anatomyЖурнал анатомии и гистопатологииJournal of Anatomy and Histopathology2225-7357N.N. Burdenko Voronezh State Medical University10.18499/2225-7357-2022-11-4-27-32anatomy-1653Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL PAPERSФункциональная морфология эпителия маточных труб крыс при воздействии хронического низкоинтенсивного γ-излученияMorphology of the epithelium of the fallopian tubes of rats under the influence of chronic low-intensity γ-radiationhttps://orcid.org/0000-0001-8227-9997ПавловА. В.PavlovA. V.

Павлов Алексей Владимирович – д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии

ул. Революционная, 5, Ярославль, 150000

Aleksei V. Pavlov – Doct. Med. Sci., Prof., head of histology, cytology and embryology department

ul. Revolyutsionnaya, 5, Yaroslavl, 150000

pavlov@ysmu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0186-0569ЕрмаковаО. В.ErmakovaO. V.

Ермакова Ольга Владимировна – д-р биол. наук, ведущий научный сотрудник

Сыктывкар

Ol'ga V. Ermakova – Doct. Biol. Sci., leading researcher

Syktyvkar

ermakova@ib.komisc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2479-2036КораблеваТ. В.KorablevaT. V.

Кораблева Татьяна Владимировна – канд. мед. наук, доцент

Ярославль

Tat'yana V. Korableva – Cand. Med. Sci., Assoc. Prof.

Yaroslavl

korablevat@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5387-4287ФокановаО. А.FokanovaO. A.

Фоканова Ольга Анатольевна – канд. мед. наук, доцент

Ярославль

Ol'ga A. Fokanova – Cand. Med. Sci., Assoc. Prof.

Yaroslavl

oafokanova-76@mail.ruЯрославский государственный медицинский университетYaroslavl State Medical UniversityИнститут биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наукInstitute of Biology, Komi Scientific Center, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences2022130120231142732Copyright © Павлов А.В., Ермакова О.В., Кораблева Т.В., Фоканова О.А., 20232023Павлов А.В., Ермакова О.В., Кораблева Т.В., Фоканова О.А.Pavlov A.V., Ermakova O.V., Korableva T.V., Fokanova O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://anatomy.elpub.ru/jour/article/view/1653

Цель исследования – изучение функциональной морфологии эпителиальной выстилки маточных труб половозрелых крыс в условиях воздействия хронического низкоинтенсивного γ-излучения.

Материал и методы

Материал и методы. С помощью комплексной методики прижизненного микроскопического наблюдения изучена двигательная активность цилиарного аппарата. На гистологических срезах, окрашенных гематоксилином и эозином, определяли частоту основных типов эпителиальных клеток в пласте и проводили морфометрию оцифрованных изображений клеточных структур (высоты клеток, длины ресничек) эпителиальной выстилки маточных труб 16 крыс-самок Вистар, подвергнутых экспериментальному хроническому γ-облучению на протяжении 55–70 сут. (суммарные поглощенные дозы – 5 сГр и 50 сГр) и 8 контрольных животных, находившихся в условиях естественного радиационного фона.

Результаты

Результаты. Эпителий маточных труб в контроле и опыте у крыс содержит три типа клеток: реснитчатые (мерцательные), секреторные и вставочные (камбиальные). По сравнению с контролем у облученных крыс средняя высота реснитчатых клеток и длина ресничек снижены соответственно на 30% и 23% при суммарной поглощенной дозе 5 сГр и на 16% и 13% соответственно – при 50 сГр (p размерных показателей, средняя частота биения ресничек в эксперименте оказалась на 12–14% ниже уровня интактных животных (p0,05).

Заключение

Заключение. Воздействие хронического низкоинтенсивного γ-излучения на эпителиальную выстилку маточных труб отчетливо проявляется на уровне физиологических реакций клеток. Облучение в минимальной дозе 5 сГр уже способно вызывать атрофические перестройки и дисфункцию реснитчатого эпителия. Полученные результаты свидетельствуют о высокой радиочувствительности изученных тканевых элементов и позволяют рассматривать хроническое ионизирующее излучение, как потенциальный фактор риска, нарушающий структуру и функцию эпителиальной выстилки органа.

The purpose of the study was to investigate the functional morphology of the ciliary transport system of the fallopian tubes of sexually mature rats under the influence of chronic low-intensity γ-radiation.

Material and methods

Material and methods. Using a complex technique of intravital microscopic observation, the motor activity of the ciliary apparatus was studied. The frequency of the main types of epithelial cells in the layer was determined on histological sections stained with hematoxylin and eosin. There was also determined morphometry of digitized images of cell structures (cell height, length of cilia) of the epithelial lining of the fallopian tubes of 16 female Wistar rats subjected to experimental chronic γ-irradiation for 55–70 days (total absorbed doses – 5 cGy and 50 cGy) and 8 control animals that were under natural background radiation.

Results

Results. The epithelium of the fallopian tubes in the control and experiment in rats contains three types of cells: ciliated, secretory and intercalary (cambial). Compared to the control of the irradiated rats the average height of ciliated cells and the length of cilia were decreased by 30% and 23%, respectively, at a total absorbed dose of 5 cGy and by 16% and 13% at 50 cGy (p 18% (p recorded, while the dimensional characteristics of secretory cells did not significantly differ from the control (p>0,05).

Conclusions

Conclusions. The effects of chronic low-intensity γ-radiation on the epithelial lining of the fallopian tubes can be clearly manifested at the level of physiological reactions of cells; irradiation at a minimum dose of 5 cGy is already capable of causing atrophic rearrangements and dysfunction of the ciliated epithelium. The results obtained indicate a high radiosensitivity of the studied tissue elements and make it possible to consider chronic ionizing radiation as a potential risk factor disrupting the structure and function of the epithelial lining of the organ.

маточные трубыреснитчатый эпителийцилиарный аппаратдвигательная активностьморфометриянизкоинтенсивное γ-излучениеfallopian tubesciliated epitheliumciliary apparatusmotor activitymorphometrylow-intensity γ-radiationReferencesБандажевский Ю.И., Антонова Ю.В. Состояние репродуктивной системы женского организма в условиях воздействия радионуклеидов. Клинико-экспериментальные аспекты влияния инкорпорированных радионуклеидов на организм. Гомель. 1995;2:24–34Bandazhevskii YuI, Antonova YuV. Sostoyanie reproduktivnoi sistemy zhenskogo organizma v usloviyakh vozdeistviya radionukleidov. Kliniko-eksperimental'nye aspekty vliyaniya inkorporirovannykh radionukleidov na organizm. Gomel'. 1995;2:24–34 (in Russian).Владимирская Т.Э., Швед И.А., Криворот С.Г., Веялкина Н.Н. Определение фаз эстрального цикла белых крыс по клеточному составу влагалищных мазков. Весци Наяцынальной Акадэмii Навук Беларусi. Серыя Бiялагичных навук. 2011;4:88–91 EDN: ZRZSYPVladimirskaya TE, Shved IA, Kryvorot SG, Veyalkina NN, Adamovich AV. Determination of the Estrous Cycle Phases of White Rats According to Cellular Makeup ofVaginal Smears. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Biological Series. 2011;4:88–91 (in Russian). EDN: ZRZSYPЕрмакова О.В., Павлов А.В., Есев Л.И., Кораблева Т.В. Двигательная активность цилиарного аппарата реснитчатого эпителия трахеи и маточных труб при воздействии хронического низкоинтенсивного γ-излучения. Морфология. 2014;146(6):77–9 EDN: SUEIMHYermakova OV, Pavlov AV, Yesev LI, Korablyova TV. Motor Activity of the Ciliary Apparatus of the Ciliated Epithelium of the Trachea and the Uterine Tubes after Exposure to Chronic Low-Level γ-radiation. Morphology. 2014;146(6):77–9 (in Russian). EDN: SUEIMHЕрмакова О.В., Павлов А.В., Кораблева Т.В. Цитогенетические эффекты в фолликулярном эпителии при длительном воздействии низкоинтенсивного гамма-излучения. Радиационная биология. Радиоэкология, 2008;48(2):160–6 EDN: IJMTVPErmakova OV, Pavlov AV, Korableva TV. Cytogenetic Effects in Follicular Epithelium of Thyroid Gland under Prolonged Exposure to g-Radiation at Low-Doses. Radiation Biology. Radioecology. 2008;48(2):160–6 (in Russian). EDN: IJMTVPИвановский Ю.А. Эффект радиационной стимуляции при действии больших и малых доз ионизирующего облучения. Автореф. дис. докт. мед. наук. Владивосток: 2006Ivanovskii YuA. Effekt radiatsionnoi stimulyatsii pri deistvii bol'shikh i malykh doz ioniziruyushchego oblucheniya. Avtoref. dis. dokt. med. nauk. Vladivostok: 2006 (in Russian).Карпенко А.А., Ивановский Ю.А. Мерцательный эпителий трахеи крыс чувствителен к γ-облучению в сверхмалых дозах. Радиобиология. 1992;32(5):701–5 EDN: KSPFOHKarpenko AA, Ivanovskij YuA. Ciliated Epithelium of Rat Trachea Is Sensitive To Gamma-Irradiation with Very Low Doses. Radiobiology. 1992;32(5):701–5 (in Russian). EDN: KSPFOHПавлов А.В., Кораблева Т.В., Есев Л.И., Фоканова О.А., Лукашевич Ю.А. Методические подходы к экспериментальному изучению гистофизиологии мукоцилиарной транспортной системы маточных труб. Морфология. 2019;155(1):60–5 EDN: ZNDOXLPavlov AV, Korablyova TV, Yesev LI, Fokanova OA, Lukashevich YuA. Methodical Approaches to Experimental Study of Histophysiology of Mucociliary Transport System in the Uterine Tubes. Morphology. 2019;155(1):60–5 (in Russian). EDN: ZNDOXLAlbertsson M, Baldetorp B, Håkansson CH, von Mecklenburg C. The effects of 10 Gy single-dose irradiation on the ciliated epithelium measured during and one-to-ten days following irradiation. A comparative physiological and morphological study. Scan Electron Microsc. 1984;(Pt 2):813-24.Albertsson M, Baldetorp B, Håkansson CH, von Mecklenburg C. The effects of 10 Gy single-dose irradiation on the ciliated epithelium measured during and one-to-ten days following irradiation. A comparative physiological and morphological study. Scan Electron Microsc. 1984;(Pt 2):813-24.Bailey KL, Bonasera SJ, Wilderdyke M, Hanisch BW, Pavlik JA, DeVasure J, et al. Aging causes a slowing in ciliary beat frequency, mediated by PKCε. American Journal of Physiology - Lung Cel-lular and Molecular Physiology. 2014 Mar 15;306(6):L584–9. doi: 10.1152/ajplung.00175.2013Bailey KL, Bonasera SJ, Wilderdyke M, Hanisch BW, Pavlik JA, DeVasure J, et al. Aging causes a slowing in ciliary beat frequency, mediated by PKCε. American Journal of Physiology - Lung Cel-lular and Molecular Physiology. 2014 Mar 15;306(6):L584–9. doi: 10.1152/ajplung.00175.2013Baldetorp B, Baldetorp L. Effect of Repeat Irradiation on the Tracheal Ciliary Cell Activity. Acta Radiologica: Oncology. 1985 Jan;24(4):369–73. doi: 10.3109/02841868509136067Baldetorp B, Baldetorp L. Effect of Repeat Irradiation on the Tracheal Ciliary Cell Activity. Acta Radiologica: Oncology. 1985 Jan;24(4):369–73. doi: 10.3109/02841868509136067Braiman A, Priel Z. Efficient mucociliary transport relies on efficient regulation of ciliary beating. Respiratory Physiology & Neurobiology. 2008 Nov;163(1-3):202–7. doi: 10.1016/j.resp.2008.05.010Braiman A, Priel Z. Efficient mucociliary transport relies on efficient regulation of ciliary beating. Respiratory Physiology & Neurobiology. 2008 Nov;163(1-3):202–7. doi: 10.1016/j.resp.2008.05.010Li C, Zhang H-Y, Liang Y, Xia W, Zhu Q, Zhang D, et al. Effects of Levonorgestrel and progesterone on Oviductal physiology in mammals. Reproductive Biology and Endocrinology. 2018 Jun 20;16(1). doi: 10.1186/s12958-018-0377-3Li C, Zhang H-Y, Liang Y, Xia W, Zhu Q, Zhang D, et al. Effects of Levonorgestrel and progesterone on Oviductal physiology in mammals. Reproductive Biology and Endocrinology. 2018 Jun 20;16(1). doi: 10.1186/s12958-018-0377-3Li C, Wu Y, Zhu Q, Zhang H, Huang Z, Zhang D, et al. TRPV4 is involved in levonorgestrel-induced reduction in oviduct ciliary beating. The Journal of Pathology. 2019 Mar 5;248(1):77–87. doi: 10.1002/path.5233Li C, Wu Y, Zhu Q, Zhang H, Huang Z, Zhang D, et al. TRPV4 is involved in levonorgestrel-induced reduction in oviduct ciliary beating. The Journal of Pathology. 2019 Mar 5;248(1):77–87. doi: 10.1002/path.5233Karpenko AA, Ivanovsky YuA. Effect of Very Low Doses of γ Radiation on Motility of Gill Ciliated Epithelia of Mytilus edulis. Radiation Research. 1993 Jan;133(1):106-110. doi: 10.2307/3578264Karpenko AA, Ivanovsky YuA. Effect of Very Low Doses of γ Radiation on Motility of Gill Ciliated Epithelia of Mytilus edulis. Radiation Research. 1993 Jan;133(1):106-110. doi: 10.2307/3578264Leopold PL, O’Mahony MJ, Lian XJ, Tilley AE, Harvey B-G, Crystal RG. Smoking Is Associated with Shortened Airway Cilia. Feghali-Bostwick C, editor. PLoS ONE. 2009 Dec 16;4(12):e8157. doi: 10.1371/journal.pone.0008157Leopold PL, O’Mahony MJ, Lian XJ, Tilley AE, Harvey B-G, Crystal RG. Smoking Is Associated with Shortened Airway Cilia. Feghali-Bostwick C, editor. PLoS ONE. 2009 Dec 16;4(12):e8157. doi: 10.1371/journal.pone.0008157Nishimura A, Sakuma K, Shimamoto C, Ito S, Nakano T, Daikoku E, et al. Ciliary beat frequency controlled by oestradiol and progesterone during ovarian cycle in guinea-pig Fallopian tube. Experimental Physiology. 2010 Jun 15;95(7):819–28. doi: 10.1113/expphysiol.2010.052555Nishimura A, Sakuma K, Shimamoto C, Ito S, Nakano T, Daikoku E, et al. Ciliary beat frequency controlled by oestradiol and progesterone during ovarian cycle in guinea-pig Fallopian tube. Experimental Physiology. 2010 Jun 15;95(7):819–28. doi: 10.1113/expphysiol.2010.052555Salathe M. Regulation of Mammalian Ciliary Beating. Annual Review of Physiology. 2007 Mar;69(1):401–22. doi: 10.1146/annurev.physiol.69.040705.141253Salathe M. Regulation of Mammalian Ciliary Beating. Annual Review of Physiology. 2007 Mar;69(1):401–22. doi: 10.1146/annurev.physiol.69.040705.141253

The authors declare that there are no conflicts of interest present.