Изменения морфометрических параметров периферических эндокринных желез и показателей микроструктуры, фазового состава биоминерала регенерата большеберцовых костей после длительного воздействия бензоата натрия

В в е д е н и е. Бензоат натрия является консервантом, широко применяемым в пищевой промышленности для увеличения сроков хранения продуктов питания. Однако установлены его генотоксичные, гепато- и нефротоксичные свойства, что требует продолжения изучения его влияния на организм.

Ц е л ь. Изучить влияние 60-дневного воздействия бензоата натрия на структуру С-клеток щитовидной железы, главных паратироцитов околощитовидных желез и спонгиоцитов пучковой зоны надпочечников с учетом изменений микроструктуры и фазового состава биоминерала регенерата большеберцовых костей при моделировании механической травмы.

М а т е р и а л ы и м е т о д ы. Сто двадцать белых половозрелых крыс-самцов были разделены на четыре группы (по 30 особей в каждой). Животные 1-й и 2-й групп подвергались 60-дневному воздействию бензоата натрия в дозах 500 и 1000 мг/кг, после чего моделировали травму в большеберцовых костях. В 3-й группе вместо бензоата натрия животным вводился физиологический раствор. В 4-й группе крысы получали физиологической раствор без моделирования травмы большеберцовых костей. Изучение изменений цитоморфометрических параметров С-клеток щитовидной железы осуществлялось методом электронной микроскопии на 3-и и 24-е сутки после моделирования травмы большеберцовых костях. Изучение морфометрических параметров главных паратироцитов и спонгиоцитов пучковой зоны надпочечников проводилось методом световой микроскопии на 3-и, 10, 15, 24, 45-е сутки, а показателей, характеризующих микроструктуру и фазовый состав биоминерала регенерата костей – методом рентгеноструктурного анализа в эти же сроки.

Р е з у л ь т а т ы. В 1-й группе площадь, занимаемая эухроматином в ядрах С-клеток, значимо уменьшалась по сравнению с 3-й группой на 24-е сутки наблюдения на 21.13 %, а во 2-й группе на 3-и и 24-е сутки – на 5.83 и 16.29 %. В 1-й и 2-й группах на 3-и, 24-е сутки соотношение площадей эухроматина и гетерохроматина было меньше на 2.65, 22.25 и 6.69, 17.69 %, диаметр секреторных гранул – на 7.47, 15.43 и 8.92, 16.00 %. Количество ядер главных паратироцитов на единицу площади уменьшалось значимо только во 2-й группе с 3-х по 15-е сутки на 3.96, 3.34, 3.68 %, а индекс функциональной активности – на 3-и сутки на 6.34 %. Количество ядер спонгиоцитов на единицу площади в пучковой зоне значимо уменьшалось в обеих группах с 3-х по 45-е сутки на 2.87, 2.40 и 5.57, 3.91 %. В 1-й группе индекс функциональной активности спонгиоцитов был меньше лишь с 3-х по 15-е сутки на 7.20, 6.78, 4.54 %, а во второй группе – во все сроки на 10.73 и 7.23 %. В биоминерале регенерата большеберцовых костей у крыс 1-й группы выявлено значимое увеличение размера элементарных ячеек вдоль оси с на 15 и 24-е сутки на 0.23 и 0.17 %. Во 2-й группе увеличение размера элементарных ячеек вдоль оси а было значимым с 15-х по 45-е сутки на 0.28, 0.15, 0.13 %, а размера элементарных ячеек вдоль оси с – с 10-х по 45-е сутки на 0.18, 0.23, 0.21, 0.12 %. В этих же группах установлена значимая положительная связь между такими параметрами, как количество ядер главных паратироцитов, спонгиоцитов пучковой зоны и размером элементарных ячеек вдоль осей а, с, процентным содержанием витлокита, а связь между параметром «соотношение площадей эухроматина и гетерохроматина в ядрах С-клеток» была положительной на 3-и сутки и отрицательной на 24-е сутки.

З а к л ю ч е н и е. Морфофункциональное состояние С-клеток, главных паратироцитов и спонгиоцитов пучковой зоны дозозависимо угнетается предшествующим 60-дневным введением бензоата натрия. Это сопровождается нарушением компенсаторно-восстановительных процессов в периоде репаративного остеогенеза. Методом корреляционного анализа установлены различные по силе и направленности связи между изменениями морфометрических параметров эндокринных желез и микроструктуры регенерата.

1. Миронов С.П., Еськин Н.А., Андреева Т.М. и др. Динамика травматизма среди взрослого населения Российской Федерации // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2019;3:5-13. DOI: 10.17116/vto20190315.

2. Gibson S.C., Hartman D.A., Schenck J.M. The endocrine response to critical illness: update and implications for emergency medicine // Emerg. Med. Clin. N. Am. 2005;23(3):909-929. DOI: 10.1016/j.emc.2005.03.015.

3. Wu L., Zhang C., Long Y. et al. Food additives: From functions to analytical methods // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2022;62(30):8497-8517. DOI: 10.1080/10408398.2021.1929823.

4. Kaur A., Gill P.P.S., Jawandha S.K. Effect of sodium benzoate application on quality and enzymatic changes of pear fruits during low temperature // J. Food Sci. Technol. 2019;56(7):3391-3398. DOI: 10.1007/s13197-019-03823-5.

5. Pongsavee M. Effect of sodium benzoate preservative on micronucleus induction, chromosome break, and Ala40Thr superoxide dismutase gene mutation in lymphocytes // Biomed. Res. Int. 2015;2015:103512. DOI: 10.1155/2015/103512.

6. Khodaei F., Kholghipour H., Hosseinzadeh M., Rashedinia M. Effect of sodium benzoate on liver and kidney lipid peroxidation and antioxidant enzymes in mice // J. Rep. Pharm. Sci. 2019;8(2):217-223. DOI: 10.4103/jrptps.JRPTPS_68_18.

7. Шурыгина Е.И., Полякова В.С., Миханов В.А. Морфофункциональные изменения в щитовидной и паращитовидных железах в ходе репаративного остеогенеза // Журнал анатомии и гистопатологии. 2018;7(2):90-94. DOI: 10.18499/2225-7357-2018-7-2-90-94.

8. Лузин В.И., Прочан В.Н., Глущенко Р.Н. Ультраструктура костного минерала, формирующегося при нанесении сквозного дырчатого дефекта большеберцовой кости у белых крыс различного возраста // Галицький лікарський вісник. 2010;2(2):70-73.

9. Лузин В.И., Ивченко Д.В., Панкратьев А.А. Методика моделирования костного дефекта у лабораторных животных // Український медичний альманах. 2005;8(2):162.

10. Рыболовлев Ю.Р., Рыболовлев Р.С. Дозирование веществ для млекопитающих по константам биологической активности // Доклады АН СССР. 1979;6:1513-1516.

11. Directive 2010/63/ EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes // Official Journal of the European Union. 2010;53(L276):33-79. URL: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32010L0063 (дата обращения: 04.01.2024).

12. Морфологическая диагностика. Подготовка материала для гистологического исследования и электронной микроскопии: руководство / Д.Э. Коржевский, Е.Г. Гилерович, О.В. Кирик и др.; под ред. Д.Э. Коржевского. СПб.: СпецЛит, 2013. 127 с.

13. Волков В.П. Функциональная морфология паращитовидных желёз человека в возрастном аспекте // Современная медицина: актуальные вопросы. 2014;32:6-16.

14. Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Индицирование рентгенограмм: справочное руководство. М.: Наука, 1981. 496 с.

15. Yassien E.E., Mohamed A.M.S., Mahmoud M.E., Zaki A.M. Sodium benzoate induced toxicities in albino male rats: mitigating effects of Ficus carica and Cymbopogon citratus leave extract // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2022;29(60):90567-90579. DOI: 10.1007/s11356-022-22020-0.

16. Khoshnoud M.J., Siavashpour A., Bakhshizadeh M., Rashedinia M. Effects of sodium benzoate, a commonly used food preservative, on learning, memory, and oxidative stress in brain of mice // J. Biochem. Mol. Toxicol. 2018;32(2). DOI: 10.1002/jbt.22022.

17. Khan I.S., Dar K.B., Ganie S.A., Ali M.N. Toxicological impact of sodium benzoate on inflammatory cytokines, oxidative stress and biochemical markers in male Wistar rats // Drug Chem. Toxicol. 2022;45(3):1345-1354. DOI: 10.1080/01480545.2020.1825472.

18. Mohiuddin M., Rokeya B., Al-Shoeb M.A., Kabir Y. Sodium benzoate in locally available soft drinks and its effect on DNA damage and liver function in rats // Dhaka Univ. J. Biol. Sci. 2022;30(3CSI):371-383. DOI: 10.3329/dujbs.v30i3.59030.

19. Shahmohammadi M., Javadi M., Nassiri-Asl M. An overview on the effects of sodium benzoate as a preservative in food products // Biotech. Health Sci. 2016;3(3):e35084. DOI: 10.17795/bhs-35084.

20. Морозов В.Н., Лузин В.И. Морфологические изменения фолликулов щитовидной железы крыс после 60-ти суточного воздействия бензоата натрия и моделирования перелома большеберцовых костей // Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2023;13(3):35-43. DOI: 10.29039/2224-6444-2023-13-3-35-43.

21. Zabel M., Dietel M., Gebarowska E., Michael R. Effect of follicular cells on calcitonin gene expression in thyroid parafollicular cells in cell culture // Histochem. J. 1999;31(3):175-180. DOI: 10.1023/a:1003597416140.

22. Pereira S.S., Lobato C.B., Monteiro M.P. Cell signaling within endocrine glands: thyroid, parathyroids and adrenal glands // Tissue-Specific Cell Signaling; eds. by J. Silva, M. Freitas, M. Fardilha. Springer Cham, 2020. P. 63–91.