Аналіз морфометричних показників нейронів підслизового сплетення інтрамурального нервового апарату товстої кишки на 30-180 добу після дистальної резекції тонкої кишки

Анотації

АНАЛІЗ МОРФОМЕТРИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ НЕЙРОНІВ ПІДСЛИЗОВОГО СПЛЕТЕННЯ ІНТРАМУРАЛЬНОГО НЕРВОВОГО АПАРАТУ ТОВСТОЇ КИШКИ НА 30−180 ДОБУ ПІСЛЯ ДИСТАЛЬНОЇ РЕЗЕКЦІЇ ТОНКОЇ КИШКИ

Мєсоєдова В. А.

Резюме. У статті наведені результати морфометричного дослідження з використанням кореляційного аналізу нейронів підслизового нервового сплетення відділів товстої кишки на 30−180 добу після дистальної резекції тонкої кишки. Дослідження виконано на 60 білих статевозрілих щурах-самцях. Вимірювання морфометричних показників здійснювали програмою Image Tool® for Windows®. Статистичний аналіз показників проводили за допомогою комп’ютерної системи STATISTICA for Windows®.

Зменшення змін морфометричних показників нейронів спостерігається в інтервалі від 30 до 180 доби експерименту, наближення показників до контрольних відбувається в ободовій та прямій кишках. Виражені зміни показників виявлені на 30 добу після резекції в нейронах сліпої кишки, особливо збільшення Sc, Sn та Fc. Між Sc та Sn частіше спостерігається сильний позитивний кореляційний зв’язок. Показники Sc та Fc характеризуються середньої сили позитивним кореляційним відношенням. Слабкий позитивний кореляційний зв’язок відмічений між Fn та Sn.

Ключові слова: дистальна резекція тонкої кишки, товста кишка, інтрамуральний нервовий апарат.

АНАЛИЗ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НЕЙРОНОВ ПОДСЛИЗИСТОГО СПЛЕТЕНИЯ ИНТРАМУРАЛЬНОГО НЕРВНОГО АППАРАТА ТОЛСТОЙ КИШКИ НА 30−180 СУТКИ ПОСЛЕ ДИСТАЛЬНОЙ РЕЗЕКЦИИ ТОНКОЙ КИШКИ

Месоедова В.А.

Резюме. В статье приведены результаты морфометрического исследования с использованием корреляционного анализа нейронов подслизистого нервного сплетения отделов толстой кишки на 30 180 сутки после дистальной резекции тонкой кишки. Исследование выполнено на 60 белых половозрелых крысах-самцах. Измерение морфометрических показателей осуществляли программой Image Tool® for Windows®. Статистический анализ показателей проводили с помощью компьютерной системы STATISTICA for Windows®.

Уменьшение изменений морфометрических показателей нейронов наблюдается в интервале от 30 до 180 суток эксперимента, приближения показателей к контрольным происходит в ободочной и прямой кишках. Выраженные изменения показателей выявлены на 30 сутки после резекции в нейронах слепой кишки, особенно увеличение Sc, Sn и Fc. Между Sc и Sn чаще наблюдается сильная положительная корреляционная связь. Показатели Sc и Fc характеризуются средней силы положительным корреляционным отношением. Слабая положительная корреляционная связь отмечена между Fn и Sn. нейрон підслизовий нервовий.

Ключевые слова: дистальная резекция тонкой кишки, толстая кишка, интрамуральный нервный аппарат.

ANALYSIS OF MORPHOMETRIC PARAMETERS OF NEURONS SUBMUCOSAL PLEXUS INTRAMURAL NERVOUS APPARATUS OF LARGE INTESTINE AT 30−180 DAYS AFTER DISTAL RESECTION OF SMALL INTESTINE

Mesoedova V. A.

Abstract. Among the problems of modern medicine research a special place regulatory systems, particularly nervous system of the colon. Solution of these issues acquires a special significance because in surgical clinics often perform resection of ileum. This loss occurs with intestine nerve cells, that leads to disruption of the relationship between the units neuro-endocrine regulation.

The aim of study. To analyze the morphometric parameters and establish patterns of neuronal changes submucosal nerve plexus of large intestine in 30−180 days after distal resection of small intestine.

Material and methods. The research was conducted on 60 white mongrel mature male rats that were divided on two groups: animals with perforned control laparotomy and animals with performed distal resection of small intestine. Collecting the material was conducted for caecum, large intestine and rectum at 30, 90 and 180 days of experiment. Morphometric measurements were performed on neurocytes preparations dyed by Nisl method. Image obtained with a digital camera Canon Power Shot G-5, used lens 40 and 4, morphometric measurement are were performed using program Image Tool® for Windows® (version 2,0). It was measured square profile (Sc), and perimeter of neuron square profile (Sn) and perimeter neuron nucleus. Calculated the ratio of Sn/Sc coefficients form (Fc) neuron and (Fn) nucleus of nerve cells. To calculate the measured parameters and coefficients used spreadsheets Microsoft® Excel 2007. Statistical analysis was performed using data computer system STATISTICA for Windows®.

Results and discussion. Since 30 days after resection of ileum, Sc and their Sn neurons decreases and the 90 180 days they actually equated with the same parameters specific to control laparotomy.

The ratio of Sn/Sc 30 to 180 day experiment changes are not the same in different parts of large intestine. After 30 days in submucosal plexus of cecum Sn/Sc, from 30 day reduced to 90 day and comes up to laparotomnoy indicators. The reduction to control values within 30−180 day Sn/Sc is observed in large intestine.

According to change in neurons and 30 days after resection and reduced Fc and Fn. However, a return to control data Fc of large intestine and rectum is observed at 30 days, and cecum occurs on 90 day of experiment. Recovery rate of Fn is nerve cells has been observed since 30 day experiment, submucosal plexus of large intestine where the value Fn are even less likely than control. At 90 day after surgery Fn neurocyte ofs large intestine are smaller than control data.

So from 30 day, marked a number of compensatory-adaptive processes in neurons aimed at restoring disturbed functions that reach most at 90 day of experiment. In interval from 90 to 180 days there is a gradual normalization of morphometric parameters of nerve cells.

Conclusions

• 1. Reducing of morphometric parameters change of submucosal plexus neurons is observed in range of 30 to 180 days of experiment, and approaching reference in large intestine and rectum. Expressed changes in morphometric parameters detected at 30 day after resection of cecum in neurons, especially increasing Sc, Sn and Fc.
• 2. Between Sc and Sn there is frequently observed strong positive correlation. Data Sc and Fc are characterized by medium strength of positive correlation ratio. A weak positive correlation is marked between Fn and Sn.

The prospect of further research. The perspective is the studying of morphological changes of intramural nerve plexus neurons that are close to morphometric studies will enable a deeper consider the role of nervous system in development of compensatory restorative processes in large intestine at distal resection of small intestine.

Keywords: distal resection of small intestine, large intestine, intramural nervous apparatus.

У статті використано матеріал, який є частиною науково-дослідної роботи кафедри клінічної анатомії та оперативної хірургії «Морфо-функціональне дослідження нервово-ендокринного апарату травного тракту і його мікроциркуляторного русла у інтактних щурів, після резекції тонкої кишки та при патології» (№ державної реєстрації 0107U006637).

Серед проблем сучасної медицини особливе місце займають дослідження регуляторних систем, зокрема, нервового апарату травного тракту [1,3]. Відомо, що товста кишка, як і інші відділи травного каналу, має добре виражений нервовий апарат [4,7,9]. Використання сучасних методів істотно розширило і доповнило уявлення про структуру і функцію інтрамурального нервового апарату кишки в нормі та при патології [2,3,6].

Однак, на сьогодні мало вивчені реактивні процеси в нервовому апараті товстої кишки при видаленні клубової частини тонкої кишки. їх дослідження представляє значний інтерес, так як ці процеси беруть участь в забезпеченні компенсаторно-пристосувальних змін, а також впливають на перебіг післяопераційного періоду.

Мета дослідження. Проаналізувати морфометричні показники та встановити закономірності змін нейронів підслизового нервового сплетення відділів товстої кишки на 30−180 добу після дистальної резекції тонкої кишки.

Об'єкт і методи дослідження. Дослідження виконано на 60 білих безпородних статевозрілих щурах-самцях, розділених на групи: тварини з контрольною лапаротомією та тварини з виконаною дистальною резекцією тонкої кишки. Забір матеріалу проводився із сліпої, ободової та прямої кишок на 30, 90 та 180 добу експерименту.

Експерименти проведені відповідно до положення Європейської конвенції щодо захисту хребетних тварин, яких використовують в експериментальних та інших наукових цілях (Страсбург, 1986), Директиви Ради Європи 86/609/ЕЕС (1986 р.), Закону України № 3447 — IV «Про захист тварин від жорстокого поводження», загальних етичних принципів експериментів на тваринах, ухвалених Першим національним конгресом України з біоетики (2001 р.).

Морфометричні вимірювання нейроцитів проводили на препаратах, фарбованих за методом Нісля. Зображення отримували цифровою камерою Canon Power Shot G-5, застосовували об'єктив 40 та фотоокуляр 4, вимірювання морфометричних показників здійснювали програмою Image Tool® for Windows® (version 2,0). Вимірювали площу профіля (Sc) і периметр нейрона, площу профіля (Sn) і периметр ядра нейрона. Обчислювали відношення Sn/Sc, коефіцієнти форми (Fc) нейрона і (Fn) ядра нервової клітини. Для обчислення виміряних параметрів і коефіцієнтів використовували електронні таблиці Microsoft® Excel 2007. Статистичний аналіз показників проводили за допомогою комп’ютерної системи STATISTICA for Windows®.

Результати дослідження та їх обговорення. Морфометричний аналіз нервових клітин підслизового сплетення на 30 добу експерименту показав, що площа профілю нейронів у сліпій кишці становить 117,88±1,14 мкм 2, проти 110,637±1,352 мкм 2 в контролі. В ободовій і прямій кишках Sc становить 118,21 ± 1,54 мкм 2 та 123,73±1,72 мкм 2, що істотно перевищує контрольні величини: 112,505±1,621 мкм 2 та 118,952±2,180 мкм 2 відповідно. У відділах товстої кишки Sn нервових клітин, в цей термін, становить: сліпа кишка — 38,78±0,60 мкм 2; ободова кишка — 41,38±1,03 мкм 2, пряма кишка — 38,43±0,80 мкм 2, що є достовірно вищою, ніж після лапаротомії: 33,01±1,74 мкм 2; 34,80±0,57 мкм 2 і 35,21±1,37 мкм 2 відповідно, при вірогідності похибки Р<0,05.

Коефіцієнт кореляції при цьому між Sn і Sc становить у сліпій кишці r=0,276, в ободовій r=0,354 і у прямій r=0,369. Тобто, на 30 добу спостерігається середньої сили прямо пропорційна залежність, яка, однак, менша в порівнянні з контролем.

Відношення Sn/Sc нейронів в товстій кишці представлене по різному. В сліпій і ободовій кишках відношення Sn/Sc значно перевищує контрольні величини і становить, відповідно, 0,329±0,007 мкм 2 та 0,350±0,008 мкм 2, при Р0,05.

На 30 добу після резекції клубової кишки в досліджених відділах товстої кишки спостерігається наступний розподіл Fc: в сліпій кишці він становить 1,432±0,008 мкм 2, що суттєво перевищує контроль 1,336±0,014 мкм 2, при Р<0,05; в ободовій кишці Fc є незначно більшим за контроль: 1,345±0,002 мкм 2 проти 1,314±0,014 мкм 2, при Р0,05.

Кореляційний аналіз між показниками Fc і Sc виявив позитивний зв’язок середньої сили із коефіцієнтом кореляції: у сліпій кишці r=0,222, в ободовій r=0,308 і у прямій кишці r=0,285, що менше, ніж у контролі: r=0,390, r=0,394 і r=0,347 відповідно.

На 30 добу Fn в сліпій кишці становить 1,171±0,006 мкм 2, що незначно перевищує контрольні величини 1,162±0,010 мкм 2, при Р>0,05. В ободовій кишці цей показник становить 1,114±0,003 мкм 2 і є меншим за показник контролю — 1,120±0,002 мкм 2, при Р0,05) (табл.).

Площа профілю нейронів товстої кишки на 90 добу експерименту зменшується: в сліпій кишці - до 112,00±0,79 мкм 2, наближаючись до контрольних величин 105,68±1,75 мкм 2, однак ще вірогідно перевищує їх (Р<0,05); в ободовій кишці - зменшується незначно до 110,81±1,72 мкм 2, а в прямій кишці зменшення даного показника є більш виражене до 111,31±0,67 мкм 2, ніж контрольні показники: 113,21±1,47 мкм 2 і 117,21 ± 1,58 мкм 2 відповідно. В прямій кишці, на відміну від ободової, ця відмінність є вірогідною (Р0,05). Між Sn і Sc виявлено позитивний кореляційний зв’язок, при якому коефіцієнт кореляції становить: у сліпій кишці r=0,404, в ободовій кишці r=0,430, в прямій кишці r=0,444 і не відрізняється від таких же у контролі (r=0,515, r=0,475 і r=0,474 відповідно). Відношення Sn/Sc на 90 добу зменшується у сліпій і ободовій кишках. Проте, у сліпій кишці цей показник не відрізняється від контролю (0,315±0,005 мкм 2, проти 0,318±0,019 мкм 2 в контролі, при Р>0,05), в ободовій кишці величина показника 0,336±0,004 мкм 2, проти 0,313±0,011 мкм 2 в контролі, при Р0,05. Fc у всіх відділах товстої кишки зменшується, однак у сліпій кишці залишається більшим за контроль (Р0,05) (табл.).

Кореляційні співвідношення між Fc і Sc виявляють позитивний зв’язок і з коефіцієнтом кореляції, який в ободовій і прямій кишках не відрізняється від такого ж у контролі, а у сліпій кишці (r=0,329) дещо менший від нього (r=0,434). Fn у сліпій та прямій кишках на 90 добу у порівнянні з попереднім терміном збільшується, а в ободовій кишці зменшується, досягаючи величин менших за лапаротомних тварин. У сліпій кишці Fn є незначно більшим за контроль, а у прямій кишці він фактично не відрізняється від показників при контрольній лапаротомії (табл.). Між показниками Fn і Sc також виявлено прямо пропорційну залежність, а коефіцієнти кореляції фактично не відрізняються від таких же у контролі.

У підслизовому сплетенні на 180 добу площа профілю нейронів у сліпій і ободовій кишках зменшується, а у прямій кишці збільшується у порівнянні з 90 добою, досягаючи контрольних показників. Площа профілю ядра нейроцитів в усіх відділах товстої кишки зменшується у порівнянні з попереднім терміном і не відрізняється від контрольних показників (Р>0,05) (табл.). Результати кореляційного аналізу показали, що між показниками Sn і Sc спостерігається позитивна кореляційна залежність середньої сили, яка не відрізняється від показників характерних для лапаротомії. Fc підслизового сплетення в даний термін досліду зменшується у порівнянні з попереднім терміном у сліпій та ободовій кишках та незначно збільшується у прямій кишці. Однак, якщо в ободовій і прямій кишках даний показник не відрізняється від контрольних величин (Р>0,05), то у сліпій — залишається дещо вищим за нього (Р>0,05).

На 180 добу нами встановлено позитивний кореляційний зв’язок середньої сили. Коефіцієнт кореляції практично не відрізняється від контрольних показників і становить: у сліпій кишці r=0,407, в ободовій r=0,436 і у прямій r=0,381 (в контролі відповідно — r=0,450, r=0,405 і r=0,359). Fn нейронів у сліпій і, особливо, в ободовій кишках зростає, а у прямій кишці фактично залишається незмінним у порівнянні з 90 добою після операції. При цьому Fn у сліпій та ободовій кишках неістотно переважають показники після лапаротом ії (Р>0, 05), а у прямій кишці не відрізняються від них (табл.). Кореляційне відношення між Fn та Fc характеризується слабким позитивним зв’язком.

Таким чином починаючи з 30 доби, відмічається ряд компенсаторно-пристосувальних процесів в нейронах, спрямованих на відновлення порушених функцій, що досягають найбільшого розвитку до 90 доби експерименту. В проміжку з 90 до 180 доби відбувається поступова нормалізація морфометричних показників нервових клітин.

Висновки

• 1. Зменшення змін морфометричних показників нейронів підслизового нервового сплетення відділів товстої кишки спостерігається в інтервалі від 30 до 180 доби експерименту, наближення показників до контрольних відбувається в ободовій та прямій кишках. Виражені зміни морфометричних показників виявлені на 30 добу після резекції в нейронах сліпої кишки, особливо збільшення Sc, Sn та Fc.
• 2. Між Sc та Sn частіше спостерігається сильний позитивний кореляційний зв’язок. Показники Sc та Fc характеризуються середньої сили позитивним кореляційним відношенням. Слабкий позитивний кореляційний зв’язок відмічений між Fn та Sn.

Перспективи подальших досліджень.

Перспективним є вивчення морфологічних змін нейронів інтрамуральних нервових сплетень, які поруч з морфометричними дослідженнями дадуть можливість більш глибше розглянути роль нервового апарату у розвитку компенсаторновідновних процесів у товстій кишці при дистальній резекції тонкої кишки.

Література

• 1. Акмаев И. Г От нейроэндокринологии к нейроиммунологии / И. Г Акмаев, В. В. Гриневич // Бюлл. эксперим. биол. и мед. 2001. — Т. 131, № 1. — С. 22−32.
• 2. Ковальчук Н.Є. Морфологічний стан нейронів інтрамуральних гангліїв тонкої кишки щурів після гострої странгуляційної тонкокишкової непрохідності / Н.Є. Ковальчук, М.М. Багрій, Ю. Л. Попович // Вісник морфології. — 2013. — Т 19, № 2. — С. 333−336.
• 3. Ковальчук Н.Є. Ультраструктурні особливості будови інтрамуральних нейронів міжм'язового сплетення тонкої кишки інтактних щурів / Н.Є. Ковальчук, Ю. Л. Попович, В. М. Перцович [та ін.] // Морфологія на сучасному етапі розвитку науки: Тези доповідей науково-практичної конференції (Тернопіль, 5−6 жовтня 2012 р.). — Тернопіль, 2012. — С. 94−96.
• 4. Покровский В. М. Физиология человека / Под ред. В. М. Покровский, ГФ. Коротько. — М.: Медицина, 2001. — Т 1. — 448 с.
• 5. Попович Ю. Л. Роль гормонів травного каналу у виникненні синдрому «короткої кишки» / Ю. Л. Попович, І.Г Дацун, С. В. Купчак [та ін.] // Клінічна хірургія. — 2002. — № 2. — С. 54−56.
• 6. Шутка Б. В. Морфофункціональний стан нервового апарату тонкої кишки після странгуляції в ранні терміни з врахуванням відстані від неї / Б. В. Шутка, Н.Є. Ковальчук // Вісник проблем біології і медицини. — 2006. — Вип. 2. — С. 342−345.
• 7. Costa M. Anatomy and physiology of enteric nervous system / M. Costa, S.J.H. Brookes, G.W. Henning // Small intestine. — 2000. (Suppl. IV), № 47. — P iv15-iv19.
• 8. Lardy H. Enterocyte metabolism during early adaptation after extensive intestinal resection in a rat model / H. Lardy, B. Mouille, M. Thomas [et al.] // Surgery. — 2004. — Vol. 135, № 6. — P 649−656.