Роль нейроэндокринных клеток желудочно-кишечного тракта в механизмах радиационного старения

фото Роль нейроэндокринных клеток желудочно-кишечного тракта в механизмах радиационного старения
Большинство идентифицированных в настоящее время типов эндокринных клеток ДЭС располагаются в слизистой оболочке ЖКТ животных и человека, при этом наибольшее их количество находится в двенадцатиперстной кишке. Проведенные электронно-микроскопические исследования позволили идентифицировать в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки интактных крыс 10 основных типов эндокринных клеток (апудоцитов) и классифицировать их по ультраструктурным характеристикам секреторных гранул, локализованных в цитоплазме.

Установлено, что наибольшее количество и разнообразие апудоцитов выявляется в области крипт двенадцатиперстной кишки, а в эпителии ворсинок они встречаются в относительно небольшом количестве, что вполне подтверждает результаты исследований, проводимых ранее. При этом среди всей популяции апудоцитов чаще всего встречаются ЕС-, D-, D1- и S-клетки, а отдельные типы эндокринных клеток (G- и ECL-клетки) идентифицируются довольно редко, поскольку основное место их локализации — слизистая оболочка желудка. В работах, посвященных морфометрическим и морфологическим исследованиям эндокринных клеток ЖКТ, также отмечалось преобладание ЕС-клеток и небольшое количество ECL-клеток в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки на фоне общей популяции апудоцитов, но детальных ультраструктурных исследований разных типов эндокринных клеток не проводилось.

Апудоциты располагаются поодиночке или гнездами из нескольких клеток среди неэндокринных энтеропитов и отличаются от них более крупными размерами и овальной или округлой формой.


Многие эндокринные клетки (ЕС-, G-, N-, D1-, S-клетки) часто имеют длинный апикальный отросток, который достигает просвета крипты и обеспечивает контакт клетки с внешней средой, выполняя рецепторную функцию. В апудоцитах всех типов обнаруживается полиморфно организованное ядро с конденсированным хроматином и хорошо контурируемым ядрышком. Цитоплазма содержит различное количество органелл, среди которых отчетливо выявляются митохондрии, рибосомы, полисомы, лизосомы и иногда вакуоли. Шероховатый и гладкий эндоплазматический ретикулум имеет обильные цистерны преимущественно в ЕС-, G-, D-, L- и Р-клетках, в то время как эндокринные клетки других типов характеризуются слабо развитой эндоплазматической сетью. Пластинчатый комплекс (аппарат Гольджи) также отчетливо контурируется и проявляет признаки разной активности в зависимости от стадии функционального цикла клетки. В базальной части цитоплазмы под ядром выявляются секреторные гранулы различной величины и формы, что во многом коррелирует с типом гормона, синтезируемого той или иной эндокринной клеткой.

Анализ биологических свойств многих физиологически активных веществ, вырабатываемых клетками ДЭС, позволяет предположить их важную роль в механизмах радиационного старения. С одной стороны, регуляторные пептиды и биогенные амины могут выполнять роль радиомодификаторов с другой — эти вещества в той или иной степени принимают участие в патогенезе тех нарушений, которые описаны в качестве типичных для действия даже малых и сублетальных доз: изменении тонуса и проницаемости сосудов; возникновении вегетативных сдвигов в показателях артериального давления, частоты сердечных сокращений и ритма дыхания; десинхронизации биологических ритмов; нарушении пролиферативной активности и других расстройств.


Обладая данными свойствами, клетки ДНЭС могут активно влиять на развитие патологических процессов, возникающих при радиационном старении как прямо, потенцируя или снижая поражающий эффект излучения в зависимости от присущих им радиомодифицирующих свойств, так и опосредованно — через их участие в механизмах развития вышеописанных и других синдромов.

Патоморфологическая картина радиационного поражения органов ЖКТ в разные сроки после воздействия радиации в целом достаточно хорошо изучена и определяется высокой радиочувствительностью процессов клеточного обновления. Вместе с тем данных о роли клеток APUD-системы в развитии пострадиационного синдрома явно недостаточно. В частности, практически отсутствуют детальные морфологические исследования дезорганизации разных типов апудоцитов, вызванной облучением. Данные литературы свидетельствуют о том, что проксимальный отдел двенадцатиперстной кишки является «критическим органом» при воздействии ионизирующей радиации и из всех отделов желудочно-кишечного тракта является наиболее радиочувствительным. Немногочисленные исследования пострадиационной патологии эндокринных клеток двенадцатиперстной кишки проведены в ранние и отдаленные сроки после однократного облучения в сублетальных и летальных дозах, в то время как работы по изучению поздних ультраструктурных повреждений практически отсутствуют. В то же время мало исследований посвящено действию пролонгированного нелетального облучения на эндокринные клетки двенадцатиперстной кишки, представляющему особый интерес с точки зрения репарационных процессов.

Исходя из этого, нами было проведено детальное ультраструктурное исследование организации основных типов апудоцитов двенадцатиперстной кишки крыс через 6 и 12 месяцев после общего однократного облучения в дозах летального диапазона (7 и 7,5 Гр соответственно) и через 1 сутки после нелетального пролонгированного облучения (суммарная доза 2,5 Гр).


Ультраструктурный анализ пострадиационной альтерации апудоцитов двенадцатиперстной кишки показал, что в поздние сроки после облучения в дозах летального диапазона преимущественно наблюдаются повреждения митохондрий, эндоплазматической сети и всех мембранных структур клетки. Митохондрии набухают, кристы их укорачиваются и разрушаются, повреждается наружная (реже внутренняя) мембрана. Эндоплазматический ретикулум вакуолизируется, его цистерны расширяются и заполняются электронно-прозрачным содержимым. Клеточные мембраны подвергаются очаговой деструкции, в результате чего в цитоплазме апудоцитов отмечается появление единичных миелиновых структур. В некоторых эндокринных клетках (преимущественно в D-клетках) иногда встречаются липофусциновые гранулы разного размера, что следует рассматривать как результат нарушения липидного обмена. При этом необходимо отметить, что спустя 12 месяцев после облучения появление таких липидных капель в цитоплазме эндокринных клеток выявляется значительно чаще, чем через 6 месяцев.

В ранее проводимых морфологических исследованиях апудоцитов желудка и двенадцатиперстной кишки в ранние и отдаленные сроки после облучения в сублетальных и летальных дозах были выявлены те же результаты по ультраструктурной дезорганизации общей популяции эндокринных клеток, причем отмеченные изменения были слабо выражены в ранние сроки после сублетального облучения, но при летальных дозах начинали прогрессировать с увеличением срока после воздействия. В поздние сроки после облучения в дозах летального диапазона в апудоцитах выявляется ультраструктурная дезорганизация различной степени тяжести.


Так, через 6 месяцев с момента облучения в ЕС-, G-, D- и S-клетках наблюдаются выраженные ультраструктурные повреждения, которые частично восстанавливаются через 12 месяцев после облучения. В К- и D1 -клетках спустя 1 год после радиационного воздействия, наоборот, отмечается усиление изменений по сравнению с 6 месяцами, прошедшими после облучения. А отдельные виды эндокринных клеток (ECL-, N-, L-, Р-клетки) представляются относительно радиорезистентными с точки зрения сохранения их ультраструктуры.

Электронно-микроскопические исследование показали, что через 6 и 12 месяцев после общего однократного облучения среди энтероцитов наблюдается образование цитолизосом (фагосом), в которых обнаруживаются либо целые погибшие клетки, либо детрит, в зависимости от времени, прошедшего с момента их формирования. Причем удлинение сроков после облучения стимулирует образование цитолизосом: через 12 месяцев цитолизосомы встречаются чаще, чем через 6 месяцев. Следует отметить, что образование цитолизосом не является специфической особенностью, характерной для повреждающего действия ионизирующего излучения. Данный феномен можно рассматривать как характерную реакцию энтероцитов на воздействие любого повреждающего фактора, вызывающего деструктивные изменения в эпителиальных клетках или приводящего к их гибели. Представляет интерес тот факт, что в отдельных случаях в содержимом цитолизосом удавалось идентифицировать также и погибшие апудоциты по отчетливо различимым секреторным гранулам.


Достаточно часто цитолизосомы, содержащие детрит или иногда хорошо видимые секреторные гранулы, обнаруживались непосредственно в надъядерных зонах апудоцитов, что можно рассматривать как дополнительный критерий, свидетельствующий в пользу гипотезы о происхождении эпителиальных и эндокринных клеток двенадцатиперстной кишки из единого гистогенетического зачатка — стволовой клетки.

Морфометрические данные, полученные И. М. Кветным и В. В. Южаковым, выявили сходство пострадиационной кинетики эпителиальных и эндокринных клеток слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки, которое является доказательством эктодермального происхождения апудоцитов ЖКТ. В определенной степени это подтверждают и морфологические исследования апудоцитов и эпителиальных клеток: после облучения и те и другие имеют одинаковые признаки ультраструктурной дезорганизации. Пролонгированное нелетальное облучение не вызывает таких существенных морфологических повреждений, которые наблюдаются в эндокринных клетках двенадцатиперстной кишки в поздние сроки после однократного облучения в дозах летального диапазона. Но если степень ультраструктурной дезорганизации изменяется, то ее характер проявляется в повреждении тех же клеточных составляющих. Электронно-микроскопическое исследование выявило различие в ультраструктурной организации не только среди разных типов популяций апудоцитов, но и внутри отдельных типов эндокринных клеток.

Так, среди одних типов апудоцитов (ЕС-, G-, D-, L- и D1 -клетки) присутствуют как клетки, имеющие ультраструктуру без существенных повреждений и близкую к контролю, так и клетки с выраженными нарушениями. Встречаются отдельные эндокринные клетки в состоянии выраженного некроза, цитоплазма которых состоит из очагов отека, лишенных органелл. Лимитирующая мембрана таких клеток подвержена деструкции, в результате чего границы между ними и соседними эпителиоцитами выглядят неотчетливо. Эти изменения касались главным образом отдельных D- и L-клеток, тогда как в апудоцитах, продуцирующих другие гормоны, ультраструктурные изменения были выражены в меньшей степени или вообще отсутствовали. В других типах эндокринных клеток (ECL-, N-, К-, Р-, S-клетки) ультраструктурные нарушения практически полностью отсутствуют за исключением небольших вакуолей, встречающихся в цитоплазме, которые довольно часто идентифицировались и при исследовании эндокринных клеток необлученных животных.


Оцените статью: (12 голосов)
4.17 5 12
2007-2017 © Copyright ООО «МЕДКАРТА». Все права на материалы, находящиеся на сайте medkarta.com,
охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах.