Спонтанная возрастная патология мочевыделительной системы у крыс

К.О. Заикин(1), научный сотрудник, Е.А. Гайдай(2), биолог, Д.С. Гайдай(2), биолог, Я.А. Гущин(1), научный сотрудник, А.А. Мужикян(1), старший научный сотрудник, кандидат ветеринарных наук, К.Л. Крышень(2), старший научный сотрудник, кандидат биологических наук, М.Н. Макарова(1), доктор медицинских наук, директор 1-НПО «Дом Фармации», 188663, Российская Федерация, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, корп. 245; 2-Институт доклинических исследований, 188663, Российская Федерация, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, корп. 245 Е-mail: gajdaj.ea@doclinika.ru

Резюме

Резюме. Рассмотрены спонтанные возрастные патологии мочевыделительной системы, выявленные у крыс, которые не подвергались никаким воздействиям и содержались более 2 лет в стандартных условиях вивария. Интерес к данной группе патологий актуален при проведении длительных экспериментов, например при оценке канцерогенеза, поскольку гибель грызунов в пожилом возрасте часто связана с онкологическими заболеваниями и патологиями почек. Но опухолевая патология требует отдельного рассмотрения, что в данной статье невозможно. Знание патологий, имеющих спонтанное проявление у лабораторных крыс, необходимо для корректной интерпретации результатов экспериментальных исследований, а также для дифференциальной диагностики «спонтанных» и «индуцированных» патологий. Для классификации патологий использовали номенклатуру INHAND. Гистологическое исследование органов мочевыделительной системы (почки и мочевой пузырь) было проведено у 200 самцов и 200 самок крыс линии Wistar, возраст которых достигал 26–26,5 мес. Спонтанная возрастная патология мочевыделительной системы у крыс встречается очень часто. В данном случае – патология почек выявлена у всех 200 исследованных самцов и у 165 из 200 исследованных самок. Патологические изменения, рассматриваемые как проявления хронической прогрессирующей нефропатии (интерстициальная воспалительно-клеточная инфильтрация, гломерулосклероз, базофилия и атрофия эпителия почечных канальцев, дилатация канальцев, цилиндры в просветах канальцев, очаговый интерстициальный склероз коркового вещества почки), наиболее часто наблюдаются у крыс; они были выявлены у всех 200 исследованных самцов и у 140 из 200 исследованных самок. Везикулярная дистрофия (вакуолизация) эпителия почечных канальцев – единственный вид патологии мочевыделительной системы, который чаще встречался у самок, чем у самцов. Патогенез везикулярной дистрофии разнообразен. Клиническое и биологическое значение этой патологии неоднозначно. Она может предшествовать некрозу эпителия, но может встречаться и в норме. Патология мочевого пузыря наблюдается реже; она выявлена у 22 самцов и 1 самки. Среди патологических изменений выделяли: протеиновые пробки в просвете мочевого пузыря и очаговую воспалительно-клеточную инфильтрацию мочевого пузыря. При проведении экспериментов описанные патологии следует считать спонтанными, связанными с возрастными изменениями в организме.

Введение

Рассмотрим данные о спонтанной возрастной патологии мочевыделительной системы у крыс, выявленной у животных, которые не подвергались никаким воздействиям и содержались на протяжении более 2 лет в стандартных условиях вивария.

Под понятием возрастной патологии понимается патология, частота встречаемости которой нарастает в процессе старения организма. Под понятием спонтанной патологии понимается патология, возникновение которой не имеет прямой связи с четко определенными внешними причинами, причем ее частота не может быть заранее точно спрогнозирована. 

Знание спонтанной патологии лабораторных крыс необходимо для правильной интерпретации результатов экспериментальных исследований, для дифференциальной диагностики между «спонтанной» и «индуцированной» патологией. 

Анализ патологии мочевыделительной системы у крыс имеет особое значение, поскольку грызуны в пожилом возрасте, как правило, умирают от онкологических заболеваний и патологии почек [13]. Но опухолевая патология требует отдельного рассмотрения. В данной статье нет возможности останавливаться подробно на этой проблеме.

Кроме того, патология почек у грызунов может усугубляться или обостряться при применении ксенобиотиков, что затрудняет интерпретацию выявленных изменений [5]. 

В статье использована номенклатура INHAND, наиболее стандартизированная и широко применяемая номенклатура патологии у лабораторных животных. 

Проект INHAND (International Harmonization of Nomenclature and Diagnostic Criteria for Lesions in Rats and Mice) является совместной инициативой Societies of Toxicologic Pathology from Europe (ESTP), Great Britain (BSTP), Japan (JSTP), and North America (STP) для разработки принятой на международном уровне номенклатуры пролиферативной и непролиферативной патологии у лабораторных животных. 

Материал и методы

Проведено гистологическое исследование органов мочевыделительной системы (почки и мочевой пузырь) у 400 крыс линии Wistar (200 самцов и 200 самок). Крысы были подвергнуты эвтаназии; возраст крыс – 26–26,5 мес. 

Для гистологического исследования материал фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина в течение 24 ч, после чего по общепринятой методике заливали в парафин [1, 2]. Изготавливали срезы толщиной 5–7 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином. Анализ гистологических препаратов проводился при помощи светооптического микроскопа Carl Zeiss Axio Scope A1 (Германия) при увеличении 50, 100, 200 и 400. Микрофотографирование выполняли при помощи цифровой фотокамеры Axio Cam ICc 1 и программного обеспечения Axio Vision Rel. 4.8 (Германия). Статистический анализ не проводили.

Результаты и обсуждение

У исследованных крыс был выявлен ряд патологий (см. таблицу) мочевыделительной системы (почки, мочевой пузырь). 

Интерстициальная воспалительно-клеточная инфильтрация была выявлена у 43 самцов и 40 самок (рис. 1, 2).

Инфильтраты были мелкоочаговыми, наблюдались только в корковом веществе почки, состояли из мононуклеарных клеток (преимущественно лимфоциты, а также макрофаги и плазматические клетки), не имели строгой связи с определенными структурными элементами ткани почки (клубочки, почечные канальцы). 

Гломерулосклероз был выявлен у 71 самца и 57 самок (рис. 3–5). Это наиболее часто наблюдавшаяся патология почек. Гломерулосклероз был выраженно очагового типа – наблюдался в отдельных клубочках, большинство клубочков не были изменены.

Гломерулосклероз в некоторых клубочках сопровождался перигломерулярным склерозом (см. рис. 5), формированием синехий между клубочками и капсулой Боумена, повышением клеточности клубочков (см. рис. 4, 5), кариомегалией мезангиальных клеток (см. рис. 3). 

Базофилия эпителия почечных канальцев наблюдалась у 14 самцов и 17 самок (рис. 6).

Во всех случаях патология сочеталась с гломерулосклерозом и была очагового типа. 

Дилатация (расширение) почечных канальцев была выявлена у 22 самцов и 8 самок (рис. 7–9). 

Патология наблюдалась только в корковом веществе почки, имела очаговый характер, эпителий канальцев был с атрофическими изменениями, в большинстве расширенных канальцев имелись гиалиновые цилиндры. 

Цилиндры (гиалиновые) в просветах почечных канальцев были выявлены у 22 самцов и 8 самок (см. рис. 7–9). Во всех случаях патология сочеталась с дилатацией (расширением) почечных канальцев и имела очаговый характер. 

Атрофия эпителия почечных канальцев была выявлена у 22 самцов и 8 самок (см. рис. 7–9). Во всех случаях патология сочеталась с дилатацией (расширением) почечных канальцев, имела очаговый характер. 

Очаговый интерстициальный склероз коркового вещества почки был выявлен у 5 самцов и 2 самок (рис. 9–11). В очагах склероза также наблюдалась интерстициальная воспалительно-клеточная инфильтрация, гломерулосклероз, дилатация почечных канальцев с атрофией эпителия.

Везикулярная дистрофия (вакуолизация) эпителия почечных канальцев имела место у 5 самцов и 24 самок (рис. 12). Патология носила очаговый характер, была макровезикулярного типа, значительно чаще (в 5 раз) наблюдалась у самок.

Очаговая воспалительно-клеточная инфильтрация почечной лоханки была выявлена у 1 самки (рис. 13). Инфильтраты были мелкоочаговыми, локализовались непосредственно под эпителием, состояли из мононуклеарных клеток (преимущественно лимфоциты, а также макрофаги и плазматические клетки), не имели строгой связи с определенными отделами почечной лоханки, в вышележащем уротелии имелись атрофические изменения. В данном случае не было других патологических изменений в почечной лоханке, в том числе и интерстициальной воспалительно-клеточной инфильтрации в ткани почки.

Протеиновые (белковые) пробки в просвете мочевого пузыря были выявлены
у 19 самцов (рис. 14). Протеиновые пробки были крупных размеров, неравномерной окраски; какой-либо другой патологии, в том числе признаков воспаления, в мочевом пузыре не наблюдалось.

Склероз подслизистой основы мочевого пузыря был выявлен у 1 самца
(рис. 15). Склероз был диффузный, сопровождался уменьшением просвета мочевого пузыря, признаков воспаления в мочевом пузыре и в почках не наблюдалось.

Очаговая плоскоклеточная метаплазия уротелия мочевого пузыря встретилась лишь у 1 самца (рис. 16). Плоскоклеточная метаплазия сопровождалась ороговением, какой-либо другой патологии, в том числе признаков воспаления, в мочевом пузыре не было.

Очаговая воспалительно-клеточная инфильтрация мочевого пузыря была выявлена у 1 самца и 1 самки (рис. 17). Инфильтраты были мелкоочаговыми, локализовались непосредственно под эпителием, состояли из мононуклеарных клеток (преимущественно лимфоциты, а также макрофаги и плазматические клетки), не имели строгой связи с определенными отделами мочевого пузыря, в вышележащем уротелии наблюдались атрофические изменения. Какой-либо другой патологии в мочевом пузыре при этом не наблюдалось.

Большинство случаев выявленной патологии почек (интерстициальная воспалительно-клеточная инфильтрация, гломерулосклероз, базофилия и атрофия эпителия почечных канальцев, дилатация канальцев, цилиндры в просветах канальцев, очаговый интерстициальный склероз коркового вещества почки) наблюдались у одних и тех же животных, причем чаще у самцов.  

Указанные патологические изменения являются проявлениями одного заболевания – хронической прогрессирующей нефропатии [3, 5, 8–10, 12, 14]. При хронической прогрессирующей нефропатии в почечных клубочках также могут наблюдаться перигломерулярный склероз, синехии между клубочками и капсулой Боумена, повышение клеточности клубочков [3]. Данные изменения были выявлены и в нашем исследовании. 

Хроническая прогрессирующая нефропатия – одно из самых распространенных спонтанных заболеваний. Она является также частой причиной смерти крыс пожилого возраста, в частности самцов [3, 4, 8, 10, 12, 14]. 

Данная патология может создавать трудности дифференциальной диагностики с изменениями, индуцированными химическими препаратами при токсикологических исследованиях [11]. 

По мнению большинства авторов термин «хроническая прогрессирующая нефропатия» наиболее предпочтительный для этой патологии, особенно в длительных исследованиях, когда присутствуют все характерные морфологические признаки [5]. 

В нашем исследовании патологические изменения в почках рассматривались по отдельности, поскольку не во всех случаях они наблюдались одновременно у одних и тех же животных. В номенклатуре INHAND эта патология также классифицируется по отдельности, с упоминанием о наиболее частой встречаемости при хронической прогрессирующей нефропатии. Объясняется это тем, что данные патологические изменения могут встречаться и как самостоятельные виды патологии [5]. 

Интерстициальная воспалительно-клеточная инфильтрация очень часто встречается у крыс и, как правило, не связана с  токсикологическим воздействием [5]. 

Диагноз «интерстициальный нефрит» не использовался, поскольку инфильтрация была очаговой и прежде всего лимфоцитарной, а не распространенной и смешанно-клеточной; диагноз «пиелонефрит» также не использовался, поскольку инфильтрация наблюдалась только в корковом, а не в мозговом веществе почки. 

Везикулярная дистрофия (вакуолизация) эпителия почечных канальцев – единственный выявленный вид патологии почек, не связанный с хронической прогрессирующей нефропатией. Она в 5 раз чаще наблюдалась у самок, чем у самцов. Везикулярная дистрофия – проявление внутриклеточного накопления жидкости, липидов или другого материала в клетках эпителия. Патогенез везикулярной дистрофии разнообразен [5]. Эта патология может предшествовать дегенерации и некрозу эпителия, но также может быть обратимым изменением или встречаться в норме [7]. 

Очаговая воспалительно-клеточная инфильтрация почечной лоханки у грызунов – спонтанный фоновый процесс, не имеющий биологического или токсикологического значения [5]. 

Протеиновые (белковые) пробки в просвете мочевого пузыря – обычная посмертная находка. Они представляют собой агональную секрецию из добавочных половых желез, возникают во время эвтаназии, встречаются только у самцов крыс. Протеиновые пробки не имеют клинического или токсикологического значения, их констатация – дело патологоанатома [5, 6]. 

Очаговая воспалительно-клеточная инфильтрация мочевого пузыря наблюдается у крыс пожилого возраста, не имеет клинического или токсикологического значения [8]. Инфильтраты, как правило, мононуклеарно-клеточные, рассеяны в стенке мочевого пузыря. Их не следует расценивать как проявление хронического цистита, который встречается у крыс не часто [14]. 

Спонтанная возрастная патология мочевыделительной системы у крыс встречается очень часто; патология почек выявлена у всех 200 исследованных самцов
и у 165 из 200 исследованных самок. 

Патология мочевого пузыря встречается реже; она выявлена у 22 самцов и
1 самки. 

Патологические изменения, рассматриваемые как проявления хронической прогрессирующей нефропатии, наиболее часто наблюдаются у крыс; они были выявлены у всех 200 исследованных самцов и у 140 из 200 исследованных самок. 

Везикулярная дистрофия (вакуолизация) эпителия почечных канальцев – единственный вид патологии мочевыделительной системы, который чаще встречался у самок, чем у самцов. 

Везикулярная дистрофия имеет разнообразный патогенез [5], ее клиническое и биологическое значение неоднозначно; она может предшествовать некрозу эпителия, но наблюдаться и в норме [7].

Результаты проведенного исследования совпадают с данными литературы, посвященной спонтанной возрастной патологии у крыс [3, 5, 8, 10, 11, 14]. 

Заключение

Представлены результаты оценки возрастных изменений мочевыделительной системы крыс. Большинство патологий было выявлено в почках: интерстициальная воспалительно-клеточная инфильтрация, гломерулосклероз, базофилия и атрофия эпителия почечных канальцев, дилатация канальцев, цилиндры в просветах канальцев, очаговый интерстициальный склероз коркового вещества почки. У крыс пожилого возраста были обнаружены протеиновые пробки в просвете мочевого пузыря и очаговая воспалительно-клеточная инфильтрация мочевого пузыря, везикулярная дистрофия эпителия почечных канальцев.

Описанные патологии следует рассматривать как спонтанные, связанные с возрастными изменениями в организме.

Список литературы

  1. Гущин Я.А., Мужикян А.А. Влияние фиксирующих жидкостей на микроскопическую структуру органов мелких лабораторных животных. Международный вестник ветеринарии. 2014; 3: 88–95.
  2. Мужикян А.А., Макарова М.Н., Гущин Я.А. Особенности гистологической обработки органов и тканей лабораторных животных. Международный вестник ветеринарии. 2014;. 2: 103–9.
  3. Brayton C. Famous Rat Pathology (Phenotypes) [Электронный ресурс]. European College of Veterinary Pathologists. 2017. Режим доступа: www.ecvpath.org/download/896/ - 05.10. 2017
  4. Dixon D., Heider K., Elwell. M.R. Incidence of nonneoplastic lesions in historical control male and female Fischer-344 rats from 90-day toxicity studies. Toxicol. Pathol. 1995; 23: 338–48.
  5. Frazier K.S., Seely J.C., Hard G.C. et al. Proliferative and Nonproliferative Lesions of the Rat and Mouse Urinary System. J. Toxicol Pathol. 2012; 40: 14S–86S.
  6. Hard G.C., Alden C.L., Bruner R.H. et al. Non-proliferative lesions of the kidney and lower urinary tract in rats. In Guides for Toxicologic Pathology. STP/ARP/AFIP, Washington DC. 1999: 1–32.
  7. Johnson R.C., Dovey-Hartman B.J., Syed J. et al. Vacuolation in renal tubular epithelium of Cd-1 mice. An incidental finding. Toxicol. Pathol. 1998; 26: 789–92.
  8. McInnes E. F. Wistar and Sprague–Dawley rats. In Background Lesions in Laboratory Animals, A Color Atlas (E. F. McInnes, ed.). Elsevier Ltd. 2012; 17–36.
  9. Montgomery C. A. Kidney / C. A. Montgomery, J. C. Seely. In Pathology of the Fischer rat (G. A. Boorman, S. L. Eustis, M. R. Elwell, et al., eds.). Academic Press, San Diego. 1990: 127–52.
  10. Percy D. H. Rat / D. H. Percy, S. W. Barthold. In Pathology of laboratory rodents and rabbits, third ed. (D.H. Percy, S.W. Barthold, eds.). Blackwell Publishing Professional, Iowa, USA. 2007: 125–77.
  11. Saladino B. H. Diseases of Rats. Pathology of Laboratory Animals [Электронный ресурс]. August 2013. Charles Louis Davis and Samuel Wesley Thompson DVM Foundation For the Advancement of Veterinary and Comparative Pathology. Режим доступа: http://www.cldavis.org/cgi-bin/download.cgi?pid=1059 - 05.10.2017
  12. Seely J.C., Hard G.C. Chronic Progressive Nephropathy (CPN) in the Rat: Review of Pathology and Relationship to Renal Tumorigenesis. J. Toxicol. Pathol. 2008. Vol. 21: 199–205.
  13. SEER Cancer Statistics Review, 1975–2003. Surveillance Epidemiology and End Results (SEER). National Cancer Institute. 2006. [Электронный ресурс]: [сайт]. Режим доступа: https://seer.cancer.gov/csr/1975_2003/ - 05.10.2017
  14. Tucker M. J. Diseases of the Wistar Rat. Taylor and Francis, London. 1997: 254 pp.

Вас может заинтересовать