Ганиева Аида Исметовна СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ
реклама
На правах рукописи Ганиева Аида Исметовна СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЛИМФОИДНОЙ ТКАНИ В СТЕНКЕ СЛЕПОЙ КИШКИ ПОСЛЕ ДЕЙСТВИЯ ГИПОКИНЕЗИИ (экспериментальное исследование) 14.03.01 - анатомия человека АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Саратов – 2012 Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Дагестанская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации. Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Гусейнов Тагир Сайдуллахович. Официальные оппоненты: Добровольский Геннадий Александрович - доктор медицинских наук, профессор кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России. Марков Игорь Иванович – доктор медицинских наук, профессор кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО Самарский ГМУ Минздравсоцразвития России. Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н. Бурденко Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации. Защита состоится «____»______________2012 г. в____часов на заседании диссертационного совета Д 208.094.04 при ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Б. Казачья, 112. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России. Автореферат разослан «____»_________________2012 г. Ученый секретарь Диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Музурова Л.В. 2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования Нарастающий научно-технический прогресс поставил человека в условия социальной гипокинезии, при которой, по мнению А.В. Володина (2000) и О.Г. Газенко (2000), появилась новая нозологическая форма заболевания «синдром гипокинезии». Изучение воздействия гипокинезии, т.е. различных аспектов снижения двигательной активности человека, привело исследователей к доказательству резкого увеличения количества сердечнососудистых и эндокринных заболеваний, нарушений обменных процессов, заболеваний опорно-двигательного аппарата и других систем организма. Несмотря на обилие публикаций по гипокинезии, ее действие на иммунные органы, необычайно чувствительные по отношению ко всем экстремальным факторам, исследованы недостаточно. Особенно это касается иммунной (лимфоидной) ткани в стенках полых органов (пищеварительной, дыхательной и других систем). Известно, что в пищеварительной системе состояние лимфоидной ткани является показателем местного гуморального иммунитета и иммунологической активности организма в целом (Сапин М.Р., 1987; 2008; 2010; Бородин Ю.И.,1997; 2010; Беляков И.М., 1997; Русскина Л.Н., 1999; Сапин М.Р., Никитюк Д.Б., 2000; Аминова Г.Г., 2002; 2007; Григоренко Д.Е., 2003; 2006; Гусейнов Т.С., 2010; Hadden J.W., 1993). По данным клинической литературы (Звенигородская Л.А., Шашкова И.А., 2005), в настоящее время растет частота заболеваемости органов пищеварительной системы и особенно толстой кишки у людей различного возраста и пола. В клинической практике существует более 70 наименований функциональных расстройств толстой кишки (Пелещук А.П., Ревенюк Е.Н., 1985; Смирнов К.В., 1990). По данным МЗ и СР РФ, из каждой тысячи взрослых 287 человек (в среднем) страдают тем или иным заболеванием толстой кишки. По данным клинических исследований, при резком ограничении движений и физических нагрузок (особенно у лежачих больных) развиваются колиты, энтероколиты, воспаления и изъязвления стенок слизистой оболочки кишки и до 20% заворотов слепой кишки (Тигранян Р.А.,1985; Фомин Н.А., Вавилов Ю.Н.,1991). В исследованиях, посвященных лимфоидной ткани, ассоциированной с тканями стенок кишечника, практически отсутствуют сведения о локализации, структурной организации и цитологических особенностях лимфоидной ткани слепой кишки. В условиях увеличивающихся неблагоприятных экологопрофессиональных воздействий остаются актуальными и перспективными морфологические исследования органов иммунной системы при адаптации организма к воздействию экстремальных факторов, одним из которых является гипокинезия. В условиях длительных космических экспедиций, невесомость и гипокинезия, которая рассматривается и как модель невесомости, представляют собой один из наиболее значимых неблагоприятных факторов на организм человека и животных (Козловская И.Б., 2002; Корольков В.И. и соавт., 2002). 3 Гипокинезия связана не только с особыми условиями работы в ограниченном пространстве, но и с некоторыми заболеваниями и травмами, требующими длительного постельного режима или иммобилизации отдельных частей тела. В научной литературе имеется информация о влиянии гипокинезии на морфологическую и клеточную структуры некоторых органов иммунной системы – тимус, селезенку и лимфатические узлы (Дурнова Г.Н.и Капланский А.С.,1983; Волкова Л.В., 1994, 1996; Григоренко Д.Е. и Ерофеева Л.М., 2000). По сведениям авторов, гипокинезия приводит к резкой деструкции клеток и общему снижению функциональной активности лимфоидной ткани. Реабилитационные процессы в лимфоидной ткани, а также структурнофункциональные изменения органов иммунной системы после устранения гипокинезии изучены недостаточно (Харлова Г.В., Ли C.Е., 1979; Дурнова Г.Н., Капланский А.С., 1983). По нашим данным, в научной литературе практически отсутствуют сведения о влиянии гипокинезии на иммунную (лимфоидную) ткань пищеварительного тракта. До настоящего времени не изучены иммуноморфологическое состояние толстой, в частности, слепой кишки в условиях гипокинезии, а также возможности восстановления функциональной активности лимфоидной ткани слепой кишки в отдаленные периоды после длительного и повторного воздействий гипокинезии на организм. Цель исследования Целью настоящего исследования явилось определение изменений распределения и цитоархитектоники лимфоидной ткани в стенках слепой кишки крыс в состоянии гипокинезии, а также возможности ее морфофункционального восстановления в различные периоды реабилитации. Задачи исследования 1. Определить структурную организацию и клеточный состав лимфоидной ткани в стенке разных отделов слепой кишки в интактной группе крыс. 2. Установить особенности возрастной динамики состояния лимфоидной ткани в разных отделах стенки слепой кишки контрольной группы животных. 3. Изучить морфофункциональное состояние лимфоидной ткани в разных отделах слепой кишки в условиях 14 – и 30 - суточной гипокинезии. 4. Изучить возможности восстановления цитоархитектоники лимфоидной ткани в стенке слепой кишки экспериментальных животных в отдаленный (через 30 суток) реабилитационный период после воздействия гипокинезии. 5. Выяснить особенности реадаптационной реакции лимфоидной ткани стенки слепой кишки после повторного (14-суточного) воздействия гипокинезии. Научная новизна исследования Впервые изучены и выявлены локальные особенности в распределении лимфоидной ткани в стенке слепой кишки у интактных крыс в разных ее отделах (илеоцекальном, основании и куполе); установлены различия в содержании отдельных видов клеток (лимфоцитов, плазматических клеток, 4 гранулоцитов) в некоторых функционально важных морфологических зонах (в подэпителиальной зоне, в промежутках между криптами, в собственной пластинке слизистой оболочки). Впервые параллельно опыту изучена динамика возрастных изменений цитоархитектоники лимфоидной ткани в стенке слепой кишки у контрольной группы животных (через 30, 60 и 74 суток). Выявленная динамика в содержании клеточного состава лимфоидной ткани – типичное проявление возрастных изменений, которые характеризуются усилением деструкции, снижением содержания лимфоцитов и увеличением числа плазматических клеток. Впервые изучены особенности перестройки лимфоидной ткани стенки слепой кишки в различные сроки гипокинезии. Выявлено, в частности, что при гипокинезии в течение 14 суток имеют место уменьшение содержания лимфоцитов и плазматических клеток, усиление процессов их деструкции и подавление реакций бласттрансформации всей иммунокомпетентной системы. Установлено, что длительное действие гипокинезии (30 суток) вызывает аналогичные, но более выраженные изменения цитоархитектоники лимфоидной ткани. Изучение периода реадаптации, спустя 30 суток после воздействия гипокинезии, показало компенсаторно-приспособительный характер изменений, которые направлены на восстановление структурной организации лимфоидной ткани, о чем свидетельствуют уменьшение доли гибнущих клеток и тенденция к увеличению содержания лимфоцитов и плазматических клеток. При этом полного восстановления цитоархитектоники лимфоидной ткани в стенках слепой кишки, по сравнению с интактной группой, не происходит. Впервые установлено, что повторное 14-суточное воздействие гипокинезии на организм крыс (через 30 суток) сопровождается менее выраженным характером повреждения структурной организации лимфоидной ткани, чем первоначальное действие гипокинезии (в течение 14 и 30 суток). Более высокое накопление лимфоцитов при меньшем уровне деструкции клеток свидетельствует о процессах адаптации лимфоидной ткани в стенке слепой кишки при повторном воздействии гипокинезии на организм. Научно-практическая ценность работы Выявленные в результате исследования данные о значительных нарушениях в лимфоидной системе кишечника под влиянием длительной гипокинезии могут быть использованы в практической, в том числе авиакосмической, медицине при определении резервов иммунной системы, а также в прогнозировании возможных при этом иммунодефицитных состояний. Полученные результаты могут быть также использованы в учебном процессе при чтении курса лекций на кафедрах анатомии, гистологии и патологической анатомии о макро- и микроскопическом строении компонентов лимфоидной системы кишечника и о возможных их сдвигах под влиянием экстремальных факторов. 5 Внедрение результатов работы Результаты диссертационного исследования о влиянии гипокинезии на морфологию лимфоидных образований кишечника используются в учебном процессе при чтении курса лекций на кафедрах анатомии человека, патологической анатомии и патологической физиологии. Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 178 страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, обсуждения результатов собственных исследований, выводов, указателя литературы, включающего 158 источников, в том числе 125 отечественных и 33 иностранных, а также приложения, включающего 18 таблиц. Работа иллюстрирована 65 рисунками, из них 43 – фото с препаратов и 22 графика. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором. Основные положения, выносимые на защиту 1.Длительное действие гипокинезии приводит к существенным сдвигам цитоархитектоники лимфоидного аппарата кишечника, которое проявляется резким усилением процессов деструкции клеток, обеднением лимфоидной ткани лимфоцитами. Повреждающее действие гипокинезии сопровождается подавлением реакции бласттрансформации, уменьшением количества плазматических клеток при параллельном росте клеток гранулоцитарного ряда. 2. Изменения в лимфоидной ткани слепой кишки в течение последующей 30-суточной реабилитации носят очевидный компенсаторноприспособительный характер и направлены в целом на нормализацию функции лимфоидной ткани, о чем свидетельствуют рост содержания бластных форм лимфоцитов, снижение количества деструктивно измененных клеток, повышение количества лимфоцитов и плазматических клеток. Однако основные показатели цитоархитектоники лимфоидной ткани за указанный срок не достигают контрольных значений. 3. При повторной 14-суточной гипокинезии после 30-суточного периода реабилитации морфофункциональные изменения в лимфоидной ткани менее выражены, чем при первичной длительной гипокинезии, о чем свидетельствуют меньшее число деструктивно измененных клеток, усиление плазматической реакции и большой процент бластных форм лимфоцитов. Отмеченные сдвиги, по-видимому, являются показателем достаточно высокого уровня адаптации лимфоидной ткани в ответ на повторное воздействие гипокинезии на организм. Апробация работы Основные положения диссертации доложены на VI съезде анатомов, гистологов и эмбриологов России (Саратов, 2009); международной научной конференции Российской Академии естествознания «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», (Москва, 6 2009); научной конференции «Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии», (Москва, 2010). Апробация диссертации состоялась на межкафедральной научной конференции ГОУ ВПО ДГМА МЗ СР РФ. Основные положения работы изложены в 6 научных публикациях, в том числе 2 из них изданы в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Для решения поставленных задач нами была изучена структурная организация лимфоидной ткани в стенках слепой кишки 70 крыс-самцов Вистар. Согласно возрастной периодизации И.П. Западнюка с соавт.,(1983), для исследования взяты половозрелые крысы 3-месячного возраста с массой тела 250-300г со сложившимся гормональным статусом (Гамбарян П.П., Дукельская Н.М., 1955; Савельева Л.В., Малышев Г.В., 2008). Эксперимент проведен на базе ГНЦ РФ – Института медико-биологических проблем РАН. При проведении эксперимента полностью соблюдали «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденные МЗ РФ № 755 от 12.08.1977г. Для осуществления исследования были выделены 4 экспериментальные группы, 3 контрольные группы; отдельную группу составляли интактные крысы. Распределение количества животных, по видам эксперимента и по группам представлено в таблице 1. Таблица 1 Распределение животных по группам и видам эксперимента Экспериментальные группы Контрольные группы № Виды эксперимента Сроки эксперимента Кол-во животных 1. Гипокинезия 14 суток 10 2. Гипокинезия 30 суток 10 Контр.30сут 8 3. Реабилитация 30 суток 10 Контр.60сут 8 4. Повторная гипокинезия 14 суток 10 Контр.74сут 8 Интактная группа - 6 Всего животных - 70 7 Кол-во животных Гипокинезию моделировали путем крепления животных мягкой фиксацией за хвост (во избежание некроза) на подвижную основу в клетках под углом в 45 градусов, таким образом, что задние лапки крыс не доставали пола на 1 см. Животные передними лапками могли передвигаться и ложиться. У них был свободный доступ к пище и воде. Действие гипокинезии на организм животных изучали в двух режимах через 14 суток, а также после длительного действия гипокинезии – через 30 суток. Отдаленные последствия воздействия гипокинезии, т.е. возможности реабилитации иммунной системы, изучены через 30 суток после 30-суточного действия гипокинезии. С целью выявления развития адаптационных процессов после действия 30-суточной гипокинезии и после периода реабилитации (через 30 суток), крысы вновь подвергались повторному воздействию гипокинезии в течение 14 суток. Эксперимент можно представить в виде следующей схемы: Гипокинезия 14 суток 30 суток 30 суток реабилитации 30 суток реабилитации повторная 14-суточная гипокинезия Рис. 1. Схема эксперимента Параллельно экспериментальным группам, начиная с 30-суточного действия гипокинезии, изучены контрольные группы крыс, которые находились в тех же условиях, что и интактные животные. Исследование контрольных групп животных связано с изучением непосредственного влияния гипокинезии на организм животных и полного исключения возрастных изменений (первоначальный возраст экспериментальных и интактных животных - 3 месяца). Таким образом, длительность эксперимента от начала до его окончания составляла два с половиной месяца: 30 суток гипокинезии + 30 суток реадаптации + 14 суток повторного действия гипокинезии. В связи с этим нами изучена динамика возрастных изменений цитоархитектоники 8 лимфоидной ткани в стенке слепой кишки: 1-я группа- 30 суток (контроль к 30суточному действию гипокинезии); 2-я группа- 60 суток (контроль к периоду реадаптации- через 30 суток); 3-я группа- 74 суток (контроль к повторному 14суточному действию гипокинезии). По окончании каждого этапа эксперимента опытные и контрольные крысы были одновременно декапитированы с помощью гильотины. После забоя (в течение 3-5 минут) у животных была отпрепарирована слепая кишка и помещена для фиксации в 10%-ый нейтральный формалин. После фиксации органа (7-10 суток) в слепой кишке вырезали участки площадью 1 см2 из 3 отделов - илеоцекального, основания и купола. Для гистологического исследования фрагменты слепой кишки проведены по правилам стандартной спиртовой проводки и залиты в парафин (Меркулов Г.А., 1961). Из парафиновых блоков изготовлены гистологические срезы слепой кишки толщиной 4-5 мкм. Для морфологической оценки стенки слепой кишки гистологические срезы окрашивали гематоксилином-эозином. При изучении клеточного состава лимфоидных структур в стенке слепой кишки использовали микроскоп МБИ-3 при увеличении объектива – х100 под масляной иммерсией и с 25-узловой сеткой в окуляре (х10). Оценивали структурную организацию органа под микроскопом МБИ-3 при увеличении объектива х10 и х40 и окуляра х10. В каждой морфологической зоне слепой кишки подсчет клеток проводили на единице площади гистологического среза в 10 полях зрения. Методом точечного счета по 25-узловой сетке, разработанной С.Б. Стефановым (1974), определяли абсолютное и относительное содержание различных клеточных элементов. Анализ клеточных элементов осуществляли в относительных величинах. Для характеристики плотности (частоты) распределения лимфоидных клеток на каждом этапе эксперимента в каждой структурной зоне в стенке слепой кишки учитывали общее количество клеток на единице площади гистологического среза. Изучение цитоархитектоники морфологических зон в стенке илеоцекального отдела, основания и в куполе слепой кишки проводили в следующих структурных зонах - в подэпителиальной зоне, в собственной пластинке слизистой оболочки, между криптами, в складке и в скоплениях лимфоидных клеток. При наличии лимфоидной бляшки (групповых лимфоидных узелков) в стенке слепой кишки исследовали состав клеток лимфоидного ряда в центрах размножения, в мантии лимфоидных узелков, в лимфоидных узелках без центра размножения и в межузелковой зоне. На гистологических срезах в каждой функциональной зоне слепой кишки крыс проведены количественный и качественный анализы клеточного состава. Проанализированы следующие виды клеток: бласты, большие, средние и малые лимфоциты, клетки с картинами митоза, незрелые и зрелые плазматические 9 клетки, зрелые и незрелые формы нейтрофилов и эозинофилов, макрофаги, деструктивно измененные и разрушенные клетки. Все полученные количественные данные распределялись на выборки и подвергались статистической обработке, используя пакет прикладных программ STATISTIKA фирмы Statsoft, Inc. (2001), Version 6.0. В протоколах исследования определялись: средняя арифметическая (Х), средняя ошибка средней арифметической (Sx), среднее квадратичное отклонение (S), доверительный интервал (min-max). Значимость различия параметрических данных оценивали, используя t-критерий Стьюдента. Значение достоверности учитывали при Р≤0,05 (уровень достоверности - 95%). Все данные представлены в Приложении (18 таблиц). РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Слепая кишка, занимая пограничное положение между тонкой кишкой и восходящим отделом толстой кишки, представляет собой резервуар, куда поступают непереваренные пищевые массы и где происходят сложные биохимические процессы. У интактных крыс лимфоидные скопления в виде предузелков встречаются только в илеоцекальном отделе. В основании и куполе иммунные структуры представлены диффузно-ассоциированной тканью в виде цепочек или отдельно рассеянных клеток вокруг крипт. Установлено, что максимальная плотность клеток на единицу площади среза (54,2±3,86 -44,0±3,21 клетки) отмечается в подэпителиальной зоне и лимфоидных скоплениях илеоцекального отдела. Здесь же в илеоцекальном отделе выявлено максимальное содержание лимфоцитов (24,66%-54,54%), молодых клеток (бластов и больших лимфоцитов - до 6,64%), в подэпителиальной зоне встречаются клетки с картинами митозов (0,37%), в лимфоидных скоплениях до 11,36% молодых форм клеток. В стенке купола превалируют процессы деструкции клеток (до 37%), в связи с чем содержание лимфоцитов здесь снижено в 1,5 раза. На фоне высокой деструкции слабо выражена макрофагальная реакция, здесь выявлены только единичные макрофаги (1,6%) или они отсутствуют совсем. Молодые формы клеток также отсутствуют в стенке купола, и они довольно редки в основании. Отмечается закономерность в распределении плазматических клеток. Максимальное их содержание выявлено между криптами - от 3,2% в стенке купола до 15,2% в илеоцекальном отделе. В то же время в стенке основания и купола доля гранулоцитов почти в 2 раза выше, чем их содержание в илеоцекальном отделе. Из полученных результатов можно предположить, что активные процессы лимфоцитопоэза осуществляются у интактных крыс в подэпителиальной зоне илеоцекального отдела, что связано, видимо, с наиболее выраженным антигенным воздействием 10 на эту зону слепой кишки (Петров Р.В., 1978; Сапин М.Р.,1987; Сапин М.Р.,Этинген Л.Е., 1996; Бородин Ю.И., 2008). Здесь обнаружено максимальное содержание малодифференцированных клеток, которые затем трансформируются в зрелые клетки, способные к иммунологическому ответу (Петров Р.В., 1978, 1987; Butcher E.C., Weissman J.L., 1979; McCullagh P., 1980; Stevens S.K., Weissman J.L., Butcher E.C., 1982). Анализируя контрольные группы крыс, следует отметить, что с увеличением сроков эксперимента от 30 к 74-м суткам происходит дальнейшее уменьшение плотности распределения клеток во всех зонах и отделах слепой кишки, что согласуется с литературными данными возрастных изменений лимфоидных структур в стенке 12-перстной, тонкой и толстой кишок (Русскина А.В., 1999; Аминова Г.Г., 2002; Григоренко Д.Е., Юдина Е.Б., 2006). При этом с возрастом, наряду с уменьшением массы лимфоидной ткани в стенке пищеварительного тракта, происходит ее перераспределение, и видимо, компенсаторно, появляются новые лимфоидные образования. Так, на 60 и 74-е сутки, в отличие от интактной группы, в основании и куполе появляются лимфоидные скопления; в стенке основания выявлена лимфоидная бляшка с узелками без центров размножения. По мнению Ф.З. Меерсона (1981) и М.Р. Сапина (2000), уменьшение общей массы лимфоидной ткани в организме приводит к качественно новым сдвигам в иммунной системе, компенсаторно обеспечивающим иммунологическую активность в организме. Наиболее выраженное снижение плотности клеток отмечено в илеоцекальном отделе (от 54,2 клетки в интактной группе до 12,0 клеток на 74е сутки). Здесь же наблюдается максимальная деструкция - число деструктивно измененных клеток увеличивается в 1,5-3 раза, особенно в подэпителиальной зоне, - до 62,0% на 74-е сутки. Отмечено резкое уменьшение содержания лимфоцитов, особенно в подэпителиальной зоне илеоцекального отдела кишки (от 44,6% в интактной группе до 6,50%). На 74-е сутки в зонах максимального воздействия антигенов (в подэпителиальной и между криптами) содержание макрофагов увеличивается в большей степени, чем в других зонах (в 1,5-4,6 раза). К 74-м суткам контроля содержание гранулоцитов несколько увеличивается в стенке купола, но уменьшается в других отделах. Содержание молодых форм клеток увеличивается только в тех отделах слепой кишки, где появляются новые лимфоидные скопления и образования, которые, видимо, поддерживают численность малодифференцированных клеток в ее структурных зонах, наряду с поступлением их по микроциркуляторному руслу (Бабаева А.Г., Зотиков Е.А., 1987;Серов В.В.,1998; Бабаева А.Г., 2000;Сапин М.Р., Никитюк Д.Б., 2000). Так, в разных зонах стенки купола и основания найдены молодые формы клеток, отсутствовавших в интактной группе. При этом в лимфоидных скоплениях купола содержание молодых форм клеток увеличивается до 7,2%. 11 С увеличением контрольных периодов отмечается неравномерное содержание плазматических клеток. В стенках купола и основания содержание плазматических клеток увеличивается, их число превышает интактные показатели в 1,2-4 раза. Исключение составляют только скопления лимфоидных клеток и подэпителиальная зона илеоцекального отдела, где содержание плазматических клеток снижается. Выявленная нами тенденция к увеличению содержания плазматических клеток на фоне снижения плотности распределения лимфоидной ткани и уменьшения числа лимфоцитов связана, видимо, с компенсаторным усилением созревания части лимфоцитов в плазматические клетки для поддержания местного гуморального иммунитета, что приводит к снижению числа лимфоцитов с возрастом. Та же закономерность отмечена в работах Г.Г. Аминовой (2002; 2006) и Д.Е. Григоренко (2003; 2006). Установленная нами в контроле динамика в содержании клеточного состава лимфоидной ткани, является типичным проявлением возрастных изменений, которые характеризуются усилением деструкции клеток, снижением содержания лимфоцитов и увеличением числа плазматических клеток. После воздействия 14-суточной гипокинезии плотность распределения лимфоидных клеток уменьшается в 1,5 раза. Воздействие 14-суточной гипокинезии приводит к снижению содержания лимфоцитов (малых и средних) во всех отделах слепой кишки в 1,3-2,0 раза. Деструкция клеток усиливается во всех зонах кишки (в стенках основания в 2-3 раза). Наиболее устойчивыми структурами к воздействию 14-суточной гипокинезии оказываются скопления лимфоидных клеток в стенке илеоцекального отдела: в них содержание лимфоцитов не отличается от интактных значений. Наряду с деструкцией усиливается макрофагальная реакция, особенно в стенках основания (в 3,5 раза в подэпителиальной зоне). Увеличение содержания макрофагов (от 30 к 74-м суткам) в зонах наибольшего антигенного воздействия может быть связано с их антигенпрезентирующими свойствами. Известно, что макрофаги обеспечивают процессы взаимодействия антигенпродуцирующих клеток (Phipps R.P., Roper R.L., Stein S.N., 1990). Количество молодых форм клеток снижается, вплоть до полного их исчезновения в стенках купола и основания. Клетки с митозами отсутствуют. Снижение содержания молодых форм клеток в лимфоидной ткани иммунных органов, в том числе в стенке слепой кишки в эксперименте, можно объяснить как снижением бласттрансформации клеток, так и ограничением их поступления по сосудам в орган (Vaček A. еt.al., 1990; 1991). Воздействие гипокинезии приводит к подавлению плазматической реакции. Содержание плазматических клеток уменьшается в 1,4-2,3 раза относительно исходных значений. В стенке основания кишки эти клетки полностью исчезают. После 14-суточной гипокинезии во всех отделах слепой кишки в 1,6-2,4 раза 12 снижается количество гранулоцитов. По сведениям литературы (Константинова И.В.,1988), воздействие гипокинезии приводит к торможению гранулопоэза в костном мозге, откуда они поступают в кровеносное русло. При длительной 30-суточной гипокинезии в лимфоидной ткани слепой кишки, в сравнении с контролем и интактной группой, резко усиливается деструкция клеток (в 1,3-2,4 раза). В такой же степени (в 1,4-2,2 раза) происходит уменьшение числа лимфоцитов (средних и малых). Молодые формы клеток почти полностью исчезают в лимфоидной ткани во всех зонах слепой кишки, что свидетельствует о подавлении лимфоцитопоэза в лимфоидной ткани при воздействии гипокинезии. Исключение составляют лимфоидные скопления илеоцекального отдела, в которых сохраняются единичные большие лимфоциты. Однако их содержание уменьшается в 15,2 раза (от 6,10% - в контроле до 0,40% - на 30-е сутки гипокинезии ). Воздействие 30-суточной гипокинезии приводит к более резкому снижению числа зрелых антителпродуцирующих плазматических клеток во всех зонах стенки слепой кишки (в 1,3-2,4 раза). Количество макрофагов по сравнению с контролем уменьшается во всех отделах слепой кишки. Максимальное содержание макрофагов отмечается между криптами в стенках основания и купола (1,88% и 3,36%); эти показатели превышают контрольные значения в 2,1-2,7 раза. Накопление макрофагов между криптами в стенке слепой кишки связано, по-видимому, с повышенной секрецией кишечных желез в условиях воздействия гипокинезии (Карр Я., 1978; Besedovsky H., Rey A., Sorkin E., 1984). Число гранулоцитов увеличивается в 1,2-2,2 раза, они появляются также в лимфоидных скоплениях этого отдела (3,2%). Высокое содержание клеток гранулоцитарного ряда (эозинофилов и нейтрофилов) в лимфоидной ткани в стенках полых органов связано с проявлением воспалительных и аллергических процессов в результате действующих факторов внешней среды (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Мхитаров В.А., Кондашевская М.В., Макарова О.В. и соавт., 2004). Среди гранулоцитов преобладает доля эозинофилов. Преобладание эозинофилов в структурных зонах в стенке слепой кишки, по-видимому, - проявление развивающихся воспалительных процессов после действия гипокинезии (Хэм А., Кормак Д., 1983; Серов В.В.,1987). Таким образом, нами установлено, что возникающие под воздействием гипокинезии изменения, характеризующиеся усилением деструкции клеток, подавлением пролиферации, снижением процессов созревания и дифференцировки лимфоцитов в антителпродуцирующие плазматические клетки, можно оценивать как снижение основной функции лимфоидной ткани, выражающейся в угнетении местного гуморального иммунитета и развитии, как следствия, иммунодефицитного состояния (Хаитов Р.М., Пинегин Б.В., 1997; 1999). В связи с этим встает закономерный вопрос о возможности развития обратных процессов – процессов восстановления взаимоотношений 13 иммунокомпетентных клеток после прекращения длительного воздействия гипокинезии на организм крыс. Нами изучены возможности развития обратных процессов восстановления взаимоотношений иммунокомпетентных клеток спустя 30 суток после прекращения гипокинезии и выявлены морфологические изменения, свидетельствующие о процессах реадаптации лимфоидной ткани. Тенденция к восстановлению морфологической структуры органов иммунной системы в организме экспериментальных животных после прекращения действия гипокинезии отмечена в ряде некоторых исследований (Харлова Г.В., Ли С.Е.,1979; Дурнова Г.Н. и Капланский А.С.,1983). Наиболее значимым показателем изучаемого периода реабилитации является резкое снижение процессов деструкции клеток. Содержание деструктивно измененных и разрушенных клеток уменьшается на 8,2%-21,0%. Одновременно в лимфоидной ткани в стенках слепой кишки происходит увеличение содержание лимфоцитов (малых и средних) на 5,10%-19,4%. В период реадаптации в стенке основания появляются функционально активные групповые лимфоидные узелки (лимфоидные бляшки), образованные лимфоидными узелками с центрами размножения. В лимфоидных узелках с центрами размножения присутствуют клетки с картинами митозов (1,72%) и молодые формы клеток (12,71%), в том числе 2,75% бластов и 9,96% больших лимфоцитов, что свидетельствует об активном лимфоцитопоэзе в зоне созревания В-клеток, ответственных за гуморальный иммунитет (Петров Р.В.,1978; Труфакин В.А., Шмаков А.Н., 1991; Phipps R.P., Roper R.L., Stein S.H., 1990; Gray D.,1991). В мантии лимфоидных узелков и в межузелковой зоне также найдены клетки с картинами митозов и малодифференцированные клетки, в том числе бласты, что свидетельствует о процессах пролиферации и бласттрансформации клеток в этих зонах. При этом в межузелковой зоне, в зоне созревания Т-клеток, регулирующих клеточный иммунитет, и в мантии лимфоидных узелков, выявлено равное содержание плазматических клеток (1,97% и 1,94%). В куполе слепой кишки появляются новые лимфоидные скопления, которые отсутствовали после 30-суточной гипокинезии. В лимфоидных скоплениях купола и илеоцекального отдела по сравнению с 30-суточным воздействием гипокинезии увеличивается содержание лимфоцитов и молодых форм клеток (до 6%). В период реадаптации установлена общая тенденция в увеличении содержания плазматических клеток, в том числе зрелых антителпродуцирующих клеток и незрелых форм. Количество плазматических клеток значительно превосходит (в 1,4-3,7 раза) их показатели в контрольной группе животных, что свидетельствует об усилении местного гуморального иммунитета и проявлении процессов реадаптации в лимфоидной ткани. Подтверждением этого факта является также появление в лимфоидной ткани до 14 2,3% малодифференцированных клеток (больших лимфоцитов), которые отсутствовали после 30-суточной гипокинезии. Полного восстановления цитоархитектоники в стенке слепой кишки спустя 30 суток после прекращения действия гипокинезии не происходит, об этом свидетельствуют деструкция клеток, превышающая контрольные значения в 1,2-1,4 раза, а также меньшее, чем в контроле, количество лимфоцитов и макрофагов. Наряду с этим, налицо усиление гранулоцитарной реакции: содержание клеток гранулоцитарного ряда превышает показатели интактных значений в 1,3-2,3 раза, которое, вероятно, можно объяснить пролонгированным проявлением признака воспалительной и аллергической реакций после окончания действия гипокинезии. Нами впервые изучена реакция лимфоидной ткани на повторное действие гипокинезии после периода реадаптации. Это представляет интерес с точки зрения возможности развития адаптационных процессов при повторном воздействии гипокинезии на организм животных. По мнению Ф.З. Меерсона (1981), любое воздействие фактора внешней среды оставляет в организме системный структурный след, который является основой памяти при развитии высших адаптационных реакций организма. Как считают Ф.З. Меерсон (1967) и В.Г. Галактионов (1998), между явлениями «память» и «адаптация», возникающих под влиянием факторов внешней среды, всегда существует неразрывная связь, которая проявляется в более активной реакции организма, чем первичное воздействие. В нашем эксперименте показано, что повторное 14суточное воздействие гипокинезии приводит к усилению функциональной активности лимфоидной ткани, по сравнению первичным, 30-суточным, действием гипокинезии. В лимфоидной ткани значительно увеличивается доля лимфоцитов (малых и средних) в 1,5-2,2 раза. Выявлен общий характер в снижении процессов деструкции клеток в лимфоидной ткани во всех отделах слепой кишки на 6,8%-28,4%. На фоне снижения процессов деструкции клеток усиливается утилизирующая функция макрофагов, в результате которой их доля резко возрастает (4,55% -10,13%). После повторного воздействия гипокинезии в лимфоидной ткани происходят активные процессы лимфоцитопоэза, которые подтверждаются появлением клеток с картинами митозов и малодифференцированных клеток (больших лимфоцитов), которые отсутствовали после действия 30-суточной гипокинезии. Однако содержание молодых форм клеток остается меньше их значений в интактной группе. После повторного действия гипокинезии усиливается плазматическая реакция; число плазматических клеток в разных зонах увеличивается в 1,3-9,5 раза с увеличением доли зрелых антителпродуцирующих клеток. Содержание их выше, чем в интактной группе, за исключением илеоцекального отдела. Отмечается тенденция к уменьшению эозинофилов (в 1,2 раза). Наиболее ярким подтверждением адаптационных процессов после повторного воздействия 15 гипокинезии является появление крупных лимфоидных скоплений и бляшек в стенках илеоцекального отдела и в основании слепой кишки. В стенках илеоцекального отдела обнаруживается крупное лимфоидное скопление в виде диффузно-ассоциированной лимфоидной ткани, в верхушке которого появляются бласты и большие лимфоциты (3,55%), в отличие от редко встречающихся больших лимфоцитов при 30-суточной гипокинезии. В структурных зонах лимфоидной бляшки в стенке основания установлено, что деструкция клеток здесь проявляется слабее; в межузелковой зоне выявлено до 1,98% клеток с картинами митозов (в среднем – 0,54%); в узелках чаще встречаются бласты и большие лимфоциты, а также плазматические клетки, что свидетельствует о высокой функциональной активности лимфоидной бляшки (Lennert K., Stein H., 1982; Liu Y.-J., Johson G.D., Gordon J., еt al., 1992). Усиление лимфоцитопоэза (появление клеток с картинами митозов и бластов), плазматической реакции с увеличением числа антителпродуцирующих клеток; увеличение содержания лимфоцитов, а также снижение процессов деструкции характеризуют более активное развитие адаптационных процессов в лимфоидной ткани слепой кишки в ответ на повторное действие гипокинезии, по сравнению с ее первичным воздействием. Таким образом, в результате наших исследований выявлены значительные локальные особенности в распределении лимфоидной ткани и ее клеточного состава в структурных зонах стенки слепой кишки крыс, вариабельность которых зависит от сроков и периодов действия гипокинезии на организм экспериментальных животных (рис. 2). 16 17 ВЫВОДЫ 1. В интактной группе крыс микротопография лимфоидной ткани стенки слепой кишки имеет локальные особенности. Так, выраженные лимфоидные скопления выявляются лишь в илеоцекальном отделе. Здесь отмечены максимальная плотность распределения клеток (54,2-44,0), наибольшее содержание лимфоцитов (54%-44,6%) и 15,2% плазматических клеток (между криптами). В этом же отделе наблюдается значительная активность процессов лимфоцитопоэза, о чем свидетельствует максимальное содержание бластных форм лимфоцитов (11,36%) и клеток с картинами митоза (0,37%). В куполе слепой кишки преобладают процессы деструкции; содержание лимфоцитов в 1,4-1,5 раза меньше, чем в илеоцекальном отделе и в основании слепой кишки. 2. В контрольных группах крыс, где исследованы особенности локализации и цитоархитектоники лимфоидной ткани в различных отделах слепой кишки в зависимости от возраста, обнаружены существенные различия. Установлено, что в связи с возрастом постепенно усиливается деструкция клеток во всех отделах слепой кишки (в 1,5 раза), уменьшается объем лимфоидной ткани в илеоцекальной зоне с одновременным появлением и последующим ее ростом в стенке купола и основания слепой кишки. Так, на 74е сутки лимфоидные скопления исчезают в илеоцекальном отделе, но появляются в куполе на 60-74-е сутки; в основании слепой кишки на 74-е сутки присутствует лимфоидная бляшка с узелками с центрами размножения. 3. Перераспределение лимфоидной ткани в стенке слепой кишки в связи с возрастом сопровождается ростом в этих отделах показателей интенсивности процессов бласттрансформации: увеличивается содержание молодых форм лимфоцитов (до 7,2% в куполе), а также плазмоцитов, превышающих интактные показатели в стенке купола и основания в 1,2-1,5 раза; имеет место значительный рост процентного содержания макрофагов. 4. У крыс, подвергнутых гипокинезии в течение 14 суток, лимфоидные скопления выявляются преимущественно в илеоцекальном отделе слепой кишки. Однако в сравнении с интактной группой животных количество деструктивно измененных клеток в этой зоне, а также в стенке основания и купола, существенно увеличено (в 2,2 раза) при одновременном увеличении (в 1,2-3,5 раза) макрофагов и уменьшении бластных форм лимфоцитов и плазмоцитов (в 1,4-2,3 раза), что выражается в заметном снижении плотности распределении клеток во всей лимфоидной ткани стенки слепой кишки (в 1,5 раза). 5. Длительная гипокинезия (30 суток) приводит к качественно однотипным, по сравнению с 14-суточным воздействием, но более выраженным количественным изменениям в клеточном составе лимфоидной ткани. Повреждающее действие длительной гипокинезии на лимфоидную ткань 18 органа проявляется, прежде всего, в усилении деструкции клеток (в 1,3-2,4 раза) и уменьшении в такой же степени более зрелых (малых и средних) лимфоцитов. По сравнению с контрольным уровнем во всех отделах слепой кишки достоверно снижено количество плазматических клеток, особенно их зрелых форм (в 1,4-2,3 раза). Резко снижается количество молодых форм клеток, вплоть до полного их исчезновения (за исключением лимфоидных скоплений илеоцекального отдела). Увеличивается число гранулоцитов (в 1,22,2 раза) в основном за счет преобладания эозинофилов над нейтрофилами (в 1,4-8,5 раза). 6. В последующим за 30-суточной гипокинезией периоде реабилитации направленность сдвигов цитоархитектоники лимфоидной ткани во всех изученных отделах слепой кишки указывает на восстановление ее функциональной активности - в стенке купола и основания появляются лимфоидные скопления и групповые лимфоидные узелки с центрами размножения, увеличивается доля молодых форм клеток (12,7%), появляются бластные формы антителпродуцирующих клеток и клетки с картинами митоза (1,72%). В диффузно-ассоциированной лимфоидной ткани достоверно уменьшается число деструктивно измененных клеток (на 8,2-21,0%), увеличивается процентное содержание малых и средних лимфоцитов (на 5,1019,40%) и зрелых антителпродуцирующих клеток (до 6,73% в илеоцекальном отделе). Однако цифры показателей клеточного состава не достигают контрольных и интактных значений. Деструкция клеток превышает контрольные значения, число макрофагов и лимфоцитов меньше, чем в контроле, в 1,2-1,4 раза; содержание гранулоцитов в 1,3-2,3 раза превышает интактные значения. 7. Перестройка лимфоидной ткани в стенке исследованного органа после повторной 14-суточной гипокинезии существенно отличается от сдвигов, выявленных при ее первичном 30-суточном воздействии. Во всех изученных зонах слепой кишки происходит накопление массы лимфоидной ткани; выявляются вновь образованные крупные лимфоидные скопления и групповые лимфоидные узелки, в которых изменения клеточного состава, таких как появление клеток с картинами митозов (до 1,94%); значительный рост количества всех, особенно бластных (0,98%-3,00%), форм лимфоцитов; увеличение доли макрофагов и зрелых антителпродуцирующих плазматических клеток (в 4,6-9,1 раза) происходит на фоне снижения процессов деструкции (на 6,80%-28,40%). Эти изменения, имеющие в целом компенсаторный характер, указывают на активацию процессов лимфоцитопоэза и высокую степень адаптации лимфоидной ткани кишечника в ответ на повторное действие выбранного экстремального фактора. 19 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Выявленные нами структурные и морфо-функциональные изменения лимфоидной ткани в стенке слепой кишки, возникающие после гипокинезии различных сроков длительности, могут быть использованы при разработке профилактических и лечебных мероприятий в иммунологии, гастроэнтерологии и других областях практической медицины при прогнозировании иммунодефицитных состояний, а также при определении направления и способов лечения у больных с резким ограничением движений и физических нагрузок. Результаты действия гипокинезии, выражающиеся в уменьшении содержания лимфоцитов и плазматических клеток, усилении процессов их деструкции и подавлении реакций бласттрансформации всей иммунокомпетентной системы представляют интерес для авиакосмической медицины в условиях длительных космических экспедиций. Полученные результаты о микроскопическом строении компонентов лимфоидной системы кишечника и возможных их сдвигах под влиянием экстремальных факторов также могут быть использованы в медицине катастроф. Выявленный в период реадаптации, после воздействия гипокинезии, компенсаторноприспособительный характер изменений, направленный на восстановление структурной организации лимфоидной ткани, может быть полезен при определении резервов иммунной (лимфоидной) системы организма. 20 СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Ганиева А.И. Влияние гипокинезии на структурную организацию лимфоидной ткани в стенках слепой кишки крыс // Морфологические ведомости.-2009.-№ 1-2.- С.12-14. 2. Ганиева А.И., Григоренко Д.Е., Гусейнов Т.С. Лимфоидная ткань в стенках слепой кишки крыс // Вестник новых медицинских технологий.2009.- Т.ХVI-№ 1.- С.176-177. 3. Ганиева А.И. Влияние 30- суточной гипокинезии на лимфоидную ткань в стенках слепой кишки крыс //Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники. Материалы конференции:// Международный журнал фундаментальных и прикладных исследований.-2009.№ 4.- С.84. 4. Ганиева А.И. Лимфоидная ткань в стенке слепой кишки крыс в период реадаптации после длительной гипокинезии // Региональный вестник молодых ученых.- М.: ИЦ СМУР «Academy».-2009.-№ 3 (19). – С.34-35. 5. Ганиева А.И. Морфология лимфоидной ткани стенки слепой кишки крыс при воздействии гипокинезии различной длительности // Вестник молодых ученых Дагестана.- Махачкала: «Наука плюс».-2009.-№ 3.- С.130-133. 6. Григоренко Д.Е., Ганиева А.И. Особенности распределения лимфоидной ткани в разных отделах слепой кишки интактной группы крыс и после действия гипокинезии // Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии. Сборник научных трудов: НИИ морфологии человека РАМН.- М., 2010. - С.51-55. 21 ___________________________________________________________________________ Подписано в печать 01.03 .2012г. Формат 60х841/16. Печать ризографная. Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс». Усл.-печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Отпечатано в издательско-типографском участке ИПЭ РД г.Махачкала, ул. Дахадаева 21. Тел.: 8-988-2919-920 22 23 24
