Введение к работе
Актуальность исследования. Вопросы изучения закономерностей гистогенезов, тканевой реорганизации макроорганизмов в условиях их интервенции современными бактериальными патогенами являются наиболее важными и малоизученными. Решение их существенно для понимания механизмов клеточных и тканевых реорганизаций в условиях многогранных взаимодействий с прокариотами (Бухарин О.В. с соавт, 2004), что чрезвычайно важно относительно клинических аспектов клеточной биологии и инфектологии.
Благодаря внутригеномным преобразованиям микроорганизмы приобрели способность к значительной изменчивости своих свойств, обеспечивающих противостояние защитным силам млекопитающих, к числу которых относятся и генетически детерминированные свойства и биологические особенности структурных (клеточных, тканевых) элементов эукариот, в том числе и механизмы репаративных гистогенезов (Стадников А.А., 2001, 2005; Стадников А.А., Сеньчукова М.А., 2009). Известно, что наличие антилизоцимной, антиинтерфероновой, антилактоферриновой активностей у микробных патогенов существенно затрудняет реализацию репаративных процессов в различных тканях млекопитающих (Бухарин О.В., Усвяцов Б.Я., 1996; Бухарин О.В., Литвин В.Ю., 1997; Ковбык Л.В., 2000; Козлова А.Н., 2009, 2010). Однако до сих пор малоизученными остаются вопросы взаимодействия микроорганизмов, обладающих соответствующим персистентным потенциалом, и тканевых элементов ацинусов лёгких.
Согласно имеющимся данным, респираторный отдел лёгкого (ацинус) состоит из альвеолоцитов, стромальных элементов и сосудов. Однако закономерности межклеточных отношений, принципы дифферонной организации этих элементов остаются до конца невыясненными. До сих пор нет единой точки зрения относительно судьбы дифференцированных клеток в условиях репаративного восстановления тканей легких (Токин И.Б., 1972; Саркисов Д.С., 1973, 1977; Лиознер Л.Д., 1982; Ерохин В.В., Романова Л.К., 2000; Полякова В.С., 2004; Мещеряков К.Н., 2008).
Изучение особенностей регенераторных возможностей альвеолоцитов и структурных компонентов подлежащей соединительной ткани, характер их взаимодействия в очаге повреждения друг с другом, с клетками воспаления и бактериальными патогенами в процессе физиологической и репаративной регенерации до сих пор остаются чрезвычайно актуальным.
Среди важнейших регулирующих систем организма весьма существенна роль гипоталамической нонапептидергической нейроэндокринной системы (ГГНС) в поддержании тканевого и клеточного гомеостаза, обеспечении процессов адаптации и компенсации нарушенных функций различных органов висцеральных систем (Поленов А.Л., 1993; Акмаев И.Г., 1979; Шевлюк Н.Н., Руди В.Н., 2000; Стадников А.А. с соавт., 2000; Валов С.Д., 2001; Кузнецов С.Л. с соавт., 2009). Известно, что в критических ситуациях, сопровождающихся значительной активизацией гипоталамо-гипофизарной нейроэндокринной системы (ГГНС), а также при повреждениях и репарациях различных тканей нонапептиды крупноклеточных ядер гипоталамуса (окситоцин, вазопрессин) осуществляют адаптогенное влияние и имеют важное значение в развитии долговременной (структурной) адаптации клеток и тканей. Кроме того, указанные гуморальные факторы выступают как стимуляторы репаративных гистогенезов (Стадников А.А., 2005, 2010; Канюков В.Н., Стадников А.А., 2009). В отношении влияния ГГНС на диапазон пластичности и реактивности гистологических структур респираторных отделов лёгких данных в настоящее время крайне мало, и они характеризуются противоречивостью.
Таким образом, очевидна необходимость дальнейшего исследования роли и значимости ГГНС в процессах взаимодействия бактериальных патогенов со структурными компонентами респираторных отделов лёгких, её влияния на репаративные возможности ацинусов.
Цель настоящего исследования - установить роль и значимость гипоталамической нейроэндокринной регуляции в процессах структурно-функциональной реорганизации тканевых элементов ацинусов легких в условиях взаимодействия про - и эукариот.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Провести морфофункциональную оценку альвеолярных структур лёгких и нонапептидэргической ГГНС у крыс в условиях интратрахеального введения штаммов Klebsiella pneumoniae, обладающих антилизоцимной активностью (АЛА+) и без таковой (АЛА-).
2. Оценить реактивность и пластичность тканевых элементов лёгочных ацинусов крыс при электролитическом выключении супраоптических и паравентрикулярных ядер гипоталамуса на экспериментальных моделях у интактных животных, а также при введении указанных патогенов.
3. Определить регуляторное влияние гипоталамических нонапептидов на репаративные возможности альвеолярных структур легких в условиях их сокультивирования с крупноклеточными ядрами гипоталамуса (в асептических условиях и после инфицирования животных-доноров) по методу Ф.М. Лазаренко (1959).
Научная новизна: Впервые получены данные о характере адаптивных и дезадаптивных изменений структурных элементов ацинусов легких млекопитающих (крыс) в условиях инфицирования, культивирования и органотипического сокультивирования с нонапептидергическими ядрами гипоталамуса in vivo по Ф.М.Лазаренко.
Впервые установлено прямое позитивное влияние нонапептидов гипоталамуса на диапазон органо - и гистобластических потенций клеток легочных ацинусов в условиях интратрахеального инфицирования. Обоснованы критерии оценки персистентных свойств бактерий на основе ультраструктурных данных и показателей апоптозной доминанты нейросекреторных клеток супраоптических и паравентрикулярных ядер гипоталамуса крыс при их инфицировании штаммами Klebsiella pneumoniae, обладающими антилизоцимной активностью.
На современном методическом уровне (электронная микроскопия) использован оригинальный метод Ф.М. Лазаренко (1959) культивирования тканей in vivo, в том числе при сокультивировании респираторных отделов легкого крыс с крупноклеточными ядрами гипоталамуса, что позволило получить приоритетные данные и раскрыть новые возможности данного метода экспериментальной гистологии. Сформулировано положение о регулирующей роли нонапептидергической ГГНС в процессах взаимодействия бактериальных патогенов со структурными компонентами респираторных отделов лёгких в аспекте оптимизации репаративных гистогенезов.
Теоретическая и практическая значимость: Полученные результаты позволяют дополнить существующие представления о закономерностях репаративных процессов в легочных ацинусах млекопитающих и их нейроэндокринной регуляции. Обоснована позитивная роль гуморальных факторов нонапептидергических нейросекреторных ядер гипоталамуса в регуляции тканевого и клеточного гомеостаза альвеолоцитов, сосудистых и стромальных компонентов респираторных отделов легких млекопитающих животных в условиях микробной интервенции. В своей совокупности это позволяет сформулировать новое направление в области клеточной биологии, которое обозначается как нейроэндокринная регуляция взаимодействий про- и эукариот. Полученные результаты могут быть использованы при разработке проблем патологии органов дыхания, позволят существенно расширить и углубить имеющиеся представления о закономерностях репаративных процессов в ацинусах млекопитающих, о роли гипоталамических нонапептидов в репаративном гистогенезе структурных элементов респираторных отделов лёгких. Это создаст предпосылки для дальнейшего развития учения о биологии тканей, а также совершенствования научной базы для клинической пульмонологии.
Положения, выносимые на защиту:
1 Выраженность воспалительно - деструктивных изменений в ацинусах легких при интратрахеальном инфицировании имеет прямую зависимость от обладания микроорганизмом персистентных свойств (в частности антилизоцимной активности).
2. Характер и выраженность фаз нейросекреции нонапептидергических ядер гипоталамуса отражают персистентный потенциал Klebsiella pneumoniae, антилизоцимная активность которых усугубляет процессы рассинхронизации секреторного цикла, вплоть до блокирования высвобождения нейросекреторных продуктов на уровне аксовазальных комплексов в нейрогипофизе.
3. Электролитическое выключение супраоптических и паравентрикулярных ядер гипоталамуса лимитирует реализацию альвеолярными структурами респираторных отделов легких экспериментальных животных своих органотипических и гистобластических потенций, включая процессы репарации.
4. Гипоталамические нейропептиды оказывают позитивное влияние на адаптивную реорганизацию структурных элементов легочных ацинусов в условиях интратрахеального инфицирования, что обосновано методом культивирования по Ф.М. Лазаренко (1959).
5. Адаптивный характер воздействия нонапептидергической ГГНС на клеточный и тканевой гомеостаз альвеолоцитов респираторных отделов легких проявляется дистантно и паракринно через активизацию репаративных процессов фибробластов, макрофагов, эндотелиоцитов и адвентициальных клеток.
Внедрение результатов исследования
Основные результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедрах гистологии, цитологии и эмбриологии; фтизиатрии Оренбургской государственной медицинской академии при изложении материала на лекциях и проведении практических занятий со студентами.
Апробация работы: Результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2008), Всероссийской конференции «Медицинская наука и образование Урала» (Челябинск, 2008), Всероссийской научной конференции «Вопросы морфологии ХХI века» (Санкт – Петербург, 2010), Х Конгрессе международной ассоциации морфологов (Ярославль, 2010).
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, из них 6 в центральных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации: Диссертация изложена на 179 страницах машинописного текста. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы «Материал и методы исследования», главы результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов. Диссертация иллюстрирована 57 рисунками, 3 таблицами. Библиография включает 157 отечественных и 88 зарубежных источников. Диссертация написана на русском языке.
