STRUCTURAL CHANGES AND CELLULAR COMPOSITION OF THE MESENTERIAL LYMPH NODES IN MICE OF FIRST GENERATION AFTER PARENTAL EXPOSURE TO RADIATION

全文:

Согласно современным представлениям, брыжеечные лимфатические узлы (БЛУ) являются важной частью иммунной системы. Им принадлежит значительная роль в лимфоцитопоэзе, формировании иммунного ответа и рециркуляции лимфоцитов [1, 6]. Поэтому изучение их структуры и иммунореактивности по отношению к различным воздействиям, включая прямое влияние ионизирующего излучения на человека и животных, довольно активно проводится уже несколько десятилетий [8]. В то же время, исследования морфофункциональных особенностей вторичных лимфоидных органов у потомства облученных родителей, подвергнутого в дальнейшем экстремальным воздействиям, весьма немногочисленны [7]. Целью настоящей работы являлось изучение структуры и динамики изменений клеточного состава БЛУ после иммунизации (ИМЦ) мышей, родившихся от пар, подвергнутых ионизирующему излучению. Материал и методы. Эксперимент проведен на 93 белых беспородных мышах первого поколения, родители которых (88 животных массой 19±1,6 г) в 3-месячном возрасте были подвергнуты одновременному однократному тотальному гамма-облучению. Использовали 2 дозы облучения: 0,3 Гр (промежуточная) и 3,0 Гр (сублетальная). Через 20 сут после стихания острого лучевого синдрома проводили спаривание родителей. В контрольной группе спаривали необлученных животных. В вариантах с облучением самцов в дозе 3,0 Гр потомство не было получено, несмотря на неоднократное повторение опыта в летний период. Все животные, родившиеся от интактных и от облученных родителей из двух вариантов опыта, были разделены на 4 группы: 1-я - интактные взрослые мыши (n=15); 2-я - мыши, родившиеся от необлученных родителей (контрольная группа - n=38); 3-я - мыши, родившиеся от облученных в дозе 0,3 Гр родителей (n=48); 4-я - мыши, родившиеся от облученных в дозе 3,0 Гр самок и необлученных самцов (n=45). Все исследования проводили согласно правилам Европейской конвенции «О защите позвоночных животных, которые используются для экспериментальных и других научных целей» (г. Страсбург, 1986). Мыши 2-, 3-йи 4-й групп в 2-месячном возрасте были иммунизированы однократно внутрибрюшинно эритроцитами барана - 1×108 в 0,5 мл изотонического раствора хлорида натрия. Через 5, 7, 14, 30 сут после ИМЦ БЛУ фиксировали в жидкости Карнуа и заливали в парафин. Серийные срезы для изучения общей структуры окрашивали гематоксилином-эозином, азуром II-эозином. Окраску по методу Ван-Гизона и Маллори, а также импрегнацию AgNO3 по Гомори использовали для выявления стромы. Для оценки содержания РНК в клетках срезы окрашивали метиловым зеленым-пиронином по Браше с использованием в контроле РНКазы. Подсчитывали количество различных клеточных форм в структурно-функциональных зонах изученных органов в расчете на 1000 клеток, используя микроскоп MС-20 (Micros, Австрия). Размеры БЛУ и лимфоидных узелков (ЛУ) и их структурных компонентов определяли с помощью морфометрической установки Олимпус (Олимпус, Япония) и компьютерного программного обеспечения IMAGPRO+ (free version). Среднее арифметическое значение, его стандартную ошибку (sx-), стандартное отклонение (δ) определяли применяя программное обеспечение Microsoft Excel 2003 SP1, StatSoft 6.0. При использовании t-критерия Стьюдента различия между группами считали значимыми при Р<0,05. Результаты исследования. Органы интактных мышей (1-я группа) имели типичное гистологическое строение и обычный клеточный состав. На срезе толщина мозгового вещества преобладала над таковой коркового вещества, составляя, соответственно, 951±15 мкм и 650±16 мкм. Высота ЛУ достигала 241±5 мкм, ширина - 277±6 мкм. В ЛУ преобладали лимфоциты (647±14‰), стромальные клетки (213±10‰) и пиронинофильные лимфоциты - ПФЛ (45±3‰). Бластные формы, плазмоциты, макрофаги и клетки, делящиеся митозом, составляли 12,0±1,3, 5,6±0,8, 30±3 и 2,0±0,3‰ соответственно. Доля клеточных форм с измененной структурой составляла 29±4‰, лимфоцитов в состоянии апоптоза - 15,7±1,5‰. В мозговых тяжах доля плазмоцитов составляла 9,6±0,8‰. Мозговые лимфатические синусы (МЛС) содержали в основном лимфоциты, макрофаги и ретикулярные клетки. После ИМЦ в БЛУ у мышей, полученных от необлученных родителей (2-я группа), с 5-х суток выявлялась гиперплазия лимфоидной ткани (ЛТ). Толщина коркового вещества на 7-е сутки увеличивалось до 1060±17 мкм, в нем определялись крупные вторичные ЛУ (рис. 1, а). В центрах размножения (ЦР) ЛУ наблюдалась активная бласттрансформация лимфоцитов (БТЛ). Число бластных форм увеличивалось в 6,9 раза. Бластные формы определялись и в расширенной паракортикальной области (см. рис. 1, б). На 7-е сутки ЛУ имели максимальную высоту (381,0±7,1 мкм) и ширину (432,2±7,1 мкм). В их ЦР значимо увеличивалось число клеток, делящихся митозом (13,5±0,3‰), ПФЛ (108±11‰), плазмоцитов (15,8±2,3‰), а также клеточных форм с измененной структурой (59±3‰) и лимфоцитов в состоянии апоптоза (32,0±2,0‰). Значительно возрастали объем клеточного детрита (особенно в ЦР) и число макрофагов (41,5±2,0‰). Мозговые тяжи утолщались, а число плазмоцитов в них увеличивалось в 5,7 раза. МЛС становились шире и содержали очень большое количество лимфоцитов, макрофагов и ретикулярных клеток. Отмечалось расширение и полнокровие сосудов с умеренным отеком ЛТ. К 14-м суткам объем ЛТ уменьшался и к окончанию опыта вместе с числом клеточных элементов практически соответствовал показателям у интактных мышей. Только МЛС оставались широкими и содержали немного больше ретикулярных клеток и макрофагов, чем у мышей 1-й группы. Волокнистый каркас стромы почти не изменялся по сравнению с исходным состоянием, сохранялось незначительное полнокровие сосудов. У животных, полученных от родителей, облученных в дозе 0,3 Гр (3-я группа), изменения структуры БЛУ напоминали таковые в предыдущей группе, но были менее выражены. Толщина коркового вещества возрастала до 976±9 мкм. Умеренное увеличение числа и размеров ЛУ, количества ПФЛ и делящихся клеток начиналось с 7-х суток. Вторичных ЛУ было меньше, а самые крупные из них выявлялись на 14-е сутки (рис. 2, а), но размеров узелков в контрольной группе они не достигали. Высота узелков равнялась 350±7 мкм, а ширина - 402±7 мкм. В этих ЛУ наблюдалась менее выраженная БТЛ. Число бластных форм увеличивалось в 4,8 раза. Только на 14-е сутки определялся максимальный плазмоцитогенез, но количество плазмоцитов было меньше, чем во 2-й группе (12,4±1,1‰). Некоторые БЛУ имели более узкую, с небольшой отечностью паракортикальную область. В большей степени, чем во 2-й группе, увеличивались содержание клеток с измененной структурой (73±5‰), объем клеточного детрита (особенно в ЦР) и число макрофагов (52±3‰). В МЛС выявлялось повышенное количество стромальных клеток и фагоцитов, а в мозговых тяжах в 3,4 раза возрастало число клеток плазматического ряда (см. рис. 2, б). Во все сроки содержание ретикулярных клеток превышало контрольные показатели. Определялись более выраженные сосудистые расстройства. Коллагеновые и ретикулярные волокна стромы умеренно утолщались, иногда формируя небольшие пучки вокруг сосудов (рис. 3). К 30-м суткам происходило только частичное восстановление структуры БЛУ: уменьшение сосудистых нарушений и отечности ЛТ. Самые существенные изменения в БЛУ были выявлены у мышей, полученных от самок, облученных в дозе 3,0 Гр и необлученных самцов (4-я группа). Увеличение объема ЛТ в БЛУ было самым минимальным. Толщина коркового вещества возрастала только до 870±8 мкм. Количество ЛУ и их размеры были меньше, чем во 2-йи 3-й группах. Большинство ЛУ не имели ЦР, а максимальных размеров они снова достигали на 14-е сутки. Высота их составляла 318±7 мкм, а ширина - 371±6 мкм. Иногда встречался диффузный тип строения коркового вещества (рис. 4, а). Во все сроки в ЛУ содержание лимфоцитов возрастало в меньшей степени с одновременным ростом количества клеток стромы. Незначительно увеличивалось число ПФЛ (56,4±2,9‰), делящихся клеток (6,7±0,5‰), но именно в этой группе содержание клеточных форм с измененной структурой (96±5‰) и клеток в состоянии апоптоза (71±3‰) было наибольшим. В 1-ю неделю максимально возрастал объем клеточного детрита, который располагался как свободно, так и, наряду с апоптозными клеточными формами, в цитоплазме многочисленных макрофагов и ретикулярных клеток (см. рис. 4, б). Наименьшую плотность расположения клеток имели межузелковые части. Паракортикальные области были отечны, ав некоторых БЛУ они практически редуцировались. Широкие МЛС, вплоть до 30-х суток, содержали умеренное количество лимфоцитов, ретикулярных клеток и макрофагов. В мозговых тяжах рост числа плазмоцитов был самым низким (в 2,6 раза). Ретикулярные волокна утолщались и формировали грубые пучки (см. рис. 4, в). В некоторых БЛУ к 30-м суткам в корковом веществе определялось очаговое разрастание соединительной ткани (см. рис. 4, г). Восстановление структуры протекало очень медленно. Гипоплазия ЛТ, наличие самых значительных нарушений кровообращения и признаков отечности сохранялись в БЛУ до окончания эксперимента. Обсуждение полученных данных. В данном исследовании в БЛУ самые существенные нарушения были выявлены у животных, родившихся от самок, облученных в дозе 3,0 Гр, и необлученных самцов. Определялась гипоплазия ЛТ с уменьшением числа лимфоцитов и плазматических клеток, увеличением количества клеток в состоянии апоптоза, макрофагов, ретикулярных клеток, а также объема клеточного детрита. Наблюдалось значительное разрастание стромы, расстройства кровообращения с отеком ткани. В настоящее время наследование последствий потомками первого поколения после воздействия ионизирующим излучением половых клеток родителей доказано только в отношении канцерогенных эффектов, нарушений эмбрионального развития, гибели зародышей, а также некоторых изменений постнатального онтогенеза [2, 5]. Эти эффекты обычно зависят от дозы облучения и их возникновение связывают с мутациями того или иного типа. Однако получены данные, что определенные изменения не зависят от дозы, а объясняются особым феноменом - радиационноиндуцированной нестабильностью генома (РИНГ) у родителей с возможной ее передачей в соматические клетки потомства [4]. По этому вопросу имеются противоречивые взгляды на роль как больших, так и малых доз ионизирующего излучения [3, 9]. Ранее были проведены исследования селезенки у мышей первого поколения от родителей, получивших различные дозы ионизирующего излучения [7]. Наиболее заметные нарушения после антигенного воздействия определены у мышей, родившихся от пар, облученных в дозе 0,3 Гр. Изменения в органе при использовании промежуточной по величине дозы 0,3 Гр, вероятно, объясняются феноменом РИНГ у родителей с возможной ее трансмиссией в лимфоциты и другие клетки селезенки у потомства. Изменения в БЛУ в наших исследованиях были дозозависимы и нарастали с увеличением дозы ионизирующего излучения. Процессы редукции ЛТ в корковом веществе отражались и на структуре мозгового вещества, что в конечном итоге приводило к ранней инволюции БЛУ, свидетельствующей о сдвигах в общих адаптационных и защитных реакциях всей иммунной системы.

作者简介

S. Melekhin

Ye. A. Wagner Perm’ State Medical Academy

Email: ser-mel30@yandex.ru
Department of Histology, Embryology and Cytology

V. Chetvertnykh

Ye. A. Wagner Perm’ State Medical Academy

Email: rector@psma.ru
Department of Histology, Embryology and Cytology

M. Chunaryova

Ye. A. Wagner Perm’ State Medical Academy

Email: chunaryova@bk.ru
Department of Histology, Embryology and Cytology

参考

补充文件