Features of the ultrastructure of the pancreas in experimental acute pancreatitis

Abstract

The article presents the results of a study on the modeling of acute pancreatitis in an experiment on large laboratory animals. The authors have proposed an original experimental model for studying the characteristics of the course of acute pancreatitis caused by the introduction of liver bile into the pancreatic ducts of the pig. The morphogenesis of experimental acute pancreatitis in the initial phase of the disease at the ultrastructural level using light and electron microscopy was studied in detail. It has been shown that with the development of acute destructive pancreatitis, the left lobe and the body of the pancreas undergo more destructive changes. In the right lobe, destructive changes are less pronounced. When using light microscopy in the pancreatic tissue, phenomena of pronounced interstitial edema, granular dystrophy of pancreatocytes, dilation of venous and lymphatic vessels on the background of arteriospasmwas found. Expansion of the common pancreatic duct was accompanied by desquamation of the epithelium in its lumen and the formation of microerosias. Occasionally, free erythrocytes were encountered, which may indicate a violation of the hemato-tissue barrier. Results of electron microscopy data showed that the most characteristic ultrastructural changes for the early phase of the disease should be considered a violation of the structure of such important cellular organelles as the nucleus (apoptosis), endoplasmic reticulum, and mitochondria. In this case, the synthesis and maturation of zymogen granules is disturbed. Due to the disruption of the structure of the foamy (protective) cells of the pancreas, its structure was not protected from harmful pathogenic effects (in our experiment, liver bile). Not only the parenchyma (the cells that form the secret), but also the stroma of the gland (fibroblasts) is subject to pathological changes. Thus, the whole complex of morphological disturbances established at the ultrastructural level indicates significant pathophysiological disturbances in the work of the pancreas and confirms the validity propose of the experimental model of acute pancreatitis.

Keywords

acute pancreatitis / capillary stasis / experimental pancreonecrosis / light microscopy / electron microscopy / microcirculation disorder / apoptosis / vacuolation of stroma

References

[1] Андреева, С.Д. Морфофункциональные изменения экзокринной паренхимы поджелудочной железы при экспериментальном остром панкреатите / С.Д. Андреева // Иппология и ветеринария. – 2011. – № 2.– С. 72–75.

[2] Бархина, Т.Г. Ультраструктурные и молекулярные аспекты изучения клеточных мембран в норме и при патологии / Т.Г. Бархина // Морфология. – 2000. – № 3. – С. 117.

[3] Вашетко, Р.В. К вопросу о терминологии и классификации острых панкреатитов / Р.В. Вашетко, К.С. Кремнев // Мат. VII Всеросс. конф. общих хирургов с междунар. участием совместно с Пленумом проблемных комиссий «Неотложная хирургия» и «Инфекция в хирургии» Межведомств. науч. совета по хирургии РАМН и МзиСР РФ. – Красноярск, 2012. – С. 15–19.

[4] Гостищев, В.К. Лечебно-диагностическая тактика при остром деструктивном панкреатите в зависимости от показателей интегральных шкал тяжести / В. К. Гостищев [и др.] // Мат. VII Всеросс. конф. общих хирургов с междунар. участием совместно с Пленумом проблемных комиссий «Неотложная хирургия» и «Инфекция в хирургии» Межведомств. науч. совета по хирургии РАМН и МзиСР РФ. – Красноярск, 2012. – С. 66–71.

[5] Ермолов, А.С. Хирургическая помощь при острых заболеваниях органов брюшной полости в Москве в 1995–2009 гг. / А.С. Ермолов, А.П. Турко, П.В. Карнаушенко // Мат. Всеросс. форума «Пироговская хирургическая неделя». – 2010. – С. 43–44.

[6] Меркулов, Г.А. Курс патологогистологической техники / Г.А. Меркулов. – Л.: Медицина, 1969. – 424 с.

[7] Миронов, А.А. Методы электронной микроскопии в биологии и медицине / А.А. Миронов, Я.Ю. Комиссарчик, В.А. Миронов. – СПб.: Наука, 1994. – 400 с.

[8] Онищенко, Л.С. Исследование функциональной морфологии преоптического ядра лягушки (Ranatemporaria L) в связи с его физиологической регенерацией: автореф. … дис. канд. мед. наук. – Л., 1984. – 23 с.

[9] Об утверждении Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных: Приказ Министерства выс. и сред. спец. обр. от 13 нояб. 1984 № 742 // Мин. обр. СССР. – 1984. – 11 дек. – С. 14.

[10] Савельев, В.С. Панкреонекрозы / В.С. Савельев, М.И. Филимонов, С.З. Бурневич. – М.: Мед. информ. аг-во, 2008. – 264 с.

[11] Савищев, А.В. Ультраструктура клеток эндокринной и экзокринной частей поджелудочной железы в неонатальном периоде / А.В. Савищев // Фундаментальные исследования. – 2010. – № 8. – С. 63–68.

[12] Струков, А.И. Патологическая анатомия: учебник / А.И. Струков, В.В. Серов. – 5-е изд., стер. – М.: Литтерра, 2010. – 880 с.

[13] Фирсова, В.Г. Острый панкреатит: современные аспекты патогенеза и классификации / В.Г. Фирсова, В.В. Паршиков, В.П. Градусов // Современные технологии медицины. – 2011. – № 2. – С. 127–134.

[14] Andriewska, A. Effekt of endothelin-1 receptor antagonists on histological and ultrastructural changes in the pancreas and tripsinogen activation in the early course of caerulin-induced acute pancreatitis in rats / A. Andriewska, J.W. Dlugosz, A. Augustinowiez // World J. Gastroenterol. – 2005. – № 11 (8). – P. 1115–1121.

[15] Bhatia, M. Apoptosis of pancreatic acinar cells in acute pancreatitis: is it good or bad? / M. Bhatia // J. Cell Mol. Med. – 2004. – № 8 (3). – P. 402–409.

[16] Bhatia, M. Apoptosis versus necrosis in acute pancreatitis / M. Bhatia //Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 2004. – № 286 (2). – P. 189–196.

[17] Miyahara, Т. Morphological study of pancreatic endocrine in an experimental chronic pancreatitis with diabetes induced by stress and cerulean / T. Miyahara [et al.] // Ultrastruct. Pathol. – 1999. – № 23 (3). – P. 171–180.

[18] Takano, S. Ultrastructural study of the effects of stress on the pancreas in rats / S. Takano [et al.] // Pancreas. – 1994. – № 9 (2). – P. 249–257.

[19] Tukaj, С. Ultrastructural aspects of acute pancreatitis induced by 2, 2’-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) in rats / C. Tukaj [et al.] // Folia Morphol. (Warsz). – 2012. – № 71 (3). – P. 136–141.

[20] Vildiri, А. Effekt of ischemia reperfusion on B cells of pancreas and protective effects of melatonin treatment / A. Vildiri [et al.] // Int. J. Morphol. – 2009. – № 27 (2). – P. 519–525.

[21] Willemer, S. Mechanism of acute pancreatitis. Cellular and subcellular events / S. Willemer, G. Adler // Int. J. Pancreatol. – 1991. – № 9. – P. 21–30.

[22] Yadav, D.I. The epidemiology of pancreatitis and pancreatic cancer / D.I. Yadav, A.B. Lowenfels // Gastroenterology. – 2013. – № 144. – P. 1252–126.

RIGHTS & PERMISSIONS

Bromberg B.B., Denisov A.V., Onisсhenko L.S., Zinoviev E.V., Demchenko K.N., Ovchinnikov D.V.