Morphological characteristics of the pineal gland of newborn rats under conditions of chronic prenatal hypoxia

Abstract

Prenatal ontogeny is a period of high sensitivity to the influence of stress factors. Prenatal hypoxia is one of the most common and clinically significant stress factors that cause mortality and disability among newborns. Prenatal hypoxia during critical periods of brain formation leads to pathomorphological changes in brain structures, accompanied by behavioral disorders and learning abilities, neurological disorders, and disruption of adaptation processes. Since the pineal gland is actively involved in adaptation processes in response to stress factors, the aim of our study was to study the morphological and functional changes in the pineal gland of newborn rats after exposure to chronic prenatal hypoxia. Experimental studies were conducted on the offspring of female Wistar rats of both sexes. Experimental animals were divided into 2 groups: control and experimental. The first (control) group was formed by 6 newborn animals from females that were in normal vivarium conditions without the influence of additional factors. The second group was formed by 6 newborn animals from female rats, which were injected subcutaneously with a sodium nitrite solution at a dose of 50 mg/kg every day from the 16th to the 21st day of pregnancy. Prenatal hypoxia is accompanied by morphological changes in the parenchyma and vascular bed of the pineal gland. It was established that in the peripheral regions of the parenchyma, stromal components, light cells with vacuolated cytoplasm, and glial cells were identified. The central zone of the parenchyma is formed by a mass of undifferentiated immature pinealocytes. n the central zones of the pineal gland, we also found areas with signs of focal and complete lysis of pinealocytes, manifested by discoloration of the nuclear substance and nucleolus and the formation of nuclear "shadows" with their subsequent dissolution. Microscopic examination of the blood bed of the pineal gland revealed marked signs of extra-organ blood circulation disorder in the form of venous hyperemia, plasmatization, and spasm of arterial vessels. The detected pathomorphological changes indicate a decrease in the functional activity of the pineal gland, which leads to a violation of adaptation mechanisms. Вплив пренатальної гіпоксії на ембріон у критичні періоди формування органів центральної нервової системи призводить до значних патологічних змін у розвитку когнітивних функцій, неврологічних розладів, порушення поведінки та здібностей до навчання, що проявляються на різних етапах постнатального життя і є найпоширенішою причиною смертності та інвалідності. Пренатальна гіпоксія призводить і до патологій нейроендокринної системи, що супроводжуються порушенням процесів синтезу та секреції нейрогормонів, дисфункцією епіфіза та зниженням адаптаційного потенціалу. Оскільки епіфіз активно залучається до адаптаційних процесів і забезпечує підтримання гомеостазу, метою дослідження було вивчення морфо функціональних змін епіфізу новонароджених щурів після впливу хронічної пренатальної гіпоксії. Експериментальні дослідження проводили на потомстві самиць щурів лінії Вістар обох статей. Для проведення досліджень використовувалася модель хронічної гемічної нітрит-індукованої пренатальної гіпоксії. Піддослідні тварини були розподілені на 2 групи: контрольну і дослідну. Перша (контрольна) група сформована 6 новонародженими тваринами від самок, які перебували у звичайних умовах віварію без впливу додаткових факторів. Друга (дослідна) група сформована 6 новонародженими тваринами від самок щурів яким щодня підшкірно вводився розчин нітриту натрію з 16 до 21 доби вагітності, що відповідає третьому триместру вагітності людини. Розчин нітриту натрію вводили у дозі 50 мг/кг, що спричиняє гіпоксію середнього ступеню важкості. Пренатальна гіпоксія супроводжується морфологічними змінами паренхіми та екстраорганного судинного русла епіфізу. Встановлено, що у периферичних регіонах паренхіми визначалися стромальні компоненти, світлі клітини з вакуолізованою цитоплазмою та гліальні клітини. Центральна зона паренхіми утворена масою недиференційованих незрілих пінеалоцитів. У центральних зонах епіфізу нами були виявлені ділянки з ознаками вогнищевого та повного лізису пінеалоцитів, що проявлялися знебарвленням ядерної субстанції і ядерця та утворенням «тіней» ядер з послідуючим їхнім розчиненням. При мікроскопічному дослідженні кровоносного русла епіфізу виявлені виражені ознаки розладу екстраорганного кровообігу у вигляді венозної гіперемії, плазматизації та спазму артеріальних судин. У судинах артеріолярного типу відзначалися явища лізису еритроцитів. Виявлені морфологічні зміни свідчать про дисбаланс процесів синтезу і секреції метаболітів епіфізу, зниження функціональної активності епіфізу, що призводить до порушення механізмів адаптації у новонароджених тварин.