Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1. Структурно-функциональная характеристика почки в старческом возрасте 5
2. Структурно-функциональная характеристика компенсаторно-гипертрофированной почки в старческом возрасте 10
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 23
ГЛАВА III. ДАННЫЕ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 26
1. Структурно-функциональные особенности почек старых крыс 24
а). Гистологическое строение 26
б) Размеры клубочков, канальцевых клеток и ядер 31
в) Митотический коэффициент. 38
г) Ультраструктура клеток 39
2. Структурно-функциональные особенности оставшейся почки в различные сроки после
левосторонней нефрэктомии у старых крыс 47
а) Гистологическое строение 47
б) Размеры клубочков, канальцевых клеток и ядер 63
в) Митотический коэффициент 77
г) Ультраструктура клеток 79
ГЛАВА ІV. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 100
ВЫВОДЫ 114
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
- Структурно-функциональная характеристика почки в старческом возрасте
- МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Структурно-функциональные особенности почек старых крыс
- ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Введение к работе
Вопросы старения, а также продления жизни - актуальные задачи современной биологии и медицины, связанные с социальными потребностями. Основная задача научных исследований заключается в том, чтобы не только продлить жизнь человека, но и увеличить длительность его пребывания в периоде физической и творческой активности.
В связи с этим в последние годы все большее развитие приобретают исследования различных вопросов геронтологии и гериатрии.
Почке принадлежит ведущая роль в процессах гомеостаза. Функция ее чрезвычайно многообразна - поддержание водно-электролитного баланса и кислотно-щелочного состояния, регуляция артериального давления и кроветворения. Она участвует в метаболизме белков, углеводов, липидов и витаминов.
В связи с этим становится очевидным важное значение почки в процессе старения. Между тем, вопросы структурно-функционального ее состояния при старении изучены мало.
Отдельные исследования, проведенные в этом направлении, касаются преимущественно некоторых почечных функций и в них не рассматриваются клеточные механизмы старения органов (Д.Ф. Чеботарев и др., 1970; Е.Г.Калиновская, 1972, 1974 \JU. JllolasUl d aL , 1972; S.fy/i/геъ , 1973 и др.).
Нам представляется, что процесс старения необходимо рассматривать с позиций ультраструктурных и клеточных механизмов развития, связать с процессами регуляции старения почки в организме в целом.
В настоящее время хорошо изучены механизмы компенсаторных почечных реакций у молодых и взрослых животных (К.А.Зуфа- ров, 1970, 1974, 1976; В.М.Гонтмахер» 1970; С.Д.Юлдашев, 1970; З.З.Сагдуллаев, 1975). Реактивность же почечных структур при старении по сути дела не изучена. Важность выяснения этих данных понятна не только с точки зрения общебиологических закономерностей старения, но и с точки зрения чисто практической -необходимости мероприятий по стимуляции компенсаторных процессов после оперативных вмешательств в почке у старых людей.
Целью наших исследований явилось изучение клеточных механизмов снижения почечных функций и выяснение компенсаторных реакций почек при старении.
Для достижения этой цели перед нами были поставлены следующие задачи:
Выяснить клеточные факторы старения почек, а также ультраструктурные основы снижения специфических почечных функций при старении.
Изучить, способность к компенсаторной гипертрофии почек старых животных.
Выяснить клеточные механизмы формирования компенсаторного процесса, а также возможной декомпенсации после односторонней нефрэктомии у старых животных.
Наша работа является составной частью многолетних исследований компенсаторно-приспособительных реакций почек, проводимых коллективом лаборатории, руководимой профессором К.А.Зу-фаровым.
Структурно-функциональная характеристика почки в старческом возрасте
Онтогенез почки исследуют уже более ста лет, однако многие вопросы регуляции этого процесса, последовательность основных его этапов, особенно поздних, до сих пор изучены недостаточно.
Этим объясняется усиливающийся в последние годы интерес к проблемам старения почки. Без знания общих закономерностей старения органов невозможно понять сущность взаимоотношения возрастных изменений и патологических процессов в органах, установить грань между так называемой старческой нормой и болезнью.
Почки - один из основных органов, обеспечивающих гомеостаз ; в качестве органа выделения играют большую роль в органной патологии старческого возраста; болезни почек служат главной причиной смертности лиц старческого возраста. В процессе старения, как известно, происходят инволитивные структурные и функциональные изменения.
Эти изменения характеризуются постоянным уменьшением объема и массы почек (в среднем 130-140 г, у лиц 70-летнего возраста), уплотнением и утолщением их капсулы, увеличением объема паранефральной клетчатки вследствие формирования клеточных образований, появлением грануляции или неровностей поверхности, относительной атрофией коркового слоя почек и слущиванием почечной паренхимы (В.В.Сура и др., 1981).
Регрессивные изменения почек в процессе старения организ ма проявляются в уменьшении их массы, которая, согласно данным Л.ЛОЄ58СЄ, У. stoutet (1932) к глубокой старости падает до 70-80$ по сравнению с почками у лиц в возрасте 20-30 лет.
Исследованиями w- o zltt et at. (1982) было показано, что у крыс в возрасте 70 и 900 дней при одинаковом потреблении количества и калорий белка экскреция с мочой белка прогрессивно нарастала с возрастом от Ч мг до 88 мг в сутки. На рационах с меньшей калорийностью протеинурия была менее выраженной. При переводе 4-х крыс 820 дневного возраста на гиперкалорийный (25 ккал/сутки) рацион экскреция белка снизился на 40%. На высококалорийном рационе масса почек была выше, а поражение клу-бочкового аппрата встречалось чаще и было выраженным.
Материал и методы исследования
Материалом исследования служили беспородные белые крысы-самцы в возрасте б, 24 и 30 месяцев. Старым крысам (24 месяца), произвели левостороннюю нефрэктомию. Операцию проводили в следующей последовательности: кожный разрез длиной 15-25 мм производили параллельно левой реберной дуге несколько ниже ее. Далее разрезали мышцы брюшной стенки и брюшину. После извлечения почки ее ножку вблизи ворот почки перевязывали шелком, после чего почку отделяли от капсулы и надпочечника и удаляли. Брюшину вместе с мышцами передней брюшной стенки зашивали непрерывным кет-гутовым швом. На кожу накладывали 4-5 шелковых шва.
Животных забивали в 10-11 ч.утра путем декапитации через I, 3,5,7,10,13,20 дней и 1,2,3,6 месяцев после операции. На каждый срок исследования использовали по 10-12 животных, из них половина служила контролем.
На всем протяжении опыта контролировали массу животных. Почки после взвешивания фиксировали для общеморфологических, гистохимических и количественных исследований в смеси Карнуа и ФСУ, в нейтральном формалине, а также в 80 спирте.
Общеморфологическую картину исследовали на парафиновых срезах, окрашенных гематоксилинэозином. При этом заливка в парафин производилась таким образом, что в один блок помещались кусочки ткани одного контрольного и нескольких оперированных животных. Это обеспечило получение срезов одинаковой толщины, которая требуется для количественных методов исследования.
Степень гипертрофии почки определялась отношением оставшейся почки к массе 2 почек одновозрастного контрольного животного и выражалась в процентах .
Для планиметрического определения площадей почечных клеток и мальпигиевых телец и выявление клеточных границ материал скрашивался водным синим орсеин-эозином (Г.И.Роскин, Л.Б.Левинсон, 1959),.
Площади клеток определяли планиметрией зарисованных контуров, полученных после увеличения негативов. Контуры телец и сосудистых клубочков измеряли окуляр-микрометром отдельно. В каждом случае вычисляли среднее значение из 100 измерений.
Структурно-функциональные особенности почек старых крыс
Исследование почек крыс в возрасте ch и 30 месяцев выявило целый ряд структурно-функциональных изменений по сравнению с животными полугодовалого возраста. У крыс 2-летнего возраста отмечается утолщение почечной капсулы, связанное с интенсивным развитием грубоволокнистой соединительной ткани. Между пучками коллагеновых волокон выявляются многочисленные фибро-бласты и лимфоидные элементы. Наружная поверхность капсулы содержит жировые клетки и элементы рыхлой волокнистой ткани. От капсулы в паренхиму почки отходят заметные прослойки соединительной ткани, имеющие волокнистую структуру. Эти прослойки имеют различную толщину, но выявляются во всей толще коркового вещества.
Помимо волокнистых структур, в интерстиции коркового вещества почек содержатся фибробласты, единичные лимфоидные элементы и плазматические клетки. Почечные тельца увеличены в размерах (рис.1), содержат расширенные кровеносные капилляры, заполненные многочисленными форменными элементами крови. Часто сосудистые клубочки содержат спавшиеся капилляры, многочисленные мезангиальные и эндотелиальные клетки. У некоторых животных встречаются единичные сосудистые клубочки с начальными признаками склероза. В таких клубочках на фоне многочисленных эндотелиаль-ных и мезангиальных клеток выявляются фибробласты и пучки коллагеновых волокон. Единичные клубочки содержат капилляры, заполненные гомогенным эозинофильным материалом. В большинстве почечно-сосудистых клубочков выявляются расширение капсул Шумлянского-Боумена и утолщение ее париетального листа. Обычно плоские клетки париетального листа увеличены в размерах и по форме приближаются к кубическим клеткам.
Клетки проксимального, отдела нефрона крыс 2-летнего возраста (рис.2) содержат просветленную цитоплазму, в которой отсутствует базальная исчерченность и постоянно выявляются многочисленные гранулы. Просветы проксимальных канальцев расширены, щеточная каемка местами редуцирована. Ядра клеток проксимальных канальцев уплотнены и смещены к апикальной части. Клетки дистального отдела нефрона просветлены, заполнены мелкими гранулами и содержат просветленные апикальные части. Ядра клеток уплотнены и располагаются на базальной поверхности клеток.
У животных этого возраста резко расширены просветы собирательных трубок (рис.3). Эпителий собирательных клеток уплотнен. Б корковом веществе почки собирательные трубки содержат более плотные клетки, чем в мозговом и сосочке. Перитубулярные кровеносные сосуды резко расширены и содержат многочисленные форменные элементы крови. Таким образом, гистологическое строение почки 2-х летних крыс свидетельствуют о нарушении строения почечных клубочков и канальцев, однако не настолько выраженном, чтобы охарактеризовать его как патологический почечный процесс.
Обсуждение полученных результатов
Вопросы старения внутренних органов и их реактивность в старческом возрасте до сих пор остаются мало изученными. До настоящего времени недостаточно исследованы клеточные механизмы снижения физиологических функций органов и тканей при старении. Кроме того, мало исследованы также и механизмы регенерации и компенсации внутренних органов в старости. Почка, являющаяся одним из ведущих органов гомеостаза и кровообращения, до настоящего времени не является предметом структурно-функционального анализа при старении. Недостаточно исследованными остаются и процессы компенсаторной гипертрофии в этом возрасте, а в то же время исследование и знание их являются чрезвычайно важными не только с точки зрения теории, но также и клинической практики.
В настоящее время накопилось достаточное количество данных, свидетельствующих о том, что функция почек у пожилых людей и животных старческого возраста снижена по основным своим показателям по сравнению со взрослыми особями. В частности, установлено, что при старении уменьшается скорость клубочковой фильтрации, величина абсолютной канальцевой реабсорбции и снижается концентрирующая способность, величина эффективного кровотока и плазмотока (Д.Ф.Чеботарев с соавт., 1970; Е.Г.Калиновекая, 1972, 1974; JU.Mofask dcuL,l91Z-,S.fa/t/iet, 1973 и др.).
Механизмы снижения количественных показателей процесса моче-образования изучены недостаточно. Проведенные нами цитофункцио-нальные исследования почек старых животных позволяют до некоторой степени расширить наши представления о структурных аспектах снижения почечных функций.
Гистологическое исследование почек в процессе старения свидетельствует об увеличении с возрастом числа дистрофически измененных клеток, клубочков и канальцев с нарушенным строением микроциркуляторного русла почек у старых животных. При старении в почке постепенно увеличивается объем интерстициальной соединительной ткани. При этом, если у 24-месячных животных преобладают клеточные элементы соединительной ткани, то у 30-месячных -грубые соединительнотканные волокна.
Ультраструктура нефрона и собирательных трубок почки у старых крыс также характеризуется нарастанием клеточных изменений, свидетельствующих о снижении их функциональных возможностей. Уже у 24-месячных крыс наблюдается морфо-функциональная гетерогенность строения клеток канальцев.
