physiologist. –1992.– Vol. 35, N 1 Suppl. – P.243-244. 314. Liver cell polyploidization: a pivotal role for binuclear hepatocytes / J.E. Guidotti [et al.] // The Journal of biological chemistry.– 2003. –Vol.278, N 21. – P.19095-19101. 356 315. Macho L. Gravity and the regulation of carbohydrate metabolism / L. Macho //Proceedings of the 13th Annual Meeting of the IUPS Commission on Gravitational Physiology. A supplement to the physiologist. –1992. –Vol.35, N 1.– P.84-88. 316. Mast cell granule proteases in mouse and rat: a guide to mast cell heterogeneity and activation in the gastrointestinal tract / H.R. P. Miller[ et al.] // Mast Cell and Basophil Differentiation and Function in Health and Disease. –New York: Raven Press, 1989. –P. 81-90. 317. Mast cells of the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus). Morphology, histamine content and role of calcium in the histamine release process /G.D. Bloom [ et al.] // Med. Biol. –. 1978. –Vol..56, N 4.– P.201-208 318. Mast cells regulate procollagen I (alpha 1) production by bronchial fibroblasts derived from subjects with asthma through IL-4/IL-4 delta 2 ratio / S. Plante[ et al.] // J. Allergy Clin. Immunol. –- 2006. –Vol. 117, N 6. –P. 13211327. 319. McManus J.F.A. Histological demonstration of mucin after periodic acid / J.F.Mc Manus // Nature (London). – 1946. –Vol.15, Is.8. –P. 202. 320. Mechanism of Development of the Hypersecretory Syndrome of the Stomach / K.V. Smirnov [et al.] // Spacelab Life Sciences-1: Final Report, NASA TM-4706, 1995. – P. 33. 321. Merrill A.H. Hepatic enzymes of sphingolipid and glycerolipid biosynthesis in rats from Spacelab 3. /A.H. Merrill, E. Wang,J.L. Hargrove // Proceedings of the Seventh Annual Meeting of the IUPS Commission on Gravitational Physiology. The Physiologist. –1985.–Vol.28, N 6. – P.229-230. 322. Microgravity and hyper-gravity effects on collagen biosynthesis of human dermal fibroblasts / U. Seitzer [et al.] // Cell Tissue Res.– 1995. –Vol.282, N3. – P.513−517. 323. Modifications of the digestive tract in rats submitted to an orbital flight aboard the Soviet satellite Cosmos 1129/ P. Groza [et al.] // Physiologie. –1983. – Vol.20, N 1.– P.35-44. 357 324. Molderings G.J. Mast cell function in physiology and pathophysiology/ G.J. Molderings // Biotrend. Reviews. –2010.– N 5.– 12 р. 325. Morey-Holton Emily. The Hindlimb Unloading Rat Model: Literature Overview, Technique Update and Comparison with Space Flight Data. Experimentation with Animal Models in Space/ Emily Morey- Holton / ed. G. Sonnenfeld. –2005. Published by B.V. Elsevier.. – P. 7-40. 326. Mowry R.W. Alcian blue techniques for the histochemical study of acidic carbohydrates / R.W. Mowry // J. Histochem. Cytochem.– 1956.–N .4. – P.407. 327. mRNA levels in smooth muscle/ N.W. Weisbrodt [et al.] // NASA Technical Memorandum 108802. Final Reports of the U.S. Experiments Flown on the Soviet Biosatellite Cosmos 2044. 1994. Experiment K-7-11.– Part II. –P.363371. 328. Nadal C. Polyploïdie somatique dans le foie de rat I. Le rôle des cellules binucléées dans la genèse des cellules polyploïdes/ C. Nadal, F. Zajdela // Experimental Cell Research.– 1966. –Vol.42. –P. 99-116. 329. Nagata T. On the existence of the nuclear transformation, especially of the pseudobinucleate cells in the hepatic cells of normal rat / T. Nagata // Med. J. Shinshu Univ. – 1959. – Vol.4. – P.170-182. 330. Nagata T. Electron microscopic radioautographic study on nucleic acid synthesis in amitotic hepatocytes of the aging mouse. / T. Nagata, H.Ma// Medical electron microscopy : official journal of the Clinical Electron Microscopy Society of Japan. – 2003. – Vol.36., N 4. – P.263-271. 331. Nagata Т. Electron microscopic radioautographic study on protein synthesis in mitochondria of binucleate hepatocytes of aging mice / T.Nagata // Scientific World Journal. – 2007. –Vol.22, N 7. – P.1008-1023. 332. Nawa Y. Histochemical and cytological characterizations of mucosal and connective tissue mast cells of Mongolian gerbils (Meriones unguiculatus)/ Y. Nawa // Int. Arch. Allergy Immunol.– 1994.–Vol.104, N 3.– P.249-254. 333. Novikoff A.B. Cell heterogeneity within the hepatic lobule of the rat: staining reactions / A.B. Novikoff // The J. histochemistry and cytochemistry: official J. of the histochemistry society.– 1959 . –Vol.7, N 4. –P. 240-244. 358 334. Nuclear medicine evaluation of motion sickness and medications on gastric emptying time / M.J. Wood [et al.] // Aviation, space, and environmental medicine. 1987. –Vol.58, N 11.– P.1112-1114. 335. Oganov V.S. The skeletal system, weightlessness, and osteoporosis / V.S. Oganov . – Moscow, 2006.– 256 p. 336. Organization and expression of basement membrane collagen IV genes and their roles in human disorders/ Y. Sado [et al.] // Journal of biochemistry.– 1998. – Vol.123, N 5. –P.767-776. 337. Osinski M.A. Proliferation of mast cells in the smooth muscle of denervated rat jejunum / M.A. Osinski, J.L. Dahl, P. Bass // Journal of the autonomic nervous system. –1993. – Vol. 45, N .2.– P.164-174. 338. Pasquali-Ronchetti I. Elastic fiber during development and aging / I. Pasquali- Ronchetti, M. Baccarani-Contri // Microscopy research and technique.– 1997. – V.ol. 38, N4.– P.428-435. 339. Pfeiffer C. Space gastroenterology: A review of the physiology and pathology of the gastrointestinal tract as related to space flight conditions / C.Pfeiffer // Med.Times. – 1965. – Vol.93., N 6. – P.963-970. 340. Plasma insulin levels and insulin receptors in liver and adipose tissue of rats after space flight / L. Macho [ et al.] // Physiologist. – 1991. –Vol. 34., N 1, Suppl. –P. 90-91. 341. Pospisilova J. Effect of spaceflight on collagen pepsin solubility and collagen type distribution in femoral bone and skin of rats / J. Pospisilova , L.V. Serova // Proceedings of the Seventh Annual Meeting of the IUPS Commission on Gravitational Physiology. The Physiologist. –1988.–Vol. .31, N 1. –P. 32-33. 342. Protamine selectively inhibits collagen synthesis by human intestinal smooth muscle cells and other mesenchymal cells / H.A. Perr [et al.] // Journal of cellular physiology. –1989. –Vol.140, N 3.– P.463-470. 343. Racine R.N. Effect of spaceflight on rat hepatocytes: a morphometric study / R.N. Racine, S.M. Cormier // Journal of applied physiology . –1992.– Vol. 73 , 2 Suppl.–P. 136-141. 359 344. Retentissment hepatique de differentes conditions respiratoires / F. Guerrin[ et al.]// Rev. Franc. Gastroentorol.– 1979.–. N 145. –P.15-22. 345. Rodent body, organ, and muscle weight responses to seven days of micro- gravity /R.E. Grindeland [et al.]// Physiologist. –1985.– Vol.28. – P.375. 346. Roedersheimer M.T. In vitro polymerization of collagen on STS-57/ M.T. Roedersheimer // American Society for Gravitational and Space Biology Bulletin.– 1993.– Vol. 7, N 1.– P.44. 347. Rönnberg E. Mast cell proteoglycans / E. Rönnberg // The journal of histochemistry and cytochemistry: official journal of the Histochemistry Society. – 2012 . –Vol.60, N 12.– P.950-962. 348. Sawyer H.R. Effects of spaceflight on the proliferation of jejunal mucosal cells/ H. R. Sawyer // FASEB J.– 1990.– Vol.4, N 1.– P.92-94. 349. Sawyer H.R., Proliferation of jejunal mucosal cells in rats flown in space / H.R. Sawyer // J. Appl. Physiol.– 1992. –Vol. 73 , N 2 suppl.– P.148-150. 350. Sears J.K. Cutaneous wound healing in space / J.K. Sears, Z.E. Argenyi // Cutis. – 1991. Vol.48, N 4. – P.307-308. 351. Seitzer U. Gravity effects on connective tissue biosynthesis by cultured mesenchymal cells / U. Seitzer // Adv. Space Res.– 1995.– Vol.16, N7. –P.235238. 352. Sensory neuropeptides and epithelial cell restitution: the relevance of SP- and CGRP-stimulated mast cells/ K. Bulut [et al.] // Int. J. Colorectal. Dis. – 2008. – Vol. 23, N 5. – P. 535-541. 353. Shea J.R.Jr. A method for in situ cytophotometric estimation of absolute amount of ribonucleic acid using azure B / J. R.Jr. Shea // The journal of histochemistry and cytochemistry. –1970. –Vol.18, N 2.– P.143-152. 354. Smirnov K.V. Problems of space gastroenterology and microenvironment/ K.V. Smirnov, N.N. Lizko // Die Nahrung.– 1987.– Vol.31, N 5-6. –P.563-566. 355. Spaceflight downregulates antioxidant defense systems in rat liver / J. Hollander [et al.] // Free radical biology & medicine.– 1998 . –Vol. 24, N 2. – P.385-390. 360 356. Spaceflight modulates expression of extracellular matrix, adhesion, and profibrotic molecules in mouse lung / J. Tian [et al.] // Journal of applied physiology . Bethesda. – 2010.–Vol.108, N 1.– P.162-171. 357. Spicer A.P. Hyaluronan and morphogenesis / A.P. Spicer, J.Y. Tien // Birth defects research. Part C . Embryo today: reviews.– 2004.– Vol.72, N 1.– P.89108. 358. Spicer S.S. Histochemistry of connective tissue mucopolysaccharides/ S.S. Spicer // The connective tissue.– 1967.– P. 251-303. 359. Spicer S.S., Lillie R.D. Saponification as a means of selectively reversing the methylation blockade of tissue basophilia / S.S.Spicer, R.D. Lillie // J. Histochem. Cytochem. – 1959.– Vol.7, N .2.– P.123-125. 360. Sridharan G. Toluidine blue: A review of its chemistry and clinical utility/ G. Sridharan, A.A. Shankar // Journal of Oral and Maxillofacial Pathology.– 2012.– Vol.16, N 2. –P.251-255. 361. Stress in space flight: metabolic aspects/ R.A. Tigranyan [et al.] // Proceedings of the Second Annual Meeting of the IUPS Commission on Gravitational Physiology. A supplement to The Physiologist. – 1980. –Vol. 23, N 6. – P.45-50. 362. Studies of specific hepatic enzymes involved in the conversion of carbohydrates to lipids in rats exposed to prolonged spaceflight aboard Cosmos 1129 / S. Abraham [et al.] // Physiologist.– 1980.– Vol.23, Suppl. 6. –P.55-58. 363. Tammi M.I. Hyaluronan and homeostasis: a balancing act / M.I. Tammi // The Journal of biological chemistry. –2002.– V.277, N 7.– P:4581-4584. 364. The action of simulated and true weightlessness on the digestive tract of rats/P. Groza[ et al.] // Advances in space research : the official journal of the Committee on Space Research (COSPAR). –1981. –Vol.1, N 14.– P.179-185. 365. The change of HSP47, collagen specific molecular chaperone, expression in rat skeletal muscle may regulate collagen production with gravitational conditions/ A. Oguro [et al.] // Uchū Seibutsu Kagaku.– 2004.– Vol.18, N 3.– P.150-151. 366. The digestive tract of rat after flight in the biosatellite Cosmos 1667 / P.Groza [et al.]// Physiologie.– 1987.– Vol.24, N 3. –P.187-190. 361 367. The effect of space flight on the board of the satellite Cosmos 2044 on plasma hormone levels and liver enzyme activities of rats / L. Macho [ et al.] // Acta Astronautica.– 1991.–Vol.24. –P.329-332. 368. The effects of space flight on some liver enzymes concerned with carbohydrate and lipid metabolism in the rat / S. Abraham[ et al.] //Final Reports of U.S. Experiments Flown on the Soviet Satellite Cosmos 939. NASA Tech Mem 78526, Ames Research Center. – 1978.– P.78-134. 369. The reaction of simulated and true weightlessness on digestive tract of rats/ P. Groza [et al.]// Physiologist. –1980.– Suppl. 6.– P.155-156. 370. Theoharides T.C. The mast cell: A neuroimmunoendocrine master player/ T.C. Theoharides // Int. J. Tissue React. –1996. –Vol.1. –P.1-21. 371. Thim L. Effect of trefoil factors on the viscoelastic properties of mucus gels / L. Thim, F. Madsen, S.S. Poulsen // Eur. J. Clin. Invest. –2002. –Vol.32, N 7.– P.519-527. 372. Type XVIII collagen is essential for survival during acute liver injury in mice/ M.B. Duncan [et al.]// Disease models & mechanisms. –2013. – Vol. 6, N 4. –P. :942-951. 373. Ultrasonic research of abdominal organs in conditions of long-term antiorthostatic hypokinesia / B.V. Afonin [ et al.] // Journal of gravitational physiology: a journal of the International Society for Gravitational Physiology. – 1998. –Vol.5, N1.– P.121-122. 374. Ushiki T. Collagen fibers, reticular fibers and elastic fibers. A comprehensive understanding from a morphological viewpoint / T. Ushili // Arch. Histol. Cytol. – 2002. –Vol.65, N2.– P. 109-126. 375. Variations in digestive physiology of rats after short duration flights aboard the US space shuttle / S. Rabot [et al.] Digestive diseases and sciences. –2000.– Vol.45, N 9.– P.1687-1695. 376. Viellefosse M. Utilization of space stations in the field of life sciences/ M. Viellefosse // Earth Orient. Appl. Space Technol.– 1986.- Vol. 6, N 4. –P.375380. 362 377. Vodenicharov A. O. Structure and Function of Smooth Muscle with Special Reference to Mast Cells, Current Basic and Pathological Approaches to the Function of Muscle Cells and Tissues - From Molecules to Humans. 2012. 1. Available from: (http://www.intechopen.com/books/current-basic-and- pathological-approaches-to-the-function-of-muscle-cells-and-tissues-frommolecules-to-humans/structure-and-function-of-smooth-muscle-with-specialreference-to-mast-cells) 378. Walker P.R. Glycogen metabolism in adult rat liver parenchymal cell primary cultures. / P.R. Walker // Journal of cellular physiology. – 1977. – Vol. 91, N 2. – P.169-179. 379. Wang Y. Heparin proteoglycans released from rat serosal mast cells inhibit proloferation of rat aortic smooth muscle cells in culture /Y. Wang, P.T. Kovanen // Circulation Re¬search.– 1999.– Vol.84.– P.74-83. 380. Weigert K. Eine kleine Verbesserung der Hämatoxylin van-Gieson- methode /K. Weigert // Ztschr wiss Mikr.– 1904.– V.21.– P.1–5. 381. Wheatley D.N. Binucleation in mammalian liver. Studies on the control of cytokinesis in vivo/ D.N. Wheatley // Experimental cell research.– 1972.– Vol..74, N 2. –P.455-465. 382. Wierzbicka-Patynowski I. The ins and outs of fibronectin matrix assembly / I. Wierzbicka- Patynowski // Journal of cell science.– 2003. –Vol.116, Pt. 16. – P.3269-3276. 383. Williams R.D. Enzymology of long-chain base synthesis by liver: characterization of serine palmitoyltransferase in rat liver microsomes / R.D. Williams, E. Wang, A.H. Jr. Merrill // Archives of biochemistry and biophysics. –1984.– Vol.228. –P.282-291. 384. Wong W.M. Trefoil peptides / W.M. Wong, R. Poulsom, N.A. Wright // Gut.– 1999.– Vol.44, N 6. –P.890-895. 385. Yoshimura S. Purification and immunohistochemical localization of rat liver glutathione peroxidase / S. Yoshimura, N. Komatsu, K. Biochimica et biophysica acta. –1980.– Vol.621, N 1.– Р.130-137. 363 Watanabe //
