Експонування рецепторів лектинів у структурних компонентах язика потомства щурів, що розвивалося за умов мерказоліл-індукованого гіпотирозу материнського організму

Abstract

З використанням загальноморфологічних методів і панелі з 5 лектинів (WGA, CNFA, Con A, SNA та VAA) вивчали глікокон’югати структурних компонентів язика потомства щурів, що розвивалося за умов гіпотирозу материнського організму. Встановили, що морфогенез структурних компонентів язика у фізіологічних умовах супроводжується накопиченням вуглеводних детермінант DGIcNAc, GalNAc, nDMan та DGal (рецепторів лектинів WGA, CNFA, Con A, VAA) у поєднанні з редукцією сіалогліканів (рецепторів SNA) у складі епітеліальної пластинки слизової оболонки. Клітини малих слинних залоз язика виявляли високу спорідненість з усіма використаними лектинами на 1-й постнатальний день, демонструючи певну редукцію і мозаїчність зв’язування лектинів на 10-й день розвитку. Смакові бруньки були вперше ідентифіковані на 10-постнатальний день як Con A-ареактивні структури на тлі помірної реактивності прилеглого епітелію. На тлі материнського гіпотирозу задокументована тенденція до накопичення вищеозначених вуглеводних детермінант у поєднанні з редукцією сіалогліканів у епітелії слизової оболонки. Також констатовано посилене експонування епітеліоцитами смакових бруньок рецепторів лектинів WGA та CNFA, підвищену реактивність клітин слинних залоз з лектинами WGA і SNA, у поєднанні зі зниженням їхньої реактивності з лектином CNFA. Виявлені зміни гліканового профілю язика, правдоподібно, можуть впливати на функції смакових рецепторних клітин та спотворювати смакові сприйняття.

С использованием общеморфологических методов и панели из 5 лектинов (WGA, CNFA, Con A, SNA, VAA) изучали гликоконъюгаты структурных компонентов языка потомства крыс, что развивалось в условиях гипотиреоза материнского организма. Установили, что морфогенез структурных компонентов языка в физиологических условиях сопровождается накоплением углеводных детерминант DGIcNAc, BGalNAc, aDMan и DGal (рецепторов лектинов WGA, CNFA, Con A, VAA соответственно) в сочетании с редукцией сиалогликанов (рецепторов SNA) в составе эпителиальной пластинки слизистой оболочки. Клетки слюнных желез языка проявляли высокое сродство ко всем использованным лектинам на 1-й постнатальный день, демонстрируя определенную редукцию и мозаичность связывания лектинов на 10-й день развития. Вкусовые почки были впервые идентифицированы на 10-й постнатальный день как Con A-ареактивные структуры на фоне умеренной реактивности прилегающего эпителия. На фоне материнского гипотиреоза задокументирована тенденция к накоплению вышеуказанных углеводных детерминант в сочетании с редукцией сиалогликанов в эпителии слизистой оболочки. Также констатировано усиленное экспонирование эпителиоцитами вкусовых почек рецепторов лектинов WGA и CNFA, повышенную реактивность клеток слюнных желез с лектинами WGA и SNA в сочетании со снижением их реактивности с лектином CNFA. Выявленные изменения гликанового профиля языка потомства на фоне материнского гипотиреоза, вероятно, отражают повреждение гликоконъюгатов вкусовых рецепторных клеток, обуславливающие искажение вкусовых восприятий.

Methods of general morphology and a panel of 5 lectins with different carbohydrate specificity were used to study the influence of maternal hypothyroidism on the structural components and glycoconjugate determinants of progeny tongue. The experiment was carried out on offsprings of 20 adult female rats weighing 180-200 g (10 control and 10 experimental). Hypothyroidism in the experimental group animals was induced by oral administration of antithyroid drug merkazolil at the dose of 5 mg/kg of body weight, which was added to daily food allowance during two weeks before fertilization and during the whole pregnancy. Studies were conducted in accordance with the provisions of the European Convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes (Strasbourg, 1986), Council Directive 2010/63/EU, the Law of Ukraine number 3447-IV «On protection of animals from cruelty». Thyroid dysfunction of experimental group animals was proved by detection of hormones T3 and T4 in blood serum in the radioisotope laboratory of Lviv Regional Hospital, and confirmed by histological studies of thyroid glands, which exposed certain signs of hypothyroidism (overweighting and the increased thyrocytes height). Samples of progeny tongues were excised on days 1-st and 10-th of postnatal development after an overdose of ether anesthesia. Histological material was fixed in Bouins fluid and embedded in paraffin. For general morphology 5-7 pm sections were stained with hematoxylin and eosin. Glycoconjugate content was estimated by alciane blue staining combined with PAS-reaction. Carbohydrate determinants were detected by lectin-peroxidase technique using a set of 5 lectins: WGA (specific to DGlcNAc > NeuNAc), CNFA (DGalNAcp1- 4GlcNAc specific), Con A (specific to aDMan, glycogen), SNA (NeuNAca2-6Gal specific), VAA (specific to DGal) with subsequent visualization of lectin receptor sites in diaminobenzidin-H2O2 medium. Microscopic investigation was perforrmed using «Granum R6053» microscope, equipped with «Echoo-Imager 502502000» camera and the computer program «ToupView 3.7». It was revealed that on the 1-st postnatal day the surface of tongue was covered with stratified squamous not keratinized epithelium, which till day 10-th became partially keratinized. Circumvallate papilla on the 1-st postnatal day were lacking taste buds, which became detectible on the day 10-th. In sublining connective tissue were located small salivary glands, some of these filled with mucous substance. Morphogenesis of tongue under the physiological conditions was accompanied by the enhanced exposure of DGlcNAc, DGalNAc, aDMan and DGal carbohydrate determinants (WGA, CNFA, Con A, VAA receptor sites), in combination with the reduction of sialoglycans (SNA receptors) in the mucosal membrane epithelial lining. Salivary gland cells demonstrated strong reactivity with all used lectins on the 1-st postnatal day; lectin labeling was reduced and obtained characteristic mosaicism on postnatal day 10-th, this observation apparently encompassing the initiation and desynchronization of glandulocyte secretory cycles. Taste buds were first identified on the 10-th postnatal day as Con A non-reactive structures on the background of moderate reactivity of the adjacent epithelium. Maternal hypothyroidism induced enhanced exposure of the above mentioned carbohydrate determinants in combination with sialoglycans reduction in the mucosal epithelium. It was also noted significantly increased reactivity of taste buds with WGA and CNFA, of salivary glands with WGA and SNA combined with their reduced CNFA reactivity. The revealed modifications of rat tongue glycan profile under the influence of maternal hypothyroidism apparently encompass alterations of receptor cell glycoconjugates with subsequent distortion of taste perception.