Морфометрическая характеристика состояния слизистой оболочки тонкой кишки растущих крыс в условиях различной обеспеченности их селеном

РезюмеВ работе исследовали влияние полусинтетического корма с различным содержанием селена на структуру слизистой оболочки дистального отдела тонкой кишки у крыс. В исследовании использовали морфометрические методы. Оценка влияния обеспеченности селеном показала, что наиболее неблагоприятные изменения в слизистой оболочке кишечника были выражены у крыс, получавших селенодефицитный рацион, а наименее - у животных, получавших рацион, обогащенный органической формой селена в физиологической дозе (0,2 мг/кг корма) и, особенно, в максимальном количестве (2,0 мг/кг корма).

Ключевые слова:селен, обеспеченность, морфометрические методы, гистологическая оценка, слизистая оболочка, атрофия

Вопр. питания. - 2012. - № 1. - С. 86-89.

Состояние слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в значительной степени зависит от нутриентной обеспеченности организма. Особый интерес в этом плане представляют исследования, раскрывающие характер влияния на слизистую оболочку тонкой кишки человека и лабораторных животных рационов с различным содержанием эссенциальных микроэлементов, в частности цинка и селена, обладающих иммуномодулирующими и антиоксидантными свойствами. Ранее нами было охарактеризовано состояние слизистой оболочки дистального отдела тонкой и толстой кишки крыс, получавших рационы с различной содержанием цинка [1].

Целью настоящего сообщения было морфометрическое исследование структуры слизистой оболочки дистального отдела тонкой кишки у растущих крыс-самцов при различной обеспеченности их селеном.

Материал и методы

В работе были использованы растущие крысы-самцы Вистар с исходной массой тела 92,2±1,9 г, которые были разделены 4 группы (по 10 животных в каждой группе): три опытные и контрольную; продолжительность эксперимента составила 28 дней. Животные 1-й опытной группы на протяжении всего эксперимента получали полусинтетический селенодефицитный корм (содержание селена 0,02 мг/кг корма) "Low Selenium Diet, Rat Modified" (MP Biomedicals, LLC, Франция), состав которого представлен в табл. 1. Крысы 2-й и 3-й опытных групп в течение всего эксперимента находились на таком же рационе, дополнительно обогащенном органическим селеном до 0,2 мг/кг корма (2-я группа) и 2,0 мг/кг корма (3-я группа). Добавляемая форма селена представляла собой ферментолизат селенсодержащих пищевых дрожжей (БАД "Se-витасил" производства "Эней Вита", Россия). Животные 4-й, контрольной, группы получали стандартный виварный рацион (приказ МЗ СССР № 1179 от 10.10.1983). Корм и питьевую воду животные получали ad libitum. На протяжении всего эксперимента еженедельно у животных всех групп осуществляли контроль массы тела и поедаемость корма. На 28-й день эксперимента всех животных умерщвляли путем обескровливания под легким эфирным наркозом и осуществляли патолого-анатомическое вскрытие. На секции у животных всех групп брали кусочки из дистального отдела тонкой кишки для гистологического исследования. Материал фиксировали в жидкости Карнуа и заливали в парафин, Парафиновые срезы толщиной 2-4 мкм получали на санном микротоме фирмы "Рейхерт" (Австрия). Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, а также Шифф-реактивом по Шабадашу и муцикармином для выявления секрета (муцина) бокаловидных клеток. При изучении полученных препаратов использовали морфометрические методы: на продольных срезах измеряли высоту ворсинок и глубину крипт, высоту их эпителиального слоя, в нем определяли число эпителиальных и бокаловидных клеток, количество лимфоцитов и митотически делящихся клеток.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакетов программ MS ExcelХР для Windows. Математическая обработка данных эксперимента включала расчет средних значений (М) со стандартными ошибками (m). Достоверность различий значений средних уровней исследуемых показателей определяли с использованием двустороннего t-теста Стьюдента. Различия считали достоверными при значимости p<0,05.

Таблица 1. Состав полусинтетического селенодефицитного корма "Low Selenium Diet, Rat Modified"

Результаты и обсуждение

Как видно из табл. 2, морфометрические показатели, характеризующие состояние слизистой оболочки дистального отдела тонкой кишки животных, взятых в опыт, различаются не только между подопытными и контрольными животными, но и между животными разных опытных групп.

У животных, находящихся на селендефицитном рационе (1-я опытная группа), отмечалось уменьшение толщины слизистой оболочки по сравнению с таковой у крыс 2-й и 3-й групп, (рацион, обогащенный селеном). При этом наблюдалось уменьшение высоты клеток эпителиального слоя ворсинок и крипт, а также снижение в этом слое количества муцинпродуцирующих клеток. Довольно часто в криптах слизистой оболочки встречались клетки со светлыми, иногда крупными ядрами, увеличенными в размерах ядрышками и большими глыбками хроматина. В то же время на вершинах ворсинок наблюдались небольшие полиповидные выпячивания и очаги отставания эпителиальных клеток от поверхности собственной пластины слизистой оболочки. Местами в зоне вершин ворсинок обнаруживались участки низких клеток с пикнотичными мелкими ядрами. Расположение крипт в толще слизистой оболочки кишки у большинства животных 1-й группы было обычное, но иногда встречались участки с плотно расположенными узкими криптами, выстланные слоем невысокого эпителия. В нем, как и в эпителии крипт, выявлялись эпителиальные клетки со светлыми, иногда несколько увеличенными в размере ядрами, в которых обнаруживались интенсивно окрашенные крупные ядрышки. Часто у крыс этой группы в области дна крипт обнаруживались 5-6 клеток Паннета. Все отмеченные изменения свидетельствуют о развитии в слизистой оболочке тонкой кишки животных, находившихся на селенодефицитном рационе, дистрофических и атрофических процессов.

У животных 2-й группы, находившихся на рационе с добавлением 0,2 мг/кг органической формы селена, изменения слизистой оболочки тонкой кишки проявлялись в меньшей степени и характеризовались менее выраженным снижением высоты ворсинок и глубины крипт. Однако, как и в 1-й группе, в эпителиальном слое вершины ворсинок обнаруживались полиповидные выпячивания и очаги отставания клеток эпителия от поверхности собственной пластины. Однако крипты в большинстве случаев выглядели неизмененными, с обычным для них просветом. Лишь у 3-х животных этой группы встречались отдельные узкие крипты, выстланные невысокими эпителиальными клетками. При этом в некоторых криптах обнаруживались клетки со светлыми, несколько увеличенными ядрами, содержащими крупные, интенсивно окрашенные ядрышки с четкими глыбками хроматина. Собственная пластинка слизистой оболочки тонкой кишки у крыс 2-й группы, получавших рацион, обогащенный органической формой селена в количестве 0,2 мг/кг корма, была без особенностей.

У крысы 3-й группы, получавших 2,0 мг/кг селена, толщина слизистой оболочки тонкой кишки была более высокой, чем у крыс предыдущих групп. Ворсинки, как правило, располагались плотно и имели ту же высоту, что и в контрольной группе, однако высота эпителиального слоя в ворсинках и криптах была ниже, чем у контрольных животных. В эпителиальном слое ворсинок количество бокаловидных клеток также было уменьшено по сравнению с данным показателем в контроле. Собственная пластинка слизистой оболочки, как правило, богата клетками. Иными словами, у крыс, получавших рацион с большим количеством селена (2,0 мг/кг корма), структура слизистой оболочки тонкой кишки по некоторым показателям оказалась близка к строению таковой у контрольных животных (см. табл. 2): ворсинки, как правило, высокие, собственная пластина богата клетками. Близким к контролю было и состояние эпителиального слоя на вершинах ворсинок. Однако в 3-й группе высота эпителиального слоя в ворсинках и криптах была несколько меньше, чем у крыс контрольной группы. Количество бокаловидных клеток в эпителиальном слое ворсинок также было понижено (см. табл. 2).

Полученные нами результаты совпадают с данными других авторов о неблагоприятном воздействии на организм человека и лабораторных животных низкого содержания в рационе органических форм селена [8-10, 13, 14], причем особенно сильное негативное влияние недостаточной обеспеченности селеном отмечено со стороны системы иммунной и антиоксидантной защиты организма [2-4, 16]. Результаты проведенных нами исследований, несомненно, могут представлять интерес для оценки влияния обеспеченности рациона селеном на структуру и барьерную функцию ЖКТ, в частности слизистой оболочки тонкой кишки, являющейся, как известно, одной из важнейших составляющих сложноорганизованной системы защиты внутренней среды организма [5-7, 11, 12, 15]. Наконец, следует отметить, что данные наших исследований свидетельствуют о безопасном использовании в питании ферментолизата селеносодержащих дрожжей, что согласуется с результатами многочисленных клинических наблюдений.

Таблица 2. Морфометрические показатели состояния слизистой оболочки дистального отдела тонкой кишки у крыс с различной обеспеченностью селеном (размеры приведены в условных единицах)

Литература

1. Гаджиева З.М., Бажаргал М., Зорин С.Н. и др. // Микроэлементы в медицине. - 2007. - Т. 8, № 4. - С. 13-18.

2. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньшикова Е.Б. Окислительный стресс: Биохимический и патофизиологический аспекты. - М.: Наука-Интерпериодика, 2001. - 343 с.

3. Ивахненко В.И., Мальцев Г.Ю., Васильев А.В., Гмошинский И.В. // Вопр. питания. - 2007. - Т. 76, № 5. - С. 11-16.

4. Мазо В.К. / / Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. - 1998. - Т. 8, № 1. - С. 47-53.

5. Мазо В.К., Морозов И.А., Ширина Л.И. // Успехи физиол. наук. - 1989. - Т. 20, № 3. - С. 65-85.

6. Парфенов А.И., Екисенина Н.И., Мазо В.К. и др. // Тер. арх. - 2000. - Т. 72, № 2. - С. 64-66.

7. Уголев А.М., Иезуитова Н.Н., Тимофеева Н.М. // Физиол. журн. - 1992. - Т. 78, № 8. - С. 1-20.

8. Burk R.F. // J. Nutr. - 1989. - Vol. 119, N 7 . - P. 1051-1054.

9. Burk R.F., Hill K.E., Motley A.K. // J. Nutr. - 2003. - Vol. 133, N 5. - Suppl. 1. - P. 982-992.

10. Chu F.F., Esworthy R.S., Doroshow J.H. // Free Radic. Biol. Med. - 2004. - Vol. 36, N 12. - P. 1481-1495.

11. Daniel R. Clayburgh, Le Shen, Jerrold R. Turner // Lab. Investig. - 2004. - Vol. 84. - P. 282-291.

12. DeWitt R.C., Kudsk K.A. // Infect. Dis. Clin. North Am. - 1999. - Vol. 13, N 2. (Department of Surgery, University of Tennessee College of Medicine, Memphis, USA). - Р. 84-92.

13. Dubois F., Belleville F. // Pathol. Biol. Paris. - 1988. - Vol. 36, N 8. - P. 1017-1025.

14. Foster L.H., Sumar S. // Crit. Rev. Food. Sci. Nutr. - 1997. - Vol. 37, N 3. - P. 218-228.

15. Ma T.Y. // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. - 1997. - Vol. 214. - P. 3 18 - 3 2 7.

16. Sies H., Sharov V.S., Klotz L.O., Briviba K. // J. Biol. Chem. - 1997. - Vol. 272, N 44. - P. 27812-27817.