Complex micromorphometric parameters of hepatocytes of Wistar rats at the age of three months
- Authors: Anurkina A.I.1, Borisenko M.B.1, Kozlova M.A.1, Areshidze D.A.1
-
Affiliations:
- Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына» Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
- Issue: Vol 14 (2025): Материалы XXI Международного Бурденковского научного конгресса 24-26 апреля 2025
- Pages: 222-225
- Section: Морфология
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2415-7805/article/view/10365
Cite item
Full Text
Abstract
At the stage of preclinical research of drugs, tests are carried out on laboratory animals. For scientific purposes, Wistar rats are most often used due to their small mass, relative simplicity of housing and breeding. To obtain the most reliable and correctly interpreted results, it is important to create bases of health-associated reference intervals (RI) of biometric parameters of laboratory animals depending on the sex and age of animals, season of research and reaction to external influences. Objective. To study micromorphometric indices of hepatocytes of male and female Wistar rats in normals at the age of 3 months. Materials and methods. 80 Wistar rats were kept in standard conditions in accordance with GOST R 53434-2009 for 3 weeks with subsequent euthanasia and evisceration of the liver, as well as determination of its absolute and relative weight Morphometric analysis was carried out on liver micropreparations stained with hematoxylin and eosin. Micromorphometry was performed only on interphase hepatocytes without signs of pathological changes. Results. We obtained data of micromorphometric parameters of hepatocytes characteristic for male and female Wistar rats at the age of 3 months. As a result, a clear gender dimorphism of these values is observed.
Full Text
Введение.
В современном мире значительно увеличилась роль доклинических исследований в процессе разработки лекарственных средств. Многие дорогостоящие клинические испытания были остановлены из-за различных форм токсичности, которые не были обнаружены на этапе доклинических испытаний.
Оценка современного состояния проблемы достоверной интерпретации результатов, как в доклинических исследованиях, так и в области клинической диагностики, показала, что одним из широко используемых методов является анализ соответствия полученных данных показателям референсных интервалов.
Успешная реализация представленного инструмента трактовки результатов в сфере экспериментальных исследований с лабораторными животными предполагает решение ряда задач, в частности:
– расчет актуальных биометрических признаков лабораторных животных;
– верификация полученных диапазонов референсных пределов.
Потребность в экспериментах на животных растет в связи с разработкой и внедрением инновационных средств и материалов на основе клеточных технологий, нанобиотехнологий и др. Моделирование, или воспроизведение биологических процессов, является ведущей задачей любого фармакологического, физиологического, или патофизиологического исследования.
У лабораторных грызунов, используемых в исследованиях, схожи многие биологические, физиологические и патофизиологические реакции. Одним из наиболее часто используемых в научных целях животных являются белые крысы, что обусловлено их небольшой массой, относительной простотой содержания и разведения. Создание баз ассоциированных со здоровьем референсных интервалов (РИ) биометрических показателей лабораторных животных в зависимости от пола и возраста животных, сезона проведения исследований и реакции на внешние воздействия, является важной задачей.
Важнейшим звеном обеспечения гомеостаза млекопитающих, является печень. Состояние этого органа учитывается при проведении доклинических исследований. Чаще всего проводится патоморфологическое исследование органа, однако не исключается и проведение микроморфометрических исследований.
Цель работы – изучить микроморфометрические показатели гепатоцитов самцов и самок крыс Вистар в возрасте 3-х месяцев в норме.
Материалы и методы исследования.
Исследование проведено в рамках выполнения Государственного задания № 124021600054-9. На проведение исследования получено разрешение биоэтического комитета ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского», протокол №11 от 20.12.2024.
Исследование проведено на 80 самках (n=40) и самцах крыс (n=40), полученных из ФГБНУ ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН», Новосибирск. Животные содержались в стандартных условиях в соответствии с правилами, утвержденными ГОСТ Р 53434-2009 г., по устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев), в течение 3 недель. Затем осуществлялась эвтаназия животных, эвисцерация, определение абсолютной и относительной массы печени и приготовление микропрепаратов печени, окрашенных гематоксилином и эозином по стандартным методикам. Микроскопию гистологических препаратов проводили на цифровом микроскопе Leica DM 2500 с применением цифровой фотокамеры Leica DFC 290 (Германия). При морфометрических исследованиях использовали программный комплекс Fiji, построенный на базе программы ImageJ v2 с соответствующими плагинами [1-2]. Измерения проводили в микрометрах после предварительной геометрической калибровки по оцифрованной с тем же увеличением шкале объект-микрометра. Осуществляли микроморфометрию только интерфазных гепатоцитов без признаков патологических изменений [3-4]. Так же определяли плоидность и долю двуядерных гепатоцитов.
Построение графиков и статистическую обработку результатов выполняли в программе GraphPad Prism v8.41 (США).
Результаты исследования.
При одинаковой массе тела у самок оказывается выше как абсолютная, так и относительная масса печени, составившая 10,96±1,75 г и 3,16±0,47% против 9,98±1,55 и 2,66±0,41% у самцов.
Проведенные микроморфометрические исследования показали достоверные различия величины всех изученных параметров гепатоцитов, за исключением доли двуядерных клеток и индекса удлиненности ядра.
Таблица 2. Результаты микроморфометрических исследований гепатоцитов крыс.
Группа животных | Показатель | ||||
| Площадь поперечного сечения ядра, мкм2 | Объем ядра, мкм3 | Периметр ядра, мкм | Отношение объема ядра к площади ядра (V/A коэффициент) | Длинный диаметр ядра, мкм |
1-я группа, ♂ | 41,72±8,24 | 201,80±43,01 | 15,81±4,76 | 4,93±0,99 | 7,96±0,56 |
2-я группа, ♀ | 36,54±4,26 ***
| 130,80±28,73 ***
| 24,83±2,46 ***
| 3,70±0,85 ***
| 6,78±0,40 **
|
| Короткий диаметр ядра, мкм | Средний диаметр ядра, мкм | Индекс удлиненности ядра | Индекс контура ядра | Коэффициент формы ядра |
1-я группа, ♂ | 6,51±0,49 | 7,24±0,52 | 1,22±0,05 | 2,49±0,80 | 2,76±0,26 |
2-я группа, ♀ | 5,76±0,69 **
| 6,26±0,45 **
| 1,19±0,13 | 4,19±0,56 **
| 1,75±0,16 **
|
| Площадь поперечного сечения клетки, мкм2 | Объем клетки, мкм3 | ЯЦО | Плоидность гепатоцитов, n | Доля двуядерных гепатоцитов, % |
1-я группа, ♂ | 186,50±28,51 | 1935,0±417,1 | 0,23±0,05 | 4,52±2,11 | 7,44±2,51 |
2-я группа, ♀ | 128,60±20,51 ***
| 1118,0±268,80 ***
| 0,29±0,07 ***
| 5,17±1,88 *** | 6,58±2,11 |
Примечание: здесь и далее *(p≤0,05); **(p≤0,005); ***(p≤0,0005) – в сравнении показателями самцов.
Заключение.
Таким образом, нами получен массив микроморфометрических параметров гепатоцитов, характерных для крыс Вистар в возрасте 3 месяцев. Полученные результаты свидетельствуют о явном половом диморфизме этих величин.
По всей вероятности, половой диморфизм печени зависит от пульсирующей (у самцов) и постоянной (у самок) секреции гормона роста, а также от влияния андрогенов и эстрогенов [5-6]. Полученные нами данные согласуются с некоторыми ранее проведенными исследованиями [7], однако те же исследователи обнаружили у самок крыс большую, чем у самцов, долю двуядерных гепатоцитов, что противоречит полученным нами результатам.
Полученный нами комплекс морфометрических параметров гепатоцитов может быть использован в проведении доклинических модельных, токсикологических и ряда других исследований, существенно повышая их качество и успешность.
About the authors
Anna I. Anurkina
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына» Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Author for correspondence.
Email: anyaaai1925@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-0011-1114
SPIN-code: 9812-3412
мл.н.с. лаборатории патологии клетки
Russian FederationMarina B. Borisenko
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына» Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Email: marina-borisenko-2000@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2684-2017
SPIN-code: 6188-1236
лаборант-исследователь
Russian FederationMariya A. Kozlova
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына» Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Email: kma-morph@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6251-2560
SPIN-code: 5647-1372
Scopus Author ID: 55976515700
к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории патологии клетки
David A. Areshidze
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына» Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Email: labcelpat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3006-6281
SPIN-code: 4348-6781
Scopus Author ID: 55929152900
к.б.н., зав. лабораторией патологии клетки
References
- Schneider CA, Rasband WS, Eliceiri KW. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 2012;9(7):671-675. doi: 10.1038/nmeth.2089
- Broeke J, Mateos Pérez JM, Pascau J. Image processing with ImageJ: extract and analyze data from complex images with ImageJ, the world’s leading image processing tool. Second edition. Birmingham Mumbai: Packt Publishing open source; 2015. 231 p.
- Smitha T, Sharada P, Girish H. Morphometry of the basal cell layer of oral leukoplakia and oral squamous cell carcinoma using computer-aided image analysis. J Oral Maxillofac Pathol. 2011;15(1):26-33. doi: 10.4103/0973-029X.80034
- Автандилов Г.Г. Основы количественной патологической анатомии: Учебное пособие.-М, 2002 (рец. ЛВ Кактурский) // Архив патологии. – 2004. – Т. 66. – №. 3. – С. 61-61.
- Rando G, Wahli W. Sex differences in nuclear receptor-regulated liver metabolic pathways. Biochim Biophys Acta. 2011;1812(8):964-973. doi: 10.1016/j.bbadis.2010.12.023
- Zheng D, Wang X, Antonson P, et al. Genomics of sex hormone receptor signaling in hepatic sexual dimorphism. Mol Cell Endocrinol. 2018;471:33-41. doi: 10.1016/j.mce.2017.05.025
- Kitagawa T, Yokoyama Y, Kokuryo T, et al. Estrogen promotes hepatic regeneration via activating serotonin signal. Shock. 2009;31(6):615-620. doi: 10.1097/SHK.0b013e31818ec195
Supplementary files
There are no supplementary files to display.
