Морфологические отличия поджелудочной железы нормо- и гипертензивных крыс после сочетанного воздействия прерывистой гипоксии и мелатонина

  • Роман Васильевич Янко Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, ул. Богомольца, 4, 01024, г. Киев, Украина https://orcid.org/0000-0002-0397-7517
  • Михаил Иванович Левашов Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, ул. Богомольца, 4, 01024, г. Киев, Украина
DOI: https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-1-3-11

Аннотация

Изучены морфологические изменения поджелудочной железы нормо- и гипертензивных крыс после сочетанного воздействия прерывистой нормобарической гипоксии и мелатонина. Исследование проведено в осенний период на 24 нормотензивных (линия Wistar) и 24 спонтанно-гипертензивных (линия SHR) крысах-самцах. Подопытным животным ежедневно подавали гипоксическую газовую смесь (12 % кислорода в азоте) в прерывистом режиме: 15 мин деоксигенация / 15 мин реоксигенация в течение 2 ч. Этим же крысам каждый день в 10 ч утра перорально вводили экзогенный мелатонин в дозе 5 мг на 1 кг массы тела. Продолжительность эксперимента составляла 28 сут. Из ткани поджелудочной железы изготавливали гистологические препараты по стандартной методике. На цифровых изображениях препаратов осуществляли морфометрию с помощью компьютерной программы ImageJ. Характер и степень выраженности морфологических изменений поджелудочной железы (гиперплазия ядрышек в ядрах экзокриноцитов, уменьшение количества соединительной ткани) у спонтанно-гипертензивных крыс подопытной группы говорят о том, что сочетанное воздействие прерывистой нормобарической гипоксии и мелатонина повышает активность экзокринной части поджелудочной железы. Вместе с тем активность эндокринной части железы снижается, о чем свидетельствует уменьшение линейных размеров и площади островков Лангерганса, а также количества содержащихся в них эндокриноцитов. У крыс линии Wistar сочетанное воздействие прерывистой гипоксии и мелатонина приводит к появлению морфологических признаков повышенной активности как экзокринной, так и эндокринной части поджелудочной железы. Таким образом, после продолжительного сочетанного воздействия прерывистой нормобарической гипоксии и мелатонина и у нормотензивных, и у гипертензивных животных отмечаются морфологические признаки повышенной экзокринной активности поджелудочной железы. В то же время активность эндокринной функции железы у подопытных крыс линии Wistar повышается, а у крыс линии SHR, наоборот, снижается.

Биографии авторов

Роман Васильевич Янко, Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, ул. Богомольца, 4, 01024, г. Киев, Украина

кандидат биологических наук; старший научный сотрудник отдела клинической физиологии соединительной ткани

Михаил Иванович Левашов, Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, ул. Богомольца, 4, 01024, г. Киев, Украина

доктор медицинских наук; заведующий отделом клинической физиологии соединительной ткани

Литература

  1. Stepanov YuM, Gravirovskaya NG, Skirda IYu, Petishko OP. [Pancreatic diseases as one of the leading problems of gastroenterology and abdominal surgery (modern epidemiology)]. Gastroenterology. 2014;3:7–14. Russian.
  2. Imaoka M, Sayama A, Suzuki T, Jindo T, Sanbuissho A. Effect of hypertension on the occurrence of micro-hemorrhage in the pancreatic islet of dahl salt-sensitive rats. Journal of Toxicologic Pathology. 2012;25(2):155–161. DOI: 10.1293/tox.25.155.
  3. Kastin AJ, editor. Handbook of biologically active peptides. 2nd edition. London: Academic Press; 2013. 2032 p.
  4. Navarrete-Opazo A, Mitchell GS. Therapeutic potential of intermittent hypoxia: a matter of dose. American Journal of Physiology – Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 2014;307(10):R1181–R1197. DOI: 10.1152/ajpregu.00208.2014.
  5. Tordjman S, Chokron S, Delorme R, Charrier А, Bellissant Е, Jaafari N, et al. Melatonin: pharmacology, functions and therapeutic benefits. Current Neuropharmacology. 2017;15(3):434–443. DOI: 10.2174/1570159X14666161228122115.
  6. Możdżan Monika, Możdżan Michał, Chałubiński M, Wojdan K, Broncel M. The effect of melatonin on circadian blood pressure in patients with type 2 diabetes and essential hypertension. Archives of Medical Science. 2014;10(4):669–675. DOI: 10.5114/aoms.2014.44858.
  7. Morishima T, Hasegawa Y, Sasaki H, Kurihara T, Hamaoka T, Goto K. Effects of different periods of hypoxic training on glucose metabolism and insulin sensitivity. Clinical Physiology and Functional Imaging. 2015;35(2):104–109. DOI: 10.1111/cpf.12133.
  8. Zhuravleva SA. Gistologiya. Praktikum [Histology. Workshop]. Minsk: Vyshjejshaja shkola; 2013. 320 p. Russian.
  9. Adeyemi DO, Komolafe OA, Adewole OS, Obuotor EM, Abiodun AA, Adenowo TK. Histomorphological and morphometric studies of the pancreatic islet cells of diabetic rats treated with extracts of Annona muricata. Folia Morphologica. 2010;69(2):92–100.
  10. Yanko RV, Levashov MI. Morphofunctional state of the normo- and hypertensive rats pancreas after the influence of intermittent normobaric hypoxia. Russian Journal of Physiology. 2018;104(5):581–589. Russian.
  11. Boisvert F-M, van Koningsbruggen S, Navascués J, Lamond AI. The multifunctional nucleolus. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2007;8(7):574–585. DOI: 10.1038/nrm2184.
  12. Yanko RV. Morphological changes pancreas after of melatonin’s effect in different seasons. Fiziologichnyi zhurnal. 2016;62(6):88–94. Ukrainian. DOI: 10.15407/fz62.06.088.
  13. Yanko RV, Berezovsky VYa, Levashov MI, Plotnikova LM, Chaka OG. Pancreatic response of spontaneously hypertensive rats to the exogenous administration of melatonin in the spring and autumn. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, medicine. 2016;7(2):90–95. Ukrainian. DOI: 10.15421/021616.
  14. Kolesnyk JuM, Orestenko JuM, Seredenko MM, Abramov AV. [The effect of intermittent hypoxic training on pancreatic endocrine function in animals with diabetes mellitus]. Fiziologichnyi zhurnal. 1994;40(5–6):87–95. Ukrainian.
  15. Chung-Yu Chen, Ying-Lan Tsai, Chung-Lan Kao, Shin-Da Lee, Ming-Chieh Wu, Mallikarjuna K, et al. Effect of mild intermittent hypoxia on glucose tolerance, muscle morphology and AMPK-PGC-1alpha signaling. Chinese Journal of Physiology. 2010;53(1):62–71. DOI: 10.4077/CJP.2010.AMK078.
  16. Urdampilleta A, González-Muniesa P, Portillo MP, Martínez JA. Usefulness of combining intermittent hypoxia and physical exercise in the treatment of obesity. Journal of Physiology and Biochemistry. 2012;68(2):289–304. DOI: 10.1007/s13105-011-0115-1.
  17. Kolesnyk YM, Abramov AV, Ivanenko TV, Zhulinskyi VO. The features of expression of BCL-2 and P53 proteins and proliferative activity in pancreatic islets under the influence of intermittent hypoxia in experimental conditions. Reports of morphology. 2014;20(2):366–369. Ukrainian.
  18. Fraker CA, Ricordi C, Inverardi L, Domínguez-Bendala J. Oxygen: a master regulator of pancreatic development? Biology of the Cell. 2009;101(8):431–440. DOI: 10.1042/BC20080178.
  19. Ota H, Itaya-Hironaka A, Yamauchi A, Sakuramoto-Tsuchida S, Miyaoka T, Fujimura T, et al. Pancreatic b-cell proliferation by intermittent hypoxia via up-regulation of Reg family genes and HGF gene. Life Sciences. 2013;93(18–19):664–672. DOI: 10.1016/j.lfs.2013.09.001.
  20. de Lima LMB, dos Reis LC, de Lima MA. Influence of the pineal gland on the physiology, morphometry and morphology of pancreatic islets in rats. Revista Brasileira de Biologia. 2001;61(2):333–340. DOI: 10.1590/s0034-71082001000200018.
  21. Kushnir OYu, Yaremii IM. Influence of melatonin introduction on condition of the Langergans islets of the pancreas in alloksan diabetic rats. Klinichna anatomija ta operatyvna hirurgija. 2019;18(2):55–58. Ukrainian. DOI: 10.24061/1727-0847.18.2.2019.11.
  22. Lyssenko V, Nagorny CLF, Erdos MR, Wierup N, Jonsson A, Spégel P, et al. Common variant in MTNR1B associated with increased risk of type 2 diabetes and impaired early insulin secretion. Nature Genetics. 2009;41(1):82–88. DOI: 10.1038/ng.288.
  23. Peschke E, Bach AG, Mühlbauer E. Parallel signaling pathways of melatonin in the pancreatic b-cell. Journal of Pineal Research. 2006;40(2):184–191. DOI: 10.1111/j.1600-079X.2005.00297.x.
  24. Ramracheya RD, Muller DS, Squires PE, Brereton H, Sugden D, Guo Cai Huang, et al. Function and expression of melatonin receptors on human pancreatic islets. Journal of Pineal Research. 2008;44(3):273–279. DOI: 10.1111/j.1600-079X.2007.00523.x.
  25. Hajam YA, Rai S, Basheer M, Grosh H, Singh S. Protective role of melatonin in streptozotocin induced pancreatic damages in diabetic Wistar rat. Pakistan Journal of Biological Sciences. 2018;21(9):423–431. DOI: 10.3923/pjbs.2018.423.431.
  26. El-Desouki NI, Basyony M, El-Nenaey M, Abdel-Magied R. Histological and cytological studies on the effect of melatonin on experimentally induced pancreatic diabetes in rats. Egyptian Journal of Experimental Biology (Zoology). 2007;3:69–82.
Опубликован
2021-03-12
Ключевые слова: поджелудочная железа, прерывистая гипоксия, мелатонин
Как цитировать
Янко, Р. В., & Левашов, М. И. (2021). Морфологические отличия поджелудочной железы нормо- и гипертензивных крыс после сочетанного воздействия прерывистой гипоксии и мелатонина. Экспериментальная биология и биотехнология, 1, 3-11. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-1-3-11
Выпуск
№ 1 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Клеточная биология и физиология

Copyright (c) 2021 Журнал Белорусского государственного университета. Биология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).