Modificări morfologice în cardiomiocite, capilare și inervație
édition scientifique VVB LAUFERSWEILER VERLAG VVB LAUFERSWEILER VERLAG STAUFENBERGRING 15 D-35396 GIESSEN Tel: 0641-5599888 Fax: -5599890 [email protected] www.doktorverlag.de 9 ISBN: 978-3-8359-5 5 CARINA GRUBER MORPH. MODIFICĂRILE HIPERULUI ȘI A ATROFIEI INIMII Modificări morfologice ale cardiomiocitelor, capilarelor și inervației în cazul hiper- și atrofiei nutriționale a inimii șoarecelui CARINA GRUBER DISERTATURA INAUGURALĂ pentru a obține gradul de Dr. med. veterinar. la Departamentul de Medicină Veterinară de la Universitatea Justus Liebig Giessen 9 5 9 0 0 2 édition scientifique VVB VVB LAUFERSWEILER VERLAG
Opera este protejată prin drepturi de autor în toate părțile sale. Orice utilizare nu este permisă fără acordul scris al autorului sau al editorului. Acest lucru se aplică în special reproducerilor, traducerilor, microfilmării și stocării și procesării acestora prin sisteme electronice. Prima ediție 2012 Toate drepturile rezervate. Nicio parte a acestei publicații nu poate fi reprodusă, stocată într-un sistem de recuperare sau transmisă, sub orice formă sau prin orice mijloace, electronice, mecanice, fotocopiate, înregistrate sau altfel, fără permisiunea prealabilă scrisă a autorului sau a editorilor. prima ediție 2012 2012 de VVB LAUFERSWEILER VERLAG, Giessen Tipărit în Germania édition scientifique VVB LAUFERSWEILER VERLAG STAUFENBERGRING 15, D-35396 GIESSEN Tel: 0641-5599888 Fax: 0641-5599890 e-mail: [email protected]
De la Institutul pentru Anatomie Veterinară, Histologie și Embriologie de la Universitatea Justus Liebig Gießen Supervizor: Prof. Dr. Martin Bergmann și Institutul pentru Anatomie și Biologie celulară de la Universitatea Justus Liebig Gießen Anatomie 1 Supervizor: PD. Dr. Christian Mühlfeld Modificări morfologice ale cardiomiocitelor, capilarelor și inervației în cazul hiper- și atrofiei legate de dietă a inimii șoarecelor DISERTATURA INAUGURALĂ pentru a obține gradul de Dr. med. veterinar. la Departamentul de Medicină Veterinară de la Universitatea Justus Liebig Giessen prezentat de medicul veterinar Carina Gruber de la Heilbronn Giessen 2011
Cu aprobarea Departamentului de Medicină Veterinară a Universității Justus Liebig Decan Gießen Prof. Dr. Dr. H. c. M. Kramer Recenzor Prof. Dr. M. Bergmann Prof. Dr. C. Mühlfeld Disputation Day 30 ianuarie 2012
Cuprins Pagina Lista tabelelor Lista figurilor I III 1. Introducere 1 1.1 Anatomia inimii la mamifere 1 1.1.1 Fină și ultrastructură a inimii 1 1.1.2 Fină și ultrastructură a sistemului nervos al inimii 4 1.2. Revizuirea literaturii 8 1.2.1 Modificări morfologice ale inimii cu hiper- și atrofie 8 1.2.1.1 Compoziție miocardică și miocite 8 1.2.1.2 Capilare 10 1.2.1.3 Inervație 12 1.2.2 Tulburări funcționale ale inimii datorate hiper- și atrofiei 12 1.2.2.1 1.2.2.2 Funcția sistemului nervos autonom 13 1.3 Întrebări și obiective ale lucrării 14 2. Material și metode 16 2.1 Modele animale și pretratarea țesuturilor 16 2.1.1 Modele animale 16 2.1.2 Pregătirea inimilor pentru încorporarea țesuturilor și microscopie 19 2.2 Încorporarea țesuturilor 21 2.2.1 . Incorporarea Epon 21 2.2.2 Incorporarea parafinei 22 2.2.3 Incorporarea inghetarii 24
2.3 Metode de evaluare a parametrilor individuali 24 2.3.1 Imunohistochimie 24 2.3.1.1 Metoda imunoperoxidazei 24 2.3.1.2 Imunofluorescență 26 2.3.2 Prezentare generală a parametrilor specifici 27 2.3.3 Calculul parametrilor individuali 30 2.3.3.1 Dimensiunile corpului și inimii 30 2.3.3.2 Compoziție miocardică 30 2.3.3.3 Cardiomiocite 33 2.3.3.4 Capilare 34 2.3.3.5 Inervație 35 2.4 Statistici 42 3. Rezultate 43 3.1 Evaluare calitativă 43 3.1.1.Evaluare microscopică ușoară 43 3.1.2 Evaluare microscopică electronică 43 3.2 Rezultate cantitative 48 3.2 .1 Obezitate pe grupe experimentale la animale 48 3.2.1.1 Dimensiuni ale corpului și inimii 48 3.2.1.2 Compoziție miocardică 48 3.2.1.3 Cardiomiocite 49 3.2.1.4 Capilare 49 3.2.1.5 Inervație 49 3.2.2 Malnutriție la grupul experimental animal 54 3.2.2.1 Dimensiuni ale corpului și inimii 54 3.2.2.2 Compoziție miocardică 54 3.2.2.3 Cardiomiocite 54 3.2.2.4 Capilare 55 3.2.2.5 Inervație 55
4. Discuție 59 4.1 Critica metodei 59 4.1.1. Experiment pe animale 59 4.1.2 Prelevarea probelor 61 4.1.3 Fixarea, încorporarea și prelucrarea probelor 62 4.1.4 Metoda stereologică 68 4.1.4.1 Orientarea țesutului 70 4.1.4.2 Sisteme de testare 70 4.1.4.3 Dimensiunea probei 71 4.1. 4.4 Alte aspecte stereologice 71 4.2 Discutarea rezultatelor în comparație cu datele din literatură 73 4.2.1 Obezitate 73 4.2.1.1 Dezvoltarea hipertrofiei cardiace 73 4.2.1.2 Raportul ventriculului stâng la greutatea corporală 76 4.2.1.3 Miocard și cardiomiocite 77 4.2.1.4 Capilare 82 4.2.1.5 Inervație 84 4.2.2 Malnutriție 87 4.2.2.1 Dezvoltarea atrofiei cardiace 87 4.2.2.2 Raportul ventriculului stâng la greutatea corporală 87 4.2.2.3 Miocard și cardiomiocite 89 4.2.2.4 Capilare 92 4.2.2.5 Inervație 93 4.3 Perspectivă 94 5. Rezumat 95 6. Bibliografie 97
7. Prezentare generală a materialului 117 7.1 Substanțe utilizate 117 7.1.1 Produse chimice 117 7.1.2 Sera 118 7.1.3 Anticorpi primari 119 7.1.4 Anticorpi secundari 119 7.1.5 Alte substanțe 119 7.2 Tampoane și soluții 120 8. Anexă 123
Tabelul 3.4 Prezentarea generală a rezultatelor individuale ale parametrilor 52 în ceea ce privește capilarele animalelor obeze și animalele de control asociate Tabelul 3.5 Prezentarea generală a rezultatelor individuale ale parametrilor 52 în ceea ce privește inervația animalelor obeze și a animalelor de control asociate Tabelul 3.6 Prezentarea generală a rezultatelor individuale ale parametrilor în ceea ce privește 56 Dimensiunile corpului și inimii animalelor subnutrate și ale animalelor martor asociate Tabelul 3.7 Prezentare generală a rezultatelor individuale ale parametrilor referitori la compoziția miocardică a animalelor subnutrite și a animalelor martor asociate Tabelul 3.8 Prezentare generală a rezultatelor individuale ale parametrilor referitori la 56 din cardiomiocitele animalelor subnutrite și animalele asociate Animale de control Tabelul 3.9 Prezentare generală a rezultatelor individuale ale parametrilor referitori la 57 din capilarele animalelor subnutrite și animalele de control asociate Tabelul 3.10 Prezentare generală a rezultatelor individuale ale P parametrii referitori la inervația animalelor subnutrite și a animalelor de control asociate II
Modificările inervației asociate cu aceasta au fost studiate foarte inadecvat. Într-un studiu deja menționat pe șobolani cu ventricul drept hipertrofic cauzat de hipertensiune arterială, s-a găsit o hiperinervare morfologică a miocitelor cu fibre nervoase simpatice (Kimura și colab. 2006) și într-un examen morfologic al sistemului nervos la șoareci cu inimi atrofice datorită cașexiei tumorale o scurtare a lungimii totale a fibre nervoase cardiace (Mühlfeld și colab. 2011). Scopul prezentului studiu a fost caracterizarea structurală a diferitelor compartimente ale ventriculului stâng în legătură cu hiper și atrofie legate de dietă. Inervația în ceea ce privește hiper- și atrofia inimii legate de nutriție a fost înregistrată cantitativ pentru prima dată și cele trei compartimente cardiomiocite, capilare și inervație au fost, de asemenea, corelate pentru prima dată. Datele au fost colectate prin microscopie luminoasă și electronică folosind stereologie. Au fost determinați în detaliu următorii parametri: - Volumul miocitelor și organitelele acestora - Lungimea totală a capilarelor - Lungimea totală a axonilor 15
a suferit de diabet zaharat. În acest scop, toate animalele (inclusiv animalele de control) au fost private de hrana lor timp de șase ore, apoi au fost cântărite și după încă șase ore de înfometare, nivelul glicemiei a fost determinat folosind sânge venos (Accu Check). Animalele au fost apoi injectate intraperitoneal cu 10 μl/g greutate corporală a unei soluții de glucoză 10% și nivelul glicemiei a fost înregistrat din nou după 30, 60 și 120 de minute. După cum se poate observa din tabelul de mai jos, nu există diferențe în comparație cu grupul martor și, prin urmare, se poate presupune că animalele nu sufereau de diabet zaharat în momentul sacrificării (Fig. 2.1). Animalele au fost anesteziate prin inhalare cu izofluran și apoi sacrificate prin ruperea gâtului. Tabelul 2.1: Greutatea corporală și greutatea ventriculului stâng al animalelor din grupul de obezitate și grupul de control asociat. Limita de semnificație pentru diferența dintre cele două grupuri a fost p