Структурная организация эндокринной части поджелудочной железы телят айширской породы (иммуногистохимическое исследование)

Дилекова О. В. ФГБОУ ВПО "Ставропольский государственный аграрный университет", г. Ставрополь

Вопросы идентификации типов эндокринных клеток поджелудочной железы у животных, определения закономерностей их гистофизиологии, несмотря на достигнутые успехи, остаются недостаточно изученными. Известно, что эндокриноциты панкреатического островка морфологически неодинаковы, располагаются в непосредственной близости друг к другу и обладают цитофи-зиологическим антагонизмом, при этом, образуя гормоны, играющие важную роль в регуляции процессов общего и местного гомеостаза, осуществляют динамическое равновесие углеводного обмена организма [1, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14].

Использование иммуногистохимических методов идентификации соотношения, цитоархитектуры и клеточного состава эндокрино-цитов в поджелудочной железе и внутри панкреатических островков человека, приматов, мышей и свиней позволило выявить не только межвидовые, но и возрастные их различия у особей [5, 7, 11, 13, 15]. Данных по строению и клеточному составу эндокринной части поджелудочной железы у крупного рогатого скота в научной литературе не достаточно, а имеющиеся сведения единичны.

Цель работы - иммуногистохимическое исследование структуры панкреатических островков, а также выявление эндокриноцитов в поджелудочной железе крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе.

Материал и методы. Объектом исследований была поджелудочная железа суточных клинически здоровых телят крупного рогатого скота айширской породы (n=5). Убой животных проводился в соответствии с Директивой 2010/63/EU Европейского парламента и Совета европейского союза по охране животных, используемых в научных целях.

У каждого животного проводили отбор целой поджелудочной железы, которую фиксировали в 10%-ном нейтральном забуференном формалине. В области головки железы вырезали кусочки размером 1см3. Материал проводили через спирты возрастающей концентрации и ксилол, а затем заливали в гистологическую среду "Гистомикс" с использованием гистологического процессора замкнутого типа Tissue-Tek VIP^TM 5 Jr и станции парафиновой заливки Tissue-Tek® TEC^TM 5 фирмы Sakura (Япония). Из полученных блоков делали гистологические срезы толщиной 5 - 7 мкм.

Для иммуногистохимических реакций использовали антитела к гормонам поджелудочной железы: моноклональные мышиные антитела к инсулину клон К36аС10 (DiagnosticBioSystems, Нидерланды 1:25 -1:50), поликлональные кроличьи антитела к глюкагону (SpringBioScience. США), поликлональные кроличьи антитела к соматостатину (MONOSAN. Нидерланды) и кроличьи поликлональные антитела к панкреатическому полипептиду (DCS, Германия 1:25 - 1:50). Негативным контролем служили реакции с заменой первых антител раствором для разведения (SpringBioScience, США).

Результаты исследований. У суточных телят при увеличении х200 выявлено от 5 до 13 панкреатических островков различных размеров, в которых клетки имеют позитивную реакцию на инсулин, глюкагон, сома-тостатин и панкреатический полипептид (рисунок 1).

p-эндокриноциты в островке образуют клеточные скопления и расположены в основном по периферии в виде незамкнутых колец. Количество их в островке составляет от 4 до 22 (рисунок 2 а). Одновременно визуализируется значительное количество островков, состоящих полностью из р-клеток, позитивная реакция на глюкагон, соматостатин и панкреатический полипептид в них отсутствовала.

Количество а-эндокриноцитов в островке варьирует от 1 до 19. Они расположены диффузно между р-клетками по периферии островка, но сосредоточены только на одном из его полюсов (рисунок 3 а, б).

б-эндокриноциты расположены на самой периферической части островков по всему периметру, в виде замкнутой цепочки клеток, лежащих в один ряд (рисунок 4 а). Количество клеток варьирует от 2 до 19.

PP-эндокриноциты визуализируются в островке диффузно и выявляются на границе с экзокринной частью вблизи кровеносных капилляров, оплетающих эндокринный островок (рисунок 5 а). Их количество немногочисленное и составляет от 1 до 3.

Кроме панкреатических островков Р-, б- и РР-эндокриноциты были выявлены и в экзокринной части железы. р- и РР-клетки встречаются как одиночные, так и в количестве 2 или 4. Визуализируются чаще всего они в междольковых выводных протоках между эпителиоцитами и среди панкреатоцитов ацинусов экзокринной части железы (рисунок 2 б, 4 б, 5 б). б-клетки чаще одиночные и обнаружены между панкреатоцитами ацинусов (рисунок 4 б).

Повсеместно во всех исследованных гистологических срезах поджелудочной железы были выявлены следующие особенности. В железе определялись целые дольки или крупные кластеры клеток без определенного структурного строения, которые как бы врастают в экзокринную часть железы и состоят из клеток округло-овальной формы с центрально расположенным ядром. Между клетками отмечается обильная васкуля-ризация за счет капиллярного русла. При иммуногистохимическом окрашивании, данные клеточные образования имели позитивную реакцию только на инсулин (рисунок 2 в). Позитивные реакции на другие типы маркеров в них отсутствовали.

Обсуждение полученных данных. При иммуногистохимическом исследовании поджелудочной железы суточных телят нами были выявлены некоторые особенности структурного строения и организации гор-монпродуцирующих клеток эндокринных островков и экзокринной части железы.

По данным В.В. Яглова (1977), А.А. Пузырева и др. (2003) в поджелудочной железе у различных представителей позвоночных эндокринные островки состоят из 4 типов эндокриноцитов - а-, р-, б- и РР Основным цитотипом являются инсулинобразующие клетки. Результаты наших исследований наглядно демонстрируют наличие вышеописанных клеток у суточных телят в составе эндокринных островков поджелудочной железы, однако, количество p-эндокриноцитов наибольшее не только в островке, но и в экзокринной части железы. Значительное количество единичных инсулинобразующих клеток в экзокринной части железы наблюдала Ю. С. Кривова (2009) у человека и нутрии [3, 7, 12].

Известно, что кроме инсулина, клетками эндокринных островков синтезируются глюкагон, соматостатин и панкреатический полипептид И.А. Веснина (2001). Согласно нашим исследованиям, в островке равное соотношение имеют а- и б-эндокриноциты и единичными представителями являются РР-клетки [1].

При развитии островкового аппарата поджелудочной железы в плодном периоде у крупного рогатого скота и человека А.Л. Трегубов (1971), Л.А. Кирсанова (1999), Polak M. (2000), Piper K. (2004) и Jeon J. (2009) установили, что в экзокринной части железы присутствуют клеточные кластеры без определенной формы. Они состоят из одного типа эндокриноцитов - инсулинпродуцирующих, которые к моменту рождения плода трансформируются в эндокринные островки. Наши исследования указывают на наличие у суточных телят вышеописанных клеточных кластеров, которые сопоставимы с дольками экзокринной части железы или в нее врастают. Также, мы отметили, что данные образования имели только инсулинпозитивное окрашивание [10, 14, 16, 17].

По нашему мнению, островковоподобные кластеры и закладка значительного количества p-эндокриноцитов связаны с выраженной экспрессией этих клеток-рецепторов к плацентарному лактогену пролак-тину и гормону роста, а также с незавершенностью морфогенетических процессов железы и анаболическим свойством инсулина, под действием которого происходит поступление в клетки аминокислот, синтез белков ферментов и структурных белков, обеспечивающих рост животных, но также препятствует их распаду в организме, особенно в период адаптации новорожденного организма.

Остальные типы эндокриноцитов кроме островков также присутствуют диффузно в небольшом количестве в экзокринной части, однако, наибольшее распространение наблюдается у РР-клеток, что связано с их функцией - регуляцией выработки панкреатического сока.

Л.И. Фалин (1966), изучая развитие и цитодифференцировку островков Лангерханса у плодов человека, выявил, что островки с 20-й недели развития плода относятся к биполярному типу строения и характеризуются расположением групп р- и а-эндокриноцитов на разных полюсах островка. Начиная с 34-й недели развития, а- и р-клетки меняют свою структурную организацию. Происходит их перераспределение и формирование островков мозаичного типа, в которых р-клетки лежат по периферии островка, а а-эндокриноциты занимают центральное положение. Исходя из наших исследований, островковый аппарат поджелудочной железы суточных телят можно отнести к биполярному типу. Однако, четкого полюсного антагонизма а- и p-эндокриноцитов мы не выявили, что характеризует незаконченные процессы морфогенетических событий в железе, таких как сортировка, миграция и агрегация клеток [11].

Таким образом, благодаря гормональной функции, поджелудочная железа принимает участие в формировании адаптивных реакций не только к изменяющимся параметрам внешней среды, но и является звеном общего адаптивного комплекса организма. Локальные изменения состава и строения эндокринных островков железы могут быть морфологической основой при рассмотрении клинических аспектов патогенеза заболеваний поджелудочной железы.

Рис. 1. Количество эндокриноцитов в эндокринном островке

Рис. 2. p-эндокриноциты в эндокринном островке (а), между эпителиоцита-ми междольковых выводных протоков (б) и в местах образования клеточных кластеров (в). Иммуногистохимическая реакция на инсулин (ув. а)х200, б)х1000, в)х100)

Рис. 3. а-эндокриноциты в эндокринном островке (а, б). Иммуногистохимическая реакция на глюкагон (ув. а,б)х400)

Рис. 4. б-эндокриноциты в эндокринном островке (а), между панкреатическими ацинусами (б). Иммуногистохимическая реакция на соматостатин (ув. а)х1000, б)х400)

Рис. 5. РР-эндокриноциты в эндокринном островке (а), между эпителиоцита-ми междолькового выводного протока и панкреатическими ацинусами (б). Иммуногистохимическая реакция на панкреатический полипептид (ув. а,б)х400)

Список литературы:

1. Веснина И.А. Дифференцировка и цитогенез эндокриноцитов поджелудочной железы в условиях физиологической и нарушенной жизнедеятельности: автореф. дис. ... канд. мед.наук. Санкт-Петербург, 2001. 18 с.
2. Выявление микроглии в препаратах головного мозга, длительное время хранившихся в растворе формалина / Е.Г. Сухорукова [и др.] // Морфология. 2012. N° 5. Т. 142. С. 68-70.
3. Кривова Ю. С. Морфогенез нейроэндокринного аппарата поджелудочной железы человека: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Москва, 2010. 23 с.
4. Груздев П.В., Беляев В.А., Шпыгова В.М., Мещеряков В.А. Морфогенез слизистой оболочки рубца желудка крупного рогатого скота в пре- и постнаталь-ном онтогенезе // Морфология. 1998. N°3. Т.113. С.40.
5. Нейроэндокринные комплексы в поджелудочной железе нутрии (Myocastor coypus) (иммуногистохимическое исследование) / Ю.С. Кривова [и др.] // Морфология. 2009. N° 3. Т.135. С. 59-62.
6. Пузырев А.А. Дифференцировка эндокринных клеток поджелудочной железы белой крысы в составе эпителия выводных протоков // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1982. N°3. Т.LXXXII. С. 83-89.
7. Пузырев А А , Иванова В.Ф., Костюкевич С.В. Закономерности цитогенеза эндокринной гастроэнтеропанкреатической системы позвоночных // Морфология. 2003. N°4. Т.124. С. 11-19.
8. Пузырев А.А., Иванова В.Ф., Костюкевич С.В. Ультраструктура эндокринных клеток поджелудочной железы собаки // Морфология. 2006. N°6. Т.130. С.68-71.
9. Рядинская Н.И. Морфология поджелудочной железы у животных подсемейства настоящих оленей Алтая: автореф. дис. ... док.биол. наук. Москва, 2008. 27 с.
10. Трегубов А. Л. Морфологические особенности внутриутробного развития поджелудочной железы крупного рогатого скота: автореф. дис. . канд. биол. наук. Пермь, 1971. 20 с.
11. Фалин Л.И. Развитие и цитодифференцировка островков Лангерханса у эмбрионов и плодов человека. Становление эндокринных функций в зародышевом развитии. М.: Наука, 1966. С. 58-81.
12. Яглов В.В. К сравнительной морфологии эндокринной части поджелудочной железы млекопитающих // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1977. N°4. TLXXII. С. 83-87.
13. Brissova M., Flower M.J,Nicholson W.E., Chu A., Hirshe., Harlan D.M., Powers A.C. Assessment of human pancreatic islet architecture and composition by laser scanning confocal microscopy//J HistochemCytochem.2005.Vol. 53.N°9. P 87-97.
14. Jeon J., Correa-Medina M., Ricordi C., Edlund H.,Diez J.A. Endocrine cell clustering during human pancreas development// J HistochemCytochem.2009. Vol. 57.N°9. P. 811-824.
15. Maake C. and Reniecke M. Immunohistochemical localization of insulin-like growth factor 1 and 2 in the endocrine pancreas of rat, dog, man end their coexistence with classical islet hormones // Cell Tissue Res. 1993. Vol. 273. N° 2.P 249-259.
16. Piper K., Brickwood S., Turnpenny L.W., Cameron I.T., Ball S.G., Wilson D.I., Hanley N.A. Beta cell differentiation during early human Pancreas development//J Endocrinol. 2004. Vol. 181.N°1. P.11-23.
17. Polak M., Bouchareb-Banaei L., Scharfinann R., Czernichow P Early. Pattern of differentiation in the human pancreas // Diabetes. 2000. Vol. 49. N° 2. P. 225-232.

Резюме. При иммуногистохимическом исследовании поджелудочной железы суточных телят эндокринные островки состоят из 4 типов эндокриноцитов -р-клеток или инсулиноцитов, синтезирующих инсулин, а-клеток или глюкагоноци-тов, продуцирующих глюкагон, б-клеток или соматостатиноцитов, синтезирующих соматостатин, и РР-клеток, синтезирующих панкреатический полипептид. Основным цитотипом являются в-эндокриноциты, количество которых составляет от 4 до 22. Равное соотношение имеют а- и б-эндокриноциты, которые в островке насчитывается в количестве от 2 до 19, единичными представителями являются РР-клетки, количество которых составляет от 1 до 3. Однако, количество р-эндок-риноцитов наибольшее не только в островке, но и в экзокринной части железы. Они расположены поодиночке, или образуют клеточные кластеры, которые сопоставимы с дольками экзокринной части железы, что связано с незавершенностью морфогенетических процессов железы и анаболическим свойством инсулина, который регулирует поступление в клетки аминокислот, синтез белков ферментов и структурных белков, обеспечивающих рост животных, а также препятствует их распаду в организме, особенно в период адаптации новорожденного организма.

Остальные типы эндокриноцитов кроме островков присутствуют диффузно в небольшом количестве в экзокринной части, однако наибольшее распространение наблюдается у РР-клеток, что связано с их функцией - регуляцией выработки панкреатического сока.

Изучая развитие и цитодифференцировку островков, мы выявили, что они относятся к биполярному типу, что характерно только для плода человека на 20 неделе внутриутробного развития. Однако у 1-суточных телят отсутствует четкий полюсный антагонизм а-, и p-эндокриноцитов островков, что характеризует незаконченные процессы сортировки, миграции и агрегации клеток.

Ключевые слова: телята, поджелудочная железа, эндокринные островки, тип строения, инсулиноциты, глюкагоноциты, соматостатиноциты, РР-эндокрино-циты, дифференцировка.

Сведения об авторе: Дилекова Ольга Владимировна, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры паразитологии и ветсанэк-спертизы, анатомии и патанатомии им. проф. С.Н. Никольского ФГБОУ ВПО "Ставропольский государственный аграрный университет"; 355017, Ставропольский край, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; тел.: 8-918-877-94-03; e-mail: dilekova2009@yandex.ru - ответственный за переписку с редакцией.

UDC 636:611.37+636.22/.28.053.2

STRUCTURAL ORGANIZATION OF ENDOCRINE PANCREAS IN CALVES OF AYRSHIRE BREED (IMMUNOHISTOCHEMICAL STUDY)

Dilekova O. V.

Summary. By structural construction endocrine islets have bipolar type of structure, as indicated by the ratio of a- and p-cells in relation to each other. p-cells are the main cell type, composed not only of endocrine islets, but also in the exocrine portion of the gland. In islets, they form cell clusters and are located mainly around the periphery in the form of non-closed rings or completely fill the islet. In exocrine gland p-cells together with the PP-cells are found both singly and in the form of small cell clusters. Most often, they are visualized in the interlobular excretory ducts between epithelial cells and among the exocrine acini. a-islet cells disposed between the diffusely p-islet cells on the periphery, but only focused at one of its poles. In exocrine part gland а-cells not were detected. б-cells are located at the periphery of the islets around the perimeter, in the form of a closed chain of cells lying in one number. In the exocrine glands are found between single and pankreatotsitamiacini. PP-cells are located in an island of diffusely, often bordering the exocrine part. Throughout the gland determined large clusters of cells with positive reactions to insulin. Reactions to glucagon, somatostatin and pancreatic polypeptide was negative. Cells clusters are not clearly structured, growing into the exocrine part of gland. Above mentioned changes characterize unfinished processes of morphogenetic events, such as sorting, migration and cell aggregation.

Keywords: calves, pancreas, endocrine islets, type of structure, insulin cells, glucagon cells, somatostatin cells, PP endocrinocytes, differentiation.

References:

1. Vesnina I.A. Differentsirovka i tsitogenez endokrinotsitov podzheludochnoy zhelezy v usloviyakh fiziologicheskoy i narushennoy zhiznedeyatelnosti [Differentiation and cytogeny of endocrine pancreas cells under physiological and vital activity]. - Saint-Petersburg, 2001. - 18 p.
2. Sukhorukov E.G. Vyyavlenie mikroglii v preparatakh golovnogo mozga, dlitelnoe vremya khranivshikhsya v rastvore formalina [Identification of microglia in brain preparations, for a long time kept in formalin solution]. - Morfologiya. - Saint-Petersburg, 2012 (5 (142)). - pp. 68-70.
3. Krivova S. Morfogenez neyroendokrinnogo apparata podzheludochnoy zhelezy cheloveka [Neuroendocrine morphogenesis of human pancreas]. - Moscow, 2010. - 23 p.
4. Gruzdev P.V., Belyaev V.A., Shpygova V.M., Meshcheryakov V.A. Morfogenez slizistoy obolochki rubtsa zheludka krupnogo rogatogo skota v pre- i postnatalnom ontogeneze [Morphogenesis of bovine rumen mucosa membrane in pre- and postnatal ontogenesis].- Morphologiya. - Saint-Petersburg, 1998 (3 (113)). -pp.40.
5. Krivova Yu.S. Neyroendokrinnye kompleksy v podzheludochnoy zheleze nutrii (Myocastor coypus) (immunogistokhimicheskoe issledovanie) [Neuroendocrine complexes innutria (Myocastor coypus) pancreas (immunohistochemical study]. -Morphologiya. - Saint-Petersburg, 2009 (3 (135)). - pp. 59-62.
6. Puzyrev A.A. Differentsirovka endokrinnykh kletok podzheludochnoy zhelezy beloy krysy v sostave epiteliya v yvodnykh protokov [Differentiation of pancreatic endocrine gland cells of white rat inexcretory duct epithelium]. - 1982: 83-89.
7. Puzyrev A.A., Ivanova V.F., Kostyukevich S.V. Zakonomernosti tsitogeneza endokrinnoy gastroenteropankreaticheskoy sistemy pozvonochnykh [Cytogenesis regularities of gastroenteropancreatic endocrine system of vertebrates]. -Morfologiya. - Saint-Petersburg, 2003 (4 (124)). - pp. 11-19.
8. Puzyrev A.A., Ivanova V.F., Kostyukevich S.V. Ultrastruktura endokrinnykh kletok podzheludochnoy zhelezy sobaki [Ultrastructure of endocrine cells of the dogs' pancreas]. - Morfologiya. - Saint-Petersburg, 2006 (6 (130)). - pp. 68-71.
9. Ryadinskaya N.I. Morfologiya podzheludochnoy zhelezy u zhivotnykh podsemeystva nastoyashchikh oleney Altaya [Pancreas morphology in animals of Altay genuine deer subfamily]. - Moscow, 2008. - 27 p.
10. Tregubov A.L. Morfologicheskie osobennosti vnutriutrobnogo razvitija podzheludochnoy zhelezy krupnogo rogatogo skota [Morphological features of fetal development of the pancreas of cattle]. Perm, 1971. 20 p.
11. Falin L.I. Razvitie i tsitodifferentsirovka ostrovkov Langergansa u embrionov i plodov cheloveka. [Development and cytodifferentiation of Langerhans isles in human embryos and fetuses]. - Nauka. -Moscow, 1966. - pp. 58-81.
12. Yaglov V.V. K sravnitelnoy morfologii endokrinnoy chasti podzheludochnoy zhelezy mlekopitayushchikh [To comparative morphology of endocrine pancreas of mammals]. - 1977: 83-87.
13. -17. Vide supra.

Author affiliation: Dilekova Olga V., Ph.D. in Biology, senior lecturer of the Department of parasitology and veterinary-sanitary examination, anatomy and pathological anatomy of the Stavropol State Agrarian University; 12, Zootechnichesky lane, Stavropol, Stavropol region, 355017; ph.: 8(918)877-94-03; e-mail: dilekova2009@yandex.ru - responsible for correspondence with the editorial board.

	Полезные ссылки
Департамент ветеринарии Краснодарского края Ассоциация Практикующих Ветеринарных Врачей