PECULIARITIES OF PREAND POSTNATAL KIDNEY DEVELOPMENT IN VASOPRESSINDEFICIENT BRATTLEBORO RATS

全文:

Поддержание водно-солевого баланса и постоянства внутренней среды организма — одна из основных функций вазопрессина (антидиуретического гормона, АДГ). Кроме того, вазопрессин регулирует пролиферацию фибробластов в сердце и глиальных клеток ЦНС, влияет на дифференцировку нейронов, формирование условных рефлексов, на синтетическую активность мезангиальных клеток [3, 4, 9]. Однако до сих пор остается неясным, влияет ли вазопрессин на развитие почек в пре-и постнальном периодах при отсутствии вазопрессина у матери. Удобной моделью для решения этого вопроса являются крысы линии Браттлборо с генетическим дефектом биосинтеза вазопрессина [13]. Цель настоящей работы — изучение развития почек у потомства вазопрессин-дефицитных крыс линии Браттлборо в сравнении с нормальными крысами линии Вистар. Материал и методы. Работа выполнена на лабораторных крысах линии Вистар и гомозиготных крысах Браттлборо, лишенных эндогенного вазопрессина вследствие делеции в кодирующей части гена и характеризующихся гипоталамическим несахарным диабетом [13]. Крыс содержали в стандартных условиях вивария при естественном освещении и свободном доступе к воде и корму. Животных декапитировали согласно общепринятым нормам биоэтики и в соответствии со статьей 11 Хельсинской декларации второй Медицинской Ассоциации (1964 г.), «Международными рекомендациями по проведению медикобиологических исследований с использованием животных» (1985 г.) и «Правилами лабораторной практики в Российской Федерации» (приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г.). Материал взят у 50 16-и 18-суточных плодов и у 46 новорожденных, 5-, 10-, 20-и 30-суточных крысят линий Браттлборо и Вистар (таблица). Начиная с 5-суточного возраста, у крысят измеряли осмолярность мочи криоскопическим методом с помощью миллиосмометра МТ-2. После извлечения почки взвешивали, фиксировали в формалине и заливали в парафин по стандартной методике. Срезы окрашивали гематоксилином — эозином, по Ван Гизону, альциановым синим, проводили реакции Хэйла и ШИК, использовали контроль с тестикулярной гиалуронидазой. Измеряли величину почечных телец и оценивали плотность расположения путем подсчета их количества в поле зрения микроскопа AxioStar 40 (Carl Zeiss, Германия) при об. 20, ок. 16 в трех полях зрения в почках каждого животного. Значимость различий сравниваемых величин оценивали с использованием t-критерия Стьюдента. Результаты исследования. На уровне световой микроскопии выделены следующие стадии развития почечных телец: I — клеточные уплотнения и пузырьки, II — S-образные тельца, III — зачатки почечных телец, IV — молодые почечные тельца, V — «зрелые» почечные тельца, по строению близкие к наблюдаемым у взрослых особей. Выявлена одинаковая последовательность формирования почечных телец у крыс линии Вистар и крыс Браттлборо, но по другим параметрам обнаружены различия. В почках у плодов крыс на 16-е сутки развития плотный метанефрогенный зачаток с формирующимися в нем элементами нефронов узкой полосой расположен непосредственно под капсулой, тогда как вся центральная часть органа занята мезенхимой, которая пронизана собирательными протоками, направленными в сторону капсулы, и редкими кровеносными сосудами. Канальцы нефронов отсутствуют. У плодов крыс линии Вистар (рис. 1, а) почки имеют хорошо выраженную капсулу. Закладки почечных телец плотно прилежат друг к другу, находятся на I и II стадиях развития и редко встречаются на III стадии. Почки плодов крыс линии Браттлборо (см. рис. 1, б) отличаются неполной изолированностью от окружающих тканей; под капсулой рыхло расположены клеточные уплотнения и пузырьковидные структуры (I стадия). В почках плодов обеих линий на 18-е сутки расширена зона будущей коры почки. Выявляются извитые проксимальные канальцы. У плодов крыс линии Браттлборо почечные тельца расположены реже, но более развиты, чем у плодов крыс линии Вистар, в их корковом веществе превалируют тельца IV стадии; в юкстамедуллярной зоне коркового вещества — тельца V стадии. В корковом веществе почек новорожденных крысят сохраняются различия в плотности расположения телец (выше у крыс линии Вистар) (см. таблицу) и степени их развитости. Проксимальные канальцы занимают всю площадь среза между почечными тельцами, встречаются дистальные канальцы; петли нефронов еще не развиты. Собирательные протоки образуют плотные скопления у основания сосочков. Широко представлена рыхлая соединительная ткань. В почках новорожденных крысят линии Браттлборо отсутствуют ранние стадии развития почечных телец, следовательно, наступает фаза роста и созревания нефронов. У крысят линии Вистар под капсулой почки имеются все ранние стадии развития почечных телец, что указывает на продолжение процесса активного новообразования нефронов. На 5-е сутки жизни у крысят линии Браттлборо отсутствуют ранние стадии развития почечных телец (рис. 2, а, б), они оттеснены от капсулы проксимальными канальцами и начальными отделами собирательных протоков. Размеры почечных телец крупные, особенно в юкстамедуллярной зоне. Многочисленные срезы проксимальных канальцев имеют широкие просветы, дистальные канальцы хорошо видны. Тонкие отделы петель встречаются очень редко. Для почек крысят линии Вистар по-прежнему характерно компактное расположение почечных телец, их плотное прилегание к капсуле и разнообразие по степени зрелости, начиная от II стадии. У 10-суточных крысят линии Браттлборо корковое вещество толстое, все почечные тельца находятся на V стадии. У крысят линии Вистар поверхностный слой коркового вещества представлен тельцами IV стадии с умеренной плотностью расположения. В возрасте 20 сут у крысят линии Браттлборо и Вистар в почках имеются только «зрелые» тельца, увеличившиеся в размерах, между ними — канальцы нефронов. К 30-суточному возрасту почки у крыс обеих линий выглядят окончательно сформированными — с толстым корковым и хорошо выраженным мозговым веществом, удлинившимися сосочками. По сравнению с предыдущими сроками изменились количественные показатели, соответствующие росту животных: массы тела и почек у крыс обеих линий в течение 1-го месяца жизни повышались равномерно, а после 20-х суток произошел резкий подъем обоих показателей (см. таблицу). Возрос диаметр почечных телец у крысят обеих линий: от 32±3 мкм в 5-суточном возрасте до 83±13 мкм у 30-суточных крыс линии Вистар; от 49±4 до 92±13 мкм у крыс линии Браттлборо. Во всех почечных тельцах отчетливо видна полость капсулы клубочка, что свидетельствует о фильтрационной активности органа. Диаметр проксимальных и дистальных канальцев также стал больше. Лучше идентифицируются элементы юкстагломерулярного аппарата. При исследовании интерстициальной соединительной ткани было обнаружено, что содержание гистохимически выявляемых углеводных соединений у плодов линии Браттлборо существенно ниже, чем у крыс линии Вистар, и это прослеживалось на всем протяжении наблюдения. У новорожденных крыс вазопрессин-дефицитной линии окраска гиалуронана (основного составляющего гликозаминогликанов — ГАГ) в интерстициальной соединительной ткани была близка к фоновой. На 5-е сутки ГАГ у крысят линии Браттлборо выявлялись только в области вершины (гребня) сосочков, то же наблюдалось на 10-е сутки, тогда как у крысят линии Вистар гиалуронан был обнаружен всюду в интерстициальной ткани, хорошо окрашенный альциановым синим и после реакции Хейла. У 20-и 30-суточных крысят линии Вистар концентрация гиалуронана в интерстициальной соединительной ткани стала выше, особенно в сосочке, где его окраска была наиболее отчетливо выражена (рис. 3, а). У крысят линии Браттлборо интерстициальная соединительная ткань мозгового вещества практически не содержала ГАГ (см. рис. 3, б), исключение составила только самая вершина сосочка, где было выявлено слабое окрашивание. Параллельно с повышением интенсивности окрашивания гиалуронана, с возрастом у крысят линии Вистар возрастают показатели осмолярности мочи, которые к концу 1-го месяца жизни достигают уровня, характерного для взрослых животных (см. таблицу). Обратная картина наблюдается у плодов крыс линии Браттлборо: в их почках ничтожное содержание гиалуронана обнаруживается в пренатальном и раннем постнатальном периоде развития, но его окраска потом почти полностью исчезает. Осмолярность мочи у крысят линии Браттлборо очень низкая после рождения, остается таковой на протяжении всего исследования (см. таблицу). Обсуждение полученных данных. Морфологические различия в развитии почек у крыс линий Браттлборо и Вистар отмечены в период внутриутробного развития [1] и в начале постнатальной жизни. У 16-суточных плодов крыс линии Браттлборо формирование почек отстает от такового у плодов линии Вистар того же возраста. С 18 сут почки у плодов крыс линии Браттлборо развиваются ускоренно. Новообразование их нефронов почти завершается к концу внутриутробного периода, тогда как у крыс линии Вистар появление новых почечных телец наблюдается и после рождения. Ускоренное развитие почек у крыс линии Браттлборо согласуется с ранним открытием глазных щелей, быстрым вскрытием ушных проходов и формированием ушных раковин у гомозигот по сравнению с гетерозиготами [15]. В работе уделялось внимание углеводным веществам ткани почки, поскольку существует мнение о корреляции между формированием системы осмотического концентрирования и реакции почки на вазопрессин, с одной стороны, и состоянием основного межклеточного вещества соединительной ткани — с другой стороны, ГАГ которого в значительной мере определяют его гидрофильность и натрий-связывающую функцию [8, 11]. Окрашивание срезов альциановым синим и по Хейлу выявило отчетливые различия в содержании гиалуронана в интерстициальной соединительной ткани почек у крыс линий Вистар и Браттлборо во все исследованные возрастные периоды. Гиалуронан — отрицательно заряженный линейный ГАГ, обладающий уникальной способностью связывать воду и ионы и создавать сопротивление потоку жидкости. Результаты настоящей работы подтверждают точку зрения о тесной связи функционирования почки с состоянием ее интерстициальной ткани. На основании данных проведенного исследования, можно предположить, что вазопрессин не оказывает заметного влияния на развитие структур почки, так как у крыс линии Браттлборо ускорена интенсивность развития нефронов при полном отсутствии гормона и у матерей, и у плодов. Кроме того, следует отметить, что у крыс линии Вистар нефрогенез протекает нормально [7], несмотря на то, что секреция эндогенного вазопрессина у плода крайне низка, а гормон матери не проникает через плацентарный барьер [5]. Таким образом, особенности формирования почек у плодов и крысят линии Браттлборо после рождения не могут быть объяснены только генетически обусловленным отсутствием вазопрессина в организме матери и потомка. Вероятно, играет определенную роль существенный дисбаланс многих гормонов, оказывающих морфогенетическое действие при отсутствии эндогенного вазопрессина. Так, известно, что у вазопрессин-дефицитных гомозиготных крыс линии Браттлборо снижена концентрация соматотропного и адренокортикотропного гормонов аденогипофиза и окситоцина нейрогипофиза [6, 10, 12, 15], предполагается дисбаланс тиреотропного и тиреоидного гормонов, инсулиноподобных факторов и гормонов плаценты, имеющих ведущее значение в онтогенезе [2, 4, 7, 14]. Для решения вопроса о ведущих факторах, определяющих развитие почки в онтогенезе у крыс линии Браттлборо, очевидно, требуются дополнительные исследования.

作者简介

M. Vinogradova

Novosibirsk State University

Email: marsvin2000@mail.ru

A. Boyarskaya

Novosibirsk State University

Email: a.r@mail.ru

Ye. Prokopiyeva

Novosibirsk State University

Email: ellap@live.ru

参考

补充文件