BACKGROUND: Melatonin is a hormone with a wide range of biological activities. The diversity of biological regulatory effects inherent in MT involves this hormone in the formation of adaptive reactions and in the pathogenesis of various diseases. А decrease оf мelatonin secretion due to exposure to light at night is observed in a significant proportion of people. A number of previous studies have shown that melatonin deficiency, causes significant changes in the structure of the liver of laboratory animals. The state of ultrastructural features of hepatocytes, and in particular their mitochondria, under conditions of dark deprivation remains poorly understood.
AIM: To study the ultrastructural features of liver hepatocytes of male Wistar rats under conditions of 21-day dark deprivation.
MATERIALS AND METHODS: The study was performed on 40 male Wistar rats, divided into 2 groups: group 1 was kept under a fixed light regime; group 2 was kept under dark deprivation conditions for 24 h a day. Liver samples, were analyzed using a transmission electron microscope. Micromorphometric methods were used to assess the mitochondrial apparatus of hepatocytes. Statistical processing of the results was performed in the GraphPad Prism v. 8.4.1 program (GraphPad, USA).
RESULTS: In hepatocytes of rats of II group, dark deprivation causes a transformation in the shape of the nuclei, accompanied by swelling of the cytoplasm and the presence of a significant number of lipid-containing vacuoles. Mitochondria are characterized by pronounced hyperplasia, size polymorphism, high electron density, and disordered cristae orientation. In the cytoplasm, the phenomenon of shedding of ribosomes from the endoplasmic reticulum is observed. The number of glycogen granules is significantly reduced. The studied micromorphometric parameters of mitochondria are significantly reduced relative to the control.
CONCLUSIONS: The study suggests that melatonin deficiency, resulting from dark deprivation, leads to a number of significant ultrastructural changes in hepatocytes, especially their mitochondrial apparatus.
Обоснование. Мелатонин — гормон, обладающий широчайшим спектром биологической активности. Многообразие присущих ему биологических регуляторных эффектов вовлекает этот гормон в формирование адаптационных реакций и в патогенез различных заболеваний. В современных условиях понижение секреции мелатонина вследствие воздействия света в ночное время наблюдается у значительной части людей. Рядом ранее проведённых исследований показано, что дефицит мелатонина, возникающий при постоянном искусственном освещении, вызывает значительные изменения в структуре печени лабораторных животных, а также в величине и циркадной ритмичности ряда показателей, характеризующих морфофункциональную целостность этого органа. Малоизученным остаётся состояние ультраструктурных особенностей гепатоцитов, и в особенности их митохондрий, в условиях темновой депривации, что важно в связи с тем, что дисфункция митохондрий играет важную роль в патогенезе многих заболеваний.
Цель исследования — изучить ультраструктурные особенности гепатоцитов печени самцов крыс стока Вистар в условиях 21-суточной темновой депривации.
Материалы и методы. Работа выполнена на 40 самцах крыс аутбредного стока Вистар в возрасте 6 мес, разделённых случайным образом на 2 группы: 1-я группа содержалась при фиксированном световом режиме; 2-я группа — в условиях темновой депривации 24 ч в сутки. Длительность эксперимента составляла 3 нед. Образцы печени после фиксации и проводки традиционными методами анализировали при помощи просвечивающего электронного микроскопа. Для оценки митохондриального аппарата гепатоцитов применяли микроморфометрические методы. Построение графиков и статистическую обработку результатов выполняли в программе GraphPad Prism v. 8.4.1 (GraphPad, США).
Результаты. В гепатоцитах крыс экспериментальной группы темновая депривация вызывает трансформацию формы ядер, отёк цитоплазмы и обусловливает присутствие значительного числа липидсодержащих вакуолей. Митохондрии характеризуются выраженной гиперплазией, полиморфизмом размеров и высокой электронной плотностью, неупорядоченной ориентацией крист. В цитоплазме наблюдается феномен осыпания рибосом с эндоплазматической сети. Существенно снижается количество гранул гликогена. Комплекс Гольджи представлен несколькими концевыми мешочками и секреторными вакуолями. Изученные микроморфометрические показатели митохондрий существенно отличаются от контроля.
Заключение. Проведённое исследование свидетельствует о том, что дефицит мелатонина, возникающий вследствие темновой депривации, приводит к ряду существенных ультраструктурных изменений в гепатоцитах, в особенности в их митохондриальном аппарате.