Peculiarities of morphometric changes in rat’s lungs within age dimensions

Abstract

Процес дихання забезпечує безперервне постачання всіх тканин і органів киснем. Проведення потоку повітря відбувається через повітроносні шляхи (кондуктивний відділ) до респіраторного відділу (альвеоли легень), де і відбувається газообмін між повітрям та кров`ю. Кожний етап дорослішання організму характеризується специфічними змінами у легенях. Мета. Виявити особливості морфометричних змін у легенях щурів різних вікових категорій. Матеріали та методи. Дослідження проведені на 18 білих лабораторних щурах обох статей. Тварини були поділені на 3 групи за віковим аспектом 1) молоді (3 місяці, масою 151,5 ±0,3 г), зрілі (9 місяців, масою 193,2 ± 0,13 г ) та старечі (21 місяць, масою 220,2 ± 0,19 г). Був використаний гістологічний метод дослідження з морфометрією у динамічному режимі з використання універсальної сертифікованої програми “SEO Scan Lab 2.0" та "SEO Image Lab 2.0. Проводили вимірювання глибини альвеол та ширини входу в альвеоли. Результати та обговорення. Візуально дослідити суттєву різницю в будові легень щурів різних вікових груп не вдалося. Але при проведенні морфометрії легеневих структур щурів різних вікових груп, були виявлені певні закономірності, які, звичайно, були пов`язані з процесами росту та старіння. Мікроскопічні розміри основних показників респіраторної частини легень у тварин молодого віку були наступні: глибина альвеоли (ГА) – 52,4 ± 0,07 мкм, ширина входу в альвеолу (ШВА) – 31,05 ± 0,1 мкм. У щурів зрілого віку показник ГА становив 53,9 ± 0,73 мкм, що свідчило про його збільшення у порівнянні з молодими тварина на 2,9% (р < 0,05), ШВА зросла на 22,9% (р < 0,05), що в абсолютних числах складало 38,7 ± 0,14 мкм. У тварин старечого віку відбувались наступні зміни морфометричних показників: ГА збільшилась до 55,2 ± 1,36 мкм, що на 2,4% (р < 0,05) більше показника ГА у тварин зрілого віку, ШВА – до 51,2 ± 0,06 мкм (зростання на 32,3% (р < 0,05)). Висновки. Аналіз змін ГА, ШВА у процесі дорослішання та старіння тварин свідчить про розвиток у легенях змін емфізематозного спрямування, які розпочинались у щурів середнього віку та прогресивно розвивались у старечих.

Introduction. Respiration process provides the permanent supply of oxygen to all tissues and organs. Conducting of the air flow is proceeding through the respiratory tract (conductive section) to the respiratory section (lungs’ alveoli), where the gas exchange occurs between air and blood. Each stage of maturation is characterized by specific changes in lungs. Aim. To distinguish the peculiarities of morphometric changes in rat’s lungs within age dimensions. Materials and methods. The study was carried out on 18 white lab rats of both sexes. The animals were divided into 3 groups according to the age: young (3 months, the weight was 151.5 ±0.3 g), mature (9 months, the weight was 193.2 ± 0.13 g) and old (21 months, the weight was 220.2 ± 0.19 g). The histological method was applied along with morphometry in dynamic regime and with the usage of universal certified programs “SEO Scan Lab 2.0” and “SEO Image Lab 2.0”. The depth of the alveoli and the width of the entrance to the alveoli were measured. Results. The significant difference in the structure of the lungs of rats of different age groups could not be visually distinguished. Although while conducting the morphometry of the pulmonary structures of rats of different age groups, certain patterns were revealed, which, of course, were referred to the processes of growth and aging. The microscopic dimensions of the main indicators of the respiratory part of the young animals’ lungs were as follows: depth of alveolus (DA) – 52.4 ± 0.07 μm, width of the entrance to the alveolus (WEA) – 31.05 ± 0.1 μm. The DA rate of young rats was 53.9 ± 0.73 μm, indicating that it increased by 2.9% (p <0.05), compared to young animals, WEA reached 22.9% (p <0.05), which in absolute numbers was 38.7 ± 0.14 μm. Changes in morphometric parameters of mature animals occurred as such: DA increased to 55.2 ± 1.36 μm, which is 2.4% (p <0.05) more than the DA index of mature animals, SWA – to 51.2 ± 0.06 μm (32.3% increase (p <0.05)). Conclusion. The analysis of GA and WEA changes within the processes of maturation and aging attests the development of emphysematous changes which began with mature rats and progressively developed with the old ones.