Влияние свинцовой интоксикации на морфофункциональное состояние системы плацента-плод

Шубина О.С., Киреева Ю.В.

Мордовский государственный педагогический институт имени М.Е. Евсевьева, Саранск

ВЛИЯНИЕ СВИНЦОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ПЛАЦЕНТА - ПЛОД

Авторами изучено влияние свинцовой интоксикации на систему плацента - плод в модельном эксперименте на крысах с использованием гистологических и электронно-микроскопических методов.

В настоящее время широко обсуждается вопрос о загрязнении окружающей среды свинцом и его воздействии на различные функциональные системы организма [1, с. 45-46; 2, с. 2-4; 3, с. 29-34; 4, с. 31-34; 5, с. 28-30]. Однако многие вопросы остаются неясными, в том числе и морфофункциональные изменения плаценты при свинцовой интоксикации, приводящие к различным нарушениям в развитии плода и новорожденного. Поэтому комплексное изучение влияния свинца на систему плацента - плод требует всестороннего анализа.

Целью работы явилось изучение влияния свинца на ультраструктурные перестройки гемато-плацентарного барьера белых крыс, морфологические нарушения печени и почек их потомства в раннем пост-натальном онтогенезе.

Материалы и методы

В модельном эксперименте участвовало 30 половозрелых белых беспородных крыс-самок весом 200,0-250,0 г и 120 крысят на 1-, 15-, 30-, 45-е сутки постнатального периода развития. Первую группу животных составили 10 самок с физиологической беременностью и их потомство. Вторую группу животных составили 20 самок, получавших с момента обнаружения зачатка лабиринта (8-е сутки беременности) ежедневно перорально уксуснокислый свинец в дозе 45 мг/кг массы тела, и их потомство. В более ранних наших исследованиях [7, с. 170-171] при использовании дозы 75 мг/кг массы тела была выявлена высокая эмбриональная смертность. В настоящем исследовании была важна выживаемость потомства. В связи с этим выбрана доза 45 мг/ кг массы тела.

Для электронной микроскопии кусочки плаценты фиксировали 2,5% раствором глу-

таральдегида на 0,1 М фосфатном буфере (pH = 7,2). Дополнительную фиксацию проводили 1% раствором осмиевой кислоты на 0,2 М фосфатном буфере (рН = 7,2). Заливка материала производилась в смесь эпон-арал-дит. Ультратонкие срезы готовили на ультрамикротоме Ultrocut OmU-3 (фирмы Reichert). Двойное контрастирование срезов проводили уранилацетатом и цитратом свинца. Препараты исследовали в электронном микроскопе ЭМ-125.

Для микроскопического исследования кусочки печени, почек крысят фиксировали 10% раствором нейтрального формалина и после обезвоживания заливали в парафин. Срезы готовили толщиной 5 мкм и окрашивали гематоксилином и эозином.

Результаты исследования

Экзогенное воздействие свинца на репродуктивную систему организма является очень важным и актуальным аспектом в прогнозировании и предупреждении возможного его влияния на течение беременности и развитие плода и новорожденного [6, с. 3335; 8, с. 145-152; 10, с. 1-8; 11, с. 176-181].

Белая крыса обладает близкой к человеку гемохориальной плацентацией, что позволяет экстраполировать полученные данные на человека. Особый интерес для нас представлял лабиринт плаценты белой крысы, который аналогичен ворсинчатому хориону человека.

Полученные электронно-микроскопические данные показали, что к концу беременности белых крыс (22-е сутки) кровоток матери и плода разделен тремя слоями трофобластичес-кого эпителия. Наружный слой - цитотрофо-бласт представлен одним слоем клеток, на поверхности которых расположены микроворсинки. Клетки соединены между собой множе-

ством сложных контактов. Средний слой - симпласт более электроплотный и содержит большое количество клеточных органелл и включений. Третий слой по своему строению напоминает предыдущий, с симпластом он соединен многочисленными межклеточными контактами, в том числе и щелевидными. Часто оба слоя синцитиотрофобласта сливаются вместе. Эндотелий фетального сосуда располагается на базальной мембране (рис. 1).

Исследования показали, что ежедневное введение беременным самкам белых крыс уксуснокислого свинца в дозе 45 мг/кг приводит к срыву компенсаторных механизмов гемато-плацентарного барьера, которые на микроскопическом уровне выражаются истончением цито- и синцитиотрофобласта, вакуолизацией и просветлением цитоплазматического матрикса, деструкцией митохондрий, уменьшением межклеточных контактов между цито- и синцитиотрофобластическими элементами. На фоне отека и деструкции трофобластических структур лабиринтной зоны плаценты отмечено наличие областей с многочисленными ос-миофильными образованиями (рис. 2).

Учитывая, что свинец практически беспрепятственно проходит через плацентарный барьер из крови матери к плоду, можно полагать, что он токсически воздействует на будущее потомство и неблагоприятно отражается на его общем развитии [1, с. 46; 9, с. 744-749].

Как показали наши исследования, у новорожденных крысят, полученных от матерей с физиологически протекающей беременностью, в печени происходит перестройка от эмбрионального строения печеночной паренхимы к постепенному созреванию, о чем свидетельствует отсутствие долькового и балочного строения, множество митозов в ядрах гепатоцитов. К 30-м суткам наблюдается дольковое и балочное строение печени, наличие сформированных зрелых гепатоцитов.

При свинцовой интоксикации беременных самок в печеночной паренхиме новорожденных крысят трудно различить дольковое строение. Вокруг центральных вен беспорядочно располагаются гепатоциты, границы между отдельными клетками не заметны. Ядра гепа-тоцитов гипертрофированные гиперхромные. Цитоплазма большинства клеток окрашена

Рисунок 1. Фрагмент лабиринтной зоны плаценты белой крысы (гемато-плацентарный барьер - норма). ЦТ - цитотрофобласт, С - синцитиотрофобласт,

Э - эндотелий, Г - гранулы гликогена. 22-е сутки беременности. X 10000.

Рисунок 2. Фрагмент лабиринтной зоны плаценты белой крысы (свинцовая интоксикация). Отложение осмиофильных образований в цитотрофобласте (стрелка). 22-е сутки беременности. Полутонкий срез, окраска толуидиновым синим. X 300.

Рисунок 3. Печень новорожденных крысят при свинцовой интоксикации материнского организма. Ядра гепатоцитов гипертрофированные гиперхромные. Окраска гематоксилином и эозином. X 180.

эозинофильно, местами с мелкой базофильной зернистостью. В некоторых клетках цитоплазма «пуста», ядро в них отодвинуто на периферию, что, вероятно, связано с накоплением цитоплазматической жидкости (рис. 3).

У 15-суточных крысят границы печеночных долек, балок и гепатоцитов по-прежнему плохо различимы. В средней зоне печеночной дольки имеются группы гепатоцитов, содержащих неокрашенные пылевидные образования, скорее всего являющиеся жировыми цитоплазматическими включениями. Ядра гепатоцитов крупные, округлые, с гиперхром-ными ядрышками. В отдельных гепатоцитах можно увидеть некротические процессы.

У 30-суточных крысят по-прежнему наблюдается нарушение балочного строения за счет расширения и многорядности гепатоци-тов. Клетки печени без четких границ, они сливаются между собой в конгломераты с крупными пузырьковидными ядрами. Среди одноядерных клеток встречаются двуядер-ные гепатоциты, свидетельствующие об оживленной регенераторной функции печеночных клеток.

В возрасте 45 суток в печени животных видны сформированные печеночные дольки и балки, то есть она приобретает более зрелое строение. Форма гепатоцитов вариабельна, наблюдаются гипертрофированные клетки, иногда обнаруживаются единичные и мелкие группы двуядерных печеночных клеток. Встречаются участки с нарушенной це-

Рисунок 4. Почка 30-суточных крысят при свинцовой интоксикации материнского организма. Почечные тельца разной величины. Пт - почечное тельце. Окраска гематоксилином и эозином. X 180.

лостностью мембраны гепатоцита. Ядра клеток округлой формы, иногда гиперхромные, с сетчатой структурой хроматина.

Отмечено, что во всех возрастных группах выявляются расстройства кровообращения, которые проявляются в виде полнокровия внутридольковых капилляров, портальных и центральных вен, отека пространств Диссе. Отмечен гемолиз эритроцитов, участки слабовыраженной лимфогистиоцитар-ной инфильтрации портальных трактов.

Исследования почек крысят, взятых от матерей с физиологически протекающей беременностью, показали, что в возрасте 15 суток в почках в основном преобладают сформированные нефроны. К 30-м суткам видны все сегменты нефрона. Стенка извитых канальцев выстлана однослойным кубическим эпителием с округлыми ядрами, рыхлым сетчатым хроматином и четко контури-рованными ядрышками. Прямые канальцы нефрона выстланы плоскими эпителиальными клетками, их ядра овальный формы, ба-зофильные. Просвет канальцев свободен.

При свинцовой интоксикации организма матери в период беременности выявлено, что у новорожденных крысят сосудистые клубочки субкапсулярной зоны состоят из базофильных недифференцированных клеток. Мочевые канальцы нефрогенной зоны сдавленные, без дифференцировки отделов. В среднекортикальной зоне почек мочевые канальцы имеют разный диаметр просветов. Просвет одних канальцев так сужен, что не виден среди набухшей эпителиальной выстилки, просвет других - резко расширен, имеет кистовидные очертания. В просветах единичных канальцев наблюдаются прозрачные эозинофильные массы, напоминающие гиалин, разрушенные эпителиальные клетки. Почечные клубочки юкстагломерулярных нефронов имеют большие размеры и выглядят более зрелыми по сравнению с почечными тельцами нефрогенной зоны.

У 15-суточных крысят в почках по-прежнему наблюдается нефрогенная зона, в которой в большом числе встречаются почечные тельца разной величины. Большинство почечных телец с одним наружным листком капсулы Шумлянского - Боумена, лишь в единичных

почечных тельцах виден и внутренний листок. Ядра эпителиальных клеток, выстилающих мочевые канальцы, полиморфны, иногда с мелкими гиперхромными зернами - следами возможного кариорексиса ядер. В проксимальных извитых канальцах отмечаются все виды паренхиматозной белковой дистрофии: зернистая, гиалиново-капельная, гидропическая. Просветы канальцев не видны.

У 30- и 45-суточных крысят наряду с изменением структуры канальцевой системы не-фрона, наблюдается изменение почечных телец. Количество их снижено, отмечается полиморфизм по форме, величине и компактности расположения капиллярных петель (рис. 4). Одни почечные тельца маленькие, сосудистый клубочек сдвинут к одному полюсу наружной капсулы Шумлянского - Боумена, просвет капсулы расширен. В единичных уменьшенных почечных тельцах гомогенные массы полностью заполняют капсулу, что свидетельствует о возможном гиалинозе стенки капилляров клубочка. Другие - увеличены в размерах, их сосудистый клубочек полностью

занимает капсулу. Во многих гипертрофированных почечных тельцах капсула расширена, пуста, либо заполнена остатками эозинофильного прозрачного содержимого.

Наряду с развитием изменений нефронов почки наблюдаются нарушения кровообращения: капиллярная сеть коркового вещества почки, артерии и вены полнокровны, последние расширены и содержат частично гемо-лизированные эритроциты.

Заключение

Результаты исследования позволяют предполагать, что введение беременным крысам уксуснокислого свинца в дозе 45 мг/кг в сутки вызывает выраженные ультраструктур-ные изменения в лабиринтной зоне плаценты белых крыс, которые можно считать специфическими для свинцовой интоксикации.

Возникающие изменения гемато-плацен-тарного барьера беременных самок приводят к дистрофическим и дисциркуляторным нарушениям печени и почек их потомства в раннем постнатальном онтогенезе.

Список использованной литературы:

1. Зайцева Н.В., Уланова Т.С., Морозова Я.С. и др. Свинец в системе мать - новорожденный как индикатор опасности химической нагрузки в районах экологического неблагополучия // Гигиена и санитария. - 2002. - №4. - С. 45-46.

2. Измеров Н.Ф. К проблеме оценки воздействия свинца на организм человека // Медицина труда и промышленная экология. - 1998. - №12. - С. 2-4.

3. Корбакова А.И., Соркина Н.С., Молодкина Н.Н. и др. Свинец и его действие на организм // Медицина труда и промышленная экология. - 2001. - №5. - С. 29-34.

4. Куценко Г.И., Здольник Т.Д. Заболеваемость рабочих болезнями органов пищеварения в условиях воздействия свинца // Гигиена и санитария. - 2003. - №2. - С. 31-34.

5. Паранько Н.М., Белицкая Э.Н., Землякова Т.Д. и др. Роль тяжелых металлов в возникновении репродуктивных нарушений // Гигиена и санитария. - 2002. - №1. - С. 28-30.

6. Полякова А.Н., Назаров С.Б., Кашманова Г.Н. Результаты клинико-лабораторных исследований населения для выявления неблагоприятного воздействия на организм солей тяжелых металлов как экологического фактора // Гигиена и санитария. - 1995. - №1. - С. 33-35.

7. Шубина О.С. Морфофункциональные изменения в плаценте белых крыс при свинцовой интоксикации // IV съезд российских морфологов с международным участием, 17-19 июня 1999 г.: [материалы]. - Ижевск: Российские морфологические ведомости. - Мосвква: Изд-во «Экспертиза», 1999. - №1-2. - С. 170-171.

8. Gupta G.S., Singh J., Gupta A. Trace metals and metalloenzymes in placenta after oral administration of lead acetate // Biol. Trace. Elem. Res. - 1997, Oct-Nov. - V. 60. - №1-2. - P. 145-152.

9. Nowak-Wegrzyn A., Pietzyk J.J. The influence of lead on fetal development // Przegl Lek. - 1996. - V. 53. - №10. - P. 744-749.

10. Schneider H. Physiology of the placenta: development of fetal nutrition during pregnancy // Z. Geburtshilfe Neonatol. -1997. - V. 201, Suppl. - №1. - P. 1-8.

11. Reichrtova E., Dorociak F., Palkovicova L. Sites of lead and nickel accumulation in the placental tissue // Hum. Exp. Toxicol. - 1998. - V. 17. - №3. - P. 176-181.

Статья рекомендована к публикации 13.03.08