MORPHO FUNCTIONAL STATE OF THE PERIPHERAL ORGANS OF THE IMMUNE SYSTEM IN RATS AFTER THE HYPOKINESIA AND IN THE PERIOD OF REHABILITATION

Full Text

Гипокинезия в современном обществе является серьезной медицинской и социальной проблемой [4]; особую роль она играет также в условиях невесомости при космическом полете [2, 5]. Известно, что при этом происходит перераспределение крови и изменение давления жидких сред в организме, снижение весовой нагрузки на опорные структуры, мышечную систему и изменение регуляции нейроэндокринной системы [1, 4, 6]. Комплекс подобных нарушений сопровождается изменением различных физиологических функций в организме [6, 10]. Реакция органов иммуногенеза в условиях гипокинезии изучена недостаточно [3, 8]. Остается открытым вопрос о восстановлении строения и функционального состояния органов иммуногенеза в отдаленный период после окончания воздействия гипокинезии. Вместе с тем, известно, что именно состояние иммунной системы характеризует и обеспечивает стабильное функционирование организма при воздействии различных внешних факторов [7, 8, 12]. В связи с этим целью данного исследования явилось изучение особенностей реакции клеточного состава морфофункциональных зон в групповых лимфоидных узелках (ГЛУ) подвздошной кишки и в брыжеечных лимфатических узлах (БЛУ) у крыс при моделировании 30-суточного воздействия гипокинезии и в период реабилитации. Материал и методы. Эксперимент проводился на базе Института медико-биологических проблем РАН РФ. Объектом исследования служили половозрелые крысысамцы 3-месячного возраста массой 250–300 г. Изучены интактные животные, животные после 30-суточной гипокинезии и в период реабилитации, т. е. спустя 30 сут после окончания воздействия гипокинезии (по 10 крыс в группе). Гипокинезию моделировали при помощи мягкой фиксации хвоста животного поролоновыми зажимами (во избежание некроза) к подвижной основе на протяжении всей длины клетки под углом в 45 º. Задние лапки крыс находились выше уровня пола на 1 см. С помощью передних лапок животные могли передвигаться по клетке, свободно пользоваться водой и пищей. Интактные и экспериментальные животные были выведены из опыта методом декапитации. При проведении эксперимента соблюдали «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденные МЗ РФ, № 755 от 12.08.1977 г. Участки подвздошной кишки с ГЛУ, а также БЛУ фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина и заливали в парафин. Гистологические срезы органов толщиной 4–5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином и по Ван-Гизону. В ГЛУ и в БЛУ анализировали цитоархитектонику в герминативных центрах (ГЦ) лимфоидных узелков. Изучали также клеточный состав в межузелковой зоне ГЛУ и в паракортикальной зоне БЛУ. Анализ полного клеточного состава в структурных зонах изучаемых органов проводили на стандартной площади гистологического среза, равной 880 мкм² После 30-суточной гипокинезии в ГЦ в ГЛУ [11]. Количественные результаты клеточного состава обрабатывали статистически с помощью программного обеспечения «Statistica 6.0» и «Excel». Значимость различий показателей средних величин оценивали при P≤0,95. Результаты исследования. У интактных крыс ГЛУ в стенке подвздошной кишки состоят из отдельных лимфоидных узелков с широкими ГЦ, разделенными между собой межузелковыми зонами. В ГЦ основную долю клеток составляют малодифференцированные клетки (34,88%, рис. 1), среди которых преобладают большие лимфоциты (19,95%). Выявлены также клетки с фигурами митоза (4,27%). Содержание лимфоцитов (средних и малых) в 1,6 раза меньше, чем молодых форм клеток (бластов и больших лимфоцитов). Встречаются плазматические клетки в основном зрелые (антителопродуцирующие) (4,61%). В ГЦ деструктивно измененные и разрушенные клетки составляют 12,48% (см. рис. 1), вдвое меньше содержится макрофагов (6,30%). Межузелковая зона у интактных крыс характеризуется максимальным накоплением лимфоцитов — 80,00% (средних и малых лимфоцитов, рис. 2). Среди клеток лимфоидного ряда присутствуют малодифференцированные клетки (бласты и большие лимфоциты), на долю которых приходится 1,79%. Деструкция клеток в межузелковых зонах, по сравнению с ГЦ, отмечается в 1,5 раза реже, содержание макрофагов — меньше в 2,7 раза. (см. рис. 1) число малодифференцированных клеток уменьшается в 3,3 раза, лимфоцитов в 1,3 раза и плазматических клеток — в 4,1 раза. Клетки с фигурами митоза встречаются в 8,7 раза реже, чем у интактных крыс. В ГЦ узелков резко усиливается деструкция клеток (в 2,2 раза), при этом вдвое увеличивается количество макрофагов (до 12,63%). В межузелковых зонах ГЛУ у крыс при воздействии гипокинезии отмечаются несколько иные изменения: увеличивается количество малодифференцированных форм клеток (в 1,7 раза), появляются плазматические клетки (1,73%) и эозинофилы (5,0%). В этот же период в межузелковых зонах, как и в ГЦ, резко увеличивается количество деструктивно измененных и разрушенных клеток (в 2,6 раза, см. рис. 2) и макрофагов (в 2,2 раза). В период реабилитации, т. е. спустя 30 сут после окончания воздействия гипокинезии, в ГЦ и межузелковых зонах ГЛУ практически в равной степени увеличивается доля бластов (в 3,0 и 2,8 раза соответственно). В ГЦ узелков в 4,6 раза возрастает число клеток с фигурами митоза, в межузелковых зонах доля лимфоцитов увеличивается в 1,4 раза (см. рис. 2). В изучаемых структурах ГЛУ вдвое уменьшается содержание деструктивно измененных и разрушенных клеток (см. рис. 1, 2), при этом в ГЦ узелков и межузелковых зонах в равной степени уменьшается число макрофагов (в 1,5 и 1,7 раза соответственно). По сравнению с действием гипокинезии отмечается уменьшение количества эозинофилов в межузелковых зонах (в 5,1 раза), однако некоторая часть их (в пределах 1%) в период реабилитации сохраняются. В БЛУ у интактных крыс крупные ГЦ лимфоидных узелков образованы клетками лимфоидного ряда различной степени зрелости. Среди них преобладают лимфоциты (средние и малые), которые составляют 38,7% и малодифференцированные клетки — 21,5% (см. рис. 1). Плазматические клетки единичны (0,7%), в ГЦ выявлены также 2,7% клеток с фигурами митоза. Значительную долю клеток в ГЦ составляют макрофаги (20,5%), и только 2,7% клеток относятся к деструктивно измененным и разрушенным клеткам. Паракортикальная зона в БЛУ у интактных крыс насыщена в основном лимфоцитами (до 79,4%, см. рис. 2). Практически в равном количестве присутствуют малодифференцированные и плазматические клетки (3,7 и 3,0% соответственно), деструктивно измененные и разрушенные клетки составляют 6,0%, макрофаги — 2,9%. После воздействия гипокинезии в ГЦ лимфоидных узелков в БЛУ число деструктивно измененных клеток увеличено в 12,6 раза. Резко уменьшается число малодифференцированных клеток (в 5,6 раза) и особенно бластов (в 9,7 раза). Исчезают клетки с фигурами митоза и макрофаги. При этом содержание лимфоцитов (малых и средних) и плазмобластов остается на уровне значений у интактных животных (различия незначимы). В паракортикальной зоне БЛУ после действия гипокинезии исчезают молодые формы клеток, плазматические клетки и макрофаги. Доля лимфоцитов снижается в 1,2 раза при увеличении числа деструктивно измененных клеток в 5,0 раз (см. рис. 2). Через 30 сут после окончания действия гипокинезии, в период реабилитации, в ГЦ лимфоидных узелков и паракортикальной зоне БЛУ уменьшается число деструктивно измененных клеток (в 1,6–1,7 раза). В ГЦв 4,1 раза увеличивается число молодых форм клеток, которые обнаружены также в паракортикальной зоне (3,19%). В ГЦ появляются клетки с фигурами митоза (2,46%) и макрофаги (8,86%), а в паракортикальной зоне выявлены макрофаги (2,70%), исчезающие после действия гипокинезии. Сохраняются эозинофилы (0,62%). Обсуждение полученных данных. Результаты эксперимента выявили значительную перестройку цитоархитектоники в морфофункциональных зонах как в ГЛУ подвздошной кишки, так и в БЛУ под воздействием гипокинезии. Основной эффект заключается, прежде всего, в усилении деструкции клеток лимфоидного ряда. Наиболее интенсивной — в ГЦ лимфоидных узелков в БЛУ (в 12,6 раза) и в аналогичной структуре ГЛУ — в 2,2 раза. В ГЦ лимфоидных узелков в БЛУ при гипокинезии выявлено практически полное подавление лимфоцитопоэза [7–9], что подтверждается исчезновением клеток с фигурами митоза, резким уменьшением числа молодых форм клеток. В противоположность этому, в ГЦ лимфоидных узелков ГЛУ, несмотря на высокий уровень деструкции клеток, уменьшение числа молодых форм клеток и клеток с фигурами митоза (в 3,3–8,7 раза), значительная часть этих клеток сохраняются и после действия гипокинезии. Полученные результаты свидетельствуют, что при гипокинезии наиболее уязвимыми являются ГЦ БЛУ, когда практически подавляется их функция. Однако в ГЛУ после действия гипокинезии сохраняются бласттрансформация клеток, лимфоцитопоэз и осуществляется созревание В-лимфоцитов, ответственных за гуморальный иммунитет [13, 14]. При действии гипокинезии выявлен различный характер перестройки клеточного состава вТ-зависимых зонах исследованных органов: в паракортикальной зоне БЛУ на фоне 5-кратного увеличения числа деструктивно измененных клеток происходят резкое подавление лимфоцитопоэза и угнетение функционального состояния этой зоны, когда исчезают клетки с фигурами митоза и молодые формы клеток. Аналогичная реакция на гипокинезию отмечена в паховых лимфатических узлах у обезьян [3, 8]. Нами установлено, что в межузелковых зонах ГЛУ при гипокинезии деструкция клеток усиливается всего в 1,2 раза, при этом резко (в 1,7 раза) увеличивается доля молодых форм клеток и появляются плазматические клетки, что можно расценивать как признак компенсаторной реакции, направленной на поддержание клеточного и гуморального иммунитета в органе. В результате эксперимента установлено, что в период реабилитации, т. е. спустя 30 сут после окончания действия гипокинезии, в ГЛУ и БЛУ отмечаются процессы восстановления межклеточных взаимоотношений. Одним из факторов, способствующих восстановительным процессам, можно считать резкое снижение деструкции клеток. Выявлено, что в период реабилитации в ГЦ ГЛУ процессы деструкции клеток уменьшаются в большей степени, чем в БЛУ (в 2,1 и 1,6 раза соответственно). При этом в ГЦ лимфоидных узелков ГЛУ резко увеличивается содержание клеток с фигурами митоза и малодифференцированных клеток. В БЛУ эти изменения слабо выражены — появляются только единичные клетки с фигурами митоза, отсутствующие после действия гипокинезии, увеличивается число молодых форм клеток. Полученные результаты свидетельствуют, что в период реабилитации в изучаемых органах происходит неравномерное усиление функциональной активности ГЦ в лимфоидных узелках, в них восстановливаются процессы лимфоцитопоэза, которые более выражены в ГЛУ, чем в БЛУ. Также по-разному осуществляются восстановительные процессы в период реабилитации в зонах созревания и накопления Т-лимфоцитов в исследованных органах. Установлено, что при равном снижении числа деструктивно измененных клеток в изучаемых зонах (в 1,7 раза) доля малых лимфоцитов в межузелковых зонах увеличивается в 1,4 раза, тогда как в паракортикальной зоне их содержание остается на уровне, отмеченном после действия гипокинезии. При этом в межузелковых зонах резко увеличивается доля бластов (в 2,8 раза), тогда как в паракортикальной зоне эти клетки единичны (3,2%). В целом, полученные данные свидетельствуют об активации процессов бласттрансформации клеток и увеличении количества лимфоцитов в период реабилитации во всех изученных зонах ГЛУ и БЛУ. Установлено, что в период реабилитации восстановительные процессы более активно осуществляются в межузелковых зонах ГЛУ, чем в паракортикальной зоне БЛУ. В период реабилитации активность деструкции клеток в ГЦ лимфоидных узелков в ГЛУ снижается до уровня показателей у интактных животных, тогда как в этой зоне в БЛУ она значительно превышает показатели у контрольных животных (в 7,7 раза). Содержание молодых форм клеток в ГЦ лимфоидных узелков в изучаемых органах остается в 1,7–2,0 раза более низким, чем в интактной группе. Сходная картина наблюдается в Т-зависимых зонах изучаемых органов. В период реабилитации в межузелковых зонах в ГЛУ и паракортикальной зоне БЛУ активность деструкции клеток все еще превышает показатели у интактных животных (в 1,3 и 2,8 раза соответственно). При этом содержание лимфоцитов не достигает того уровня, который был отмечен в группе интактных животных. Полученные результаты о динамике лимфоидных клеток указывают на слабую функциональную активность лимфоидной ткани в ГЛУ и БЛУ после реабилитации [3, 4]. В заключение следует отметить, что гипокинезия оказывает угнетающее действие на функциональное состояние ГЛУ и БЛУ. При этом отмечается различная степень структурных изменений в аналогичных морфофункциональных зонах в изучаемых органах. Полученные данные позволяют полагать, что морфофункциональные зоны в ГЛУ более устойчивы к воздействию гипокинезии, чем в БЛУ. Возможно, это связано с адаптацией ГЛУ к постоянному воздействию перистальтики кишки, в отличие от БЛУ, фиксированных в корне брыжейки. В период реабилитации полного восстановления цитоархитектоники в структурах изучаемых органов не происходит. Учитывая характер реакции лимфатической системы организма, можно полагать, что воздействие гипокинезии приводит к функциональной недостаточности всех органов иммуногенеза и возможности развития иммунодефицитного состояния, что подтверждается данными литературы [8, 12].

About the authors

D. Ye. Grigorenko

RAMS Institute of Morphology

Email: dinagrigorenko@yahoo.com

G. G. Aminova

RAMS Institute of Morphology

Email: Lab-funkanat@yandex.ru

K. A. Vasyanina

I. M. Sechenov First Moscow Medical University

Email: gar-karina@yandex.ru

References

Supplementary files