Международный эндокринологический журнал 5 (29) 2010

Введение

Изучение адаптации организма к действию факторов внешней среды, в том числе к физической нагрузке, является актуальной проблемой. Двигательная активность характеризуется универсальностью, в значительной степени определяя развитие организма и функционирование всех органов. Воздействуя на локомоторную систему, физическая нагрузка вовлекает в процессы перестройки сердечно-сосудистую, дыхательную системы, изменяет уровни физиологических, биохимических процессов, обладает возможностью влиять на все функции организма. Под двигательной активностью обычно понимаются как мышечные нагрузки, так и их ограничение — гипокинезия. Если вопросы, связанные с двигательными нагрузками, интересуют специалистов спортивной медицины, то изучение изменений в состоянии органов и систем вследствие ограничения двигательной активности привлекает внимание работников клиник, военной, морской, авиакосмической медицины. Ограничение двигательной активности является в настоящее время неотъемлемой частью существования человека [1]. Центральным звеном в осуществлении приспособительных изменений в организме при действии различных режимов двигательной активности является эндокринная система, и в частности надпочечники (НП). Это связано с тем, что надпочечники участвуют в регуляции обмена, деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, в энергетическом обеспечении процессов жизнедеятельности, в сохранении водно-электролитного баланса и т.д. [2].

Двигательная активность сопровождается морфологическими перестройками в надпочечниках, однако внимание исследователей обычно обращено на какую-то одну совокупность структур: корковое или мозговое вещество, паренхиму или строму органа и т.д. В большинстве работ отсутствовал индивидуальный подход к дозированию фактора и к анализу полученных результатов. Не в полном объеме представлены сведения о типологических особенностях надпочечников при действии на организм предельных нагрузок.

Цель исследования: изучение морфологических изменений в надпочечниках при действии на организм двигательных нагрузок разной величины и гипокинезии.

Материалы и методы исследования

Работа выполнена на 89 собаках. Для стандартизации условий проведения эксперимента объектом наблюдения избрали собак — животных, адекватно реагирующих как на ограничение, так и на увеличение двигательной активности и позволяющих использовать стандартную аппаратуру для проведения физиологических обследований. Выбор животных ограничили по полу (беспородные собаки-самцы), по возрасту (от 2 до 3 лет), по весу (масса в среднем составила 15,1 ± 0,8 кг ). Животных содержали в условиях вивария, где они проходили карантин и вакцинацию. Опыты с двигательной нагрузкой, забор экспериментального материала проводили в первую половину дня (с 9.00 до 12.00). Двигательные нагрузки выполнялись на ленте тредмила конструкции А.П. Сорокина и В.И. Губина (1971).

Однократные двигательные нагрузки (непродолжительный бег) — бег со скоростью 15 км/ч (в среднем 27 мин) — характеризовались повышением частоты сердечных сокращений и ее стабилизацией на высоком уровне, увеличением глубины дыхания при снижении его частоты, возрастанием кислородного пульса. Критерием работоспособности животного служило время бега, в течение которого функциональные показатели сердечно-сосудистой и дыхательной систем поддерживались на оптимальном уровне. Индивидуальное дозирование двигательных нагрузок (ИДДН) проводилось по А.П. Сорокину, Г.В. Стельникову, А.П. Вазину (1977).

Предельные двигательные нагрузки — бег со скоростью 15 км/ч (в среднем 193 мин) — вызывали увеличение частоты пульса к концу нагрузки в 2–3 раза, частота дыхания составила в среднем 292,2 цикла/мин.

Многократные двигательные нагрузки позволили увеличить время бега с 11 мин в начале эксперимента до 60 мин и более в конце тренировок (сформировать высокий уровень работоспособности). Подобный комплекс тренировок назван макроциклом (А.П. Сорокин, А.Н. Вазин, А.Г. Кочетков, 1980; А.Г. Кочетков, 2001).

Мы изучали особенности строения надпочечника после одного и трех макроциклов ИДДН. Количество тренировок в первом цикле нагрузок было от 16 до 20, прирост времени бега составил около 600 %.

При трех циклах двигательных нагрузок животные получили от 62 до 78 тренировок. Время бега к концу эксперимента увеличилось в среднем на 654,50 %.

Моделирование гипокинезии осуществлялось путем содержания собак в клетках с изменяющимся объемом конструкции И.Г. Красных и соавт. (1974) в модификации Н.К. Эделевой и Ю.С. Дятлова (1978). Использование подобных клеток исключало нагрузку на опорно-двигательный аппарат собаки, обеспечивало ограничение двигательной активности и создавало возможность наблюдения и свободного доступа к животному.

В течение всего эксперимента по ограничению двигательной активности проводили оценку индивидуальных реакций организма, регистрируемых по совокупности физиологических и биохимических параметров, а также по поведению животных. В качестве основных критериев диагностики состояния собак были использованы показатели: потребление кислорода, вентиляционный эквивалент, частота сердечных сокращений, величина зубцов R и T электрокардиограммы.

Забор материала для морфологического исследования проводили после регистрации всех физиологических параметров, взятия крови для биохимических исследований. Наркозом послужил 10% раствор тиопентала натрия в расчете 0,5 мл на 1 кг массы тела. В условиях управляемого дыхания рассекали переднюю брюшную стенку и извлекали надпочечники.

После осмотра и взвешивания правый надпочечник разлагали на стандартное количество кусочков. Первый кусочек помещали в 10% формалин, второй — в ФСУ для заливки в блоки, третий — замораживали в изооктане, охлажденном до –70 ° жидким азотом, последний кусочек использовали для электронно-микроскопического исследования.

Анатомические методы включали определение веса надпочечников, весового индекса надпочечник/почка.

Для проведения гистологических методов использовали парафин-целлоидиновые срезы толщиной 5–7 мкм, которые окрашивали гематоксилином-эозином, по Ван Гизону, импрегнировали солями серебра по В.Я. Карупу (в модификации С.А. Юриной, 1975) для выявления ретикулярных волокон. Гистоэнзиматические методы включали постановку реакций на ключевые ферменты метаболизма, такие как сукцинатдегидрогеназа (СДГ) по М.М. Nachlass et al. (1957), НАД*Н 2 -дегидрогеназа (НАД*Н 2 -ДГ) по D.Z. Scarpelli et al. (1958), 3 b -оксистероиддегидрогеназа (3 b -ОН-ДГ) по H. Levy, H.W. Deane, B.L. Rubin (1959), щелочная фосфатаза методом азосочетания.

Электронно-микроскопически изучали ультратонкие срезы надпочечников, приготовленные на ультратоме LKB 3-808A. Кусочки фиксировали в глютаровом альдегиде на фосфатном буфере и дофиксировали в 2% растворе четырехокиси осмия по J.B. Coulfield (1957). Материал заливали в аралдит. Срезы контрастировали по E.S. Reynolds (1963), просматривали их на электронном микроскопе УЭМВ 100В.

Биохимические методы включали определение глюкозы в крови и гликогена в печени глюкозооксидазным методом.

Измерение ширины зон надпочечника (клубочковой зоны, пучковой зоны + сетчатой зоны, мозгового вещества), расстояния между капиллярами проводили окулярной линейкой, измерение диаметра капилляров — с помощью винтового окуляр-микрометра МОВ-1.

Фотометрию (оптическую плотность препаратов) осуществляли на срезах после постановки гистоэнзиматических реакций при помощи морфометрической установки MACS-1005 (состоящей из микроскопа ЛЮМАМ И-1, черно-белой видеокамеры Oscar CDD CAMERA OS-45D, установленной на микроскопе, видеоблока ВБ-1, компьютера ABM PС-1005 и монитора для наблюдения исходного изображения). Эту же установку использовали для определения диаметра ядер эндокриноцитов.

Морфометрический анализ на субклеточном уровне проводили на электронных микрофотографиях при увеличении 10 000 раз (для клеток коркового вещества надпочечников) и 15 000 раз (для клеток мозгового вещества). Для определения относительного объема ультраструктур использовали точечную тест-систему из 357 точек.

Цифровой материал обрабатывали с применением методов вариационной статистики с учетом изменчивости признака в пределах организма на электронных вычислительных машинах типа IBM PS в программах Microsoft Excel 7.0 и Statistica 5.5.

Результаты исследования и их обсуждение

Надпочечники животных после небольших ИДДН (среднее время бега 27 мин) кровенаполнены, их весовой индекс незначительно увеличен (на 7,55 %). По сравнению с контролем отмечено увеличение ширины коркового (118,99 %, р < 0,01) и мозгового (122,04 %, р < 0,01) вещества. Имеет место тенденция к увеличению диаметра капилляров в корковом веществе, особенно в пучковой зоне. Композиция клубочковой зоны в надпочечнике у трети экспериментальных животных нарушена. Отчетливо выражена пучковость зоны, в основном за счет увеличения межклеточных пространств.

Размер ядер корковых эндокриноцитов в пучковой зоне достоверно увеличен (на 12,76 %). Диаметр ядер мозговых эндокриноцитов превысил значения в контрольной группе на 7,81 % (р < 0,01).

Кроме увеличения размеров ядер выявлена тенденция к росту интенсивности гистоэнзиматических реакций на СДГ и 3 b -ОН-СД. Оптическая плотность препаратов при постановке реакции на НАД*Н 2 -ДГ увеличилась в клубочковой зоне на 47,69 % (р < 0,01), в пучковой зоне — на 56,05 % (р < 0,01).

Полученные результаты свидетельствуют о росте энергетической и стероидопродуцирующей функции корковых эндокриноцитов [3].

В мозговых эндокриноцитах активность НАД*Н 2 -ДГ высокая, на 41,05 % (р < 0,01) превышала соответствующий показатель в контрольной группе, что является признаком увеличения окислительно-восстановительного потенциала клеток мозгового вещества.

Определено достоверное снижение интенсивности реакций на щелочную фосфатазу в корковой зоне на 25,90 %, в пучковой зоне — на 19,88 % и на 9,50 % — в мозговом веществе.

В корковом веществе на электронно-микроскопи-ческом уровне выявлены просветление матрикса митохондрий, уменьшение количества крист, стертость мембран, появление митохондрий открытого типа, увеличение контактов митохондрий и липидных капель, уменьшение как количества, так и относительного объема последних, просветление липидных капель, иногда отсутствие в них содержимого, расширение цистерн эндоплазматического ретикулума, что в совокупности является признаком высокой функциональной активности [4, 5]. В мозговых эндокриноцитах наблюдались сходные изменения. Матрикс части митохондрий просветлен, тип крист пластинчатый, их количество уменьшено. Гранулы катехоламинов объединены в различные по форме структуры. Одни из них образуют крупные осмиофильные глыбки, полностью заполняющие пространство. Другие имеют свободное пространство разной величины между содержимым и окружающей мембраной. Третьи не имеют формы сплошного конгломерата, а представлены ровными осмиофильными гранулами. Четвертые имеют конгломераты различной формы и величины (мелкие и крупные), заключенные в одной оболочке. О выходе содержимого эндокриноцитов в кровь свидетельствует наличие секреторных гранул в просвете капилляров.

Корреляционный анализ выявил функциональные связи между надпочечником и такими показателями, как вес животного, систолический показатель, кислородный пульс, частота сердечных сокращений, частота дыхания, потребление кислорода.

В надпочечнике во взаимодействие были вовлечены элементы, характеризующие энергетическую, синтетическую активность клеток, обменные процессы как в корковом, так и в мозговом веществе. Соотношение количества связей в мозговом веществе к связям в коре надпочечника составило 0,70.

В поле отличий морфофункциональных показателей корковое и мозговое вещество располагаются по диагонали, имея одинаковый процент положительных и отрицательных значений.

Таким образом, после действия непродолжительной ИДДН (бег в среднем 27 мин) в надпочечниках имеют место адаптивные реакции как в корковом, так и в мозговом веществе, направленные на сохранение функциональной активности железы при некотором напряжении в системе, обеспечивающей обменные процессы.

Однократная предельная двигательная нагрузка (время бега в среднем 193 мин) привела к изменениям морфологического состояния надпочечников. Весовой индекс надпочечник/почка превысил на 14,81 % (р < 0,05) показатель контрольной группы. Зоны коркового вещества расширены: ширина клубочковой зоны — на 34,25 % (р < 0,01), пучковой — на 14,95 % (р < 0,01) больше, чем в группе контроля. Размеры ядер увеличились в клубочковой зоне на 17,31 % (длинный диаметр), в пучковой — на 4,76 % и в мозговом веществе — на 9,62 %.

Отмечена высокая интенсивность реакции ферментов митохондриального энергообеспечения (НАД*Н 2 -ДГ), она составила в клубочковой зоне 128,30 %, в пучковой зоне — 126,47 % от контрольных цифр. Оптическая плотность препаратов при постановке реакции на фермент специфического синтеза гормонов 3 b -ОН-СД превысила значения в контрольной группе (в клубочковой зоне — на 8,95 %, в пучковой — на 2,00 %). Уменьшилась оптическая плотность продукта реакции щелочной фосфатазы в клубочковой, пучковой зонах и в мозговом веществе (на 20,22; 17,91 и 14,46 % соответственно).

Диаметр капилляров по сравнению с контролем увеличен в пучковой зоне на 14,68 % (р < 0,05). Расстояние между капиллярами не отличалось от показателей контрольной группы. Стенка капилляров коры надпочечников отечная, ядра эндотелия уплотнены, выбухают в просвет.

Ретикулярные волокна извитые, интенсивно воспринимают серебро, относительная площадь, занимаемая ими, увеличена во всех зонах надпочечника. Обнаружены признаки, свидетельствующие о повышении функциональной активности эндокриноцитов: просветление матрикса митохондрий; увеличение объема, занимаемого митохондриями, на 21,04 %; расположение митохондрий в непосредственной близости от липидных капель, относительный объем которых составил 66,33 % от контрольных значений. В мозговом веществе интенсифицируются аэробные процессы. Оптическая плотность препаратов при выявлении НАД*Н 2 -ДГ достоверно (р < 0,01) выше, чем в контрольной группе (на 16,82 %).

Состояние капиллярного русла мозгового вещества такое же, как и в корковом веществе. В эндокриноцитах мозгового вещества количество митохондрий на единицу площади — 18,45 ± 1,45, что на 49,51 % больше, чем в контрольной группе (р < 0,05), увеличен относительный объем, занимаемый секреторными гранулами (на 5,33 %), и их количество на стандартной площади среза (на 11,52 %), отмечено резкое уменьшение доли полупустых гранул, при этом доля пустых и полных возросла на 75,53 и 85,94 % соответственно.

Информационный анализ определил изменения коэффициента относительной энтропии (h) по сравнению с контрольной группой. В большей степени состояние напряжения возникло между элементами мозгового вещества (h = 0,920 против h = 0,822 в контроле). Коэффициент энтропии в мозговом веществе превышал контрольные значения по таким показателям, как расстояние между капиллярами, ширина мозгового вещества.

Таким образом, действие предельной физической нагрузки вызывало повышение активности структурных элементов всех зон надпочечника. В большей степени активизируется корковое вещество.

Анализ морфофункционального единства показал, что мозговое вещество надпочечников собак с минимальным временем бега занимает зону положительных показателей, а корковое вещество расположено в зоне отрицательных показателей.

Активация элементов мозгового вещества НП и невысокая функциональная активность коркового вещества, вероятно, определили преобладающее влияние катехоламинов при выполнении физической нагрузки, которые способствовали энергообеспечению бега за счет усиления транспорта кислорода и увеличения гликогенолиза и липолиза. Это подтверждается относительным уменьшением содержания гликогена в печени (на 20 %) по сравнению с первой подгруппой, повышением уровня молочной кислоты в крови. Такие признаки отражают преобладание тонуса симпатической нервной системы.

При многократных двигательных нагрузках (бег со скоростью 15 км/ч от 11 минут в первые дни тренировок до одного часа и более в сутки в конце опыта, всего 16–20 нагрузок — первый макроцикл тренировки) происходят адаптационные перестройки в надпочечниках. Наиболее выраженные изменения выявлены в корковом веществе. Сосуды и капилляры надпочечника наполнены кровью. Ширина коркового вещества на 7,69 % (р < 0,01) больше этого показателя в контроле. Размеры ядер в пучковой зоне на 6,15 % (р < 0,01) превышают контрольные значения. Клубочковая зона состоит из многочисленных петель и клубочков, форма которых разнообразна (округлая, ­удлиненная, неправильная). Количество клубочков в поле зрения — в среднем 2–3, колебания составляют от 1–2 до 3–5. Обращает на себя внимание наличие клубочков, сформированных из небольших клеток округлой формы, содержащих мелкие ядра. Редко встречаются клубочки с клетками, имеющими темную цитоплазму, равномерно окрашенную, определяются «безъядерные зоны».

Корреляционный анализ в экспериментальной группе показал наличие большего количества связей на клеточном уровне. Все связи горизонтальные и положительные. Их количество по сравнению с контрольной группой увеличено в 2 раза. Были выявлены достоверные связи между временем бега и приростом работоспособности, между весом надпочечника и весом животного.

Корреляционные взаимосвязи между элементами надпочечника в этой группе отличались от контроля и от серии животных, получивших однократную индивидуальную дозированную нагрузку. Соотношение функциональных связей между элементами мозгового и коркового вещества составило 0,20. Это свидетельствует о превалировании связей в корковом веществе надпочечников: на одну связь в мозговом веществе приходится пять связей в корковом.

При многократных двигательных нагрузках — чередовании трех макроциклов мышечных нагрузок — животные получили от 62 до 78 тренировок. Время бега к концу эксперимента увеличилось в среднем на 654,50 %.

Исследования показали, что ширина коркового вещества увеличена на 16,27 % (р < 0,01). В клубочковой зоне ее увеличение произошло за счет роста количества рядов клубочков. Архитектоника клубочков была нарушена, границы между соседними клубочками часто стерты. Капсула надпочечника отдавала внутрь органа широкие соединительнотканные трабекулы, вдоль которых клубочки врастали в пучковую зону.

Показатели состояния капиллярного звена кровеносного русла: диаметр капилляров клубочковой зоны — 136,06 %, пучковой зоны — 146,42 % (р < 0,01), мозгового вещества — 126,32 % от контрольной группы (р < 0,001).

В эндотелиоцитах капилляров пучковой зоны обнаружены признаки усиленного транскапиллярного обмена, что подтверждается наличием органелл и фрагментов цитоплазмы корковых эндокриноцитов в просвете капилляров мозгового вещества. Расстояние между капиллярами пучковой зоны уменьшено, что свидетельствует об улучшении условий кровоснабжения паренхимы.

Изменения в обеих популяциях мозговых эндокриноцитов не столь выражены. Отдельные клетки имели признаки внутриклеточного отека, встречалось некоторое количество некротически измененных клеток. Размеры ядер мозговых эндокриноцитов не отличались от ядер контрольной группы. Отмечено достоверное снижение количества митохондрий на стандартной площади на 34,12 % при наличии тенденции к уменьшению их размеров на 11,51 %. Изменения митохондрий в виде отека, очаговых просветлений матрикса и деструкции крист свидетельствуют об активации энергообеспечивающей функции клеток. Относительный объем секреторных гранул не отличался от уровня контрольной группы. Выявлены снижение доли полупустых гранул, значительное повышение относительной доли и абсолютного количества полных секреторных гранул.

Отмечено значительное полнокровие капилляров внутренних участков надпочечников, особенно мозгового вещества. В мозговом веществе выявлено расширение кровеносных капилляров, что в целом свидетельствует об улучшении условий трофического обеспечения эндокриноцитов и секреции гормонов в кровеносное русло. В просвете крупных синусоидов регистрируются многочисленные секреторные гранулы. Изменение соотношения типов секреторных гранул говорит о накоплении катехоламинов в мозговых эндокриноцитах, что может явиться следствием пониженного уровня процессов секреции гормонов. Однако, учитывая отмеченные морфологические признаки активного секреторного процесса со стороны капиллярного звена кровеносного русла, можно говорить об экономизации функционирования секреторного эпителия и увеличении «резервного фонда» катехоламинов в мозговом веществе надпочечников.

Соотношение корреляционных связей в мозговом и корковом веществе составило, как и в предыдущей группе животных, получивших многократные двигательные нагрузки, 0,20 (на 5 связей коркового вещества приходится 1 связь в мозговом веществе). В коре НП функциональные связи в большей степени имели место в системе обменных процессов.

Информационный анализ определил напряжение элементов коркового и мозгового вещества надпочечников (коэффициент относительной энтропии в клубочковой зоне и мозговом веществе — на 3,00 %, в пучковой зоне — на 9,81 % выше, чем в контроле).

Непродолжительное ограничение двигательной активности (около 30 суток) вызывало изменения морфологического статуса надпочечника. Надпочечники кровенаполнены, по сравнению с контролем отмечено увеличение весового индекса надпочечник/почка справа на 22,22 %, слева на 34,62 %. Ширина коркового вещества увеличена на 24,81 %, мозгового — на 16,39 %. Размеры ядер эндокриноцитов достоверно превышали значения контрольной группы (99,28 ±  0,98 усл.ед. в клубочковой зоне, 54,67 ± 0,74 усл.ед. в пучковой зоне и 61,88 ± 0,51 усл.ед. в мозговом веществе против 79,63 ± 1,49 усл.ед., 51,88 ± 0,61 усл.ед. и 57,07 ± 0,48 усл.ед. соответственно).

Отмечен рост интенсивности реакций на НАД*Н 2 -ДГ на 67,98 % в клубочковой зоне и на 44,67 % в пучковой зоне. Значительно увеличена оптическая плотность препаратов при постановке реакции на фермент, катализирующий стероидогенез (3 b -ОН-СД), в клубочковой зоне — на 87,88 %, что свидетельствует о высокой активности клеток коркового вещества надпочечников.

Обращает на себя внимание, что при уменьшении количества контактов митохондрий и липидных капель (на 43,00 %) увеличилась их протяженность за счет изменения формы, структуры и уплощенности. Сохранение значительного количества протяженных контактов между митохондриями и липидными каплями можно расценивать как компенсаторную реакцию, направленную на поддержание адекватного уровня функционирования корковых эндокриноцитов пучковой зоны в условиях гипокинезии.

В мозговых эндокриноцитах достоверно увеличена доля «пустых» секреторных гранул (на 184,23 % в эпинефроцитах и на 158,91 % в норэпинефроцитах), обнаружен массированный выход гранул катехоламинов в кровеносное русло и расширение цистерн эндоплазматической сети.

Характер перераспределения типов секреторных гранул в цитоплазме мозговых эндокриноцитов, вероятно, связан с преобладанием скорости выведения секрета над его синтезом в эпинефроцитах и относительной сбалансированности этих процессов в норэпинефроцитах.

Несмотря на разрыхление волокон соединительной ткани, относительный объем, занимаемый ретикулярными волокнами, в корковом и мозговом веществе превышал значения контрольной группы. В корковом и мозговом веществе надпочечника сохранялся высокий уровень функционирования эндокриноцитов, что, вероятно, позволяло адаптироваться к непродолжительной гипокинезии и способствовало использованию «местных» источников энергообеспечения и более экономичному расходованию энергетических депо.

Элементы нервной ткани в составе мозгового вещества надпочечников обнаруживают реактивные изменения, которые затрагивают миелиновые и безмиелиновые нервные волокна и глиальные клетки. Реакция нервных элементов органа, по-видимому, носит первичный характер по отношению к изменению структуры и функции мозговых эндокриноцитов.

Корреляционный анализ выявил изменения взаимодействующих элементов надпочечника. Меньше всего связей между показателями, характеризующими энергетическую активность клеток. Выявлены корреляции элементов, обеспечивающих обменные и транспортные процессы. Достоверные связи объединяют параметры сосудистого русла (диаметр капилляров) и интенсивность реакции на щелочную фосфатазу. Появились взаимодействия между элементами надпочечника и сроками гипокинезии. Соотношение связей элементов мозгового вещества и коркового составило 0,63, данный коэффициент такой же, как и в контрольной группе (0,60).

В поле отличий морфофункциональных показателей эта группа животных по совокупности всех структурных перестроек в надпочечниках занимает пограничное положение.

Информационный анализ показал увеличение коэффициента относительной энтропии, т.е. имело место усиление напряжений в корковом веществе надпочечника. В мозговом веществе он составил 0,79, что меньше, чем в контроле. Наибольшее напряжение было выявлено в системе элементов, обеспечивающих обменно-транспортные процессы. Диаметр капилляров, расстояние между ними в коре надпочечника характеризовались самым большим коэффициентом относительной энтропии (от 0,92 до 0,96).

Для длительного ограничения двигательной активности (свыше 100 суток) характерны ухудшение и угнетение психического состояния животных, снижение массы тела. С семнадцатой недели гипокинезии происходило урежение частоты сердечных сокращений, уменьшение выраженности электрокардиографических признаков перегрузки миокарда.

Надпочечники на разрезе бурого цвета. Ширина коркового и мозгового вещества по сравнению с контролем достоверно уменьшена: в клубочковой зоне — на 15,59 %, в пучковой зоне — на 30,41 %, в мозговом веществе — на 35,50 %. Нарушена композиция клубочковой зоны надпочечников. Форма клубочков разнообразная, больше всего клубочков округлой и неправильной формы, они не всегда имеют четкие границы. Часть клубочков атрофирована. Между ними выражены тяжи соединительной ткани, которые иногда проникают в пучковую зону, их окружают клетки клубочковой зоны. Ретикулярные волокна утолщены, объем их составил 256,32 % по сравнению с контролем.

При ультраструктурном исследовании корковых эндокриноцитов пучковой зоны надпочечников обнаруживаются признаки их функционального напряжения: ядра приобретают извилистые контуры с выраженным ядрышком, отмечаются расширение перинуклеарного пространства, прилежание митохондрий к кариолемме, гипертрофия комплекса Гольджи и эндоплазматического ретикулума.

В мозговом веществе надпочечников отмечены дистрофические изменения эндокриноцитов. Увеличено по сравнению с предыдущей серией число некротически измененных клеток. Значительное количество мозговых эндокриноцитов обнаруживает признаки внутриклеточного отека.

В то же время для многих мозговых эндокриноцитов характерны признаки оводнения секреторных гранул и цитоплазмы клеток, что говорит о поддержании уровня секреторных процессов в мозговом веществе надпочечников. Отмечены прогрессирующее снижение относительного объема митохондрий за счет уменьшения их количества (на 37,93 %) в цитоплазме клеток, явления набухания и тотальной деструкции митохондрий. Данные изменения отражают недостаточность энергетического обеспечения мозговых эндокриноцитов. Относительный объем секреторных гранул не обнаруживает достоверных отличий от уровня контроля. Выявлено уменьшение количества секреторных гранул на 27,05 % за счет субпопуляции полупустых гранул, в то время как количество гранул остальных типов остается на уровне контроля.

Наблюдается выраженная реакция стромальных элементов мозгового вещества в виде расширения прослоек соединительной ткани между группами мозговых эндокриноцитов и вокруг капилляров.

Относительный объем, занимаемый ретикулярными волокнами, увеличен в 2–3 раза как в корковом, так и в мозговом веществе надпочечника.

Взаимодействие между элементами надпочечника при действии длительной гипокинезии отличалось от всех исследуемых групп. По сравнению с контролем количество корреляционных связей сократилось на 72,73 %. Отсутствуют связи между структурами, обеспечивающими энергетические, синтетические, обменные процессы в эндокриноцитах. Имеют место связи на организменном уровне (с глюкозой крови и частотой сердечных сокращений в конце эксперимента).

Выводы

1. Двигательная нагрузка или ее ограничение (гипокинезия) при однократном или длительном применении вызывали качественные и количественные преобразования в разных зонах надпочечника — преимущественно в коре или одновременно и в корковом, и в мозговом веществе — на всех иерархических уровнях (от субклеточного до органного), которые определялись величиной и продолжительностью воздействия.

2. При однократной двигательной нагрузке у собак (бег со скоростью 15 км/ч в течение 27 мин) в надпочечниках достоверно увеличивались: ширина коркового вещества — на 18,99 %, мозгового вещества — на 22,04 %, диаметр ядер эндокриноцитов пучковой зоны (12,76 %) и мозгового вещества (7,81 %). При однократной предельной двигательной нагрузке (бег со скоростью 15 км/ч в среднем в течение 193 мин) выявлены изменения коркового и мозгового вещества надпочечников. Увеличивалась ширина клубочковой и пучковой зон (134,25 и 114,95 %), размеры ядер в клетках клубочковой, пучковой зон и в мозговом веществе (на 17,31; 4,76 и 9,62 % соответственно). Интенсивность реакции на НАД*Н 2 -дегидрогеназу выросла в клубочковой, пучковой зонах и в мозговом веществе (на 28,30; 26,47 и 16,82 % соответственно).

3. После многократных двигательных нагрузок у собак (бег со скоростью 15 км/ч от 11 мин в первые дни тренировок до одного часа и более в сутки в конце опыта) морфологические изменения выявлены в корковом веществе надпочечников. Увеличивались ширина клубочковой и пучковой зон на 7,69 %, размеры ядер в пучковой зоне — на 6,15 %, диаметр капилляров в пучковой зоне — на 125,26 %, расстояние между капиллярами в клубочковой и пучковой зонах — на 23,32 и на 32,71 % соответственно. После многократного чередования тренировок с разной продолжительностью (бег со скоростью 15 км/ч до двух часов в сутки в течение двух недель и бег в последующую неделю — по 10–15 мин) морфологические изменения происходят в основном в корковом веществе надпочечников. Увеличились: ширина коркового вещества надпочечников — на 16,27 %, диаметр ядер клеток клубочковой зоны — на 16,77 %. Значительно расширен диаметр кровеносных капилляров в коре надпочечников. В корковых эндокриноцитах уменьшилось количество митохондрий и липидных капель — на 42,47 и на 40,41 % соответственно. В мозговом веществе достоверно увеличен только диаметр капилляров.

4. После непродолжительного ограничения подвижности (около 30 суток) выявлены структурные изменения в корковом и мозговом веществе надпочечников. Увеличились ширина коркового и мозгового вещества (на 24,81 и 16,39 % соответственно), размеры ядер в клетках всех зон, диаметр кровеносных капилляров в пучковой зоне — на 26,11 %, в мозговом веществе — на 33,38 %. Интенсивность реакций на НАД*Н 2 -дегидрогеназу в корковом веществе и на 3 b -ОН-стероиддегидрогеназу в клубочковой зоне достоверно больше, чем в контрольной группе. В корковых эндокриноцитах уменьшены количество липидных капель, число контактов митохондрий и липидных капель.

5. Длительное ограничение двигательной активности (гипокинезия более 100 суток) привело к развитию дистрофических изменений как в корковом, так и в мозговом веществе надпочечников. Увеличено количество некротически измененных клеток, наблюдается атрофия части клубочков. Ширина клубочковой зоны, пучковой зоны и мозгового вещества составила 84,41; 69,59 и 64,50 % относительно контрольной группы. Диаметр капилляров достоверно увеличен во всех зонах. Ретикулярные волокна утолщены, относительная площадь, занимаемая ими, увеличена в 2 и более раза. По сравнению с контролем на 52,01 % уменьшено количество митохондрий в корковых и на 37,93 % — в мозговых эндокриноцитах. Достоверно снижено количество секреторных гранул в клетках мозгового вещества (на 27,05 %).