XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Динамика изменения интегральной оптической плотности гликогена в гепатоцитах при экстремальной гипотермии
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Зависимость большинства процессов жизнедеятельности организма от температуры окружающей среды делает температурные воздействия важнейшим фактором экологии, который может иметь решающее значение для выживания человека. С воздействием низких и сверхнизких температур человеку часто приходится встречаться при работе на различных производствах, а также в силу проживания – в некоторых климатических зонах. При этом пребывание организма в условиях гипотермического воздействия может приводить к значительным метаболическим и функциональным изменениям.
В ответ на сверхсильный внешний раздражитель (холод) происходит усиление деятельности важнейших регулирующих систем – нервной и эндокринной. Адаптация организма к влияниям окружающей среды обеспечивается, прежде всего, путем соответствующих изменений, колебаний функциональной активности органов и тканей [1,2].
Критерии смерти от переохлаждения - резкое снижение гликогена в тканях трупа На данный момент нет достаточно точных данных об изменениях количества гликогена в гепатоцитах после гипотермии и при их регенерации [3,4,5].
Цель исследования
Изучить количественные характеристики гликогена в гепатоцитах белых крыс после экспериментальной гипотермии на разных этапахрегенерации.
Задачи исследования
Рассмотреть динамику изменения интегральной оптической плотности гликогена гепатоцитов в постгипотермальном периоде.
Материалы и методы
Исследование выполнено на 25 крысах линии Wistar. Гипотермию моделировали путем помещения животных, находящихся в индивидуальных клетках, в воду температурой 5 °С, при температуре окружающего воздуха 7 °С. Критерием прекращения воздействия служило достижение животными ректальной температуры 20-25 °С, что соответствовало глубокой степени гипотермии. Время экспозиции было индивидуальным и в среднем составляло 40 ± 5 мин. В ходе эксперимента животные умерщвлялись сразу после прекращения охлаждения, через 2 дня, 5 дней и 14 дней после прекращения охлаждения. Обезболивание и умерщвление животных проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Материал фиксировали в 10 % нейтральном формалине забуференном по Лилли. Гистологические срезы толщиной 4-7 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, на гликоген по Шабадашу. Цифровые микрофотографии препаратов получали с помощью микроскопа Nikon Eclipse E200 (Япония) и цифровой видеокамеры VIDI CAM (Россия).Количество гликогена высчитывали путем определения интегральной оптической плотности (ИОП) полисахарида в условных единицах (у.е.) вморфометрическойпрограмме UTHSCSA Image Tool 3.0 (разработаннойв University of the Texas Health Science Center of San Antonio, Texas). Статистическую обработку материала проводили при помощи статистического пакета Statistica 6.0.
Собственные результаты
Рис. 1. Сразу после проведения гипотермии гликоген в гепатоцитах определялся в виде «пылевидной» светло-фиолетовой зернистости.
Рис 2. Через 2 дня после гипотермии отмечали неравномерное распределение гликогена по цитоплазме печеночных клеток в виде крупноглыбчатых и мелкоглыбчатых темно-фиолетовых скоплений.
Рис 3. Через 5 дней после гипотермии большинство гепатоцитов печени крыс были переполнены гликогеном, который определялся в виде крупных зерен темно-фиолетово-вишневой окраски.
Рис. 4. На 14 день после проведения гипотермии гликоген определяется в виде мелкой слабо-фиолетовой зернистости в цитоплазмах печеночных клеток.
Рис. 5. Динамика изменения плотности гликогена
Заключение
Проведенное исследование позволило сделать несколько выводов:
1. Воздействие гипотермии приводило к уменьшению количества гликогена в клетках печени.
2. В период регенерации клеток печени после гипотермии синтез гликогена возрастал.
3. На 14-ый день эксперимента ИОП гликогена уменьшилась и приходила к норме.
В условиях гипотермии печень как орган, вносящий значительный вклад в термопродукцию, играет очень важную роль. За счет сложных биохимических реакций этот орган способен обеспечивать приспособляемость организма к сложным условиям существования. Печень обеспечивает пластические и энергетические процессы, а также регулирует адаптивные компенсаторно-приспособительные процессы, происходящие при воздействии всех экзогенных и эндогенных неблагоприятных процессов, и эта регуляция осуществляется даже тогда, когда повреждающие факторы не обладают выраженным гепатотропным эффектом. Поэтому морфофункциональное состояние печени является отражением не только функционального состояния самого органа, но и реакции организма в целом.
Список использованной литературы
Алябьев Ф.В. Динамика ультраструктурной перестройки печени при общем переохлаждении организма // Международный научный журнал «Инновационная наука». – 2017. - №2-3. – С. 245-247.
Бобров И.П. Морфофункциональная характеристика ядер гепатоцитов печени крыс после воздействия гипотермии // Современные проблемы науки и образования. – 2019 - №6 URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=29375
Бобров И.П., Лепилов А.В., Гулдаева З.Н., Долгатов А.Ю., Алымова Е.Е., Лушникова Е.Л., Молодых О.П. Тучноклеточная инфильтрация легких крыс после гипотермии // Современные проблемы науки и образования. 2019. №1 [Электронный ресурс].
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=28446
Бобров И.П., Лепилов А.В., Гулдаева З.Н., Долгатов А.Ю., Алымова Е.Е., Соседова М.Н., Крючкова Н.Г., Орлова О.В., Лушникова Е.Л., Бакарев М.А., Молодых О.П. Морфофункциональная характеристика тучноклеточной популяции легких крыс при однократной и многократной глубокой иммерсионной гипотермии // Современные проблемы науки и образования. 2019. №2.
Долгатов А.Ю., Бобров И.П., Лепилов А.В., Крючкова Н.Г., Алымова Е.Е., Лушникова Е.Л., Молодых О.П. Морфофункциональная характеристика тучноклеточной популяции печени белых крыс при глубокой иммерсионной гипотермии (экспериментальное исследование) // Бюллетень медицинской науки. 2018. Т. 11. №3. С. 24-28.