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

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 1 см³. Материал проводили через спирты возрастающей концентрации и ксилол, а затем заливали в гистологическую среду «Гистомикс» с использованием гистологического процессора замкнутого типа Tissue-Tek VIPTM 5 Jr и станции парафиновой заливки Tissue-Tek® TECTM 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-, би РР-эндокриноциты были выявлены и в экзокринной части железы. ри 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-, би 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 аи 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 ри а-эндокриноцитов на разных полюсах островка. Начиная с 34-й недели развития, аи 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 аи 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. 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)

железа поджелудочный теленок суточный.

• 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 преи 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 эндокриноцитовр-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 аи 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.