Optical and Morphometric Parameters of Neutrophils in Rats Exposed to Copper-Zinc Pyrite Ore
DOI:
https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z244Keywords:
peripheral blood neutrophils, cell surface area, cytoplasmic area, nucleus area, cytoplasm optical density, optical density of the cell nucleus, copper-zinc pyrite ore, ratsAbstract
The method of computer morphometry allows us to study in detail both the morphometric features of neutrophils and their optical properties. The refractive index of cytoplasmic components directly depends on the cytoplasm’s granularity and the presence or absence of organelles and inclusions, while the refractive index of chromatin depends on its structural ordering. Considering this, morphometric and optical parameters can serve as markers of the functional and metabolic activity of neutrophilic leukocytes when exposed to adverse environmental factors. The purpose of the research was to investigate the morphometric and optical characteristics of rat neutrophils at different stages of exposure to copper-zinc pyrite ore. Materials and methods. The experiment involved 68 nonlinear male rats aged 3–4 months (mean weight 210.5 ± 10.5 g), which were divided into the control and 3 experimental groups based on the duration of exposure to the ore (20, 45 and 60 days). Morphometric and optical parameters of neutrophils were determined by computer morphometry using the MECOS-C2 automatic microscopy complex (Russia) for smear analysis installed on the AXIO Lab.A1 microscope (ZEISS, Germany). Results. During all stages of the experiment, the total cell area and the cytoplasmic area of neutrophils was decreasing along with the optical density of the cytoplasm and nucleus. Statistically significant negative correlations between the area and optical density of the nucleus were recorded throughout the experiment. The decreased optical density of the neutrophil cytoplasm under the influence of ore indicates a declining number of granules in the cytoplasm, while the decreased optical density of the nucleus indicates a growing proportion of decondensed chromatin. The reduction in cytoplasm optical density in all spectral components, combined with a decrease in cytoplasmic area, is due to a sharp weakening of the functional capabilities of neutrophil granulocytes under the action of ore. The reduction in the optical density of neutrophil nuclei is, apparently, associated with the functional reorganization of chromatin, i.e. with the conversion of facultative heterochromatin into euchromatin.
Downloads
References
Андрюков Б.Г., Богданова В.Д., Ляпун И.Н. Фенотипическая гетерогенность нейтрофилов: новые антимикробные характеристики и диагностические технологии // Гематология и трансфузиология. 2019. Т. 64, No 2. С. 211–221. https://doi.org/10.35754/0234-5730-2019-64-2-211-221
Barnes P.J., Shapiro S.D., Pauwels R.A. Chronic Obstructive Pulmonary Disease: Molecular and Cellular Mechanisms // Eur. Respir. J. 2003. Vol. 22, No 4. P. 672–688. https://doi.org/10.1183/09031936.03.00040703
Owen C.A., Campbell M.A., Sannes P.L., Boukedes S.S., Campbell E.J. Cell Surface-Bound Elastase and Cathepsin G on Human Neutrophils: A Novel, Non-Oxidative Mechanism by Which Neutrophils Focus and Preserve Catalytic Activity of Serine Proteinases // J. Cell Biol. 1995. Vol. 131, No 3. P. 775–789. https://doi.org/10.1083/jcb.131.3.775
Василенко И.А., Никитин А.А., Малыченко Н.В., Иванюта И.А., Метелин В.Б., Агаджанян Б.Я. Цитометрия нейтрофилов в оценке эффективности комплексного лечения больных остеомиелитом нижней челюсти // Альм. клин. медицины. 2008. No 18. С. 63–68.
Гаспарян С.А., Попова О.С., Василенко И.А., Хрипунова А.А., Метелин В.Б. Оценка фенотипа интерфазных ядер лимфоцитов методом количественного фазового имиджинга (QPI) у пациенток с эндометриоидными кистами яичников // Альм. клин. медицины. 2017. Т. 45, No 2. С. 109–117. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2017-45-2-109-117
Heidarian A., Yousefi E., Somma J. Digital Image Analysis of Nuclear Morphometry in Thyroid Fine Needle Biopsies // J. Am. Soc. Cytopathol. 2017. Vol. 6, No 5. P. 76. https://doi.org/10.1016/j.jasc.2017.06.189
Toledo Hidalgo D., Diaz Rojas P.A., Torres Batista M., Sánchez Anta A. La densidad óptica nuclear como indicador diagnóstico en el carcinoma papilar de tiroides // Rev. Cubana Investig. Bioméd. 2020. Vo l. 39, No 3. URL: https://www.scienceopen.com/document?vid=6ec04930-2cf8-4434-bb75-5deaf6a9a23e (дата обращения: 14.08.2024).
Колесник Е.А., Дерхо М.А., Ребезов М.Б. Функциональные морфоденситометрические параметры хроматина ядра и цитоплазмы эритробластов и эритроцитов птиц в постэмбриональном онтогенезе // Аграр. вестн. Урала. 2024. Т. 24, No 1. С. 59–85. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2024-24-01-59-85
Федосенко С.В., Черногорюк Г.Э., Рослякова Е.П. Влияние тиотропия бромида на морфофункциональные свойства нейтрофилов и макрофагов бронхиального дерева при хронической обструктивной болезни легких стабильного течения // Пульмонология. 2010. No 5. С. 56–60. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2010-5-56-60
Потапнев М.П., Гущина Л.М., Мороз Л.А. Фенотипическая и функциональная гетерогенность субпопуляций нейтрофилов в норме и при патологии // Иммунология. 2019. Т. 40, No 5. С. 84–96. https://doi.org/10.24411/0206-4952-2019-15009
Зиякаева К.Р., Каюмова А.Ф., Шамратова В.Г. Дизрегуляторные сдвиги в системе красной крови при длительной интоксикации медно-цинковой колчеданной рудой (экспериментальное исследование) // Медицина труда и пром. экология. 2021. Т. 61, No 4. С. 224–230. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-4-224-230
Бондарь Т.П., Ишкова Н.М., Запорожцева О.И. Возможности компьютерной цитоморфометрии эозинофилов при эозинофилиях различного генеза // Сарат. науч.-мед. журн. 2010. Т. 6, No 1. С. 108–111.
Козинец Г.И., Погорелов В.М., Шмаров Д.А., Боев С.Ф., Сазонов В.В. Клетки крови: современные технологии их анализа. М.: Триада-фарм, 2002. 535 с.
Арешидзе Д.А. Механизмы поддержания и изменений формы и размеров клеточного ядра (обзор) // Морфол. вед. 2022. Т. 30, No 3. С. 73–80. https://doi.org/10.20340/mv-mn.2022.30 (3).670
Gasparotto M., Lee Y.-S., Palazzi A., Vacca M., Filippini F. Nuclear and Cytoplasmatic Players in Mitochondria-Related CNS Disorders: Chromatin Modifications and Subcellular Trafficking // Biomolecules. 2022. Vo l. 12, No 5. Art. No 625. https://doi.org/10.3390/biom12050625
Красикова А.В., Куликова Т.В. Распределение маркеров гетерохроматина в хромосомах типа ламповых щеток у птиц // Генетика. 2017. Т. 53, No 9. С. 1077–1085. https://doi.org/10.7868/S0016675817090077
