facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Page translation
 

Морфология эндокринных островков поджелудочной железы новорожденных телят

Морфология эндокринных островков поджелудочной железы новорожденных телят
Dilekova Olga, senior lecturer, candidate of biology, doctoral candidate

Stavropol State Agrarian University, Russia

Championship participant: the National Research Analytics Championship - "Russia";

the Open European-Asian Research Analytics Championship;

Вопросы идентификации типов эндокринных клеток поджелудочной железы у животных, определения закономерностей их гистофизиологии, несмотря на достигнутые успехи, остаются недостаточно изученными. Известно, что эндокриноциты панкреатического островка морфологически неодинаковы, располагаются в непосредственной близости друг к другу, и обладают цитофизиологическим антагонизмом, при этом образуя гормоны, играющие важную роль в регуляции процессов общего и местного гомеостаза, осуществляют динамическое равновесие углеводного обмена организма [6,12].

Для большинства позвоночных характерно присутствие четырех типов эндокриноцитов в панкреатических островках. Самые многочисленные клетки – это β-клетки или инсулиноциты, продуцирующие инсулин, значительно меньшее количество занимают α-клетки или глюкагоноциты синтезирующие глюкагон, в единичном количестве присутствуют δ– клетки или соматостатиноциты синтезирующие соматостатин и РР-клетки синтезирующие панкреатический полипептид. Имеются данные о внеостровковой популяции гормонпродуцирующих клеток [1,3,8.14].

Использование иммуногистохимических методов идентификации соотношения, цитоархитектуры и клеточного состава эндокриноцитов в поджелудочной железе и внутри панкреатических островков человека, приматов, мышей и свиней позволило выявить не только межвидовые, но и возрастные их различия у особей [5,7,11,13,15,16]. Данных по строению и клеточному составу эндокринной части поджелудочной железы у крупного рогатого скота в научной литературе не достаточно, а имеющиеся сведения единичны.

Цель настоящей работы – иммуногистохимическое исследование структуры панкреатических островков, а также выявление эндокриноцитов в поджелудочной железе крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Объектом исследований была поджелудочная железа новорожденных (1-суточных) клинически здоровых телят крупного рогатого скота айширской породы (n=5). Убой животных проводился в соответствии с Директивой 2010/63/EUЕВРОПЕЙСКОГО ПАРЛАМЕНТА И СОВЕТА ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА по охране животных, используемых в научных целях.

У каждого животного проводили отбор целой поджелудочной железы, которую фиксировали в 10% нейтральном забуференном формалине. В области головки железы вырезали кусочки размером 1см3. Материал проводили через спирты возрастающей концентрации и ксилол, а затем заливали в гистологическую среду «Гистомикс» с использованием гистологического процессора замкнутого типа Tissue-Tek VIP™ 5 Jr и станции парафиновой заливки Tissue-Tek® TEC™ 5 фирмы Sakura (Япония). Из полученных блоков делали гистологические срезы толщиной 5 - 7 мкм.

Для иммуногистохимических реакций использовали антитела к гормонам поджелудочной железы: моноклональные мышиные антитела к инсулину клон К36аС10 (DiagnosticBioSystems, Нидерланды 1:25 – 1:50), поликлональные кроличьи антитела к глюкагону (SpringBioScience, США), поликлональные кроличьи антитела к соматостатину (MONOSAN, Нидерланды) и кроличьи поликлональные антитела к панкреатическому полипептиду (DCS, Германия 1:25 – 1:50). Негативным контролем служили реакции с заменой первых антител раствором для разведения (SpringBioScience, США).

При проведении иммуногистохимических реакций депарафинированные и гидратированные срезы обрабатывали 3% раствором Н2О2 в течении 10 мин для блокирования эндогенной пероксидазы. Затем срезы подвергали высокотемпературной обработке в 0,01М цитратном буфере (рН 6,0) в течении 40 мин. Инкубация срезов с первичными антителами на инсулин, глюкагон и соматостатин проводили во влажной камере при температуре 27ºС в течении 24 часов. Со вторыми козьими антителами инкубацию проводили в течении 60 минут во влажной камере при температуре 27ºС [2]. После инкубации применяли высокочувствительную систему визуализации Reveal biotin-free polyvalent DAB(SpringBioScience, США). Микроскопию срезов проводили на цифровом микроскопе со встроенным фотоаппаратом Olympus BX45.

С каждого препарата поджелудочной железы окрашенного позитивно на гормоны эндокринных островков, выполняли по 10 цифровых снимков (в формате jpg, размером 3136×2352 пикселей в палитре 24 бит) случайно выбранных полей зрения при увеличении х100, х200, х400 и х1000. Визуально при увеличении объектива х200 проводили подсчет позитивно окрашенных островков и их клеток – β-, α-, δ-, и РР-эндокриноцитов при увеличении х1000.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

У 1-суточных телят при увеличении х200 выявлено от 5 до 13 панкреатических островков различных размеров, в которых клетки, имеют позитивную реакцию на инсулин, глюкагон, соматостатин и панкреатический полипептид.

β-эндокриноциты в островке образуют клеточные скопления и расположены в основном по периферии в виде незамкнутых колец. Количество их в островке составляет от 4до 22. Одновременно визуализируется значительное количество островков состоящих полностью из β-клеток, позитивная реакция на глюкагон, соматостатин и панкреатический полипептид в них отсутствовала.

Количество α-эндокриноцитов в островке варьирует от 1 до 19. Они расположены диффузно между β-клетками по периферии островка, но сосредоточены только на одном из его полюсов.

δ-эндокриноциты расположены на самой периферической части островков по всему периметру, в виде замкнутой цепочки клеток лежащих в один ряд. Количество клеток варьирует от 2 до 19.

PP-эндокриноциты визуализируются в островке диффузно и выявляются на границе с экзокринной частью, вблизи кровеносных капилляров оплетающих эндокринный островок. Их количество немногочисленное и составляет от 1 до 3.

Кроме панкреатических островков β-, δ-, и РР-эндокриноциты были выявлены и в экзокринной части железы. β-,и РР-клетки встречаются как одиночные, так и в количестве 2 или 4. Визуализируются чаще всего они в междольковых выводных протоках между эпителиоцитами и среди панкреатоцитов ацинусов экзокринной части железы. δ-клетки чаще одиночные и обнаружены между панкреатоцитами ацинусов.

Повсеместно во всех исследованных гистологических срезах поджелудочной железы были выявлены следующие особенности. В железе определялись целые дольки или крупные кластерыклеток без определенного структурного строения, которые как бы врастают в экзокринную часть железы и состоят из клеток округло-овальной формы с центрально расположенным ядром. Между клетками отмечается обильная васкуляризация за счет капиллярного русла. При иммуногистохимическом окрашивании, данные клеточные образования имели позитивную реакцию только на инсулин.Позитивная реакции на другие типы маркеров в них отсутствовала.

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ

При иммуногистохимическом исследовании поджелудочной железы новорожденных телят нами были выявлены некоторые особенности структурного строения и организации гормонпродуцирующих клеток эндокринных островков и экзокринной части железы.

По данным В.В. Яглова (1977), А.А. Пузырева и др. (2003) в поджелудочной железе у различных представителей позвоночных эндокринные островки состоят из 4 типов эндокриноцитов – β-, α-, δ- и РР-. Основным цитотипом являются инсулинобразующие клетки. Результаты наших исследований наглядно демонстрируют наличие вышеописанных клеток у новорожденных телят в составе эндокринных островков поджелудочной железы, однако количество β-эндокриноцитов наибольшее не только в островке, но и в экзокринной части железы. Значительное количество единичных инсулинобразующих клеток в экзокринной части железы наблюдала Ю. С. Кривова (2009) у человека и нутрии.

Известно, что кроме инсулина, клетками эндокринных островков синтезируются глюкагон, соматостатин и панкреатический полипептид И.А. Веснина (2001). Согласно нашим исследованиям в островке равное соотношение имеют α-, и δ-эндокриноциты и единичными представителями являются РР-клетки.

При развитии островкового аппарата поджелудочной железы в плодном периоде у крупного рогатого скота и человека А.Л. Трегубов (1971), Л.А. Кирсанова (1999), PolakM. (2000), PiperK. (2004) и JeonJ. (2009) установили, что в экзокринной части железы присутствуют клеточные кластеры без определенной формы. Они состоят из одного типа эндокриноцитов – инсулин-продуцирующих, которые к моменту рождения плода трансформируются в эндокринные островки. Наши исследования указывают на наличие у новорожденных телят вышеописанных клеточных кластеров, которые сопоставимы с дольками экзокринной части железы или в нее врастают. Так же мы отметили, что данные образования имели только инсулин позитивное окрашивание.

По нашему мнению островковоподобные кластеры и закладка значительного количества β-эндокриноцитов связаны с выраженной экспрессией этих клеток рецепторов к плацентарному лактогену, пролактину и гормону роста, а также с незавершенностью морфогенетических процессов железы и анаболическим свойством инсулина под действием которого происходит поступление в клетки аминокислот, синтез белков ферментов и структурных белков, обеспечивающих рост животных, но также препятствует их распаду в организме, особенно в период адаптации новорожденного организма.

Остальные типы эндокриноцитов кроме островков также присутствуют диффузно в небольшом количестве в экзокринной части, однако наибольшее распространение наблюдается у РР-клеток, что связано с их функцией – регуляцией выработки панкреатического сока.

Л.И. Фалин (1966) изучая развитие и цитодифференцировку островков Лангерханса у плодов человека выявил, что островки с 20 недели развититя плода относятся к биполярному типу строения и характеризуются расположением групп β-, и α-эндокриноцитов на разных полюсах островка. Начиная с 34-недели развития α- и β-клетки меняют свою структурную организацию. Происходит их перераспределение и формирование островков мозаичного типа, в которых β-клетки лежат по периферии островка, а α-эндокриноциты занимают центральное положение. Исходя из наших исследований островковый аппарат поджелудочной железы 1-суточных телят можно отнести к биполярному типу. Однако четкого полюсного антагонизма α-, и β-эндокриноцитов мы не выявили, так как β-эндокриноциты локализуются на периферии островка в виде незамкнутых колец, а α-эндокриноциты формируют кластеры у одного из его полюсов, что характеризует незаконченные процессы морфогенетических событий в железе, таких как сортировка, миграция и агрегация клеток.

Таким образом, изучение эндокринной части поджелудочной железы у новорожденных телят позволило выявить ряд общих закономерностей с представителями других классов млекопитающих, так и наличие нескольких особенностей в строении железы.

 

Литература:

1. Веснина И.А. Дифференцировка и цитогенез эндокриноцитов поджелудочной железы в условиях физиологической и нарушенной жизнедеятельности: автореф. дис. … канд. мед. наук. Санкт-Петербург, 2001. 18 с.

2. Выявление микроглии в препаратах головного мозга, длительное время хранившихся в растворе формалина / Е.Г. Сухорукова [и др.] // Морфология. 2012. № 5. Т. 142. С. 68-70.

3. Кривова Ю. С. Морфогенез нейроэндокринного аппарата поджелудочной железы человека: автореф. дис. … канд. биол. наук. Москва, 2010. 23 с.

4. Нейроэндокринные комплексы в поджелудочной железе нутрии (Myocastorcoypus) (иммуногистохимическое исследование) / Ю.С. Кривова [и др.] // Морфология. 2009. № 3. Т.135. С. 59-62.

5. Пузырев А.А. Дифференцировка эндокринных клеток поджелудочной железы белой крысы в составе эпителия выводных протоков // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1982. №3. Т.LXXXII. С. 83-89.

6. Пузырев А.А., Иванова В.Ф., Костюкевич С.В. Закономерности цитогенеза эндокринной гастроэнтеропанкреатической системы позвоночных // Морфология. 2003. №4. Т.124. С. 11-19.

7. Пузырев А.А., Иванова В.Ф., Костюкевич С.В. Ультраструктура эндокринных клеток поджелудочной железы собаки // Морфология. 2006. №6. Т.130. С.68-71.

8.  Рядинская Н.И. Морфология поджелудочной железы у животных подсемейства настоящих оленей Алтая: автореф. дис. … док. биол. наук. Москва, 2008. 27 с.

9. Трегубов А. Л. Морфологические особенности внутриутробного развития поджелудочной железы крупного рогатого скота: автореф. дис. … канд. биол. наук. Пермь, 1971. 20 с.

10. Фалин Л.И. Развитие и цитодифференцировка островков Лангерханса у эмбрионов и плодов человека. Становление эндокринных функций в зародышевом развитии. М.: Наука, 1966. с. 58-81.

11. Яглов В.В. К сравнительной морфологии эндокринной части поджелудочной железы млекопитающих // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1977. №4. Т.LXXII. С. 83-87.

12. Brissova M., Flower M.J,Nicholson W.E., Chu A., Hirshberg В., Harlan D.M., Powers A.C. Assessment of human pancreatic islet architecture and composition by laser scanning confocal microscopy //J Histochem Cytochem. 2005. Vol. 53. № 9. P. 87-97.

13. Jeon J., Correa-Medina M., Ricordi C, Edlund H, Diez J.A. Endocrine cell clustering during human pancreas development // J Histochem Cytochem. 2009. Vol. 57. № 9. P. 811-824.

14. Maake C. and Reniecke M. Immunohistochemical localization of insulin-like growth factor 1 and 2 in the endocrine pancreas of rat, dog, man end their coexistence with classjcal islet hormones // Cell Tissue Res. 1993. Vol. 273. № 2. P. 249-259.

15. Piper K., Brickwood S., Turnpenny L.W.,CameronI. T., Ball S.G., Wilson D.I., Hanley N.A. Beta cell differentiation during early human Pancreas development // J Endocrinol. 2004. Vol. 181. № 1. P.11-23.

16.  Polak M., Bouchareb-Banaei L., Scharfinann R., Czernichow P. Early Pattern of differentiation in the human pancreas // Diabetes. 2000. Vol. 49. № 2. P. 225-232.

0
Your rating: None Average: 5 (1 vote)
Comments: 2

Kuliyeva Hokuma

Данная работа имеет определенное значение для обогащения научных сведений, касающихся морфологии и функциональных особенностей эндокринной части поджелудочной железы. Автор указывает на наличие некоторых отличительных признаков в строении железы у новорожденных телят. Хотелось бы более наглядно ознакомиться результатами данных иммуногистохимических исследований ( в виде рисунков, фото и др.). Причем, в сравнительном аспекте - на фоне имеющихся сведений ( эта работа является продолжением исследований автора). Имеются ли специфические особенности в выявленных различиях в зависимости от периода развития ? Эти различия были отмечены и у других позвоночных? С добрыми пожеланиями в дальнейших исследованиях...

Dilekova Olga

Спасибо большое за оценку моей работы. Исследованием поджелудочной железы у крупного рогатого скота я занимаюсь только в постнатальном онтогенезе и изменениями которые происходят в пренатальном периоде к сожалению не владею. Однако по литературным источникам которые имеются по развитию КРС ничего не написано, т.к. методики по которым можно было описать железу это окраска по Гомори на А- и В-клетки или электронная микроскопия. К сожалению это можно сказать и в отношении других позвоночных животных, за исключением лабораторных животных (крыса, кролик, морская свинка) которых исследуют как модель прототипа железы человека. ИГХ железы активно занимаются только при исследовании развития человека. Но все исследования которые мне удалось изучить, делают вывод о том, что после рождения в железе полностью завершена дифференцировка, и перестройка ее эндокринного аппарата происходит лишь в случае патологических процессов, в частности в основном касающихся диабета.
Comments: 2

Kuliyeva Hokuma

Данная работа имеет определенное значение для обогащения научных сведений, касающихся морфологии и функциональных особенностей эндокринной части поджелудочной железы. Автор указывает на наличие некоторых отличительных признаков в строении железы у новорожденных телят. Хотелось бы более наглядно ознакомиться результатами данных иммуногистохимических исследований ( в виде рисунков, фото и др.). Причем, в сравнительном аспекте - на фоне имеющихся сведений ( эта работа является продолжением исследований автора). Имеются ли специфические особенности в выявленных различиях в зависимости от периода развития ? Эти различия были отмечены и у других позвоночных? С добрыми пожеланиями в дальнейших исследованиях...

Dilekova Olga

Спасибо большое за оценку моей работы. Исследованием поджелудочной железы у крупного рогатого скота я занимаюсь только в постнатальном онтогенезе и изменениями которые происходят в пренатальном периоде к сожалению не владею. Однако по литературным источникам которые имеются по развитию КРС ничего не написано, т.к. методики по которым можно было описать железу это окраска по Гомори на А- и В-клетки или электронная микроскопия. К сожалению это можно сказать и в отношении других позвоночных животных, за исключением лабораторных животных (крыса, кролик, морская свинка) которых исследуют как модель прототипа железы человека. ИГХ железы активно занимаются только при исследовании развития человека. Но все исследования которые мне удалось изучить, делают вывод о том, что после рождения в железе полностью завершена дифференцировка, и перестройка ее эндокринного аппарата происходит лишь в случае патологических процессов, в частности в основном касающихся диабета.
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.