Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Индивидуальные различия реакции иммунной системы при адаптации и дизадаптивных воспалительных процессах 10
1.1. Механизмы воздействия стрессоров на иммунную и эндокринную систему 13
1.2. Внутривидовые и индивидуальные различия реакции иммунной системы при адаптации и дизадаптивных воспалительных процессах 17
1.3. Морфофункциональная характеристика взаимосвязи нервной и иммунной систем при воздействии информационного стресса 26
1.4. Поведенческие модели изучения индивидуальных различий 38
1.5. Индивидуальные различия реакции иммунной системы при воспалительных процессах 42
Глава 2. Материалы и методы 52
Глава 3. Морфофункциональные изменения иммунной системы крыс Вистар при обучении в многоальтернативном лабиринте 62
3.1. Оценка поведенческих реакций и способности к выработке сложного пищедобывательного поведения (обучение) у крыс Вистар в условиях многоальтернативного лабиринта 62
3.2. Морфофункциональная характеристика органов иммунной системы крыс Вистар контрольной группы и подвергавшихся информационной нагрузке 69
3.3. Уровень продукции цитокинов спленоцитами, активированными конканавалином А, крыс Вистар контрольной группы и подвергавшихся информационной нагрузке 75
3.4. Содержание кортикостерона и тестостерона в сыворотке крови крыс Вистар контрольной группы и подвергавшихся информационной нагрузке 77
3.5. Морфофункциональная характеристика органов иммунной системы обучаемых и необучаемых крыс Вистар 81
3.6. Уровень продукции цитокинов спленоцитами, активированными конканавалином А, обучаемых и необучаемых крыс Вистар 92
3.7. Содержание кортикостерона и тестостерона в сыворотке крови обучаемых и необучаемых крыс Вистар 92
Глава 4. Морфофункциональные изменения иммунной системы крыс Вистар при воздействии липополисахарида 101
4.1. Морфофункциональная характеристика органов-мишеней и иммунной системы крыс Вистар при воздействии липополисахарида 101
4.2. Индивидуальные морфофункциональные различия реакции иммунной системы крыс Вистар при воздействии липополисахарида 126
Глава 5. Обсуждение результатов исследования 157
Выводы 182
Список литературы 185
- Внутривидовые и индивидуальные различия реакции иммунной системы при адаптации и дизадаптивных воспалительных процессах
- Поведенческие модели изучения индивидуальных различий
- Морфофункциональная характеристика органов иммунной системы крыс Вистар контрольной группы и подвергавшихся информационной нагрузке
- Индивидуальные морфофункциональные различия реакции иммунной системы крыс Вистар при воздействии липополисахарида
Введение к работе
Актуальность. В развитии' адаптивных и дизадаптивных реакций, их выраженности и направленности ключевую роль играют генотипические особенности организма, а именно полиморфизм генов главного комплекса гистосовместимости, определяющих силу иммунного ответа, а также замена единичных нуклеотидов (single nucleotide polymorphism - SNP) (Бочков Н.П. и соавт., 2004, Глотов О.С., Баранов B.C., 2007). Генетический полиморфизм индивидов определяет индивидуальные различия реакции организма при воздействии стрессорных факторов и предрасположенность к развитию заболеваний, особенности .их патогенетических механизмов, клинических и морфологических проявлений (Середенин СБ., 2003; Сибиряк СВ. и соавт., 2003, Пирузян Л.А., 2004; Макарова О.В., Михайлова Л.П., 2008).
Однако анализ генетических основ, обуславливающих индивидуальные различия реакции организма, задача сложная, и, кроме того, генетическая предрасположенность определяет развития заболеваний только на 40%, а 60% обусловлены фенотипическими особенностями. Индивидуальные различия реакции организма на воздействие стрессорных факторов особенно ярко проявляются при функциональных нагрузках, которые могут вызывать развитие как физиологического, так и патологического стресса (Баевский P.M., 1979; Казначеев В.П., 1986).
В современных условиях в связи с увеличением темпа жизни, компьютеризацией, увеличением коммуникативных связей все большее значение приобретает информационное воздействие. Информационная нагрузка является постоянным фоном, на котором функционирует организм в целом и его интегративные системы, включая иммунную. Информационный стресс вызывает нарушение функционального состояния организма, развивающееся в условиях неблагоприятного сочетания факторов информационной триады: объема информации, подлежащей обработке с целью принятия решений; фактора времени (дефицит времени), отведенного для такой работы мозга; высокой мотивацией принятия оптимального
решения (Крыжановский Г.Н., 2002). Однако влияние информационного стресса на иммунную систему изучено недостаточно. В работе М.В. Кондашевской (2005) на основании данных морфологического исследования показано, что информационная нагрузка крыс в условиях многоальтернативного лабиринта вызывает активацию органов иммунной системы.
В связи с достижениями иммунологии и расширением представлений о механизмах врожденного и приобретенного иммунитета, в последнее десятилетие все больший интерес исследователей привлекает изучение генетической основы индивидуальных различий реакции иммунного ответа I при инфекционно-воспалительных заболеваниях (Симбирцев А.С., 2005; Wurfel М.М. et al., 2005; Parry C.S., Brooks B.R., 2008). Наиболее продуктивными в этом плане являются исследования особенностей реакции иммунной системы у особей с различным типом (Тх1/Тх2) иммунного ответа. Исследование генома лиц с высокой и * низкой продукцией провоспалительных цитокинов выявило индивидуальные различия 80 генов, экспрессирующихся в присутствии ЛПС, и 21 гена, экспрессирующегоя в отсутствии ЛПС (Wurfel М.М. et al., 2005). Общей чертой функционального полиморфизма генов TLR, связанного с заменами единичных нуклеотидов (SNP), является снижение способности к распознаванию соответствующих лигандов, либо к проведению внутриклеточных сигналов, что приводит к менее выраженной активации клеток после взаимодействия с инфекционными агентами (Симбирцев А.С., 2005). В механизмах противоинфекционного иммунитета важную роль играет ИЛ-17, который продуцируется CD4(+) Т-клетками и вызывает нейтрофильную реакцию и стимулирует бактерицидную активность нейтрофилов, активирует остеокласты, повышая уровень [3-дефенсинов. Также обсуждается роль ИЛ-17 в индукции Txl и Тх2-типа иммунного ответа (Matsuzaki G., Umemura М., 2007). Показано, что в результате генетически обусловленного снижения экспрессии рецепторов к ИЛ-17 на ранних стадиях инфицирования
наблюдается менее выраженная активация защитных механизмов врожденного и адаптивного иммунитета (Happel K.I. et al., 2003; Matsuzaki G. et al., 2007). Установлено, что лица, имеющие в генотипе аллели HLA II -DR3, DR4, DR5, предрасположены к развитию аутоиммунных заболеваний (Teh L.S. et al., 2001; Caillier S J. et al., 2008; Parry C.S., Brooks B.R., 2008).
Основанная на использовании генетических методов оценка индивидуальных различий реакции иммунной системы при адаптивных и дизадаптивных процессах является трудной задачей. Поэтому необходим поиск маркеров индивидуальных различий реакции иммунной системы, основанный на оценке изменения параметров эффекторной фазы иммунного ответа при стрессорных воздействиях.
Цель. Изучить в эксперименте индивидуальные
морфофункциональные различия реакции иммунной системы при адаптации к информационной нагрузке и дизадаптивном воспалительном ответе на введение липополисахарида.
Задачи:
Провести оценку структурно-функциональных-изменений органов иммунной системы и цитокинового профиля крыс Вистар при информационной нагрузке, моделируемой обучением в многоальтернативном лабиринте.
Установить индивидуальные морфофункциональные различия реакции иммунной системы крыс Вистар в ответ на обучение в многоальтернативном лабиринте.
Провести оценку структурно-функциональных изменений органов иммунной системы и цитокинового профиля крыс Вистар в ответ на введение высокой дозы липополисахарида
Изучить индивидуальные морфофункциональные различия реакции иммунной системы крыс Вистар в ответ на введение высокой дозы липополисахарида
5. Установить индивидуальные морфофункциональные
различия реакции органов-мишеней крыс Вистар в ответ на введение
высокой дозы липополисахарида
Научная новизна. В работе впервые выявлены индивидуальные различия реакции иммунной системы при адаптивном процессе, вызванном воздействием информационной нагрузки, и при дизадаптивном воспалительном, обусловленном воздействием липополисахарида.
Установлено, что обучение крыс Вистар в многоальтернативном лабиринте (информационная нагрузка) активирует иммунную систему преимущественно по Txl-типу, что характеризуется акцидентальной инволюцией тимуса I-II стадии и гиперплазией белой пульпы селезенки с расширением светлых центров лимфоидных фолликулов; изменением цитокинового профиля с увеличением уровня ИЛ-2 и ФНО-а.
Индивидуальные различия реакции иммунной системы, выявленные в ответ на информационную нагрузку, характеризуются более выраженной активацией иммунной системы у обучаемых крыс Вистар по сравнению с необучаемыми, что проявляется в расширении субкапсулярной зоны тимуса, увеличении индекса отношения объемной плотности белой пульпы селезенки к красной, повышении уровня ИЛ-12 у обучаемых животных.
При воспалительном процессе, обусловленном воздействием липополисахарида, у крыс выявлены индивидуальные различия реакции иммунной системы, зависящие от выраженности поляризации иммунного ответа по Txl-типу. При высокой продукции Txl цитокинов по данным морфофункционального исследования органов иммунной системы и цитокинового профиля отмечалась активация иммунной системы, при этом воспалительный процесс и дистрофические изменения в органах-мишенях (печени, легких) были менее выражены. При низкой продукции Txl цитокинов в органах иммунной системы выявлены признаки активации и альтерации, что сопровождается более выраженными воспалительными и дистрофическими изменениями в органах-мишенях.
Выявленные различия реакции органов иммунной системы следует учитывать при прогнозировании течения адаптивных и дизадаптивных процессов и их коррекции.
Внутривидовые и индивидуальные различия реакции иммунной системы при адаптации и дизадаптивных воспалительных процессах
В развитии адаптивных реакций, их выраженности и направленности, также как и в механизмах развития заболеваний, их клинических проявлений, тяжести течения и исходов ключевую роль играют генотипические особенности организма, а именно хромосомные нарушения и мутации, опосредующие развитие хромосомных заболеваний, и генетический полиморфизм (Бочков Н.П. и соавт., 2004). В связи с большими достижениями медицинской генетики и молекулярной медицины, возникло новое направление медицинской науки - предиктивная (предсказательная) медицина. Концептуальную основу предиктивной медицины составляют представления о генетическом полиморфизме. Полиморфными принято называть гены, которые представлены в популяции несколькими разновидностями - аллелями, что обуславливает разнообразие признаков внутри вида. Большинство известных полиморфизмов выражаются либо в заменах одного нуклеотида, либо в изменении числа повторяющихся фрагментов ДНК. Масштабы полиморфизма ДНК таковы, что между последовательностями ДНК двух людей, если только они не однояйцевые близнецы, существуют миллионы различий. Эти различия подразделяют на четыре большие категории: - фенотипически не выраженные (например, полиморфные участки ДНК, используемые для идентификации личности молекулярно генетическими методами); - вызывающие фенотипические различия (например, в цвете волос или росте), но не предрасположенность к заболеванию; - играющие некоторую роль в патогенезе заболевания (при полигенных мультифакториальных болезнях); - играющие основную роль в развитии заболевания (при моногенных болезнях).
Главный комплекс гистосовместимости человека (HLA) играет чрезвычайно важную роль в регуляции иммунного ответа. Благодаря своему выраженному полиморфизму, HLA обеспечивает выживание человека в условиях непрерывного воздействия факторов внешней среды, прежде всего инфекционного и паразитарного окружения. На данный момент накоплено достаточно данных о наличии корреляций между конкретными аллельными вариантами HLA и предрасположенностью и устойчивостью к тем или иным инфекционным заболеваниям человека (Sadeharju К. et al., 2003; Kim H.S. et al., 200.5; Motta P. et al., 2007). Помимо того, что эффективность противоинфекционной защиты связана с конкретными HLA/MHC-генотипами, эффективность иммунного ответа зависит также и от того, в каком состоянии - гетерозиготном или гомозиготном - этот вариант HLA присутствует. Существует точка зрения о преимуществе HLA-гетерозигот в процессе борьбы с инфекционными патогенами (Пальцев М.А. и соавт., 2007). К настоящему времени известно, что между отдельными HLA-гаплотипами существуют положительные и отрицательные ассоциации с теми или иными показателями иммунного статуса: количество и функциональная активность CD4(+)-, СБ8(+)-клеток, NK-клеток, фагоцитарной функцией нейтрофилов и т.д., которые могут отличаться в различных этнических группах (Алексеев Л.П. и соавт., 2000). Установлена взаимосвязь полиморфизма HLA и факторов врожденного иммунитета, имеются данные о сцепленном с HLA-генетическим контролем уровня NK-клеток (Дмитриева Н.Г. и соавт., 1987). Показана взаимосвязь между антиген-презентирующей функцией семейства молекул CD1, относящихся к факторам врожденного иммунитета, и антиген-презентирующей функцией HLA (Ezekowitz В., Hoffman J.A., 2003). Также выявлено, что ИНФ-у принимает активное участие в процессинге пептидов и их презентации молекулами HLA (Хаитов P.M., 2001), а гены ФНО-а относятся к генам HLA класса III (Marsh S. et al., 2001).
В отличие от мутаций, приводящих к патологическим изменениям и снижающих жизнеспособность, генетический полиморфизм проявляется в фенотипе менее отчетливо. Вместе с тем, генетический полиморфизм далеко не всегда является нейтральным, значительно чаще он приводит к появлению белковых продуктов с несколько измененными физико-химическими свойствами и, соответственно, параметрами функциональной активности (Баранов B.C. и соавт., 2000). Гены, аллельные варианты которых при наличии определенных условий предрасполагают к определенным заболеваниям, получили название генов предрасположенности.
В связи с большими достижениями иммунологии и расширением представлений о механизмах врожденного и приобретенного иммунитета, большой прогресс достигнут в понимании генетической основы индивидуальных различий реакции иммунной системы при инфекционно-воспалительных заболеваниях. Наибольшее число работ по исследованию роли генетических особенностей организма в реализации морфофункциональных проявлений адаптивных и дизадаптивных реакций выполнено на линейных лабораторных животных с известными генотипическими различиями (Судаков К.В., 1998; Селятицкая В.Г., Обухова Л.А., 2001; Трунова Г.В., 2004; Диатроптов М.Е., 2006; Spellberg В., Edwards J., 2001; Ohta R. et al., 2006).
Судаковым K.B. и соавт. (1998) показано, что эмоциональный стресс вызывает изменения морфофункциональной организации соединительной ткани. Так у предрасположенных к стрессу крыс Август наблюдалась выраженная дегрануляция тучных клеток соединительной ткани, тогда как у крыс Вистар, устойчивых к действию стресса, дегрануляция тучных клеток была умеренной и сопровождалась увеличением их количества.
Исследования влияния стрессорной холодовой реакции на состояние иммунной системы крыс Вистар и НИСАГ показали, что иммунная система крыс Вистар в ответ на холодовое воздействие активировалась, а у крыс НИСАГ напротив - угнеталась (Селятицкая В.Г., Обухова Л.А., 2001).
В работах Труновой Г.В. (2004) показано, что у мышей линий С57В1/6 (Txl клеточный тип иммунного ответа) и Balb/c (Тх2 гуморальный тип иммунного ответа) при воздействии физиологического стрессора развиваются различные адаптивные реакции, характеризующиеся разнонаправленными изменениями морфофункционального состояния иммунной системы: толерантная и резистентная соответственно. Мыши Balb/c характеризовались следующими проявлениями толерантной адаптивной реакции: ограничением двигательной активности, преобладанием пассивных психоэмоциональных проявлений, опустошением Т-зон селезенки при однократном холодовом воздействии, а затем нормализацией структуры органа при многократном холодовом воздействии, повышением уровня цитотоксической активности спленоцитов.
В работах Середенина СБ. (2003) и Кравцовой О.Ю. и соавт. (2004) изучено действие психотропных и анксиолитических препаратов у мышей инбредных линий С57В1/6 и Balb/c на моделях эмоционального стресса («открытое поле», «приподнятый крестообразный лабиринт», «условный рефлекс пассивного избегания»). Показано, что препарат после однократного введения оказывает селективное анксиолитическое действие на мышей линии Balb/c - животных с «пассивным» фенотипом эмоционально-стрессовой реакции и не проявляет седативного эффекта у мышей линии С57В1/6 с «активным» фенотипом эмоционально-стрессовой реакции.
М.Е. Диатроптовым (2006) показано, что морфофункциональные изменения иммунной системы при дизадаптивной реакции на липополисахарид у мышей BALB/c и C57BL/6 различаются. В тимусе у мышей C57BL/6 на 1-е сутки после введения липополисахарида выявляется опустошение коры за счет гибели клеток, а у мышей BALB/c развивается акцидентальная инволюция II-III стадии. В селезенке мышей C57BL/6 на 7-14-е сутки после введения липополисахарида развивается гиперплазия В- и Т-зон, в то время как у мышей BALB/c в эти же сроки наблюдается гиперплазия только Т-зоны. Изменения цитокинового профиля при дизадаптивной реакции в ответ на введение липополисахарида характеризуются снижением у мышей обеих линий уровня провоспалительных цитокинов ФНО-а и ИЛ-ір и уровня ИЛ-2, определяющего развитие клеточных реакций. Уровень ИЛ-4, регулирующего гуморальные реакции, достоверно снижается только у мышей C57BL/6.
Поведенческие модели изучения индивидуальных различий
В XXI веке проблема выявления и изучения природы индивидуальных различий представляется как одно из важнейших направлений современной биологии и медицины. Результаты исследований в этой области важны для понимания механизмов развития адаптации и дизадаптации, особенностей патогенеза и вариантов течения заболеваний, выбора адекватной фармакотерапии, отбора лиц для профессий, связанных с воздействием экстремальных факторов и т.д.
Наиболее адекватными объектами для исследований являются линейные животные с генетически детерминированным типом реагирования на стрессорные воздействия. Однако, известно, что генетическая программа организма предусматривает не заранее сформированные изменения гомеостаза, а лишь возможность реализации адаптации под влиянием среды, что обеспечивает жизненно-необходимые адаптационные реакции (Меерсон Ф.З., 1993). В связи с этим, используя современные генетические, или биохимические методы, достаточно сложно обнаружить индивидуальные различия у экспериментальных животных, не подвергая их каким-либо воздействиям, тогда как при физиологической адаптации или патологическом стрессе эта задача становится возможной.
В работах отечественных (Судаков К.В., 1998; Боголепов Н.Н. и соавт., 2001) и иностранных исследователей (Landgraf R., Wigger А., 2003; Mejer О.С. et al., 2005; Frank E. et al., 2006; Marquez С et al., 2006) для вьывления индивидуальных различий у экспериментальных животных широко используются поведенческие модели. Поведение — один из важнейших способов активного приспособления (адаптации) животных к многообразию условий окружающей среды, обеспечивающее выживание и успешное воспроизведение как отдельной особи, так и целого вида в целом.
Наиболее часто используются методики, позволяющие выделить в популяции устойчивых и неустойчивых к стрессу животных, а также особей, обладающих большей или меньшей подвижностью. В основе большинства современных поведенческих методик лежит хронометраж, который приобрел неоправданно широкое распространение. В частности, принято хронометрировать латентный период первого движения животного. Считается, что наименьшим уровнем тревожности (наибольшей устойчивостью к стрессу) обладают особи, начинающие быстро и активно двигаться в незнакомой обстановке (Середенин СБ., 2003; Ostrovskaya R.U. et al., 1997). Однако, еще со времен И.П. Павлова известно, что первым в новой среде проявляется рефлекс естественной осторожности. Рефлекс необходим при знакомстве с новой средой, где следует "тормозить существующее движение, так как неизвестно, что сулит новое явление организму" (Павлов И.П., 1951). Как правило, большинство исследователей рассматривает рефлекс осторожности, как компонент пассивно-оборонительного поведения, или тревожности (Середенин СБ., 2003; Ostrovskaya R.U. et al., 1997). В отличие от последнего, рефлекс осторожности обычно подавляется через 5-6 минут после помещения животного в новую для него среду, как только животное переходит к исследовательской активности и разворачиванию познавательной деятельности (Ещенко О.В. и соавт., 1999). Кроме того, известно, что «тревожный» фенотип может заключаться как в усилении двигательной активности («метание»), так и в противоположной ему реакции «замирания» или «затаивания» (Калуев А.В., 1998).
Кроме того, принято считать, что чем скорее произойдет выработка условного рефлекса, тем «умнее» животное или человек (Santucci А.С et al., 1996; McEwen B.S. et al., 1997; Stancampiano R. et al., 1999; Daberkow D.P. et al., 2005). Однако в работах K.A. Никольской и соавт. (Никольская К.А. и соавт., 1998; Костенкова В.Н., Никольская КА., 2000), проведенных на крысах Вистар и на беспородных животных, установлено, что «скороспелость» принятия решения у особей 1-го типа («холерики») сочетается с трудностью угашения ошибочных действий и низкой организованностью навыка. В противоположность этому типу, особи П-го типа («флегматики»), характеризуются достаточно низким уровнем локомоторной активности и скорости обучения. В то же время, особи П-го типа отличаются высокой эффективностью обучения, повышенной работоспособностью и хорошо развитыми тормозными процессами, позволяющими быстро угашать ошибочную деятельность. Еще И.П. Павлов доказал, что флегматики (животные и люди), дольше обучаясь, сохраняют более глубокие и прочные знания, чем холерики, скорость обучения которых выше (Павлов И.П., 1951).
Большинство исследований по выявлению индивидуальных различий проводят при помощи серии упрощенных моделей таких как «открытое поле», челночная и норковая камеры, крестообразный приподнятый лабиринт, Т-образный лабиринт и другие разновидности простых лабиринтных сред. Простые скрининговые модели обеспечивают быстрое получение результата при легкости проведения и относительной дешевизне технического обеспечения (Калуев А.В., 1998; Фисенко В.П. и соавт., 2000). В подобных исследованиях различные поведенческие аспекты такие как, двигательные, эмоциональные или когнитивные, тестируются в разных экспериментальных ситуациях, после чего исследователь, суммируя данные, составляет представление о психотипе (конституции) экспериментального животного. Правомочность такого рода исследований основана на теоретико-множественном подходе к проблеме целостности, согласно которому сущность целого есть сущность элементов множества (Шнейдер Ю.А., Шаров А.А., 1982). Основной недостаток этого направления, заключается в том, что поведение животных изучается в тестах, никак между собой не связанных, поэтому уровень объективности заключения о психотипе (конституции) экспериментального животного или о действии фармакологического препарата во многом субъективно.
Морфофункциональная характеристика органов иммунной системы крыс Вистар контрольной группы и подвергавшихся информационной нагрузке
Морфологическая и люрфометрическая характеристика тимуса крыс Вистар контрольной группы и подвергавшихся инфорлшционной нагрузке. В контрольной группе крыс Вистар, не подвергавшихся информационной нагрузке, при гистологическом исследовании тимуса в нем преобладал корковый слой. В мозговом слое определялись тельца Гассаля, образованные скоплениями из 4-5 эпителиальных клеток, что соответствует 1-2 фазам развития тимических телец по классификации О.В. Зайратьянца с соавт. (1998). Морфометрическое исследование показало, что наибольшую площадь гистологического среза тимуса занимал корковый слой -52,29±1,59%, показатель объемной плотности мозгового слоя составил 47,7 Ш,80% (табл.3).
В тимусе крыс, подвергавшихся обучению в многоальтернативном лабиринте, выявлены признаки акцидентальной инволюции І-ІІ стадии (Зайратьянц О.В. и соавт., 1998). Субкапсулярная зона была расширена за счет увеличения числа лимфобластов - малодифференцированных предшественников всех популяций тимоцитов. При морфометрическом исследовании тимуса крыс Вистар, подвергавшихся информационной нагрузке, было выявлено достоверное расширение коркового слоя тимуса, что составило 63,63±0,93% (табл. 3), и соответственно, увеличение индекса отношения коркового вещества тимуса к мозговому (табл. 3, рис. 7). Морфологическая и морфометрическая характеристика селезенки крыс Вистар контрольной группы и подвергавшихся информационной нагрузке
При гистологическом исследовании в селезенке крыс Вистар контрольной группы преобладала белая пульпа, представленная лимфоидными фолликулами без герминативных центров и с небольшими светлыми центрами, а также периартериолярными лимфоидными муфтами (ПАЛМ) (табл. 4). По данным морфометрического исследования в контрольной группе крыс индекс отношения объемной плотности белой пульпы селезенки к красной составил 1,25±0,07% (табл. 4), показатель объемной плотности лимфоидных фолликулов и ПАЛМ - 19,30±1,03% и 34,57±1,22%, соответственно (табл. 4).
При гистологическом исследовании селезенки крыс Вистар, подвергавшихся информационной нагрузке, отмечалось расширение герминативных центров лимфоидных фолликулов. Морфометрическое исследование подтвердило визуальную оценку. Показатель объемной плотности светлых центров лимфоидных фолликулов был равен 32,06±1,30%, что почти в 2 раза выше показателя в контрольной группе (табл. 4, рис. 8). При морфометрическом исследовании также выявлено достоверное увеличение индекса отношения объемной плотности белой пульпы селезенки к красной по сравнению с контрольной группой животных, этот показатель составил 1,66±0,11 (табл. 4, рис. 8). Изменение этого показателя произошло, по-видимому, за счет расширения лимфоидных фолликулов, объемная плотность которых достоверно увеличилась до 23,00±1,13%(табл.4). Морфологическая и морфометрическая характеристика БАЛТ и ЛТАК контрольной группы и группы крыс, подвергавшихся информационной нагрузке.
Показатель объемной плотности БАЛТ в контрольной группе был равен 33,22±1,91% и достоверно не отличался от показателя опытной группы, который составлял 32,67±1,63 (табл. 5). Достоверных различий показателей объемной плотности ЛТАК в контрольной и опытной группах также выявлено не было (табл. 5).
Таким образом, результаты морфофункционального исследования тимуса и периферических органов иммунной системы (селезенки, БАЛТ и ЛТАК) крыс Вистар, подвергавшихся информационной нагрузке, и контрольной группы позволяют сделать следующие выводы.
При воздействии информационной нагрузки у крыс Вистар выявлено расширение коркового слоя тимуса и, соответственно, увеличение индекса отношения коркового слоя к мозговому, а также увеличение размеров лимфоидных фолликулов, их герминативных центров и индекса отношения объемной плотности белой пульпы селезенки к красной (рис. 9), что отражает активацию иммунологических реакций.
После воздействия информационной нагрузки наблюдалось достоверное увеличение уровня опосредующего Тх1-тип иммунного ответа ИЛ-2 и провоспалительного ФНО-а (табл. 6, рис. 10). По сравнению с контрольной группой у крыс, подвергавшихся информационной нагрузке, показатели ИЛ-10 и ИЛ-12 достоверно не различались (табл. 6).
Индивидуальные морфофункциональные различия реакции иммунной системы крыс Вистар при воздействии липополисахарида
Проводили кластерный анализ 15 параметров, характеризующих иммунную систему крыс контрольной группы и ее реакцию в разные сроки после введения ЛПС, включая: уровень продукции цитокинов (ИЛ-2, ИЛ-10, ИЛ-12, ФНО-а, ИНФ-у), содержание гормонов в сыворотке крови (кортикостерона, свободного и связанного тестостерона, ДГЭА-сульфата), показатели индекса отношения свободного тестостерона к связанному, индекс отношения объемной плотности коркового слоя тимуса к мозговому, индекс отношения объемной плотности белой пульпы селезенки к красной, показатель объемной плотности светлых центров лимфоидных фолликулов селезенки, БАЛТ, ЛТАК.
При исследовании контрольной группы животных с помощью кластерного анализа подгрупп, достоверно отличающихся по ряду признаков друг от друга, выявлено не было (табл. 23). Используя кластерный анализ по указанным 15 параметрам животные опытной группы крыс Вистар в разные сроки после введения ЛПС были разделены на 2 подгруппы — с высоким и низким уровнем продукции Txl цитокинов (табл. 24). В таблице 24 приведены средние значения сравниваемых в подгруппах-показателей и достоверности их различий. Статистически значимые различия выявлены по уровням- ИЛ-2, ФНО-а, объемной плотности светлых центров, уровню ИНФ-у и индексу отношения коркового слоя тимуса к мозговому. Наиболее выраженные различия были выявлены по уровню ИЛ-2 (в 10 раз), а также уровню ФНО-а и объемной плотности светлых центров селезенки. Сравнительная характеристика цитокинового профиля крыс Вистар с низким и высокимуровнем продукции Txl цитокинов в разные сроки при воздействии липополисахарида На 1-ые сутки после введения ЛПС с помощью кластерного анализа были выделены 2 подгруппы крыс. Первая подгруппа характеризовалась высоким уровнем интерлейкинов, опосредующих Тх1-тип иммунного-ответа — ИЛ-2, ИНФ-у и провоспалительного цитокина ФНО-а (подгруппа крыс с высоким уровнем- продукции Txl цитокинов). Продукция перечисленных цитокинов спленоцитами второй подгруппы была значительно-ниже; и эта подгруппа получила название — с низким уровнем-продукции Txl цитокинов: (табл. 25, рис. 38а).
Вистар в разные сроки после воздействия ЛПС в зависимости от уровня продукции Txl цитокинов: а - на 1-ые сутки после введения ЛПС, б - на 7-ые сутки после введения ЛПС. Группы наблюдений: контрольная, опытная 1-е высоким уровнем продукции Txl цитокинов, опытная 2-е низким уровнем продукции Txl цитокинов. Различия достоверны: - по сравнению с контрольной группой; - между подгруппами с высоким и низким уровнем продукции Txl цитокинов цитокинов уровень ИЛ-12 был достоверно выше, чем в подгруппе крыс с низкой продукцией (табл.25, рис. 386). Таким образом, в результате воздействия ЛПС однородная популяция крыс Вистар по данным цитокинового профиля разделилась на 2 подгруппы в зависимости от особенностей иммунного ответа — подгруппу с высокой и низкой продукцией Txl цитокинов. Морфологическая характеристика органое-мишеней крыс Вистар при воздействии липополисахарида в зависимости от уровня продукции Txl цитокинов Характеристика гщтологического состава жидкости бронхоальвеолярного смыва крыс Вистар в разные сроки после введения ЛПС в зависимости от уровня продукции Txl цитокинов На 1-ые сутки после введения ЛПС показатели цитоза в подгруппах крыс с высоким и низким уровнем продукции Txl цитокинов достоверно не различались (табл. 26, рис. 39а). Через сутки после воздействия ЛПС у крыс с низким уровнем продукции Txl цитокинов было выявлено увеличение относительного числа нейтрофилов и снижение макрофагов по сравнению с подгруппой крыс с высоким уровнем Txl цитокинов (табл. 26, рис. 396).
На 7-ые сутки после воздействия ЛПС между сравниваемыми опытными подгруппами достоверных различий по показателю цитоза выявлено не было (табл. 26, рис 39). Показатель цитоза подгруппы крыс с низким уровнем продукции Txl цитокинов не изменился по сравнению с 1-ми сутками эксперимента, а в подгруппе животных с высокой продукцией Txl цитокинов отмечалась тенденция к нормализации исследуемого параметра (табл. 26). Исследование эндопульмональной цитограммы таюке не выявило достоверных различий между опытными подгруппами (табл. 25). Морфологические изменения печени крыс Вистар в разные сроки после воздействия ЛПС в зависимости от уровня продукции Txl цитокинов На 1-ые сутки после введения ЛПС в печени подгруппы крыс с низким уровнем продукции Txl цитокинов выявлялась распространенная белковая и жировая дистрофия гепатоцитов, увеличение . числа неэпителиальных элементов, по ходу печеночных балок увеличилось число НЭК, в том числе лимфоцитов и нейтрофилов. В трети сосудов обнаруживались нити фибрина, отмечалось неравномерное полнокровие сосудов, стазы (рис. 40а). При гистологическом исследовании печени подгруппы животных с высоким уровнем продукции Txl цитокинов дистрофические изменения гепатоцитов были менее выражены, отмечалось умеренное увеличение числа НЭК, по ходу балок выявлялась скудная лимфоидногистиоцитарная инфильтрация с единичными нейтрофилами, в небольшом числе сосудов выявлялся фибрин (рис. 406).
На 7-ые сутки после введения ЛПС в печени сравниваемых подгрупп наблюдалась тенденция к обратному развитию патологических изменений. Между подгруппами на гистологическом уровне качественных различий выявлено не было. Дистрофические изменения гепатоцитов были слабо выражены (рис. 40 в,г). Отмечалось увеличение числа неэпителиальных элементов, двуядерных гепатоцитов.
