Элькин, Г

Элькин, Г.И.
Влияние алло- и ксеногенных островковых клеток
поджелудочной железы на течение экспериментального диабета
/ Г.И. Элькин, В.В. Герш, М.А. Беккер // Морфофизиологические и экологические особенности животного мира
Центрального Казахстана: Сб. науч. тр. (междувед.). –
Караганда, 1985. – С. 87-92.
В последние годы внимание исследователей привлекает изучение
эндокринных желез в условиях клеточных и тканевых культур. Выяснение
возможности и характера роста, а также функционирования культуры
секреторных клеток является необходимым для решения ряда теоретических
и прикладных задач.
Особое значение приобретает использование в эксперименте и клинике
культуры островковых клеток поджелудочной железы в целях
трансплантационного лечения сахарного диабета [1-6]. Несмотря на
проводимые в этой области исследования, в доступной нам литературе
имеются лишь единичные сведения о морфофункциональном состоянии
имплантируемых клеток донора и реакции окружающей ткани реципиента
[7,8]. Эти работы не создают отчетливого представления о механизмах
компенсации дефицита инсулина, так как авторы пользовались лишь
относительно специфичными методами исследования. Исходя из этого, нам
представляется целесообразным получить более подробные сведения на
клеточном уровне о влиянии культуры эндокринной ткани поджелудочной
железы разного вида млекопитающих на течение аллоксанового диабета у
крыс.
Эксперименты проводили на 27 белых крысах обоего пола массой тела 120180 г, которых содержали на обычном лабораторном рационе. Диабет
вызывали путем однократной внутривенной инъекции животным аллоксана в
дозе 40 мг/кг массы тела. На протяжении всего периода наблюдений у крыс
определяли содержание глюкозы в крови ортотолуидиновым методом,
уровень иммунореактивного инсулина (ИРИ) в сыворотке крови радиоиммунологическим методом, концентрацию глюкозы в моче - с
помощью тестирующих полосок.
Донорским материалом служила культура островковых клеток (ОК)
поджелудочной железы новорожденных крысят и поросят. Поджелудочные
железы животных стерильно извлекали, механически измельчали на кусочки
0,5-1 мм и помещали в раствор, содержащий 0,1 % коллагеназы (фирма
«Pharmacia Fire Chemicals" - Швеция) и 0,3 % трипсина. Дезагрегацию ткани
железы проводили в течение 20-25 мин на магнитной мешалке при
температуре 37 °С. Посла этого взвесь, содержащую панкреатические
островки и незначительную часть клеток экзокринной ткани, отмывали от
ферментов при помощи центрифугирования в течение 10 мин при 500 g.
Осадок ресуспендировали и помещали во флаконы Карреля, добавляя
ростовую питательную смесь, содержавшую среду 199, гидролизат
лактальбумина, эмбриональную телячью сыворотку, глюкозу, антибиотики.
Смену питательной среды проводили ежедневно. На 3-5. день роста
проверяли культуру ОК на стерильность и гормональную активность.
Наличие инсулина выявляли в инкубационной жидкости двумя способами:
радиоиммунологическим и биологическим. Последнее осуществляли
внутрибрюшинным введением культуральной среды белым мышам с
последующей регистрацией гипогликемического эффекта.
5-дневную культуру удаляли с поверхности флаконов 0,02 % раствором
версена, ресуспендировали в растворе Хэнкса и определяли процент
жизнеспособных клеток с помощью окраски их 0,2 % раствором эритрозина.
Трансплантацию осуществляли введением панкреатических островков в
количестве 800-1000 в паренхиму печени крыс-реципиентов на 10-15 день
после появления стойкой гипергликемии. Все животные были разделены на
три группы. Десяти крысам первой группы имплантировали аллогенную
ткань (ОК поджелудочной железы новорожденных крысят). Во второй
группе (10 крыс) была проведена ксеногенная трансплантация (культура
эндокринной ткана поджелудочной железы новорожденных поросят).
Контролем служили 7 крыс (III группа), которым для соблюдения
однородности условий эксперимента производили ложную операцию.
По завершении эксперимента животных умерщвляли с помощью ингаляции
ими смертельных доз эфира. Поджелудочную железу и печень с
имплантированными ОК извлекали и фиксировали в жидкости Буэна.
Гистологические срезы тканей органов окрашивали альдегидфуксином и
псевдоизоцианином. Оба метода позволяют судить о наличии инсулина в
панкреатических бета-клетках [9, 10].
После пересадка культуры ОК поджелудочной железы общее состояние
испытуемых животных улучшилось; исчезла вялость, уменьшились жажда и
полиурия, снизилась концентрация глюкозы в крови и моче, увеличилось
количество ИРИ.
Имплантация панкреатических клеток алло- и ксеногенного происхождения
сопровождалась на 3-5 день достоверным снижением уровня гликемии по
сравнению с исходным и контрольной группой животных (табл.1). К 10 дню
после операции содержание глюкозы в крови у всех крыс I и II групп
достигало нормальных величин, в дальнейшем увеличивалось, но было еще
несколько ниже, чем до трансплантации. При проведении на 7-10 сутки
интраперитонеального теста толерантности к глюкозе было выявлено, что
гликемические кривые не отличаются от таковых у здоровых животных.
Положительный эффект пересадки свидетельствует о компенсации дефицита
инсулина и нормализации углеводного обмена.
Через 10-14 дней от начала имплантации донорского материала у всех
крыс-реципиентов отмечали ухудшение общего состояния, появление
гипергликемии и наличие глюкозы и ацетона в моче. Эти показатели
свидетельствовали
о
наступлении
отторжения
трансплантата
и
возобновлении диабетического статуса у опытных животных.
У всех крыс также исследовали в динамике содержание ИРИ в сыворотке
крови. Спустя 5 дней после введения в паренхиму печени алло- и
ксеногенных панкреатических клеток уровень ИРИ достоверно повышался и
сохранялся на протяжении 10-13 дней (табл.2). У животных Ш группы
содержание ИРИ в те же промежутки времени существенно не изменялось и
соответствовало течению заболевания.
При гистологическом исследовании собственной поджелудочной железы
крыс-реципиентов обнаружены глубокие морфологические изменения в ее
инкреторном аппарате. Панкреатические островки встречались редко, они
были небольшими, с неровными краями, плохо отграничены от экзокринной
ткани. В большей части их бета-клетки разрушены, повреждены. Нередко
центр островка был заполнен некротической бесструктурной массой. При
окраске альдегидфуксином выявляли резкую дегрануляцию цитоплазмы
бета-клеток, вплоть до полного исчезновения ее зернистости. О
значительном уменьшении содержания инсулина в островковых бета-клетках
свидетельствовало также отсутствие в ультрафиолетовых лучах
специфической окраски их псевдоизоцианином.
В
срезах
печени имплантированные островковые бета-клетки
располагались в виде небольших скоплений среди гепатоцитов. В цитоплазме
бета-клеток обнаруживалась альдегидфуксиновая зернистость, что указывало
на гормональную их активность. Часть клеток в отдельных мелких островках
была дистрофически изменена, и при окраске псевдоизоцианином они слабо
люминесцировали на темном фоне ткани печени. Кроме этого,
обнаруживались признаки лимфоцитарной инфильтрации, отдельные
островки и бета-клетки были окружены соединительноткаными волокнами.
Прилегающие к трансплантату печеночные клетки были без видимых
морфологических изменений.
Таким образом, эффективная нормализация обменных процессов у крыс с
аллоксановым диабетом осуществлялась в наблюдаемые сроки за счет
выделения инсулина алло- и ксенотрансплантами островковой ткани
доноров. Несмотря на кратковременную ремиссию заболевания,
трансплантационный метод компенсации нарушенного метаболизма можно
считать перспективным для лечения инсулинзависимой формы сахарного
диабета.
Литература
Recard С. R., Воuскеr C.F. Fransplantation of isolated рапсrеatic islets
across strong and weak histocompatilility barrers.- Fransplant. Proc, 1975, v5,
p.761-763
2. Генес С.Г. О компенсации дефицита инсулина трансплантацией
поджелудочной железы и ее островков. - Физиологический журнал, 1978,
Т.24, №4, c.536-549.
3. Роман Рамос Р., Алексеев Ю.П., Кулик В.П. Перспективы лечения
больных сахарным диабетом (искусственная поджелудочная железа,
подсадка островков Лангерганса, пересадка поджелудочной железы). Пробл. эндокринологии, 1979, №1, с.80-91.
4. Смирнов В.В., Мартынова М.И., Менткевич Г.Л. Возможности трансплантационного лечения экспериментального и клинического сахарного
диабета (обзор литературы). - Вопр. охраны материнства и детства, 1980 №7,
c.26-30.
5. Zаcy Р.E., Davie J., Finke E. Franslantation. оf insulin-producting
tcssue.- Amer. J. Med., 1981, V 70, №3 , р. 589- 594.
6. Блюмкин В.Н. Экспериментальная разработка проблемы трансплантации культур островковых клеток поджелудочной железы. - В кн.:
Трансплантация органов и тканей: Тез. докл. IX Всесоюзн. конф. по
пересадке органов и тканей. Тбилиси, 1982, с.147.
7. Selawry H., Harrison J., Patipa М., Mintz D.H. Раnсrеаtic jslet
Jsotransplantatioп. Ellects of Age and Organ Culture of Donor Jslets on Reversal
of Diabetesin Rats. – Diabetes, 1978, V.27, N6,p.625-631.
8. Комиссаренко В.П. и др. Особенности течения аллоксанового диабета у крыс при различных способах изотрансплантации островков
Лангерганса. - Пробл. эндокринологии, 1980, №1, с.39-43,
9. Rosenbloom A.Z. Rennert O.М. Specificity and sensitivity of insulin
staining bu aldehyde fuchsin, pseudocyanin ang toluidine blue. – Stain Fehnol.,
1970, v45, p.25-27.
10. Zange R.H. Histochemistry of the islets of Zangerhaans. – Jn.: Handbuer
der Histochemie / Hrosg. von w. Graumann, K.Neuman Stuttgart. 1973, v8.№1,
p1-141.