Введение к работе
Актуальность темы
Известно, что органы иммунной системы вместе с иммунокомпе-тентными клетками крови способны очень быстро и тонко реагировать на изменения условий внешней среды [Петров Р.В., 1987; Сапин М.Р., 1987;
Йегер Л., 1991; Пальцев М.А., Иванов А.А., 1995; Сапин М.Р., Этинген Л.Е., 1996; Сапин М.Р., Никитюк Д.Б., 2000; Рабсон А., Ройт А., Делвз П., 2006]. В последнее время иммунологическим нарушениям как проявлениям реакции на стресс отводится основная патогенетическая роль в развитии сердечно-сосудистых, нервно-психических заболеваний, а также диффузных заболеваний соединительной ткани и др. [Серов В.В., Томилина И.В., Судаков К.В., 1995, 1998; Rosh P., 1995; Гумен А.В., Шанин C.B. и др., 2006]. Стрессовые воздействия, связные с разнообразными эмоциональными переживаниями, или так называемый эмоциональный стресс [Мингер В.К., 1975] сопровождают человека на протяжении всей жизни. В связи с этим в научной литературе имеются многочисленные работы, посвященные изучению влияния эмоционального стресса на различные органы иммунной системы [Sudo N., Yu X., Nukina H; Sogawa H. et al.,1997; Dominguez-Gerpe L., Rey-Mendez M., 1998; Fukui Y., Qiu Y., Peng Y. et al.,1999; Сапин М.Р., Никитюк Д.Б., 2000], на некоторые показатели периферической крови у животных в эксперименте [Dominguez-Gerpe L., Rey-Mendez M., 2001; Kim H., Shin M., Kin S. et al., 2003]. Исследованы воздействия различных факторов внешней среды (гипокинезия, токсические вещества, физические нагрузки, бальнеологические факторы, введение в организм иммуномодуляторов и др.) на морфологию органов иммунной системы [Ерофеева Л.М., Сапин М.Р., Григоренко Д.Е., 2000; Гусейнов Т.С., Гарунова К.А., 2003; Мавриева М.А., 2006; Чава С.В., 2007]. В исследованиях К.В. Судакова и соавт. (2000) было показано, что пептид, вызывающий дельта-сон (ПВДС), принадлежит к регуляторным олигопептидам, обладающим выраженными антистрессовыми свойствами. Известно, что инъекция ПВДС способствует выживанию экспериментальных животных в условиях острого эмоционального стресса, улучшает мозговой кровоток, уменьшает прессорные сосудистые реакции, обладает антиаритмическим действием [Судаков К.В., Коплик Е.В., Ведяев Д.Ф. и др., 1982; Судаков К.В., 1998; Судаков К.В., 2003; Судаков К.В., Умрюхин П.Е., 2010]. Семакс (синтетический аналог АКТГ 4-10), обладающий антистрессовым действием, используется в клинической практике для лечения различных заболеваний центральной нервной системы (в частности, инсультов) и как адаптоген для здоровых людей в экстремальных условиях [Ашмарин И.П., Незавибатько В.Н. и др., 1997]. Однако в современной литературе данные о структурно-функциональных характеристиках микроанатомии и клеточном составе функционально активных зон органов иммунной системы в условиях стресса, а также при введении ПВДС и семакса у животных с различной стрессоустойчивостью изложены крайне недостаточно. В связи с этим исследование морфологической характеристики иммунных (лимфоидных) структур селезенки, паховых лимфатических узлов, лимфоидных бляшек тонкой кишки и периферической крови у животных с различной индивидуальной стрессоустойчивостью при воздействии эмоционального стресса, при введении ПВДС и семакса сохраняет свою актуальность как в теоретическом, так и в практическом отношении.
Цель работы: изучение строения функционально активных зон селезенки, паховых лимфатических узлов, лимфоидных бляшек тонкой кишки, их клеточного состава и цитоархитектоники, а также периферической крови в условиях эмоционального стресса, с предварительным введением в организм пептида, вызывающего дельта-сон, и семакса.
Задачи исследования:
1. Изучить микротопографию лимфоидных структур в органах иммунной системы (селезенка, паховые лимфатические узлы и лимфоидные бляшки тонкой кишки) у контрольных и экспериментальных животных в условиях стресса.
2. Исследование количественных характеристик клеточных элементов диффузной лимфоидной ткани и лимфоидных узелков в функционально активных зонах селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки крыс при воздействии эмоционального стресса (через 1 ч после стрессового воздействия, а также на 3, 14 и 30-е сутки после эмоционального стресса).
3. Изучить цитоархитектонику лимфоидных образований в селезенке, паховых лимфатических узлах и лимфоидных бляшках тонкой кишки у крыс при эмоциональном стрессе.
4. Провести количественную оценку клеточных элементов диффузной лимфоидной ткани и лимфоидных узелков в функционально активных зонах селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки в условиях стресса, а также с предварительным введением ПВДС и семакса (через 1 ч после стрессового воздействия, а также на 3, 14 и 30-е сутки после эмоционального стресса).
5. Изучить цитоархитектонику лимфоидных образований в селезенке, паховых лимфатических узлах и лимфоидных бляшках тонкой кишки в условиях стресса с предварительным введением ПВДС и семакса.
6. Изучить количественную характеристику клеточных элементов в органах иммунной системы и в периферической крови у контрольных и экспериментальных животных в условиях стресса.
Научная новизна
1. Получение новых фактов и выявление закономерностей, позволяющих детально проанализировать особенности реакции периферических органов иммунной системы крыс при воздействии эмоционального стресса, а также с предварительным введением в организм олигопептидов – нейропротекторов пептида, вызывающего дельта-сон, и синтетического аналога фрагмента адренокортикотропного гормона (АКТГ(4-10)) – семакса.
2. Приводятся новые конкретные данные, раскрывающие структурные особенности лимфоидных образований селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки у крыс при воздействии острого эмоционального стресса в зависимости от типа индивидуальной устойчивости к воздействию стресса. Показано, что через 1 ч после воздействия эмоционального стресса ПАЛМ, маргинальная зона, центры размножения лимфоидных узелков селезенки, центры размножения лимфоидных узелков, мякотные тяжи, межузелковая и паракортикальная зоны паховых лимфатических узлов, а также центры размножения и мантия лимфоидных узелков лимфоидных бляшек тонкой кишки у предрасположенных к стрессу крыс в большей степени реагируют на воздействие эмоционального стресса, чем у устойчивых к стрессу животных. Доказано, что в селезенке, паховых лимфатических узлах и лимфоидных бляшках тонкой кишки у крыс, подвергшихся эмоциональному стрессу, в функционально активных зонах происходят изменения плотности расположения клеток на единицу площади (0.017 мм2) по сравнению с данными контрольных групп животных. Установлено, что плотность расположения клеточных элементов на единицу площади в ПАЛМ селезенки крыс, подвергшихся эмоциональному стрессу (как потенциально устойчивых, так и предрасположенных к стрессу), достоверно снижалась (р<0,05) в 1,3 и 1,9 раза, соответственно, по сравнению с данными контрольных групп. В паракортикальной зоне паховых лимфатических узлов у крыс как прогностически устойчивых, так и предрасположенных к воздействию острого эмоционального стресса через 1 ч после стрессового воздействия наблюдается повышение плотности расположения клеток на единицу площади в 1,2 и 1,5 раза, соответственно, по сравнению с данными контрольных групп животных (р<0,05). Показано, что через час после эмоционального стресса на 3-и сутки опыта в ПАЛМ селезенки крыс выявляется увеличение числа клеток с картинами деструкции по сравнению с данными контрольных групп животных (от единичных клеток на препаратах в контроле до 8,4±2,8% (или 7,6±0,07 клетки) и до 3,7±1,5% (или 3,0±0,1 клетки) у предрасположенных и устойчивых к эмоциональному стрессу экспериментальных крыс соответственно (p<0,05). Доказано, что через час после эмоционального стресса на
3-и сутки эксперимента в ПАЛМ селезенки крыс содержание макрофагов возрастало в 5,6 и 4,5 раза у предрасположенных и устойчивых эмоциональному стрессу экспериментальных крыс, соответственно, по сравнению с контролем.
3. Продемонстрирована идентичность клеточного состава лимфоидных образований паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки, а также мазков периферической крови у контрольных и экспериментальных крыс.
4. Впервые приводятся материалы о стресс-протекторном (иммунопротекторном) эффекте эндогенных олигопептидов: ПВДС и синтетического аналога фрагмента АКТГ(4-10) семакса на изменение клеточного состав в функционально активных зонах периферических органов иммунной системы: селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки у контрольных и экспериментальных крыс с учетом индивидуальной устойчивости к воздействию стресса.
5. Доказано, что предварительное введение как ПВДС, так и семакса ингибирует влияние эмоционального стресса на макрофаго-пролифе-ративные и деструктивные процессы в функционально активных зонах селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки как у устойчивых, так и у предрасположенных групп животных.
6. Впервые при изучении особенностей ранней реакции периферической крови на стрессовое воздействие показаны изменения мазков периферической крови у крыс через 1 ч после действия эмоционального стресса (лимфоцитопения и нейтрофильный лейкоцитоз) по сравнению с данными соответствующих контрольных групп, с учетом индивидуальной устойчивости животных к эмоциональным стрессорным нагрузкам.
7. Впервые показано стресс-лимитирующее (адаптогенное) действие при введении в организм олигопептидов – ПВДС и семакса на изменение периферической крови у экспериментальных животных в зависимости от типа индивидуальной устойчивости к воздействию стресса.
Достоверность исследования определяется использованием в работе большого числа животных (212 крысы), 6090 гистологических срезов, применением методов математического и статистического анализа.
Практическая значимость
Научные факты, которые получены нами, существенно дополняют представления о строении, индивидуальных и локальных особенностях лимфоидной ткани селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки и периферической крови при воздействии эмоциональнеого стресса у стрессоустойчивых и предрасположенных к стрессу животных и послужат эталонным материалом для оценки состояния этих органов при различных экстремальных и патологических состояниях.
Значимость полученных результатов определяется научным вкладом в иммуноморфологию новых данных об особенностях клеточного состава и цитоархитектоники в иммунных структурах селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки при эмоциональном стрессе у активных (прогностически устойчивых к стрессовым нагрузкам) и пассивных крыс в различные сроки после одночасового стрессового воздействия (через 1 ч, на 3, 14 и 30-е сутки опыта).
В исследовании также показано, что ПВДС и семакс оказывают выраженное иммунопротекторное и стресс-лимитирующее действие на лимфоидные образования периферических органов иммунной системы у крыс с различной индивидуальной устойчивостью к воздействию стресса. Показано, что антистрессовый эффект олигопептидов более выражен у устойчивых к эмоциональному стрессу животных, чем у предрасположенных к стрессу крыс. Обнаруженные иммуннопротекторные и подтвержденные на морфологическом субстрате антисстрессовые эффекты ПВДС и семакса формируют фундаментальную базу для клинического применения данных пептидов в случаях формирования иммунодефицитных состояний, для лечения патологических состояний центральной и периферической нервной системы, в наркологической практике, при болезнях сердечно-сосудистой системы, для лечения и профилактики стресс-индуцированных состояний и др.
Материалы диссертации могут быть полезны специалистам медико-биологического профиля, клиницистам. Результаты исследования могут быть использованы при подготовке учебных пособий по различным медицинским специальностям, в курсах лекции для студентов и слушателей ФПКп.
Реализация результатов исследования
Результаты исследования используются в учебном процессе и в научных планах кафедры анатомии человека ММА им. И.М. Сеченова и других вузов РФ.
Исследование позволит выработать критерии оценки эффективности компенсаторных возможностей организма в норме и при стресс-индуцированных состояниях, иммунокоррекции в лечебной и профилактической практике.
Новые данные о закономерностях изменений в лимфоидных структурах селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки, а также в периферической крови при стрессе с предварительным введением стресс-протективных олигопептидов представляют собой модель для определения резервных возможностей иммунной системы как основы для методов иммунокоррекции.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
Через 1 ч, а также на 3-и и 14-е сутки после воздействия эмоционального стресса функционально активные зоны селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки, предрасположенных к стрессу крыс, в большей степени реагируют на воздействие эмоционального стресса, чем устойчивые к стрессу животные. На 30-е сутки после эмоционального стресса изменения в функционально активных зонах вышеуказанных органов практически соответствуют данным контрольных групп животных.
Через 1 ч, а также на 3-и и 14-е сутки после воздействия эмоционального стресса клетки периферической крови крыс (предрасположенных и устойчивых к эмоциональному стрессу) реагируют на стрессовое воздействие появлением в мазках периферической крови экспериментальных животных лимфоцитопении и нейтрофильного лейкоцитоза по сравнению с данными соответствующих контрольных групп. На 30-е сутки после одночасового стрессового воздействия количество лимфоцитов и нейтрофильных лейкоцитов практически соответствовует контролю.
Предварительное введение олигопептидов: пептида, вызывающего дельта-сон, и синтетического аналога АКТГ (4-10) семакса, оказывает выраженное стресс-лимитирующщее воздействие: ингибирует появление лимфоцитопении и нейтрофильного лейкоцитоза в мазках периферической крови экспериментальных животных, причем стресс-протективный эффект ПВДС и семакса более выражен в группе прогностически устойчивых к эмоциональному стрессу животных.
Через 1 ч, а также на 3-и и 14-е сутки после воздействия эмоционального стресса предварительное введение олигопептидов: пептида, вызывающего дельта-сон, и синтетического аналога АКТГ (4-10) семакса, оказывает выраженное антистрессовое воздействие: ингибирует влияние эмоционального стресса на макрофаго-пролиферативные и деструктивные процессы в функционально активных зонах селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки как у устойчивых, так и у предрасположенных групп животных, причем стресс-лимитирующее влияние ПВДС и семакса более выражено в группе прогностически устойчивых к эмоциональному стрессу животных. На 3-и сутки после одночасового стрессового воздействия содержание макрофагов в периартериальных лимфоидных муфтах (ПАЛМ) селезенки предрасположенных и устойчивых крыс возрастало в 7 и 3,5 раза, соответственно, по сравнению с контролем. На 3-и сутки после одночасового стрессового воздействия с предварительным введением семакса содержание макрофагов в ПАЛМ селезенки у предрасположенных и устойчивых крыс увеличивалось в 2 и 1,6 раза, соответственно, по сравнению с данными контрольных групп животных. На 3-и сутки после одночасового стрессового воздействия клетки с признаками деструкции в ПАЛМ селезенки контрольных (как предрасположенных, так и устойчивых к эмоциональному стрессу) животных обнаруживались в единичных случаях. На 3-и сутки после одночасового стрессового воздействия содержание этих клеток как у предрасположенных, так и у устойчивых к эмоциональному стрессу крыс возрастало до 8,8% (3,7±0,08 клетки) и до 4% (2,4±0,07 клетки), соответственно, по сравнению с контролем. На 3-и сутки после одночасового стрессового воздействия с предварительным введением семакса относительное содержание этих клеток как у предрасположенных, так и у устойчивых к эмоциональному стрессу крыс увеличивалось всего до 3,2% (2,0±0,05 клетки) и до 2,4% (1,4±0,05 клетки), соответственно, по сравнению с данными контрольных групп.
Предмет и объект диссертационного исследования
Предмет диссертационного исследования – препараты селезенки, паховых лимфатических узлов и лимфоидных бляшек тонкой кишки, а также мазки периферической крови 212 крыс-самцов линии Вистар массой
280-300 г. Животные экспериментальных и контрольных групп предварительно изучались в тесте «Открытое поле» (ОП), позволяющем разделить животных в отношении их устойчивости к стрессовым воздействиям [Коплик Е.В., Салиева Р.М., Горбунова А.В., 1995; Судаков К.В., 1998]. Контрольную группу животных составили 11 предрасположенных и 13 устойчивых к эмоциональному стрессу животных, которые забиты через час после внутрибрюшинной инъекции 0,2 мл физиологического раствора. Также были выделены группы животных (8 устойчивых и 8 предрасположенных к эмоциональному стрессу), которые после внутрибрюшинной инъекции 0,2 мл физиологического раствора помещены в условия острого эмоционального стресса в течение часа (иммобилизация в тесном «домике» с одновременным стохастическим (апериодическим) надпороговым электрокожным раздражением) [Коплик Е.В. и др., 1995; Судаков К.В., 1998]. Животные этой группы были декапитированы через час после эмоционального стресса. Также были выделены группы контрольных животных (8 устойчивых и 8 предрасположенных к эмоциональному стрессу), которым за час до стресса внутрибрюшинно вводился раствор пептида, вызывающий дельта-сон, или семакса. После введения аналогичных растворов семакса или ПВДС экспериментальные устойчивые и предрасположенные группы животных были подвергнуты острому эмоциональному стрессу в течение часа, а затем эти животные забиты декапитацией. Аналогичные группы контрольных и экспериментальных животных изучались на 3, 14 и 30-е сутки опыта.
Объект диссертационного исследования – морфологические особенности лимфоидных образований селезенки, паховых лимфатических узлов, лимфоидных бляшек тонкой кишки и мазки периферической крови при одночасовом стрессовом воздействии, а также оценка влияния острого эмоционального стресса с предварительным введением стресс-протективных олигопептидов (ПВДС и синтетического аналога АКТГ (4-10) семакса).
Апробация диссертации
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: объединенных заседаниях кафедры анатомии человека ММА им. И.М. Сеченова и лаборатории функциональной анатомии Института морфологии человека РАМН; конгрессах Международного анатомического общества Anatomischen Gesellshaft (1999, 2001, 2006, 2007); III Конгрессе Международной ассоциации морфологов (2002); IV Международном конгрессе интегративной антропологии (2002); V Общероссийском съезде АГЭ (2004); III Всероссийской конференции по патологии клетки (Москва, 2005); III Конгрессе Международной ассоциации морфологов (2005); заседании МО АГЭ (2000; 2004);
III Конгрессе Международной ассоциации морфологов (2006); конференции «Современные аспекты гистогенеза и вопросы преподавания гистологии в вузе», посвященной 100-летию со дня рождения профессора Л.И. Фалина (2007); международной конференции «Проблемы современной морфологии человека», посвященной 75-летию со дня рождения профессора Б.А. Никитюка (2008); конференции, посвященной 100-летию со дня рождения
Д.А. Жданова (2008); III Международной научной конференции, посвященной памяти профессора А.П. Акифьева: «Актуальные проблемы спортивной морфологии и генетики человека» (2009); научно-практической конференции с международным участием, посвященной 85-летию со дня рождения профессора П.Ф. Степанова (2009).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 40 научных работ (9 – в зарубежной печати), из них 19 –в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 514 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав (обзор литературы, описание материала и методов исследования, собственные результаты и их обсуждение), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы из 248 источников (127 отечественных и 121 зарубежных авторов). Работа иллюстрирована 125 таблицами и 184 рисунками.
Работа является самостоятельной частью плановой темы «Исследование строения и микротопографии иммунных структур и желез в стенках внутренних органов человека в норме и у животных в условиях взаимодействия различных факторов внешней среды» кафедры анатомии ГОУ ВПО «Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Российской Федерации (№ гос. регистрации 01.200.110466).
Материал, представленный в диссертации, получен и проанализирован автором самостоятельно.
