CELLULAR COMPOSITION OF LYMPHOID STRUCTURES IN THE TRACHEAL WALL OF WISTAR RATS WITH DIFFERENT PROGNOSTIC RESISTANCE TO EMOTIONAL STRESS

Full Text

Cтресс является этиологическим фактором и звеном патогенеза многих социально значимых заболеваний [14]. Показана связь стресса с иммунодепрессией [13]. При этом устойчивость к эмоциональному стрессу признается индивидуальным генетически детерминированным и в то же время модулируемым свойством [8]. Учитывая тесное взаимодействие нервной, гуморальной и иммунной систем, выявление связи между устойчивостью к эмоциональному стрессу и клеточным составом лимфоидной ткани представляет большой интерес. Такие данные могут стать основой для создания методик повышения адаптационных возможностей организма с целью профилактики как стресс-ассоциированных, так и инфекционных заболеваний. В связи с этим целью нашей работы стало выявление особенностей клеточного состава лимфоидных образований стенки трахеи у устойчивых и неустойчивых к эмоциональному стрессу крыс. Материал и методы . Исследовали трахею 20 крыссамцов Вистар массой 250-300 г в возрасте 4-6 мес. Оценку устойчивости крыс к эмоциональному стрессу проводили с помощью теста «Открытое поле» [5]. Тестирование проводили в утреннее время в течение 3 мин. По результатам теста «Открытое поле» рассчитывали индекс активности (ИА) крыс. Для эксперимента отбирали крыс прогностически устойчивых (ИА от 2,25 до 5,8) и неустойчивых к стрессу (ИА от 0,25 до 0,79) [4], амбивалентные животные исключались. Из 40 протестированных животных для последующего исследования было отобрано 20. Забой осуществляли методом декапитации. При работе с животными учитывали положения приказов Минвуза СССР № 742 от 13.11.84 «Об утверждении правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» и№ 48 от 23.01.85 «О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных». Материал забирали в течение 3 мин после декапитации животных, трахею препарировали, выделяли ее начальный отдел и зону вблизи бифуркации. Материал фиксировали в 10 % формалине с последующей стандартной спиртовой проводкой и заливкой в парафин. Из парафиновых блоков готовили срезы толщиной 5 мкм, которые окрашивали гематоксилином-эозином, азуром II - эозином (для дифференцировки клеток). Подсчет клеток проводили в лимфоидных узелках (верхушка, центральная часть и основание), в скоплениях клеток лимфоидного ряда вблизи желез трахеи, в собственной пластинке слизистой оболочки, а также между клетками покровного эпителия органа на стандартной площади среза, равной 880 мкм², в 10 полях зрения. Полученные результаты обрабатывали статистически (SPSS17). Различия оценивали как значимые при P ≤ 0,05 (по U-критерию Манна-Уитни). Результаты исследования . В стенке начального отдела трахеи крыс обнаружены скопления клеток лимфоидного ряда вблизи выводных протоков и концевых отделов желез, а также клетки лимфоидного ряда, диффузно рассеянные в собственной пластинке слизистой оболочки. Вблизи желез у устойчивых к стрессу крыс плотность расположения клеток лимфоидного ряда составляет 25,4±1,77 клеток/880 мкм², что в 1,8 раза больше, чем у неустойчивых к стрессу особей (13,8±1,3 клеток) - рисунок. Это связано с бóльшим содержанием в скоплениях средних и малых лимфоцитов (2,0±0,42 и 9,6±1,4 клеток/880 мкм² у устойчивых к стрессу особей, что соответственно в 3,3 и 2,7 раза больше, чем у неустойчивых крыс). Кроме того, в отличие от неустойчивых к стрессу крыс, у устойчивых к стрессу в скоплениях присутствуют бласты и большие лимфоциты. Абсолютное количество плазматических клеток в лимфоидных скоплениях значимо не различается у крыс, устойчивых и не устойчивых к эмоциональному стрессу. Вместе с тем у неустойчивых к стрессу животных плазматические клетки преобладают по сравнению с другими клетками, содержащимися в скоплении (33,2 %). У устойчивых к стрессу крыс доля плазматических клеток в лимфоидных скоплениях также значительна (16,1 %) и уступает лишь доле малых лимфоцитов (37,8 %). Абсолютное содержание ретикулярных клеток в лимфоидных скоплениях в 3,7 раза меньше, а фибробластов - в 2,3 раза больше у устойчивых к стрессу животных (соответственно 0,7±0,15 и 5,6±0,39 клеток). Плотность расположения клеток лимфоидного ряда в собственной пластинке слизистой оболочки трахеи у устойчивых к стрессу крыс составляет 8,8±0,96 клеток/880 мкм², что в 2,1 раза меньше, чем у предрасположенных к стрессу крыс (18,7±0,64 клеток) - см. рисунок. У устойчивых к стрессу крыс здесь отсутствуют большие лимфоциты, а количество средних и малых лимфоцитов соответственно в 4,0 и 3,8 раза меньше, чем у предрасположенных к стрессу животных, и составляет 0,5±0,22 и 1,7±0,47 клеток/880 мкм² (P ≤ 0,05). Количество ретикулярных клеток у устойчивых к стрессу животных здесь многократно меньше, чем у неустойчивых (в 36 раз - 0,1±0,09 клеток/880 мкм² у устойчивых и 3,6±0,44 клеток - у неустойчивых к стрессу крыс). При этом численность деструктивно измененных клеток в собственной пластинке слизистой оболочки органа у устойчивых животных в 12 раз меньше (0,1±0,09 клеток /880 мкм²; P ≤ 0,01). В составе покровного эпителия слизистой оболочки стенки трахеи в начальном отделе органа выявлено постоянное наличие клеток лимфоидного ряда. Их число у устойчивых к стрессу крыс составляет 1,8±0,13 клеток/880 мкм², что в 2,6 раза больше, чем у неустойчивых к стрессу особей (0,7±0,21 клеток). Вблизи бифуркации трахеи обнаружены лимфоидные узелки. В собственной пластинке слизистой оболочки трахеи так же, как и в начальном отделе органа диффузно рассеяны клетки лимфоидного ряда, однако у бифуркации трахеи скопления этих клеток вблизи желез встречались редко. Лимфоидные узелки в стенке трахеи у крыс в норме не имеют центров размножения и, располагаясь в собственной пластинке слизистой оболочки хрящевой части трахеи, находятся в тесном контакте с эпителиальной выстилкой органа. Над верхушкой лимфоидного узелка эпителий инфильтрирован лимфоцитами, уплощен и не имеет ресничек. Анализ клеточного состава лимфоидных узелков показал, что плотность расположения клеток в них у устойчивых к стрессу крыс значительно выше, чем у неустойчивых особей (в центре - в 2,1 раза, 55,6±4,16 клеток/880 мкм² - см. рисунок). Это происходит в основном за счет малых лимфоцитов: в центре число этих клеток составляет 32,0±3,81 клеток/880 мкм², что в 2,9 раза превосходит их содержание в аналогичной зоне у предрасположенных к стрессу крыс. Кроме того, у стрессоустойчивых особей число ретикулярных клеток в узелках меньше, а фибробластов - больше, чем у неустойчивых к стрессу крыс: в центре узелков число ретикулярных клеток меньше в 4,62 раза (0,8±33 клеток/880 мкм²), а фибробластов - больше в 6,3 раза (3,8±0,33 клеток). Число плазматических клеток в верхушке узелков у устойчивых к стрессу крыс составляет 0,4±0,19 клеток/880 мкм², что в 7,2 раза меньше, чем у неустойчивых крыс (в центре и основании узелков у стрессоустойчивых крыс эти клетки отсутствуют). В собственной пластинке слизистой оболочки трахеи плотность расположения клеток лимфоидного ряда у устойчивых к стрессу крыс составляет 10,4±1,00 клеток/880 мкм², что в 1,68 раза меньше (P ≤ 0,05), чем у предрасположенных к стрессу особей (17,5±1,1 клеток) - см. рисунок. Абсолютное количество малых лимфоцитов у устойчивых особей составляет 3,8±0,72 клеток/880 мкм², что в 1,6 раза меньше, чем у неустойчивых к стрессу крыс (6,3±0,82 клеток). Кроме того, у стрессоустойчивых крыс, в отличие от предрасположенных к стрессу, здесь отсутствуют большие лимфоциты, макрофаги, ретикулярные и деструктивно измененные клетки. Абсолютное содержание клеток лимфоидного ряда между клетками эпителия трахеи вблизи ее бифуркации у устойчивых к стрессу крыс в 7 раз превышает аналогичный показатель в группе предрасположенных к стрессу животных (соответственно 1,4±0,36 и 0,2±0,1 клеток/880 мкм²). Обсуждение полученных данных . Модуляция стрессоустойчивости может стать одним из ключевых подходов к профилактике стресс-индуцированных заболеваний. Изучение нормальной структуры лимфоидной ткани трахеи у экспериментальных животных с различной прогностической устойчивостью к эмоциональному стрессу способно служить основанием к разработке такого подхода. По результатам нашего исследования, клеточный состав лимфоидных образований стенки трахеи у крыс Вистар с различной прогностической устойчивостью к эмоциональному стрессу в количественном отношении неодинаков. Можно предположить, что это связано с различиями в нервной и гуморальной регуляции функций тканей и органов у устойчивых и предрасположенных к эмоциональному стрессу крыс [8]. Выявлено, что у крыс, устойчивых к эмоциональному стрессу, плотность расположения клеток на стандартной площади гистологического среза в лимфоидных узелках и в скоплениях клеток лимфоидного ряда вблизи желез трахеи достоверно выше, чем у неустойчивых к стрессу особей, что связано с большим содержанием малых и средних лимфоцитов. Наши данные согласуются с результатами Е. В. Морозовой [6], которая обнаружила, что у неустойчивых к стрессу крыс плотность расположения клеток в лимфоидных узелках ниже, чем у устойчивых. J. Bienenstock и R. L. Clancy описали узелковые лимфоидные структуры преимущественно в местах бифуркации воздухоносных путей [11]. По нашим данным, абсолютное число плазматических клеток в верхушке лимфоидных узелков у устойчивых к стрессу крыс в 7,5 раз меньше, чем у неустойчивых особей, а в основании и центре узелков эти клетки у них вовсе отсутствуют. В лимфоидных скоплениях вблизи желез трахеи относительное количество плазматических клеток у устойчивых к стрессу животных в 2 раза меньше, чем у неустойчивых к стрессу, у которых плазматические клетки составляют 33,24 % от общего числа клеток в скоплении. Таким образом, плазматические клетки преобладают в скоплениях у неустойчивых к стрессу крыс. Общее содержание средних и малых лимфоцитов в них составляет 30,41 %. Ранее клеточный состав лимфоидных скоплений, располагающихся вблизи желез в стенке трахеи крыс, был изучен Д. К. Гармаевой [3], которая утверждает, что в скоплении преобладают малые лимфоциты. В соответствии с полученными нами данными, это верно лишь для устойчивых к стрессу особей. Судя по содержанию малых лимфоцитов и плазматических клеток в лимфоидных структурах стенки трахеи у крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу, можно предположить, что у предрасположенных к стрессу крыс более активным является гуморальное, а у устойчивых к стрессу - клеточное звено иммунитета. Известно, что при развитии иммунного ответа по гуморальному типу, связанному с деятельностью В-системы, в мозговом веществе лимфатических узлов накапливаются плазматические клетки [1, 9]. В собственной пластинке слизистой оболочки трахеи плотность расположения клеток лимфоидного ряда в начальном отделе и вблизи бифуркации соответственно в 2,13 раза и в 1,68 раза выше у неустойчивых к стрессу крыс, чем у устойчивых. В то же время Е. В. Морозова показала, что общее количество клеток лимфоидного ряда в собственной пластинке слизистой оболочки у крыс с различной устойчивостью к стрессу одинаково [6]. Следует отметить, что автор проанализировала лишь относительные показатели клеточного состава (процентное содержание клеток), тогда как мы учитывали абсолютные. Количество клеток лимфоидного ряда между эпителиоцитами трахеи выше у устойчивых к стрессу животных. Такие различия могут свидетельствовать о более активной реакции на присутствие чужеродных агентов в просвете органа у устойчивых к стрессу особей: большее число клеток лимфоидного ряда в покровном эпителии трахеи свидетельствует об их более активной миграции. Клетки лимфоидного ряда наиболее часто мигрируют именно из собственной пластинки слизистой оболочки, они в первую очередь контактируют с эпителием в целях обеспечения иммунной защиты стенки органа [2], поэтому обеднение собственной пластинки слизистой оболочки основными иммунокомпетентными клетками у устойчивых к стрессу крыс выглядит закономерным. Присутствие здесь у неустойчивых к стрессу крыс малодифференцированных клеток лимфоидного ряда, а также большего количества малых и средних лимфоцитов может свидетельствовать о большей степени антигенной нагрузки на лимфоидные образования собственной пластинки слизистой оболочки. Известно, что ангигены, в первую очередь липополисахариды бактериальной стенки, активно влияют на клеточную пролиферацию и дифференцировку в бронхо-ассоциированной лимфоидной ткани [10]. У неустойчивых к стрессу крыс это может быть связано с малым количеством интраэпителиальных лимфоцитов в стенке трахеи. Кроме того, «первый эшелон иммунитета» в значительной степени обеспечивают химические компоненты слизи и активность мукоцилиарного транспорта, и лишь когда этот барьер становится проницаемым, в слизистой оболочке развиваются воспалительный и иммунный ответы [4]. В настоящее время вопрос о различиях в активности мукоцилиарного транспорта и содержании компонентов слизи у животных с неодинаковой прогностической устойчивостью к эмоциональному стрессу остается открытым. Следует отметить, что у неустойчивых к стрессу крыс в лимфоидных скоплениях и лимфоидных узелках трахеи количество ретикулярных клеток выше, чем у стрессоустойчивых особей. Поскольку эти клетки выполняют функцию микроокружения для клеток лимфоидного ряда и являются регуляторами межклеточных взаимодействий [12], следует предположить, что у неустойчивых к стрессу животных клетки лимфоидных образований (в том числе ретикулярные) в норме более значительно вовлечены в иммунные процессы. Возможно, это происходит по причине меньшей «надежности» первой линии защиты стенки органа (меньшего числа интраэпителиальных лимфоцитов) у крыс, неустойчивых к эмоциональному стрессу. Таким образом, анализ результатов морфологического исследования лимфоидных образований трахеи у крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу позволяет предположить, что местная иммунная защита стенки органа более активна у устойчивых к стрессу особей. Это морфологически подтверждается большим содержанием основных иммунокомпетентных клеток и большей пролиферативной активностью в наиболее зрелых в структурном и функциональном отношении образованиях - лимфоидных узелках и скоплениях лимфоидных клеток вблизи желез трахеи у устойчивых к стрессу особей. Кроме того, об активности иммунной защиты у этих животных свидетельствует и более высокое содержание клеток лимфоидного ряда между эпителиоцитами трахеи, что обеспечивает своевременный контакт иммунокомпетентных клеток с антигенами внешней среды, попадающими в трахею вместе с вдыхаемым воздухом. Значительное содержание плазматических клеток в лимфоидных структурах трахеи у неустойчивых к стрессу крыс может свидетельствовать о высокой активности гуморального звена местной иммунной защиты у этих животных.

About the authors

L. A. Kliuyeva

I. M. Sechenov First Moscow Satate Medical University

Email: moloko1978@gmail.com

E. V. Shvetsov

N. I. Pirogov Russian National Research Medical University

Ye. Ye. Nikiforova

I. M. Sechenov First Moscow Satate Medical University

Email: e.nikiforova11@yandex.ru

References

Supplementary files