Введение к работе
Актуальность
В литературе представлено большое число работ, посвященных изучению половых различий частоты возникновения и тяжести течения инфекционно-воспалительных, аутоиммунных и онкологических заболеваний у человека. По данным клинических исследований у мужчин чаще развиваются и тяжелее протекают заболевания, связанные с вирусными, бактериальными, грибковыми и паразитарными инфекциями (Fish E.N., 2008; Gilliver S.C., 2010; Klein S.L., 2012), а у женщин – аутоиммунные воспалительные процессы (Bouman A. et al., 2005; Angele M.K. et al., 2006; Harbo H.F. et al., 2013). Так, среди пациентов с аутоиммунными заболеваниями около 80% составляют женщины, а у мужчин показатель смертности от сепсиса в 2,5 раза выше, чем у женщин (Rettew J.A. et al., 2008; Klein S.L., 2012). Половой диморфизм частоты развития и тяжести течения инфекционно-воспалительных и аутоиммунных заболеваний особенно ярко проявляется после полового созревания, что, очевидно, обусловлено влиянием половых гормонов на морфофункциональное состояние иммунной системы (Bouman A. et al., 2005; Angele M.K. et al., 2006; Klein S.L., Roberts C.W., 2010). Показано, что у женщин репродуктивного возраста выраженность клеточно-опосредованного и гуморального иммунного ответа выше, чем у мужчин (Knferl M.W. et al., 2002; Angele M.K et al., 2006; Fish E.N., 2008).
По данным литературы половые гистофизиологические различия иммунной системы определяются кариотипом и влиянием стероидных половых гормонов – эстрогенов, прогестинов и андрогенов (Olsen N.J., Kovacs W.J., 1996; Bouman A. et al., 2005; Angele M.K. et al., 2006; Klein S.L., Roberts C.W., 2010). Половые различия, обусловленные кариотипом, связаны с экспрессией генов половых хромосом (Fish E.N., 2008). Эти гены кодируют специфические белки, которые участвуют в запуске и регуляции механизмов врожденного и адаптивного иммунного ответа. К таким белкам относятся рецепторы интерлейкинов, толл-подобные рецепторы (Toll-like receptors, TLRs), транскрипционный фактор FoxP3 (forkhead box P3) и многие другие (Fish E.N., 2008). Половой диморфизм морфофункционального состояния иммунной системы, обусловленный воздействием стероидных половых гормонов, связан с уровнем их продукции и особенностями метаболизма, а также с выраженностью экспрессии рецепторов к половым гормонам клетками иммунной системы (Klein S.L., Roberts C.W., 2010). Уровень стероидных половых гормонов в сыворотке крови зависит от пола, возраста, репродуктивного статуса, фазы эстрального или менструального цикла и других факторов (Gilliver S.C., 2010).
Исследования, посвященные анализу половых гистофизиологических различий иммунной системы у человека, в основном касаются мужчин и женщин репродуктивного возраста. В обзоре A. Bouman и соавт. (2005) суммированы многочисленные данные по этой проблеме. Так, выявлено, что по сравнению с мужчинами у женщин выше содержание иммуноглобулинов в сыворотке крови и уровень продукции противовоспалительных цитокинов иммунокомпетентными клетками (Mullen A.C. et al., 2001; Latham K.A. et al., 2003; Bouman A. et al., 2004). Однако в этих работах не учитывается фаза менструального цикла у женщин, хотя во многих исследованиях показано, что морфофункциональное состояние иммунной системы изменяется циклически в зависимости от колебаний уровня эстрогенов и прогестинов в сыворотке крови (Fish E.N., 2008; Lee S. et al., 2010; Gilliver S.C., 2010).
Исследования, посвященные изучению половых гистофизиологических различий иммунной системы у детей, фрагментарны. I.M. Lisse и соавт. (1997) выявили, что по сравнению с мальчиками у девочек в возрасте до 6 лет выше абсолютное и относительное количество Т-лимфоцитов и Т-хелперов и ниже процентное содержание натуральных киллерных клеток в периферической крови. В работе J.A. Bartlett и соавт. (2001) показано, что у девочек в возрасте 8-12 лет выше фагоцитарная активность гранулоцитов. V. Wiegering и соавт. (2009) при исследовании цитокинового профиля здоровых детей в возрасте от 0 до 18 лет выявили, что по сравнению с девочками у мальчиков до 6 лет выше уровень продукции лимфоцитами ИЛ-2, тогда как у девочек старше 12 лет выше уровень продукции ИНФ-.
Работы по изучению половых гистофизиологических различий иммунной системы у экспериментальных животных немногочисленны. В исследовании M.A. De Len-Nava и соавт. (2009) показано, что у самок мышей линии Balb/c по сравнению с самцами выше уровень продукции ИНФ- и ниже уровень продукции ИЛ-4 клетками селезенки, однако авторами не учитывалась фаза эстрального цикла у самок. Г.В. Ковалевский (1996) при изучении развития тимуса в постнатальном онтогенезе крыс выявил половые различия массы этого органа у животных в возрасте 2-5 недель.
Таким образом, в литературе отсутствуют систематизированные сведения о половых различиях и возрастных особенностях морфофункционального состояния иммунной системы у человека и лабораторных животных. В связи с вышеизложенным необходимо проведение комплексного морфологического и функционального исследования иммунной системы у экспериментальных животных в разные периоды постнатального онтогенеза с учетом пола.
Цель работы: изучить особенности морфофункционального состояния иммунной системы у самцов и самок крыс Вистар в разные периоды постнатального развития.
Задачи исследования:
-
Определить содержание стероидных гормонов в сыворотке крови у новорожденных, десятидневных и половозрелых самцов и самок крыс Вистар.
-
Исследовать гистофизиологические особенности тимуса и селезенки, определить уровень продукции цитокинов клетками селезенки и провести анализ субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови у новорожденных самцов и самок крыс Вистар.
-
Выявить гистофизиологические особенности тимуса и селезенки, оценить уровень продукции цитокинов клетками селезенки и провести анализ субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови у самцов и самок крыс Вистар в препубертатном периоде.
-
Исследовать гистофизиологические особенности тимуса и селезенки, определить уровень продукции цитокинов клетками селезенки и провести анализ субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови у половозрелых самцов и самок крыс Вистар.
-
Изучить возрастные изменения морфофункционального состояния тимуса и селезенки, цитокинового профиля и субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови у самцов и самок крыс Вистар.
Научная новизна
По данным морфологического и морфометрического исследования органов иммунной системы, определения цитокинового профиля и анализа субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови половые различия морфофункционального состояния иммунной системы у крыс Вистар наиболее выражены в неонатальном периоде и в периоде половой зрелости, тогда как в препубертатном периоде различия минимальны.
Иммунная система новорожденных и половозрелых самок крыс Вистар по сравнению с самцами характеризуется морфофункциональными признаками более высокой активности.
По сравнению с самцами у новорожденных самок выше показатели объемной доли коркового вещества тимуса, уровня продукции Тх1-цитокинов ИЛ-2 и ИНФ- и провоспалительного цитокина ФНО- клетками селезенки, абсолютного и относительного количества Т-хелперов, незрелых (CD4+CD8+), активированных и регуляторных Т-лимфоцитов в периферической крови.
По сравнению с самцами у половозрелых самок в фазе проэструса выше показатели ширины субкапсулярной зоны тимуса, уровня продукции ФНО- клетками селезенки, абсолютного и относительного количества Т-хелперов и активированных Т-лимфоцитов в периферической крови, а также фагоцитарной активности гранулоцитов.
Возрастные изменения морфофункционального состояния иммунной системы у самцов и самцов крыс Вистар сходны и характеризуются морфологическими и функциональными признаками созревания и активации.
Практическая значимость
Полученные данные о половых различиях и возрастных особенностях морфофункционального состояния иммунной системы у крыс Вистар необходимо учитывать при доклинической оценке эффективности действия противовоспалительных и иммуномодулирующих лекарственных препаратов, при разработке подходов к проведению вакцинации и лечению аутоиммунных и инфекционно-воспалительных заболеваний с учетом пола.
Внедрение в практику
Материалы диссертационного исследования используются в лекционном курсе на кафедре клеточной биологии и гистологии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.
Апробация работы
Результаты исследования и основные положения работы доложены и обсуждены на Х Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Ярославль, 2010); научной конференции «Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии» (Москва, 2012); ХХ Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2013» (Москва, 2013); VI Архангельской международной медицинской научной конференции молодых ученых и студентов (Архангельск, 2013); совместном заседании кафедры клеточной биологии и гистологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и научных лабораторий ФГБУ «НИИ морфологии человека» РАМН (май, 2013).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 3 статьи представлены в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, 4 глав: «Обзор литературы», «Материалы и методы исследования», «Результаты собственных исследований», «Обсуждение полученных результатов», выводов, списка литературы. Работа изложена на 178 страницах машинописного текста и содержит 20 таблиц и 54 рисунка. Список литературы включает 199 источников (15 отечественных и 184 иностранных).
