Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема устойчивости и приспособления организма к различным воздействиям окружающей среды остается в настоящее время одной из наиболее значимых как в физиологии и медицине, так и в естественной науке в целом. При этом одним из центральных научных направлений медико-биологических дисциплин является изучение механизмов адаптации живого организма к влиянию неблагоприятных экзогенных средовых факторов, среди которых высокая внешняя температура занимает особое место.
В настоящее время работа в гипертермических условиях выступает в качестве вредного фактора производственного микроклимата в угольной и горнорудной, металлургической и металлообрабатывающей, машиностроительной и химической промышленности. Тепловые поражения встречаются нередко у военнослужащих в условиях тропического климата, в средних широтах в летнее время, особенно во время маршей, в период выполнения учебных и боевых заданий или несения дежурств, вахт на различных объектах и кораблях. В последнее время рассматривается возможность клинического использования гипертермии в диапазоне 42,5 - 44,0 С (Wust P. et al., 1996) как самостоятельного лечебного метода. К их числу относится общая управляемая гипертермия (далее - ОУГ), которая оценивается некоторыми исследователями как одна из перспективных медицинских инновационных технологий профилактики и терапии (Кареев И. Д. с соавт., 2003; Исмаил-заде Р. С, 2004; Bakhshandeh A., Brans I., 2000; Нага Y, Kawasaki Т., 2000; Westermann А. М., Grosen Е. А., 2001). При этом имеются публикации, указывающие на отрицательные эффекты метода ОУГ (Brauer L. Р., Prieshof В., 1998; Lee Т. К, О Brien К., 1998; Hammerschmidt S. et al., 1999; Регеіга Arias А. М. et al., 1999).
Высокая внешняя температура — это прежде всего экстремальный фактор, защитной реакцией организма на который является активация эндокринной и иммунной систем. Результаты изучения эндокринной системы при воздействии ОУГ представлены в публикациях последних лет (Пахомова Ю. В, 2000; Антонов А. Р. и др., 2004; Симакова И. В., 2005; Пахомова Ю. В., 2006). Работы, посвященные исследованию влияния высоких температур на органы иммунной/лимфатической системы (тимус, лимфатические узлы) немногочисленны, не носят системного характера (Зайко Т. М., 1987; Бибик Е. Ю, 2006,2007; Ковешников В. Г., БибикЕ.Ю.,2007).
Тимус, являясь центральным органом иммунной системы и эндокринной железой одновременно, представляет собой общее звено между этими двумя важнейшими регуляторними системами, осуществляющими контроль над постоянством внутренней среды организма и ответственными за процессы адаптации к изменяющимся условиям внешней среды (Корнева Е. А., 1989; Гаркави Л. X. и др., 1994; Besedovsky Н., Del Ray А., 1996). Важная роль тимуса в общем адаптационном синдроме была впервые продемонстрирована в работах Г. Селъе (1936), подтверждена затем в многочисленных исследованиях отечественных и зарубежных авторов. Актуальной проблемой в функциональной морфологии тимуса остается выяснение того, какие сдвиги в структуре этого органа являются
морфологическим субстратом его патологии, развивающейся при воздействии на живой организм различных экстремальных факторов (Серов В. В., Зайратьянц О. В., 1986; Ивановская Т. А. и др., 1996). Выявление микро- и ультраструктурных повреждений в тимусе на различных сроках после воздействия гипертермического фактора необходимо для понимания фундаментальных основ изменений, происходящих в органе под влиянием высокой внешней температуры, и разработки способов их коррекции.
Цель исследования. Выявить особенности микро- и ультраструктурной организации тимуса в различные сроки (5 ч, 3-й, 7-е и 14-е сут) после воздействия высокой внешней температуры.
Задачи исследования:
Провести светооптическое и электронно-микроскопическое исследование тимуса, анализ морфометрических данных структуры и клеточного состава органа на светооптическом уровне в остром постгипертермическом периоде (5 ч, 3-W сут после экспериментальной гипертермии (ЭГ).
Провести светооптическое и электронномикроскопическое исследование тимуса, анализ структуры и клеточного состава органа на светооптическом уровне в восстановительном постгипертермическом периоде (7-е и 14-е сут после ЭГ).
Научная новизна исследования. Впервые изучен комплекс морфофункцио-нальных преобразований в тимусе после воздействия внешнего гипертермического фактора (на модели экспериментальной гипертермии) в различные сроки (5 ч, 3-м, 7-е и 14-е сут).
Впервые показано, что после воздействия экспериментальной гипертермии морфологические изменения в тимусе протекают согласно двум периодам — острому и восстановительному:
установлено, что в остром периоде (5 ч, 3-и сут после ЭГ) доминируют деструктивные изменения, а именно: нарушение структуры гемато-тимического барьера, расширение корней лимфатической системы (отек периваскулярных и интерстициальных пространств), разрушение эпителиальных клеток, увеличение числа клеток с пикнотическими ядрами и макрофагов;
впервые показано, что на 3-й сутки после воздействия ЭГ преобразования зональной структуры и клеточного состава тимуса отражают морфологическую картину его акцидентальной инволюции и гипотрофии органа;
выявлены морфологические критерии развития компенсаторных процессов, наиболее выраженные на 14-е сутки постгипертермического периода: восстанавливается структура гемато-тимического барьера, снижается отечность периваскулярных и интерстициальных пространств, появляется большое количество эпителиальных клеток с признаками неизмененной ультраструктурной организации, уменьшается количество клеток с пикнотическими ядрами и макрофагов;
обнаружено, что в восстановительном периоде (7-е и 14-е сут после ЭГ) усиливается лимфопоэтическая функция органа и ускоряется созревание имеющихся в нем тимоцитов;
установлено, что на 14-е сутки после ЭГ происходит возвращение относительного веса тимуса и долевого соотношения его структурно-функциональных
зон к исходным уровням; при этом не отмечается полного восстановления баланса процессов созревания и миграции тимоцитов в органе, поэтому данную временную точку — 14 суток после воздействия ЭГ — нельзя рассматривать как срок окончательного восстановления тимуса.
Теоретическое и практическое значение. Получены новые научные данные о закономерностях структурных и клеточных преобразований в тимусе, лежащих в основе приспособительных реакций в ответ на высокую внешнюю температуру. Полученные сведения представляют существенный интерес при разработке методов восстановления поврежденных структур и предупреждения повреждений, вызванных воздействием высокой внешней температуры.
Основные положения, выносимые на защиту:
В остром периоде (5 ч, 3-исут) после воздействия высокой внешней температуры в тимусе имеют место изменения, свидетельствующие о нарушении дренажа интерстициальных пространств органа и развитии в нем деструктивных процессов.
К 3-м суткам острого периода происходят изменения в зональной структуре тимуса, клеточном составе его лимфоидного компартмента, которые отражают морфологическую картину акцидентальной инволюции и приводят к гипотрофии органа; при этом активизируются компенсаторные процессы.
Преобразования в тимусе, имеющие место в восстановительном периоде (7-е и 14-е сут) после ЭГ, свидетельствуют об усилении дренажа интерстициальных пространств и ослаблении деструктивных процессов в органе.
Изменения зональной структуры тимуса и клеточного состава его лимфоидного компартмента в восстановительном периоде (7-е и 14-е сут) после ЭГ свидетельствуют об активизации лимфопоэтической функции органа и обратимости процессов, происходящих в остром периоде.
К 14-м суткам после ЭГ полного восстановления микро- и ультраструктуры и клеточного состава органа не происходит.
Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на XII Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2007), Международной конференции «Фундаментальные проблемы лимфологии и клеточной биологии» (Новосибирск, 2008), XIV Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2009), Юбилейной выездной научной сессии «Актуальные вопросы клинической лимфологии» (Узбекистан, 2009), ежегодном конкурсе-конференции студентов и молодых ученых «Авиценна-2007», «Авиценна-2009» (Новосибирск, 2007,2009), XI Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2006).
Внедрение результатов работы в практику. Полученные данные об особенностях структурных изменений в тимусе при воздействии на организм высокой внешней температуры необходимо учитывать при изучении влияния средовых факторов на органы лимфоидной и лимфатической систем, поэтому результаты исследования внедрены в практику научно-исследовательской работы Центральной научно-исследовательской лаборатории; используются в учебном процессе
на кафедрах анатомии человека (в лекционном курсе и практических занятиях в разделе «Анатомия лимфатической системы»), а также мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф (в лекционном курсе и практических занятиях по теме «Особенности поражений АОХВ с преимущественно цитотоксическим действием») Новосибирского государственного медицинского университета.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 1 статья - в ведущем рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки России.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 171 странице, печатного текста, состоит из введения, обзора литературы, главы «Материал и методы исследования», главы собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 249 источников (114 отечественных и 135 зарубежных авторов). Диссертация иллюстрирована 69 рисунками (микрофотографии, графики) и содержит 8 таблиц.
Личный вклад автора. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.
