Search

Pankiv M. V., Paltov Ye. V., Masna Z. Z., Chelpanova I. V., Kovalska M. Ye. Dynamics of pathomorphological changes in the structural organization of the intervertebral disc at the end of the seventh and fourteenth day of experimental opioid exposure at the ultrastructural level. Journal of Education, Health and Sport. 2021;11(08):427-437. eISSN 2391-8306. DOI http://dx.doi.org/10.12775/JEHS.2021.11.08.048 https://apcz.umk.pl/czasopisma/index.php/JEHS/article/view/JEHS.2021.11.08.048 https://zenodo.org/record/5495940 The journal has had 5 points in Ministry of Science and Higher Education parametric evaluation. § 8. 2) and § 12. 1. 2) 22.02.2019. © The Authors 2021; This article is published with open access at Licensee Open Journal Systems of Nicolaus Copernicus University in Torun, Poland Open Access. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Noncommercial License which permits any noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author (s) and source are credited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non commercial license Share alike. (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited. The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this paper. Received: 02.08.2021. Revised: 16.08.2021. Accepted: 31.08.2021. UDK:714.616.711-018.3⁄.4:615.212.7]-076.4 Dynamics of pathomorphological changes in the structural organization of the intervertebral disc at the end of the seventh and fourteenth day of experimental opioid exposure at the ultrastructural level M. V. Pankiv, Ye. V. Paltov, Z. Z. Masna, I. V. Chelpanova, M. Ye. Kovalska Danylo Halytsky Lviv National Medical University Pankiv M.V. Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Department of Normal Anatomy, Lviv, Ukraine; https: //orcid.org/0000-0002-3714-2577 Paltov Ye.V. Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Department of Normal Anatomy, Lviv, Ukraine; https://orcid.org/0000-0002-2622-4753 Masna Z.Z. Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Department of Operative Surgery with Topographic Anatomy, Lviv, Ukraine; https://orcid.org/0000-0003-2057-7061 Chelpanova I.V. Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Department of Histology, Cytology and Embryology, Lviv, Ukraine; https://orcid.org/ 0000-0001-5215-814X Kovalska M. Ye. Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Department of pathological physiology, Lviv, Ukraine; https://orcid.org/0000-0002-6232-3951 Abstract In general, the modern literature pays attention to the issues of spine pathology and intervertebral discs. A significant percentage of vertebral disorders - scoliosis, osteochondrosis, spinal disc herniation, etc., occur as a result of exposure to various factors and manifest in changes of the intervertebral discs. The aim of our work was to study at the ultrastructural level the features of pathomorphological manifestations in the structural components of the intervertebral disc at the end of the seventh and fourteenth days of experimental opioid exposure. Materials and methods of research. The objects of the study were 32 sexually mature, white, male rats, weighing 92 - 103 g, aged 4.5 months. Animals were injected with nalbupine intramuscularly once daily (at 10-11 a.m.) for 14 days. The initial dose of nalbuphine was 8 mg/kg during the first week, 15 mg/kg during the second week. It created the conditions of chronic opioid exposure. Before sampling, the animals were withdrawn from the experiment using dibutyl ether. Intervertebral discs of rats were used as a material for ultrastructural study. Ultrastructural specimens were prepared according to the accepted methods. The results of the study. As a result of the sampling after 7 days of opioid exposure we found inhomogeneous osmiophilicity and compaction of the nucleus pulposus matrix in which intensively accumulated osmiophilic grains of glycogen proteoglycans, increased the number of collagen fibers, some of them were heterogeneous. It was also noted the development of moderate degenerative changes in some notochondral cells, which was accompanied by increased vacuolization of the cytoplasm by inhomogeneous compaction of the nucleus and an increase of heterochromatin there. After 14 days necrotic changes in the cells of the nucleus pulposus, as well as the destruction of collagen fibers of the annulus fibrosus were found. In particular, an increase in the amount of heterochromatin in the nucleui of notochondral cells, which was accompanied by a decrease in the volume of the nucleui and inhomogeneous swelling of the cytoplasm. Active fibroblasts were often visualized in the annulus fibrosus. Intense osmiophilicity and thickening of collagen fibers of the annulus fibrosus were observed in some areas of the fibrous ring. Focal destruction of collagen fibers was also noted. In the areas of destruction the fibrils of collagen fibers disintegrated into an inhomogeneous fine-grained stratified mass and were located loosely. Conclusions. At the end of the first week we found that the cytoplasmic processes of chondrocytes decreased in volume, shortened, underwent fragmentation and destruction, some of them detached from the surface of the plasmolemma. At the end of the second week signs of opioid exposure progressed and manifested by an increase in the destruction of cytoplasmic processes in chondrocytes. Also focal destruction of collagen fibers was noted. Keywords: opioid; intervertebral disc; rat; seventh and fourteenth day.

Актуальність. За останнє десятиліття відзначено світову тенденцію до збільшення кількості хронічних обструктивних захворювань легень на 25 % у чоловіків і 69 % у жінок. Мета. Вивчити роль сіалогліканів за даними рецепторів лектину зародків пшениці (WGA) та морфофункціональні особливості легень потомства щурів, що розвивалося в умовах гіперфункції щитоподібної залози материнського організму. Методи. Експериментальне дослідження було проведене на потомстві 20 самок (10 контрольних, 10 дослідних) щурів лінії «Вістар». Впродовж 20 діб до покриття самки дослідної групи отримували препарат L-тироксин (Берлін-Хемі) у дозі 150 мкг/кг маси тіла. Після евтаназії шляхом передозування ефірного наркозу, в потомства контрольних і дослідних самок забирали легені на 1, 10, 20 та 40-у добу постнатального розвитку. Гістологічний матеріал фіксували в 4 % нейтральному формаліні, ущільнювали та заливали в парафінові блоки, виготовляли зрізи товщиною 5-7 мкм. Оглядові препарати фарбували гематоксиліном та еозином за стандартною методикою. Для виявлення сіалогліканів викокористовували лектин зародків пшениці WGA (Triticum vulgare) мічений пероксидазою, специфічний до DGlcNАc NeuNАc. Результати. На 1-40-у добу постнатального розвитку легені щурів інтактної групи мають типову морфологію, характерну для легень щура. На десяту добу постнатального розвитку у легенях потомства самок, що отримували L-тироксин візуально збільшується кількість альвеол, що вказує на інтенсифікацію морфогенезу легеневої тканини. Лектиногістохімічні дослідження показали, що на першу добу постнатального розвитку у легенях щурів інтактної групи рецептори сіалоспецифічного лектину WGA ідентифікувалися на поверхні війчастих клітин бронхіального дерева та ендотелії судин, тоді як у дослідній групі рецептори даного лектину констатували ще і у альвеолярних макрофагоцитах, котрі візуалізувалися значно частіше, ніж у легенях потомства щурів контрольної групи. Тоді як на 20-40-ту добу постнатального розвитку зменшувалась кількість макрофагів з наявністю сіалогліканів. Підсумок. Проведені дослідження показали, що в легенях потомства від самок, що отримували L-тироксин, спостерігаються процеси інтенсифікації розвитку структурних компонентів легень та поява альвеолярних макрофагоцитів з наявністю рецепторів сіалоспецифічного лектину WGA, кількість яких зменшується у процесі постнатального онтогенезу, що вказує на зниження імунних реакцій організму., Background. Over the last decade, there has been a global pending to increase the incidence of chronic obstructive pulmonary disease by 25% in men and 69% in women. Objective. To study the role of sialoglycans according to wheat germ lectin receptors (WGA) and morphofunctional features of offspring rats, which developed in conditions of hyperfunction of the thyroid gland of the maternal organism. Methods. The experimental study was performed on the offsprings of 20 females (10 control, 10 experimental) rats of the Wistar line. For 20 days before coupling the females of the experimental group received the drug L-thyroxine (Berlin-Chemie) at a dose of 150 μg / kg body weight. After euthanasia by overdose of ether anesthesia, the offspring from control and experimental females were taken lungs on the 1st, 10th, 20th and 40th day of postnatal development. Histological material was fixed in 4% neutral formalin, compacted and poured into paraffin blocks, made sections 5-7 μm thick. Review preparations were stained with hematoxylin and eosin according to standard methods. Wheat germ lectin WGA (Triticum vulgare) labeled with peroxidase-specific DGlcNAc NeuNAc was used to detect sialoglycans. Results. On the 1-40th day of postnatal development, the lungs of rats of the intact group show up typical morphology characteristic of rat lungs. On the tenth day of postnatal development in the offsprings lungs from females receiving L-thyroxine visually increases the number of alveoli, indicating an intensification of morphogenesis of lung tissue. Lectinohistochemical studies showed that on the first day of postnatal development in the lungs of rats of the intact group, receptors for sialospecific lectin WGA were identified on the surface of ciliated cells of the bronchial tree and vascular endothelium, while in the experimental group receptors for this lectin were found significantly in alveolar macrophages, visualised more often than in the lungs of the offspring from rats of the control group. Whereas on the 20th-40th day of postnatal development the number of macrophages with the presence of sialoglycans decreased. Conclusion. Studies have shown that in the lungs of offsprings from females receiving L-thyroxine, there are processes of intensification of the structural components of the lungs and the appearance of alveolar macrophages with the presence of sialospecific lectin WGA receptors, the number of which decreases during postnatal ontogenesi, that indicating a decrease of the immunity., Актуальность. За последнее десятилетие отмечено мировую тенденцию к увеличению количества хронических обструктивных заболеваний легких на 25% у мужчин и 69% у женщин. Цель. Изучить роль сиалогликанов по данным рецепторов лектина зародышей пшеницы (WGA) и морфофункциональные особенности легких потомства крыс, которое развивалось в условиях гиперфункции щитовидной железы материнского организма. Методы. Экспериментальное исследование проведено на потомстве 20 самок (10 контрольных, 10 опытных) крыс линии «Вистар». В течение 20 дней до покрытия, самки экспериментальной группы получали препарат L-тироксин (Берлин-Хеми) в дозе 150 мкг / кг массы тела. После эвтаназии путем передозировки эфирного наркоза, у потомства контрольных и опытных самок забирали легкие на 1, 10, 20 и 40-е сутки постнатального развития. Гистологический материал фиксировали в 4% нейтральном формалине, уплотняли и заливали в парафиновые блоки, изготавливали срезы толщиной 5-7 мкм. Обзорные препараты окрашивали гематоксилином и эозином по стандартной методике. Для выявления сиалогликанов использовали лектин зародышей пшеницы WGA (Triticum vulgare) меченый пероксидазой, специфичный к DGlcNАc NeuNАc. Результаты. На 1-40-е сутки постнатального развития потомства легкие крыс интактной группы имеют типичную морфологию, характерную для легких крыс данного возраста. На десятые сутки постнатального развития в легких потомства самок, получавших L-тироксин, визуально увеличивается количество альвеол, что указывает на интенсификацию морфогенеза легочной ткани. Лектиногистохимические исследования показали, что в первые сутки постнатального развития в легких крыс интактной группы рецепторы сиалоспецифичного лектина WGA идентифицировались на поверхности реснитчатых эпителиоцитов бронхиального дерева и эндотелии сосудов, тогда как в опытной группе рецепторы данного лектина констатировали еще и в альвеолярных макрофагоцитах, которые визуализировались значительно чаще, чем в легких потомства крыс контрольной группы. Тогда как на 20-40-е сутки постнатального развития уменьшалось количество макрофагов с наличием сиалогликанов. Заключение. Проведенные исследования показали, что в легких потомства от самок, получавших L-тироксин, наблюдаются процессы интенсификации развития структурных компонентов легких и появление альвеолярных макрофагоцитов с наличием рецепторов сиалоспецифичного лектина WGA, количество которых уменьшается в процессе постнатального онтогенеза, что указывает на снижение иммунных реакций организма.

Актуальність. Застосування електронномікроскопічного дослідження для вивчення структурної організації клітин може бути використано як стандарт при подальших гістологічних дослідженнях та характеристиці морфологічних змін у патологічно змінених тканинах пародонта. Оцінка нормальної незміненої тканини забезпечує важливі дані для аналізу патологічних порушень або активізації регенеративних процесів в структурах пародонта. Метою роботи було дослідити ультраструктурну організацію м’яких тканин пародонтального комплексу щура в нормі. Методи. В експерименті було використано 12 безпородних білих щурів-самців, віком 3,5 місяці, масою тіла 130-160 г. Для проведення електронномікроскопічного дослідження вирізали шматочки м’яких тканин пародонта в межах ясенного сосочка з різних ділянок верхньої та нижньої щелеп щура. Маленькі шматочки тканини фіксували в 2,5 % розчині глютаральдегіду, постфіксували в 1 % розчині тетраокису осмію на фосфатному буфері рН 7,2-7,4, зневоднювали в спиртах і пропіленоксиді та заливали в суміш епоксидних смол з аралдитом. Ультратонкі зрізи, виготовлені на ультрамікротомі УМПТ3м вивчали в електронному мікроскопі ПЕМ-100-01. Результати. Було встановлено, що клітини базального і остистого шарів складають росткову зону епітелію. Зернистий шар невеликої ширини, клітини осміофільні, з нерівними контурами каріолеми ядра. Роговий шар утворений дегенеративно зміненими епітеліоцитами. Періодонт складається з колагенових волокон, прошарків пухкої сполучної тканини, а також клітин фібробластів, базофілів, лімфоцитів та плазмоцитів. У просвітах гемокапілярів спостерігаються еритроцити, стінку утворюють ендотеліоцити та базальна мембрана. Висновки. Таким чином, проведені електронномікроскопічні дослідження м’яких тканин пародонта щура в нормі встановили видові особливості будови ясен, періодонта та гемокапілярів слизової оболонки ясен., Background. The use of an electron microscopic study to study the structural organization of cells can be used as a standard with further histological studies and the characterization of morphological changes in pathologically altered periodontal tissues. The assessment of normal unchanged tissue provides important data for the analysis of pathological disorders or the activation of regenerative processes in periodontal structures. Objective. The purpose of the work was to investigate the ultrastructural organization of soft tissues of the periodontal complex of the rat in norm. Methods. In the experiment, 12 non-breeding white male rats, age 3.5 months, body weight 130-160 g were used. For conducting an electron microscopic examination, pieces of soft periodontal tissues were cut out within the gums papilla from different parts of the upper and lower jaws of the rat. Small pieces of tissue were fixed in 2.5% glutaraldehyde solution, in 1% solution of tetraoxide osmium on phosphate buffer pH 7.2-7.4., dehydrated in alcohols and propylene oxide and poured into a mixture of epoxy resins with araldit. Ultra-thin slices, made on ultramicrotome УМПТ3М studied in an electron microscope ПЕМ-100-01. Results. It was found that cells of the basal and spinous layers form a germic area of the epithelium. The granular layer is a small width, the cells are osmiumophilic, with uneven contours of karyoles of the nucleus. The horn is formed by degenerative altered epithelial cells. he periodontium consists of collagen fibers, layers of loose connective tissue, as of fibroblasts, basophils, lymphocytes and plasmocytes. In the lumen of the hemocapillary, red blood cells are observed, the wall forms endothelial cells and basement membrane. Conclusion. Thus, conducted electron microscopic studies of soft tissues of periodontal rats in norm established specific features of the structure of the gums, periodontal and hemocapillars of the gum mucosa., Актуальность. Применение электронномикроскопического исследования для изучения структурной организации клеток может использоваться в качестве стандарта при последующих гистологических исследованиях и характеристике морфологических изменений в патологически измененных тканях пародонта.Оценка нормальной неизмененной ткани обеспечивает важные данные для анализа патологических нарушений или активизации регенеративных процессов в структурах пародонта. Целью работы было исследование ультраструктурной организации мягких тканей пародонтального комплекса крысы в норме. Методы. В эксперименте было использовано 12 беспородных белых крыс-самцов в возрасте 3,5 месяца, массой тела 130-160 г. Для проведения электронномикроскопического исследования вырезали кусочки мягких тканей пародонта в пределах десневого сосочка с различных участков верхней и нижней челюстей крысы. Маленькие кусочки ткани фиксировали в 2,5% растворе глютаральдегида, в 1% растворе тетраокиси осмия на фосфатном буфере рН 7,2-7,4 и заливали в смесь эпоксидных смол с аралдитом. Ультратонкие срезы, изготовленные на ультрамикротоме УМПТ3м, изучали на электронном микроскопе ПЕМ‑100‑01. Результаты. Было установлено, что клетки базального и остистого слоев составляют ростковую зону эпителия. Зернистый слой небольшой ширины, клетки осмиофильные, с неровными контурами кариолемы ядра. Роговой слой образован дегенеративно измененными эпителиоцитами. Периодонт состоит из коллагеновых волокон, прослойки рыхлой соединительной ткани, а также фибробластов, базофилов, лимфоцитов и плазмоцитов. В просветах гемокапилляров наблюдаются эритроциты, стенку образуют эндотелиоциты и базальная мембрана. Выводы. Таким образом, проведенные электронномикроскопические исследования мягких тканей пародонта крысы в нормеустановили видовые особенности строения десен, периодонта и гемокапилляров слизистой оболочки десен.

The effect of oscillatory decrease in the heart rate and hemoglobin oxygen saturation (SaO2) during the submaximal workload (bicycle ergometry test) was demonstrated in high-performance athletes and volunteers practicing healthy life style. The obtained parameters (heart rate, SaO2, amplitude of oscillation, and recovery time) were analyzed taking into account modern notions about the mechanisms of pO2 maintenance during activation of aerobic metabolism in high-resistance organisms under extreme conditions. It is concluded that optimal functioning of cardio-respiratory system can be achieved only when its labile oscillatory parameters are synchronized at the various levels of functional hierarchy, which are maintained by the higher intensity ofredox reactions, improved utilization of oxidative destruction products, more intensive fluctuations of endogenous oxygen, and fine regulation of hemoproteins' role in the free radical reactions. This, in turn, promotes long-term adaptive activation reaction at the higher levels of reactivity. Further studies of the described oscillations could facilitate their use as the new functional diagnostic criteria for the estimation of reactivity and adaptive reserve mechanisms in sports and preventive medicine.