WPŁYW KADMU NA STRUKTURĘ I FUNKCJĘ PRZYTARCZYC – BADANIA W MODELU DOŚWIADCZALNYM NA ZWIERZĘTACH
II Środkowo Europejski Kongres Osteoporozy i Osteoartrozy oraz XIV Zjazd Polskiego Towarzystwa Osteoartrologii i Polskiej Fundacji Osteoporozy, Kraków 11-13.10.2007
Streszczenia:
Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja 2007, vol 9 (Suppl. 2), s196-197.
P51
WPŁYW KADMU NA STRUKTURĘ I FUNKCJĘ PRZYTARCZYC – BADANIA W MODELU DOŚWIADCZALNYM NA ZWIERZĘTACH
Piłat-Marcinkiewicz B.1, Brzóska M. M.2, Lebda-Wyborny T.3, Sawicki B.1
1 Zakład Histologii i Embriologii, Akademia Medyczna w Białymstoku
2 Zakład Toksykologii, Akademia Medyczna w Białymstoku
3 Zakład Histologii i Embriologii, Śląska Akademia Medyczna w Katowicach-Ligocie
Słowa kluczowe: kadm, przytarczyce, parathormon, szczur
Wstęp i cel pracy
Ostatnie wyniki badań epidemiologiczych oraz doświadczalnych wskazują, iż nawet względnie niskie, długotrwałe narażenie na kadm stanowi czynnik ryzyka uszkodzeń układu kostnego. Mechanizmy oddziaływania kadmu na układ kostny pomimo wielu badań wciąż pozostają nie w pełni wyjaśnione. Przytarczyce, poprzez sekrecję parathormonu (PTH), uczestniczą w regulacji gospodarki wapniowej i metabolizmu tkanki kostnej. W związku z tym badając mechanizmy uszkadzającego wpływu kadmu na układ kostny wzięto pod uwagę również możliwości oddziaływania kadmu poprzez wpływ na przytarczyce.
Celem pracy była ocena struktury i funkcji przytarczyc w modelu doświadczalnym na samcach szczura stanowiącym odpowiednik niskiego i wysokiego narażenia na ten metal, które może mieć miejsce w życiu człowieka.
Materiał i metody
Zwierzęta narażano na kadm w postaci wodnych roztworów CdCl2 o stężeniu 1 i 50 mg Cd/dm3, podawanych jako jedyny płyn do picia przez 12 miesięcy. Szczury kontrolne pojono wodą niezanieczyszczoną kadmem. Do badań pobrano tarczyce wraz z przytarczycami oraz krew (na skrzep). Dokonano oceny struktury histologicznej przytarczyc w mikroskopie świetlnym. W przytarczycach wykrywano peptyd pokrewny do parathormonu (PTHrP) techniką immunohistochemiczną Avidin Biotin Peroxidase Complex (ABC) stosując swoiste przeciwciała królicze. Ponadto, w surowicy oznaczono stężenie PTH (zestawem ELISA, Immunotopics Inc.). Do oceny intensywności reakcji immunohistochemicznej (stosunek średniej gęstości optycznej mierzonego pola do jego powierzchni) na PTHrP użyto programu morfometrycznego Image Pro Plus 4.5 (Media Cybernetics).
Wyniki
W obrazie morfologicznym przytarczyc u zwierząt narażanych na kadm w obu stężeniach zaobserwowano poszerzone naczynia krwionośne oraz wyraźnie jasne, hipertroficzne komórki główne. W grupie narażanej na 50 mg Cd/dm3 zaobserwowano lokalne zmiany degeneracyjne tych komórek przy naczyniach krwionośnych. Zmiany w obrazie morfologicznym przytarczyc były bardziej nasilone przy wyższym poziomie ekspozycji. U zwierząt narażanych na 50 mg Cd/dm3 odnotowano wzrost intensywności odczynu immunohistochemicznego na PTHrP, czemu towarzyszył wzrost stężenia PTH w surowicy. Przy narażaniu na 1 mg Cd/dm3 intensywność odczynu immunohistochemicznego na PTHrP i stężenie PTH w surowicy nie odbiegały od wartości kontrolnych.
Wnioski
Wyniki badań wskazują, iż kadm, nawet w warunkach niskiego narażenia może powodować zmiany w strukturze przytarczyc, natomiast w warunkach wysokiego narażenia na ten metal dochodzi również do zmian degeneracyjnych oraz do zwiększenia syntezy i sekrecji PTH. Biorąc pod uwagę fakt, iż PTH jest silnym czynnikiem resorbującym tkankę kostną, na podstawie przeprowadzonych badań można wnioskować, iż wpływ kadmu na przytarczyce może być włączony w patomechanizmy oddziaływania tego metalu na układ kostny.
Badania częściowo finansowano w Grantu KBN (Nr 6PO5D 093 20).
P51
FFECT OF CADMIUM ON THE STRUCTURE AND FUNCTION OF THE PARATHYROID GLAND – STUDIES ON A RAT MODEL
Piłat-Marcinkiewicz B.1, Brzóska M. M.2, Lebda-Wyborny T.3, Sawicki B.1
1 Department of Histology and Embryology, Medical University of Białystok, Poland
2 Department of Toxicology, Medical University of Białystok, Poland
3 Department of Histology and Embryology, Silesian Medical University, Katowice-Ligota, Poland
Key words: Cadmium, parathyroid, parathormone, rat
Introduction and aim
Recent epidemiological and experimental data indicate that even relatively low chronic exposure to cadmium poses a risk for skeletal damage. Mechanisms of cadmium action on the skeleton, in spite of numerous studies, are still not completely explained. The parathyroid gland via parathormone (PTH) secretion is involved in the regulation of calcium and bone tissue metabolism. Thus, studying the mechanisms of cadmium influence on the skeleton we have also took into account the possibility of its action via parathyroid damage. The aim of the study was to estimate the structure and function of parathyroid on a male rat model corresponding to low and relatively high human exposure.
Material and methods
The animals were treated with cadmium in the form of an aqueous solution of CdCl2 at the concentration of 1 and 50 mg Cd/dm3, administered as the only drinking fluid, for 12 months. Control animals drank water free of cadmium. The thyroid lobes with parathyroids and blood from the heart (for cloth) were collected for analysis. Microscopic analysis of the parathyroids structure was perfomed in a light microscope. In the parathyroid gland, the parathyroid hormone-related protein (PTHrP) was detected immunohistochemically by Avidin Biotin Peroxidase Complex technique (ABC) with the use of specific rabbit antibodies. Moreover, serum PTH concentration was determined using Rat Intact PTH Elisa kit (Immunotopics Inc.). The intensity of the immunohistochemical reaction (ratio of the mean optic density of the measured object to its area) for PTHrP was estimated using a morphometric programme (Image Pro Plus 4.5 Media Cybernetics).
Results
In the morphological picture of the parathyroid gland in the animals exposed to cadmium dilatation of blood vessels and hipertrophia of the parathyroid chief cells were observed. Changes in the morphological picture of the parathyroid in the group exposed to 50 mg Cd/dm3 were more intensive than in those exposed to 1 mg Cd/dm3. The exposure to 50 mg Cd/dm3 led to an increase in the intensity of the immunohistochemical reaction for PTHrP and the serum PTH concentration. In the lower level of the exposure to cadmium, the intensity of immunohistochemical reaction for PTHrP and the serum PTH concentration did not differ compared to control.
Conclusions
The results seem to indicate that cadmium, even at low chronic exposure may lead to changes in the structure of the parathyroid, whereas high exposure to this metal also results in degenerative changes and in an increase in the synthesis and secretion of PTH. Taking into account the fact that PTH is a strong bone-resorbing factor, based on the study it may be concluded that cadmium influence on the parathyroid gland may be involved in the patomechanisms of its action in the skeleton.
This study was in part supported financially by the Grant (No. 6PO5D 093 20) from the Committee for Scientific Research (KBN, Poland).