Histomorphometric changes of lung lymphoid follicles in young rats under experimental alloxan hyperglycemia

Abstract

Introduction. Цукровий діабет був і залишається глобальною проблемою сьогодення, що призводить до інвалідизації, втрати працездатності й смерті. Актуальність проблеми цукрового діабету зумовлена значною поширеністю захворювання і тим, що воно є підґрунтям для розвитку складних супутніх захворювань та ускладнень. Aim. Виявити та дослідити особливості гістоморфометричних змін лімфоїдних фолікулів легень у щурів молодого віку за умов експериментальної гіперглікемії. Materials and methods. Дослідження проведені на 48 білих лабораторних щурах обох статей. Піддослідні тварини були поділені на дві серії: 1) експериментальну та 2) інтактну. Кожна експериментальна група поділена на підгрупи (по 6 тварин) залежно від терміну експериментального дослідження: перша – з терміном гіперглікемії 30 діб, друга – 60 діб, третя – 90 діб, четверта – 120 діб. Для експериментального моделювання гіперглікемії, використовували алоксану моногідрат з розрахунку 20 мг на 100 г ваги тіла щура. Для світлооптичного аналізу структурних компонентів легень гістологічні зрізи забарвлювали гематоксиліном та еозином. Гістологічне вивчення препаратів здійснювали на світловому мікроскопі Olympus BH-2 (Японія) (бінокуляр ×10, ×15, об’єктиви ×10, ×20, ×40); фотографували цифровою відеокамерою Baumer/optronic Typ: CX 05c (Швейцарія); мікроморфометрію проводили в динамічному режимі з використанням універсальної сертифікованої програми «SEO Scan Lab 2.0» та «SEO Image Lab 2.0». Вимірювали периметр лімфоїдних фолікулів (ПЛФ). Рівень глюкози у венозній крові щурів визначали глюкозооксидазним методом із використанням наборів реагентів «Філісіт» (Україна) перед кожним забоєм тварин. Проводили забір венозної крові з хвостової вени щура натщесерце (починаючи з третього місяця експерименту) для визначення рівня глікозильованого гемоглобіну HbА1с, використовували набір реагентів «ВioSystems» (Іспанія). Results. Рівень глюкози у крові експериментальних тварин з 30 до 120 доби коливався в межах від 13,3±0,1 до 19,3±0,2 ммоль/л, починаючи з кінця другого місяця експерименту, рівень HbA1C коливався від 7,1±0,05 до 8,6±0,08. У тварин інтактної групи рівень глюкози в крові знаходився в межах нормальних показників (глюкоза в крові 3,5 – 6,3 ммоль/л, HbA1C 4,0 – 5,1). На 30 добу експерименту ПЛФ у інтактних та експериментальних тварин становив 449,3±0,82 мкм та 449,±0,17 мкм, відповідно. З 60 доби експерименту відзначалася гіпертрофія легеневих лімфоїдних фолікулів із вираженою васкуляризацією, у порівнянні з інтактними тваринами показник ПЛФ був більшим у 2,3 рази (р≤0,05). На 90 добу у інтактних тварин спостерігали інволютивні зміни у лімфоїдних фолікулах та гіпотрофічні зміни. У експериментальних тварин аналогічного віку ПЛФ зріс на 1,3 рази (р≤0,05) у порівнянні з 60 добою екперименту. На 120 добу експерименту, лімфоїдні фолікули розміщувались концентрично навколо бронхів та бронхіол у вигляді «муфт». ПЛФ у експериментальних тварин становив 1430,1±0,12 мкм, що свідчило про зростання показника у 3,8 рази у порівнянні з інтактними тваринами. Conclusions. На тлі хронічної експериментальної гіперглікемії у тварин молодого віку розвивалася гіперваскуляризація та гіпертрофія легеневих лімфоїдних фолікулів, тим самим викликаючи обструкцію у нижніх дихальних шляхах.

Introduction. Diabetes has been and remains a global problem today, leading to disability, disability and death. The urgency of the problem of diabetes is due to the high prevalence of the disease and the fact that it is the basis for the development of complex comorbidities and complications. Aim. Identify and investigate the features of histomorphometric changes of lymphoid follicles of the lungs in young rats under experimental hyperglycemia. Materials and methods. The studies were performed on 48 white laboratory rats of both sexes. Experimental animals were divided into two series: 1) experimental and 2) intact. Each experimental group is divided into subgroups (6 animals) depending on the term of the experimental study: the first - with a term of hyperglycemia of 30 days, the second - 60 days, the third - 90 days, the fourth - 120 days. For experimental simulation of hyperglycemia, alloxan monohydrate was used at a rate of 20 mg per 100 g of rat body weight. For light-optical analysis of the structural components of the lungs, histological sections were stained with hematoxylin and eosin. Histological examination of the preparations was performed on a light microscope Olympus BH-2 (Japan) (binoculars × 10, × 15, lenses × 10, × 20, × 40); photographed with a digital video camera Baumer / optronic Typ: CX 05c (Switzerland); micromorphometry was performed in dynamic mode using the universal certified program "SEO Scan Lab 2.0" and "SEO Image Lab 2.0". The perimeter of the lymphoid follicles (PLF) was measured. The level of glucose in the venous blood of rats was determined by the glucose oxidase method using sets of reagents "Philisit" (Ukraine) before each slaughter of animals. Venous blood was taken from the tail vein of the rat on an empty stomach (starting from the third month of the experiment) to determine the level of glycosylated hemoglobin HbA1c, using a set of reagents "BioSystems" (Spain). Results. The level of glucose in the blood of experimental animals from 30 to 120 days ranged from 13.3 ± 0.1 to 19.3 ± 0.2 mmol / l, starting from the end of the second month of the experiment, the level of HbA1C ranged from 7.1 ± 0, 05 to 8.6±0.08. In animals of the intact group, the level of glucose in the blood was within normal limits (blood glucose 3.5 - 6.3 mmol / l, HbA1C 4.0 - 5.1). On the 30th day of the experiment, the PLF in intact and experimental animals was 449.3 ± 0.82 μm and 449, ± 0.17 μm, respectively. From 60 days of the experiment, hypertrophy of pulmonary lymphoid follicles with pronounced vascularization was noted, in comparison with intact animals, the PLF index was 2.3 times higher (p≤0.05). Involute changes in lymphoid follicles and malnutrition were observed in intact animals at day 90. In experimental animals of the same age, PLF increased 1.3 times (p≤0.05) compared with the 60th day of the experiment. On day 120 of the experiment, lymphoid follicles were placed concentrically around the bronchi and bronchioles in the form of "couplings". PLF in experimental animals was 1430.1 ± 0.12 μm, which indicated an increase in 3.8 times compared with intact animals. Conclusions. Against the background of chronic experimental hyperglycemia, young animals developed hypervascularization and hypertrophy of pulmonary lymphoid follicles, thereby causing obstruction in the lower respiratory tract.