Віддалені наслідки пасивного куріння батьків на морфофункціональний стан тимуса в їхніх нащадків

Размещено на http://www.allbest.ru/

Віддалені наслідки пасивного куріння батьків на морфофункціональний стан тимуса в їхніх нащадків

Вікторія Ткаченко1, Тетяна Комісова2

Харківська спеціалізована школа І-ІІІ ступенів №134, Харків, Україна

Харківський національний педагогічний університет імені Г. С. Сковороди, Харків, Україна

Резюме

У дослідженні показано, що зміни в морфофункціональному стані тимуса в нащадків-щурів, виношених в умовах батьківського тютюнокуріння, проявляються залежно від обкурювання лише батька або батька й матері, а також від терміну зробленого надрізу шкіри. Мета дослідження - вивчити морфофункціональний стан тимуса нащадків, виношених в умовах батьківського куріння, яким нанесено механічну рану. Тварини підлягали інтоксикації тютюновим димом від цигарок «Ватра» без фільтру з умістом 0,8 мг нікотину та 15 мг смоли. Двомісячних нащадків із механічною раною на зовнішній поверхні правої задньої кінцівки, батьки яких підлягали пасивному курінню, виводили з експерименту через 24 і 48 год після зробленого надрізу. Виявлено збільшення абсолютної маси тимуса на 54 % (р<0,01) у щуренят групи ВБ24, де обкурювався лише самець-«батько», а в нащадків групи ВМБ24, де обкурювалися самець-«батько» й самиця-«мати» - на 52 % (р<0,01). Відносна маса тимуса в нащадків цих груп збільшується на 15 % (р<0,01). Установлено збільшення площі ядер епітеліоцитів тимуса на 14 % (р<0,01) у нащадків групи ВМБ24. Показано, що в мозковій речовині тимуса нащадків групи ВБ48 спостерігаємо проліферацію епітеліальних клітин. Мозкова речовина тимуса нащадків групи ВМБ48 характеризувалася зменшенням епітеліальних клітин та ознаками апоптозу. Виявлені зміни є специфічними проявами стресорної відповіді на загоєння ран у нащадків, батьки яких підлягали хронічному обкурюванню.

Ключові слова: резистентність, механічна рана, пасивне тютюнокуріння, тимус, епітеліоцити.

Abstract

Long Term Effects of Passive Smoking Parents on the Morpho- Functional State of Thymus of Their Offsprings

Victoria Tkachenko, Tetiana Komisova

Kharkiv Specialized School of І-ІІІ degrees №134, Kharkiv, Ukraine Skovoroda Kharkiv National Pedagogical University, Kharkiv, Ukraine

The study shows that changes in the morphofunctional state of thymus of the offsprings of rats, taken in conditions of parental tobacco smoking, are manifested depending on the smoking of only the father or father and mother, as well as on the period of the skin cut was made. The animals were subjected to intoxication with tobacco smoke from cigarettes «Vatra» without a filter containing 0,8 mg of nicotine and 15 mg of tar. The presence in the blood of parent-rat main metabolite Nicotine - Quinine (8,22 ± 0,57 pg / L, P<0,05) is an indisputable proof of the fact of passive tobacco intoxication. To investigate the resistance of descendants born in conditions of parental smoking, the morphofunctional state of the thymus was studied in healing wounds. For this purpose, for the infant rats of the studied groups, at the age of 2 months, mechanical cuts with the length of 10 mm, width 3 mm on the outer surface of the right hind limb within one day were made. The two-months offsprings whose parents were subjected to passive smoking were withdrawn from the experiment after 24 hours changes in the morphohistological structure of the thymus (increase in absolute and relative body mass, increase in the area of nuclei of epitheliocytes) occurred in the descendants, whose passive smoking was subjected both to the father and mother (VMB24). An increase in the absolute thymus mass by 54 % (p<0,01) was found in the group of WB24 rats, where only the male «father» was smoked, and the descendants of the group VMB24, where the male-father and the female-mother were smoked on 52 % (p<0,01). Relative mass of thymus of the descendants of these groups increases to 15 % (p<0,01). A 14 % increase in the area of nuclei of epithelial cells of thymus of the descendants of the group VMB24 has been found to (p<0,01). It has been shown that proliferation of epithelial cells is observed in the brain substance of the thymus of the descendants of the group WB48 on the 48th hour after mechanical wounding. The brain substance of the thymus of the descendants of the VMB48 group on the 48^th hour after mechanical wound infliction was characterized by a decrease in epithelial cells and signs of apoptosis. The revealed changes are specific manifestations of the stress response to healing wounds of descendants whose parents were subjected to chronic passive smoking.

Key words: resistance, mechanical wound, passive tobacco smoking, thymus, epithelial cells.

За останнє десятиріччя імунна система дітей перебуває в центрі уваги дослідників. Це пов'язано зі зростанням захворювань дітей, батьки яких підлягають хронічним стресам. До стресових факторів можна віднести не лише емоційні переживання, а й шкідливі звички (тютюнокуріння, уживання алкогольних напоїв, тощо). Клінічні та експериментальні дослідження довели, що тютюнокуріння, у т. ч. й пасивне, є фактором ризику понад 20 хвороб [1], більшість яких у курців протікає важче, ніж у людей, які не палять, що може свідчити про зниження в них імунітету. Тимус є одним із найважливіших імунокомпетентних органів. У літературі наявні дані, що під впливом стресових чинників, таких як гіпокінезія, тривалий емоційний стрес, фізичні й гравітаційні перенавантаження, у вживання алкоголю тощо, відбуваються морфофункціональні зміни тимуса. Так, у дослідженнях Г. А. Мороз [2] зазначається про виявлені гемодинамічні порушення та ознаки акцидентальної інволюції тимуса щурів, які піддавалися систематичним гравітаційним перенавантаженням. Стресорна дія численних перенавантажень викликає швидку інволюцію органа. Порушення мікро- циркуляції на фоні гіперплазії ендотеліальних клітин і розростання в судинних стінках сполучної тканини викликає гіпоксію паренхіми, що, зі свого боку, потенціює дистрофічні процеси лімфоцитарного й епітеліального компонентів тимуса. Такі зміни характерні для хронічного стресу. Аналогічні зміни тимуса під час холодового стресу спостерігала О.В. Маткіна [3], У тимусі нащадків щурів, отриманих від самок, які тривалий час вживали 15 % розчин етанолу, відзначаються специфічні патоморфологічні зміни: некрози, крововиливи, лімфоїдні вузлики [4].

Проте на сьогодні залишається відкритим питання пливу куріння батьків на імунокомпетентні органи нащадків, зокрема на тимус.

Мета дослідження - вивчити морфо-функціональний стан тимуса нащадків, виношених в умовах батьківського куріння, яким нанесена механічна рана.

Матеріали й методи

Дослідження проводили на 137 щурах (40 самиць-матерів, 15 самців-батьків, 82 нащадків-самиць віком два місяці) лінії Вістар. Тварин утримували в стандартних умовах віварію при природному освітленні, на загальноприйнятому раціоні. Уживання води вільне.

Усі досліди здійснювали відповідно до законодавства України [5], правил Європейської конвенції щодо захисту хребетних тварин, котрі використовують в експериментальних дослідженнях та з іншою науковою метою [6].

Самці-батьки та самиці-матері підлягали інтоксикації тютюновим димом від цигарок «Ватра» без фільтру з умістом 0,8 мг нікотину й 15 мг смоли.

Для дослідження резистентності нащадків, виношених в умовах батьківського куріння, вивчали морфофункціональний стан тимуса під час загоювання ран. Із цією метою щуренятам досліджуваних груп віком 2 місяці впродовж одного дня зроблено механічні надрізи довжиною 10 мм, шириною 3 мм на зовнішній поверхні правої задньої кінцівки.

Моделювання хронічного пасивного тютюнокуріння здійснено за допомогою сконструйованої герметичної камери розміром 27 л. (Пріоритетна справка № 3991837 від 13.12.1985 р. Держкомвинахід [7]. Цей об'єм повітря закритої камери є достатнім для п'ять щурів, у якому вони можуть вільно перебувати без зовнішніх проявів гіпоксії. Тютюновий дим / цигарки дозовано подавався до камери. У камері під час обкурювання одночасно було п'ять тварин упродовдж 15 хв (5 хв на нагнітання диму в камеру й 10 хв - на спостереження за поведінкою тварин). Під час перших 2-3 обкурювань тварини перебували в камері 10 хв. Обкурювання проводилося 1 раз на добу. Усього проведено 51 обкурювання. Експеримент тривав 5 місяців. Тварини контрольної групи утримувалися впродовж 15 хв у тій самій камері, але не підлягали дії тютюнового диму. Під час спарювання обкурювання під дослід-них тварин не проводили.

Для встановлення ступеня інтоксикації щурів тютюновим димом визначали кількість головного метаболіту нікотину в сироватці крові - тіоцианіду К (котиніну) спектрофотометричним методом [8,9,10].

Дослідження сироватки крові щурів-батьків проводили в лабораторії біохімії Центральної науково-дослідної лабораторії Харківського національного медичного університету.

Виведення з експерименту контрольних і піддослідних тварин здійснювали відповідно до умов евтаназії, згідно з методичними рекомендаціями МОЗ України та загальних етичних принципів проведення експериментів на тваринах, узгоджених із положеннями «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для дослідних та інших наукових цілей» [6]. Евтаназію тварин проводили внутрішньочеревним уведенням трьохкратної наркотичної дози етаміналу-натрію.

Двомісячних нащадків, батьки яких підлягали пасивному курінню, виводили з експерименту через 24 та 48 год після зробленого надрізу (механічна рана). Щуренят із механічною раною розподілили на групи: К24, К48 - нащадки контрольних групи (батьки не підлягали пасивному курінню); ВБ24, ВБ48 - нащадки експериментальних груп, де пасивному курінню підлягав лише батько - самець від цигарок «Ватра» без фільтру. В експериментальних групах ВМБ24, ВМБ48 пасивному курінню від цигарок «Ватра» без фільтру підлягали і батько-самець, і мати- самиця. Для аналізу отриманих даних використовували референтні значення досліджуваних показників кафедри анатомії та фізіології людини та тварин імені професора Я. Р. Синельникова Харківського національного педагогіч - ного університету імені Г. С. Сковороди.

Після декапітації в нащадків узято тимус для морфофункціонального дослідження. Масу тіла щурів контролювали за допомогою зважування тварин на настільних циферблатних вагах ВНЦ -2М (погрішність: ± 2г). Абсолютну масу тимуса визначали зважуванням на аналітичних електронних вагах AXIS AN50 (ціна ділення - 0,0001 г). Відносну масу тимуса розраховували за відношенням до маси тіла тварини.

Для гістологічних досліджень тимус фіксували в 10 %-вому нейтральному формаліні, збезводнювали в спиртах висхідної концентрації та заливали в парафінові блоки. Зрізи товщиною 5-6 мкм забарвлювали гематоксиліном-еозином. Світлову мікроскопію проводили на мікроскопі Zeiss (Німеччина). Морфометрію тимуса щурят проводили, використовуючи мікроскоп «Біолам» (Російська Федерація) при збільшенні х400. Мікрофотографування здійснювали на мікроскопі «Olympus» (Японія).

Проводили комп'ютерну каріометрію епітеліоцитів тимуса на цифрових зображеннях за допомогою програми, придатної до мікроскопа «Olympus» (Японія). У кожному препараті методом випадкової вибірки оцінювали 10 полів зору. В обраних вибірках досліджували по 30 ядер.

Вірогідність відмінностей оцінювали за допомогою критерія t-Стьюдента при р<0,05. Цифровий матеріал обробляли стандартними методами варіаційної статистики [11].

Результати та їх обговорення

Для встановлення хронічної тютюнової інтоксикації в батьків-щурів у крові визначали вміст головного метаболіту нікотину - котиніну [8, 9, 10].

Незаперечним доказом факту пасивної тютюнової інтоксикації є статистично значиме збільшення котиніну (8,22±0,57 мкг/л, р<0,05) у тварин, що підлягали обкурюванню цигарками «Ватра» без фільтру, порівняно з контрольною групою (6,34±0,32 мкг/л).

Під час вивчення абсолютної та відносної маси тимуса в щуренят, батьки яких обкурювалися цигарками «Ватра» без фільтру, показано що вона статистично значимо збільшується в нащадків лише на 24 год після нанесення механічної рани. У щуренят групи (ВБ24), де обкурювався лише самець-«батько», абсолютна маса тимуса збільшується на 54 % (р<0,01), а в нащадків групи, де обкурювалися самець-«батько» та самиця-«мати» (ВМБ24) - на 52 % (р<0,01). Відносна маса тимуса в нащадків цих груп збільшується на 15 % (р<0,01) (табл. 1). На 48 год після нанесення механічної рани в нащадків груп ВБ48 та ВМБ48, порівняно з контрольними та референтними значеннями, вірогідної різниці в масі тимуса не виявлено (табл. 1).

У попередніх дослідженнях відзначено розбіжні дані щодо впливу стресових факторів на масу тимуса. Так, про збільшення маси тимуса в піддослідних тварин, які підлягали стресу, свідчать дослідження І. В. Городецької та ін. [12] Однак, за даними досліджень D. Zeyrek, E. Ozturk, A. Ozturk, A. Carmak [13], куріння матері істотно впливає на зменшення ваги тимуса її нащадків. Під впливом емоційного, транспортного та низькотемпературного стресу маса тимуса в піддослідних тварин і птахів також зменшується [14, 15].

У процесі дозрівання клітин тимуса (тимоцитів) важливу роль відіграють епітеліоцити [16].

У нашому дослідженні на гістологічних зрізах мозкової речовини тимуса нащадків контрольної групи (К48) на 48 год спостереження за загоюванням механічної рани простежено велику кількість макрофагів й активацію епітеліоцитів (рис.1).

Площа ядер епітеліоцитів тимуса статистично значуще збільшується на 14 % (р<0,01) у нащадків лише в групі ВМБ24,

Таблиця 1 Абсолютна маса тимуса, г, відносна маса тимуса, г та площа ядер епітеліоцитів тимуса, мкм2 нащадків, батьки яких підлягали обкурюванню цигарками «Ватра» без фільтру