Влияние темновой депривации на ультраструктуру и митохондриальный аппарат гепатоцитов крыс
- Авторы: Арешидзе Д.А.1
-
Учреждения:
- Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына Российского научного центра хирургии имени академика Б.В. Петровского
- Выпуск: Том 161, № 3 (2023)
- Страницы: 53-60
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journal-vniispk.ru/1026-3543/article/view/256919
- DOI: https://doi.org/10.17816/morph.628955
- ID: 256919
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Обоснование. Мелатонин — гормон, обладающий широчайшим спектром биологической активности. Многообразие присущих ему биологических регуляторных эффектов вовлекает этот гормон в формирование адаптационных реакций и в патогенез различных заболеваний. В современных условиях понижение секреции мелатонина вследствие воздействия света в ночное время наблюдается у значительной части людей. Рядом ранее проведённых исследований показано, что дефицит мелатонина, возникающий при постоянном искусственном освещении, вызывает значительные изменения в структуре печени лабораторных животных, а также в величине и циркадной ритмичности ряда показателей, характеризующих морфофункциональную целостность этого органа. Малоизученным остаётся состояние ультраструктурных особенностей гепатоцитов, и в особенности их митохондрий, в условиях темновой депривации, что важно в связи с тем, что дисфункция митохондрий играет важную роль в патогенезе многих заболеваний.
Цель исследования — изучить ультраструктурные особенности гепатоцитов печени самцов крыс стока Вистар в условиях 21-суточной темновой депривации.
Материалы и методы. Работа выполнена на 40 самцах крыс аутбредного стока Вистар в возрасте 6 мес, разделённых случайным образом на 2 группы: 1-я группа содержалась при фиксированном световом режиме; 2-я группа — в условиях темновой депривации 24 ч в сутки. Длительность эксперимента составляла 3 нед. Образцы печени после фиксации и проводки традиционными методами анализировали при помощи просвечивающего электронного микроскопа. Для оценки митохондриального аппарата гепатоцитов применяли микроморфометрические методы. Построение графиков и статистическую обработку результатов выполняли в программе GraphPad Prism v. 8.4.1 (GraphPad, США).
Результаты. В гепатоцитах крыс экспериментальной группы темновая депривация вызывает трансформацию формы ядер, отёк цитоплазмы и обусловливает присутствие значительного числа липидсодержащих вакуолей. Митохондрии характеризуются выраженной гиперплазией, полиморфизмом размеров и высокой электронной плотностью, неупорядоченной ориентацией крист. В цитоплазме наблюдается феномен осыпания рибосом с эндоплазматической сети. Существенно снижается количество гранул гликогена. Комплекс Гольджи представлен несколькими концевыми мешочками и секреторными вакуолями. Изученные микроморфометрические показатели митохондрий существенно отличаются от контроля.
Заключение. Проведённое исследование свидетельствует о том, что дефицит мелатонина, возникающий вследствие темновой депривации, приводит к ряду существенных ультраструктурных изменений в гепатоцитах, в особенности в их митохондриальном аппарате.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Давид Александрович Арешидзе
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына Российского научного центра хирургии имени академика Б.В. Петровского
Автор, ответственный за переписку.
Email: labcelpat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3006-6281
SPIN-код: 4348-6781
канд. биол. наук
Россия, МоскваСписок литературы
- Chen L., Gu T., Li B., et al. Delta-like ligand 4/DLL4 regulates the capillarization of liver sinusoidal endothelial cell and liver fibrogenesis // Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2019. Vol. 1866, N 10. P. 1663–1675. doi: 10.1016/j.bbamcr.2019.06.011
- Wang J., Mauvoisin D., Martin E., et al. Nuclear proteomics uncovers diurnal regulatory landscapes in mouse liver // Cell Metab. 2017. Vol. 25, N 1. P. 102–117. doi: 10.1016/j.cmet.2016.10.003
- Hu S., Yin S., Jiang X., et al. Melatonin protects against alcoholic liver injury by attenuating oxidative stress, inflammatory response, and apoptosis // Eur J Pharmacol. 2009. Vol. 616 (1-3). P. 287–292. doi: 10.1016/j.ejphar.2009.06.044
- Wu N., Meng F., Zhou T., et al. Prolonged darkness reduces liver fibrosis in a mouse model of primary sclerosing cholangitis by miR-200b down-regulation // FASEB J. 2017. Vol. 31, N 10. P. 4305–4324. doi: 10.1096/fj.201700097R
- Березовский В.А., Янко Р.В., Литовка И.Г., Волович О.И. Реактивность паренхимы печени крыс после введения экзогенного мелатонина // Український морфологічний альманах. 2012. Т. 10, № 4. С. 178–181. EDN: RPDYJB
- Yanko R. The combined influence of the intermittent normobaric hypoxia and melatonin on morphofunctional activity of the rat’s liver parenchyma // Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv Problems of Physiological Functions Regulation. 2018. V. 25, N 2. P. 36–40.
- Abbasoglu O., Berker M., Ayhan A., et al. The effect of the pineal gland on liver regeneration in rats // J Hepatol. 1995. Vol. 23, N 5. P. 578–581. doi: 10.1016/0168-8278(95)80065-4
- Pan M., Song Y.L., Xu J.M., Gan H.Z. Melatonin ameliorates nonalcoholic fatty liver induced by high-fat diet in rats // J Pineal Res. 2006. Vol. 41, N 1. P. 79–84. doi: 10.1111/j.1600-079X.2006.00346.x
- Owino S., Contreras-Alcantara S., Baba K., Tosini G. Melatonin signaling controls the daily rhythm in blood glucose levels independent of peripheral clocks // PLoS One. 2016. Vol. 11, N 1. P. e0148214. doi: 10.1371/journal.pone.0148214
- Fosslien E. Mitochondrial medicine — molecular pathology of defective oxidative phosphorylation // Ann Clin Lab Sci. 2001. Vol. 31, N 1. P. 25–67.
- AcuñaCastroviejo D., Martín M., Macías M., et al. Melatonin, mitochondria, and cellular bioenergetics // J Pineal Res. 2001. Vol. 30, N 2. P. 65–74. doi: 10.1034/j.1600-079x.2001.300201.x
- Reiter R.J., Tan D.X., Mayo J.C., et al. Melatonin as an antioxidant: biochemical mechanisms and pathophysiological implications in humans // Acta Biochim Pol. 2003. Vol. 50, N 4. P. 1129–1146. doi: 10.18388/abp.2003_3637
- Балканов А.С., Розанов И.Д., Голанов А.В., и др. Состояние эндотелия капилляров перитуморальной зоны после адъювантной лучевой терапии глиобластомы головного мозга // Клиническая и экспериментальная морфология. 2021. Т. 10, № 1. С. 33–40. EDN: KOULJY doi: 10.31088/CEM2021.10.1.33-40
- Курбат М.Н., Кравчук Р.И., Островская О.Б. Влияние мелатонина на морфологию митохондрий и других клеточных компонентов гепатоцита // Гепатология и гастроэнтерология. 2018. Т. 2, № 2. С. 138–142. EDN: TTCMUQ
- Безбородкина Н.Н., Оковитый С.В., Кудрявцева М.В., и др. Морфометрия митохондриального аппарата гепатоцитов нормальной и цирротически измененной печени крыс // Цитология. 2008. Т. 50, № 3. С. 228–237. EDN: ILHEHH
- Chrustek A., Olszewska-Słonina D. Melatonin as a powerful antioxidant // Acta Pharm. 2020. Vol. 71, N 3. P. 335–354. doi: 10.2478/acph-2021-0027
- Xiong Y., Ma C., Li Q., et al. Melatonin ameliorates simulated-microgravity-induced mitochondrial dysfunction and lipid metabolism dysregulation in hepatocytes // FASEB J. 2023. Vol. 37, N 9. P. e23132. doi: 10.1096/fj.202301137R
- Арешидзе Д.А., Кактурский Л.В., Михалёва Л.М., Козлова М.А. Влияние темновой депривации и хронической алкогольной интоксикации на печень крыс // Морфология. 2023. Т. 161, № 2. С. 23–35. doi: 10.17816/morph.623050
- Hatzis G., Ziakas P., Kavantzas N., et al. Melatonin attenuates high fat diet-induced fatty liver disease in rats // World J Hepatol. 2013. Vol. 5, N 4. P. 160–169. doi: 10.4254/wjh.v5.i4.160
- Terziev D., Terzieva D. Experimental data on the role of melatonin in the pathogenesis of nonalcoholic fatty liver disease // Biomedicines. 2023. Vol. 11, N 6. P. 1722. doi: 10.3390/biomedicines11061722
- Ku H., Kim Y., Kim A.L., et al. Protective effects of melatonin in high-fat diet-induced hepatic steatosis via decreased intestinal lipid absorption and hepatic cholesterol synthesis // Endocrinol Metab (Seoul). 2023. Vol. 38, N 5. P. 557–567. doi: 10.3803/EnM.2023.1672
- Lebeaupin C., Vallée D., Hazari Y., et al. Endoplasmic reticulum stress signalling and the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease // J Hepatol. 2018. Vol. 69, N 4. P. 927–947. doi: 10.1016/j.jhep.2018.06.008
- Fernández A., Ordóñez R., Reiter R.J., et al. Melatonin and endoplasmic reticulum stress: relation to autophagy and apoptosis // 2015. Vol. 59, N 3. P. 292–307. doi: 10.1111/jpi.12264
- Watanabe K., Katagiri S., Hattori A. Melatonin and glucose metabolism // Glycative Stress Research. 2020. Vol. 7, N 1. P. 105–109.
- Devin A., Rigoulet M. Mechanisms of mitochondrial response to variations in energy demand in eukaryotic cells // Am J Physiol Cell Physiol. 2007. Vol. 292, N 1. P. C52–C58. doi: 10.1152/ajpcell.00208.2006
- Baker N., Patel J., Khacho M. Linking mitochondrial dynamics, cristae remodeling and supercomplex formation: how mitochondrial structure can regulate bioenergetics // Mitochondrion. 2019. Vol. 49. P. 259–268. doi: 10.1016/j.mito.2019.06.003
- Guan Q., Wang Z., Cao J., et al. Mechanisms of melatonin in obesity: a review // Int J Mol Sci. 2021. Vol. 23, N 1. P. 218. doi: 10.3390/ijms23010218
- Guha M., Maity P., Choubey V., et al. Melatonin inhibits free radicalmediated mitochondrial-dependent hepatocyte apoptosis and liver damage induced during malarial infection // J Pineal Res. 2007. Vol. 43, N 4. P. 372–381. doi: 10.1111/j.1600-079X.2007.00488.x
- Wu J.A., Danielsson A. Detection of hepatic fibrogenesis: a review of available techniques // Scand J Gastroenterol. 1995. Vol. 30, N 9. P. 817–825. doi: 10.3109/00365529509101585
Дополнительные файлы
