Обеспечение населения качественной питьевой водой - одна из глобальных проблем современности, от ее состава и количества зависит состояние здоровья людей. Водопроводная вода города Саранска Республики Мордовия превышает гигиенические нормативы по таким показателям, как содержание ионов железа, кальция и магния. Известно, чем жесткость воды выше, тем больше ее негативное влияние на организм [4]. В то же время в имеющейся литературе нет критериев для количественной оценки возможного риска, связанного с повышенной жесткостью питьевой воды на органы и системы организма [1, 2, 3].
Целью исследования явилось изучение влияния питьевой воды с повышенным содержанием ионов железа, кальция и магния на морфометрические показатели кишечника белых крыс.
Материал и методы исследования: Эксперимент выполнялся с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации и в соответствии с требованиями правил проведения работ с использованием экспериментальных животных. В качестве биологического тест-объекта использовали белых беспородных половозрелых крыс-самок массой 180-200 гр. Длительность эксперимента составила 1 месяц. В соответствии с поставленными задачами животные разбивались на две группы. Первую (контрольную) группу составили 15 самок, которые потребляли фасованную негазированную питьевую воду «Акваминерале», сбалансированную по содержанию микро- и макроэлементов согласно требованиям СанПина. Вторую (опытную) группу составили 15 самок, в качестве питья получавшие воду из центральной системы водоснабжения города Саранска.
Окраску препаратов тонкого отдела кишечника проводили гематоксилин-эозином по общепринятой методике. Для морфометрических измерений использовали микроскоп MT 4000 Series Biological Microscope. Определяли толщину всей кишечной стенки, слизистой, мышечной и серозной оболочек, высоту и ширину ворсинок, глубину и ширину крипт, высоту энтероцитов ворсин и крипт, количество и площадь бокаловидных клеток, площадь клеток Панета, среднюю площадь ядра энтероцитов ворсин и крипт. Результаты исследования обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента.
Результаты исследования. Микроскопическое исследование тонкого отдела кишечника белых крыс контрольной группы показало, что слизистая, мышечная и серозная оболочки хорошо развиты, имеют четкие границы. Слизистая оболочка содержит ворсинки крупного диаметра и крипты меньшего диаметра. Поверхность ворсинок и крипт представлена энтероцитами цилиндрической формы с овальными ядрами. Среди энтероцитов располагаются бокаловидные экзокриноциты, наибольшее количество которых наблюдается в криптах. На дне крипт располагаются клетки Панета с ярко-красными ацидофильными гранулами.
При морфометрии стенки тонкого кишечника выявлено достоверное увеличение толщины слизистой и серозной оболочек по сравнению с контролем соответственно на 43,88% (P≤0,02) и 36,36% (P≤0,01). При этом мышечный слой достоверно тоньше в опытной группе на 24,70% (P≤0,01) (табл. 1).
Таблица 1.
Данные морфометрического анализа стенки тонкого кишечника белых крыс
|
Показатели |
Контроль |
Опыт |
|
Длина ворсин, мкм. |
288,98±1,2 |
363,72±3,24** |
|
Ширина ворсин, мкм. |
77,68±0,78 |
85,75±1,22* |
|
Длина крипт, мкм. |
261,57±0,47 |
303,10±3,18* |
|
Ширина крипт, мкм. |
38,25±0,99 |
47,62±2,84** |
|
Толщина кишечной стенки, мкм. |
684,45±0,53 |
957,91±6,57 |
|
Толщина слизистого слоя, мкм. |
542,28±6,43 |
780,25±3,77* |
|
Толщина мышечного слоя, мкм. |
150,64±2,66 |
113,45±9,51** |
|
Толщина серозной оболочки, мкм. |
5,17±0,60 |
7,05±0,61** |
Примечание: *Р≤0,05; **Р≤0,01 по сравнению с животными контрольной группы
Сравнительная морфометрия слизистой оболочки тонкого кишечника белых крыс показала, что длина и ширина ворсинок в опытной группе превышают соответствующие контрольные показатели на 25,00% (P≤0,01) и 12,96% (P≤0,05), глубина и ширина крипт - на 15,88% (P≤0,05) и 24,50% (P≤0,01) (табл. 1).
В слизистой оболочке тонкого кишечника опытной группы животных на верхушках ворсинок наблюдалась интенсивная десквамация энтероцитов в просвет кишечника. Строма ворсин отечная, в ней содержится большое количество макрофагов и лимфоцитов.
При цитоморфометрии эпителия тонкого кишечника в опытной группе наблюдалось уменьшение высоты энцероцитов ворсин на 32,12% (P≤0,05) по сравнению с контролем, высота энтероцитов крипт оставалась практически без изменений. Средняя площадь ядер энтероцитов ворсинок уменьшалась на 32,0% (P≤0,05), а ядер энтероцитов крипт увеличивалась на 27,8% (P≤0,05) по сравнению с контролем. В опытной группе наблюдалось увеличение количества бокаловидных клеток на 50,14% (P≤0,05), преимущественно в ворсинках, при этом их средняя площадь практически не изменялась (табл. 2).
Таблица 2.
Данные цитоморфометрического анализа стенки тонкого кишечника белых крыс
|
Показатели |
Контроль |
Опыт |
|
Высота энтероцитов ворсин, мкм. |
25,75±0,96 |
17,48±1,13* |
|
Высота энетроцитов крипт, мкм. |
21,37±1,26 |
21,62±2,43 |
|
Площадь бокаловидных клеток, мкм2. |
73,15±12,56 |
72,38±5,3 |
|
Количество бокаловидных клеток в ворсинке, шт. |
18,25±3,11 |
27,40±2,63* |
|
Площадь ядра энтероцитов ворсинки, мкм2. |
39,48±1,15 |
26,76±2,03* |
|
Площадь ядра энтероцитов крипт, мкм2. |
24,68±1,91 |
31,55±2,57* |
|
Площадь клеток Панета, мкм2. |
158,07±32,67 |
163,99±9,10 |
Примечание: *Р≤0,05; **Р≤0,01 по сравнению с животными контрольной группы
Заключение
В результате исследований в стенке тонкого кишечника крыс получавших воду с повышенным содержанием ионов железа, кальции и магния обнаружены изменения как деструктивного, так и адаптационно-приспособительного характера.
Деструктивные изменения характеризуются отеком стромы ворсинок, уменьшением высоты энтероцитов и их десквамацией в просвет кишечника. В тоже время, наблюдаемое увеличение количества бокаловидных клеток в ворсинках может свидетельствовать об усилении адаптационно-приспособительных механизмов.
Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы по теме «Влияние факторов окружающей среды на морфофункциональное состояние организма», государственный контракт №П2030.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Онищенко Г.Г. Вода и здоровье // Экология и жизнь. - 1999. - №4. - С. 11-14.
- Авдеева Т.Г. Влияние состава питьевой воды на состояние здоровья детей // Поликлиника - 2006. - №1. - С. 62-63.
- Булатов В.П., Иванов А.В., Рылова Н.В. Влияние длительного употребления питьевой воды неблагоприятного минерального состава // Педиатрия. - 2004. - №1. - С. 71-74.
- Суриц О.В. Кальций и магний в питьевой воде Еврейской автономной области и заболеваемость населения // Межрегиональная конференция "Комплексные исследования природной среды в бассейне р. Амур (Хабаровск, 06-09.10.2009 г.). - Хабаровск, 2009. - С. 53-57.