ГІСТОМОРФОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ПАРЕНХІМИ ПІДШЛУНКОВОЇ ЗАЛОЗИ ЩУРІВ ПРИ АЛОКСАН-ІНДУКОВАНОМУ ДІАБЕТІ РІЗНОЇ ТРИВАЛОСТІ
DOI:
https://doi.org/10.24061/2413-4260.XIV.2.52.2024.15Ключові слова:
алоксан; експериментальний цукровий діабет; підшлункова залоза.Анотація
Вивчення патогістологічних, морфофункціональних змін в ендокринному апараті підшлункової залози (ПШЗ) є обов’язковою частиною експериментальної діабетології, яка дозволяє отримати значний об’єм інформації стосовно різноманітних аспектів етіології та патогенезу цукрового діабету та його ускладнень через використання експериментальних моделей на тваринах.
Мета дослідження – проведення комплексної оцінки особливостей гістоструктури ПШЗ та репараційного потенціалу уражених панкреатичних острівців Лангерганса у щурів з алоксан- індукованим експериментальним цукровим діабетом (ЕЦД) різної тривалості.
Матеріали та методи. Дослідження проведені на 63 статевозрілих нелінійних самцях білих щурів, у яких 53-х яких моделювали алоксановий експериментальний цукровий діабет (ЕЦД) (10 інтактних тварин слугували контролем). Через 10, 20, 25, 30, 40 та 45 діб після уведення діабетогенної речовини експериментальних тварин виводили з експерименту, вилучали підшлункову залозу (ПШЗ), виготовляли серійні зрізи, котрі забарвлювали гематоксиліном та еозином за стандартною методикою, а також альдегід- фуксином – для ідентифікації β-клітин острівців Лангерганса. Для кількісної оцінки ендокринної частини ПШЗ на серійних гістологічних зрізах вивчали середній діаметр острівців Лангерганса (мкм), середню кількість клітин острівців Лангерганса у профілі гістологічного зрізу, а також питомий об’єм острівців Лангерганса в тканині підшлункової залози (%).
Результати дослідження. Перебіг алоксан- індукованого ЕЦД у всі терміни спостереження супроводжувався вираженими деструктивно- дегенеративними змінами панкреатичних острівців. Вже на 11-у добу після введення алоксану більшість клітин острівців Лангерганса перебували у стані некрозу з ознаками каріопікнозу та каріорексису. Внаслідок альтеративних процесів різко зменшувалися кількість і розміри острівців Лангерганса, їх питомий об’єм у тканині ПШЗ, середня кількість клітин у них. Специфічного забарвлення β-клітин альдегід- фуксином не виявлено. На 11-ту добу експерименту відмічений помірний набряк інтерстицію ПШЗ, осередкові дистрофічні процеси в епітеліоцитах екзокринного апарату ПШЗ, іноді – з помітними мікрокістозними утвореннями. На 21-шу та 26-ту добу після введення алоксану питомий об’єм, розміри острівців Лангерганса ПШЗ та параметри їх целюлярності продовжувалися достовірно зменшуватися. Більшість клітин острівців Лангерганса перебували в стані некрозу, але до наявних раніше ознак каріопікнозу та каріорексису додалися ще й ознаки каріолізису, які були помітними переважно
у центрі острівців. Клітини екзокринного апарату підшлункової залози не мали помітних ознак альтерації, що вказує на їх відновлення з 11-ї доби експерименту. За 31-денного ЕЦД збереглися всі основні тенденції, встановлені на попередніх стадіях експерименту, за виключенням
некротичних змін у клітинах острівців Лангерганса – не виявлено інсулоцитів у стані некрозу, однак β-клітин у панкреатичних острівцях також не виявлено, так само, як і на 21-у та 26-у доби експерименту. Подібні гістологічні та морфометричні результати отримано й на 41-шу добу експерименту. Зниження цитарності збережених острівців виявилося максимальним за 46-денного ЕЦД за весь термін експерименту, а забарвлення гістологічних зрізів із альдегід- фуксином не виявило навіть поодиноких β-клітин у острівцях Лангерганса ПШЗ.
Висновки. Одноразове внутрішньоочеревинне введення лабораторним тваринам розчину алоксану у дозі 160 мг/кг маси тіла призводило до патоморфологічних змін в острівцевій частині підшлункової залози, що мали виражений дегенеративно-деструктивний характер вже на 11-ту добу експерименту, наростали і зберігалися на усіх його стадіях. Діабетогенний цитотоксин алоксан викликав виражені дистрофічні зміни панкреатичних острівців різного ступеня інтенсивності на усіх стадіях експерименту – від каріопікнозу/каріорексису вже з 11-ї доби спостереження до їх обтяження каріолізисом з 21-ї доби експерименту. Некробіотичні процеси призвели до вірогідного зменшення частки ендокринної паренхіми і регресії питомого об’єму острівців Лангерганса у тканині ПШЗ, зменшення середнього розміру острівців Лангерганса з достовірним зменшенням їх клітинного складу. Морфофункціональним субстратом для реалізації панкреатотоксичного впливу алоксану слугували виключно β-клітини
острівців Лангерганса, тоді як клітини екзокринного апарату підшлункової залози не демонстрували помітних ознак альтерації вже після 11-ї доби експерименту. Відсутність навіть поодиноких β-клітин у панкреатичних острівцях на всіх термінах експерименту (при забарвленні гістологічних зрізів альдегід- фуксином) засвідчує незворотність їх пошкодження і відсутність репаративної регенерації. Алоксан- індукована деструкція β-клітин з наступною втратою їх секреторної активності свідчить про валідність відтвореної експериментальної моделі щодо розвитку у тварин декомпенсованого цукрового діабету внаслідок інсулінової недостатності.
Посилання
Atlas: Diabet v Ukraini. Vyp1[Atlas: Diabetes in Ukraine]. Kyiv: INDAR; 2021. 136s. (in Ukrainian)
Saeedi P, Petersohn I, Salpea P, Bright D, Williams R, Unwin N, et al. Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030 and 2045: Results from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th ed. Diabetes Res Clin Pract[Internet]. 2019[cited 2024 Feb 17];11(157):107843. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0168-8227(19)31230-6 doi: 10.1016/j.diabres.2019.107843
Chatzigeorgiou A, Halapas A, Kalafatakis K, Kamper E. The use of animal models in the study of diabetes mellitus. In Vivo. 2009; 23(2):245-58.
Ponyrko AO, Teslyk TP, Pernakov MS. Biolohichne modeliuvannia tsukrovoho diabetu I typu za dopomohoiu aloksanu zi zminenymy khimichnymy vlastyvostiamy [Biological Modeling of Type I Diabetes Mellitus with Alloxane with Modified Chemical Properties]. Ukrainskyi zhurnal medytsyny, biolohii ta sportu. 2017;6(8):30-3. doi: 10.26693/jmbs02.06.030 (in Ukrainian)
Hrytsiuk MI, Boichuk TM, Petryshen OI. Porivnialna kharakterystyka eksperymentalnykh modelei tsukrovoho diabetu [Comparative characteristics of experimental models of diabetes mellitus]. Svit medytsyny ta biolohii. 2014;2:199-203. (in Ukrainian)
Rees DA, Alcolado JC. Animal models of diabetes mellitus. Diabet Med. 2005;22(4):359-70.
Lenzen S. The mechanisms of alloxan- and streptozotocin-induced diabetes (Review). Diabetologia. 2008;51:216-26.
Lenzen S, Panten U. Alloxan: history and mechanism of action. Diabetologia. 1988;31(6):337-42. doi: 10.1007/bf02341500
Al-Awar A, Kupai K, Veszelka M, Szṻcs G, Attieh Z, Murlasits Z, et al. Experimental Diabetes Mellitus in Different animal models. J Diabetes Res. 2016[cited 2024 Feb 17]; 2016:9051426. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2016/9051426
Szkudelski T. The Mechanism of Alloxan and Streptozotocin Action in B Cells of the Rat Pancreas Physiol Res. 2001;50(6):536-46.
Peschke E, Ebelt H, Brömme HJ, Peschke D. «Classical» and «new» diabetogens-comparison of their effects on isolated rat pancreatic islets in vitro. Cell Mol Life Sci. 2000;57(1):156-64. doi: 10.1007/s000180050505
Semenko VV, Serdiuk VM, Savytskyi IV. Rozrobka eksperymentalnoi aloksanovoi modeli tsukrovoho diabetu [Development of an experimental alloxan model of diabetes mellitus]. Mizhnarodnyi endokrynolohichnyi zhurnal. 2017;13(4):276-80. doi: 10.22141/2224-0721.13.4.2017.106657 (in Ukrainian)
Jain DK, Arya RK. Anomalies in alloxan-iduced diabetic model: it is better to standardize it first. Ind J Pharmacology. 2011;1(43):91. doi: 10.4103/0253-7613.75684
Ivantsiv OR. Morfolohichni zminy endokrynotsytiv pidshlunkovoi zalozy na foni medykamentoznoho likuvannia tsukrovoho diabetu eksenatydom ta insulinom u shchuriv [Morphological changes of pancreatic endocrinocytes on the background of medical treatment of diabetes mellitus by exenatid and insulin]. Morphologia. 2020;14(3):132-6. doi: 10.26641/1997-9665.2020.3.132-136 (in Ukrainian)
Marshall SM. The pancreas in health and in diabetes. Diabetologia. 2020;63(10):1962-65. doi:10.1007/s00125-020-05235-z
Koji Y, Junichiro M, Masako W, Naoto I, Akihisa I, Kuwajima M, et al. Proliferation and differentiation of pancreatic β-cells: ultrastructural analysis of the pancreas in diabetic mice induced by selective alloxan perfusion. Medical Electron Microscopy. 1997;30(3):170-5.
Bahrii MM, Dibrova VA, redaktor. Metodyky morfolohichnykh doslidzhen [Methods of morphological research]. Vinnytsia: Nova knyha; 2016. 328с. (in Ukrainian)
Horalskyi LP, redaktor. Osnovy histolohichnoi tekhniky i morfofunktsionalni metody doslidzhen u normi ta pry patolohii[Basics of histological technique and morphofunctional methods of research in normal and pathological conditions]. 2-e vyd. Zhytomyr: Polissia; 2011. 286с. (in Ukrainian)
Alturkistani HA, Tashkandi FM, Mohammedsaleh ZM. Histological stains: A literature review and case study. Global J Health Sci. 2015;8(3):72-9. doi: 10.5539/gjhs.v8n3p72
Kiernan JA. Dyes and other colorants in microtechnique and biomedical research. Coloration Technology. 2006;122(1):1-21. doi: 10.1111/j.1478-4408.2006.00009.x
Scudamore CL, editor. A Practical Guide to the Histology of the Mouse. 1sted. Wiley-Blackwell; 2014. 256p.
Suvarna SK, Layton C, Bancroft JD. Bancroft’s theory and practice of histological techniques. 7th ed. Philadelphia: Elsevier; 2008. 557р.
Korda MM, Kashuba OM. Osnovy medychnoi statystyky ta provedennia komp’iuternoho statystychnoho analizu danykh statystychnymy prohramamy [Fundamentals of medical statistics and computer statistical analysis of data using statistical programs]. Ternopil: TNMU Ukrmedknyha; 2021. 120с. (in Ukrainian)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
Критерії авторського права, форми участі та авторства
Кожен автор повинен був взяти участь в роботі, щоб взяти на себе відповідальність за відповідні частини змісту статті. Один або кілька авторів повинні нести відповідальність в цілому за поданий для публікації матеріал - від моменту подачі до публікації статті. Авторитарний кредит повинен грунтуватися на наступному:
- істотність частини вклада в концепцію і дизайн, отри-мання даних або в аналіз і інтерпретацію результатів дослідження;
- написання статті або критичний розгляд важливості її інтелектуального змісту;
- остаточне твердження версії статті для публікації.
Автори також повинні підтвердити, що рукопис є дійсним викладенням матеріалів роботи і що ні цей рукопис, ні інші, які мають по суті аналогічний контент під їх авторством, не були опубліковані та не розглядаються для публікації в інших виданнях.
Автори рукописів, що повідомляють вихідні дані або систематичні огляди, повинні надавати доступ до заяви даних щонайменше від одного автора, частіше основного. Якщо потрібно, автори повинні бути готові надати дані і повинні бути готові в повній мірі співпрацювати в отриманні та наданні даних, на підставі яких проводиться оцінка та рецензування рукописи редактором / членами редколегії журналу.
Роль відповідального учасника.
Основний автор (або призначений відповідальний автор) буде виступати від імені всіх співавторів статті в якості основного кореспондента при листуванні з редакцією під час процесу її подання та розгляду. Якщо рукопис буде прийнята, відповідальний автор перегляне відредагований машинописний текст і зауваження рецензентів, прийме остаточне рішення щодо корекції і можливості публікації представленої рукописи в засобах масової інформації, федеральних агентствах і базах даних. Він також буде ідентифікований як відповідальний автор в опублікованій статті. Відповідальний автор несе відповідальність за подтверждленіе остаточного варіанта рукопису. Відповідальний автор несе також відповідальність за те, щоб інформація про конфлікти інтересів, була точною, актуальною і відповідала даним, наданим кожним співавтором.Відповідальний автор повинен підписати форму авторства, що підтверджує, що всі особи, які внесли істотний внесок, ідентифіковані як автори і що отримано письмовий дозвіл від кожного учасника щодо публікації представленої рукописи.
