Введение к работе
Актуальность темы. Проблема регенерации органов является одной из актуальных задач современной медико-биологической науки. Регенерация органа, в том числе печени - это сложнейший процесс, в основе которого лежит взаимодействие эпителиальных и мезенхимальных клеточных элементов, вырабатываемых ими биологически активных веществ и макромолекул межклеточного вещества. Среди большого количества клеток, участвующих в регенерации печени, особый интерес у исследователей вызывают клетки Купфера.
Клетки Купфера играют ключевую роль в патогенезе многих общепатологических процессов, в том числе репаративной регенерации печени. О рострегулирующем действии клеток Купфера свидетельствуют: увеличение их числа на ранних сроках после частичной гепатоэктомии; изменение регенерационного эффекта при модуляции их поглотительной функции; продукции цитокинов, в том числе ростовых факторов (Маянский Д.Н. и соавт., 1977-1997; Щербаков В.И. и соавт., 1985; Плющ И.В., 1994; Callery М.Р. et al., 1991; Flye M.W. et al., 1992; Michalopoulos G., 1992; Shiratori Y. et al., 1995; Takeishi T. et al., 1999; Selzner N.et al., 2003; Prins H.A. et al., 2005). В условиях снижения активности рекрутирования моноцитов/макрофагов, ослабления функции клеток; Купфера при селективной блокаде, например, хлоридом гадолиния (GdCl3) или дихлорметилен-дифосфанатом, заключенных в липосомы, регенерационный ответ печени выражен слабее, что является еще одним доказательством об их участии в репаративной регенерации после частичной гепатоэктомии (Маянский Д.Н. и соавт., 1994; Цырендоржиев Д.Д., 1997; Hardonk M.J. et al., 1992; Rai R.M. et al., 1996; Meijer С et al., 2000; Kinoshita M. et al., 2005). В этих исследованиях преимущественно представлены данные о непосредственном участии клеток Купфера в репаративной регенерации печени, т.е. печеночного отдела системы мононуклеарных фагоцитов (СМФ). В научной литературе имеются лишь единичные работы, в которых изучены другие отделы СМФ. В работах Бабаевой А.Г. (1985, 1995) дана детальная характеристика роли различных типов лимфоидных клеток в регуляции регенераторных и метаболических процессов. Результаты исследования И.В. Плющ и соавт. (1995, 1996), свидетельствуют об увеличении численности и функционального состояния легочных макрофагов после частичной гепатоэктомии. Однако эти результаты не вносят полной ясности в вопросах участия внепеченочных макрофагов, в том числе легочных, в процессах репаративной регенерации печени.
В многочисленных исследованиях выявлено повышение уровня эндотоксина, которое наблюдается в первые часы после операции частичной гепатоэктомии, что может быть одной из причин изменения функционального состояния клеток Купфера (Cornell R.P., 1990; Копо Н. et al., 2001; Kinoshita M. et al., 2005). Известно, что эндотоксин оказывает стимули-
рующее действие, прежде всего, на клетки Купфера. В результате такой стимуляции клетки Купфера начинают продуцировать различные цитоки-ны: ФНО-а/р, ИЛ-1, ИЛ-6, ТФР-р и др. В свою очередь, ИЛ-1 и ИЛ-6, потенцируют синтез ДНК и митозы гепатоцитов после частичной гепатоэктомии (Kolb-Bachofen V., Kempka G., 1990; Higashitsuji H. et al., 1995; Boulton R.A. et al., 1998; Takeda Y. et al., 2003; Martin C.A. et al., 2005). В то же время, синтез и секреция трансформирующего фактора роста-р (ТФР-р) в регенерирующей печени является одним из основных механизмов торможения миграции фагоцитов, снижая их пролиферацию в печени, поскольку данный цитокин является негативным регулятором эффектов, индуцированных ФНО и ИЛ-1 (Malik R. et al., 2002).
С учетом того, что в научной литературе практически отсутствуют сведения о функциональном состоянии внепеченочных макрофагов при репаративной регенерации, а также о патогенетической значимости эндотоксина в системных реакциях организма после частичной гепатоэктомии были определены цели и задачи настоящего исследования.
Цель исследования: Изучить реакции легочных фагоцитов и выявить патогенетическую значимость эндотоксина в процессе репаративной регенерации печени после ее частичной резекции.
Задачи исследования:
Оценить изменение клеточного состава фагоцитирующих клеток крови и легких и их функциональное состояние в динамике репаративной регенерации печени после ее частичной резекции.
Определить уровень эндотоксина, цитокинов ФНО-а и ТФР-р і в сыворотке крови в динамике репаративной регенерации печени.
Изучить динамику репаративной регенерации печени при интратра-хеальной стимуляции легочных фагоцитов субтоксической дозой липопо-лисахарида E.coli 0127:В8 на фоне селективной блокады клеток Купфера хлоридом гадолиния.
Провести корреляционный анализ функционального состояния легочных фагоцитов с уровнем эндотоксина, цитокинов ФНО-а и ТФР-р [ в сыворотке крови в динамике репаративной регенерации после частичной резекции печени.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование клеточного состава фагоцитирующих клеток легких и их функционального состояния в динамике репаративной регенерации печени после частичной гепатоэктомии. На ранних этапах репаративной регенерации печени установлено повышение численности нейтрофильных гранулоцитов, а на пике - рост моноцитов/макрофагов в легких с повышением их поглотительной и окислительно-метаболической активности.
На ранних сроках (24 и 36 ч) после частичной резекции печени установлено увеличение содержания эндотоксина Ехоїі в сыворотке крови, которое не вызывает системные патологические изменения в организме опе-
рированных животных.
Выявлен разнонаправленный характер изменения содержания про- и противовоспалительных цитокинов в динамике репаративной регенерации печени: на ранних сроках (24 и 36 ч) после частичной гепатоэктомии отмечается повышение ФНО-а, на фоне усиления митотической активности ге-патоцитов, а на поздних (3 и 5 сут) - ТФР-pY Рост эндотоксина в сыворотке крови прямо коррелирует с повышением провоспалительного цитокина ФНО-а в сыворотке крови и с усилением продукции активных метаболитов кислорода легочными макрофагами.
При селективной блокаде клеток Купфера хлоридом гадолиния установлено увеличение количества фагоцитирующих клеток в легких, повышение их функционального состояния и снижение репаративной активности печени после частичной гепатоэктомии.
Впервые показано, что интратрахеальная стимуляция легочных фагоцитов субтоксической дозой липополисахарида Exoli 0127:В8 в условиях селективной блокады клеток Купфера увеличивает количество моноцитов/макрофагов в легких и их окислительно-метаболическую активность и повышает интенсивность репаративной регенерации печени.
Теоретическая и практическая значимость. На основании результатов исследования дано теоретическое обоснование стимулирующего влияния эндотоксина на функция клеток внепеченочных отделов СМФ и в усилении репаративной регенерации печени после её частичной резекции.
Полученные результаты раскрывают клеточно-молекулярные механизмы участия легочных макрофагов в репаративной регенерации печени. Результаты исследования свидетельствуют о тесной взаимосвязи различных отделов СМФ: при депрессии печеночного отдела происходит мобилизация фагоцитирующих клеток и усиление функционального состояния его легочного компартмента, что может рассмотрено как компенсаторная реакция СМФ, направленная на восполнение функции утраченной печеночной популяции фагоцитов и сохранение гомеостаза при частичной гепатоэктомии.
Полученные данные свидетельствуют о диагностической ценности определения эндотоксина в сыворотке крови после оперативных вмешательствах при различных заболеваниях печени.
Результаты исследования внедрены в лекционный курс кафедры патологической физиологии Новосибирского государственного медицинского университета по теме: «Патофизиология печени».
Основные положения, выносимые на защиту:
Репаративная регенерация печени после частичной гепатоэктомии сопровождается ростом числа фагоцитирующих клеток легких, увеличением их поглотительной и окислительно-метаболической активности.
Динамика репаративной регенерации печени характеризуется разнонаправленным изменением содержания про- и противовоспалительных
цитокинов: на ранних сроках (24 и 36 ч) после частичной гепатоэктомии отмечается достоверное повышение ФНО-а, а на поздних (3 и 5 сут) -ТФР-р,.
Ранние сроки (24 и 36 ч) после частичной резекции печени характеризуются увеличением содержания эндотоксина E.coli в сыворотке крови без системных патологических изменений в организме оперированных животных. Рост эндотоксина в сыворотке крови прямо, коррелирует с повышением провоспалительного цитокина ФНО- а в сыворотке крови и с усилением продукции активных метаболитов кислорода легочными макрофагами.
Интратрахеальное введение субтоксической дозы липополихарида Kcoli 0127:В8 на фоне селективной блокады клеток Купфера сопровождается увеличением количества моноцитов/макрофагов в легких и их окислительно-метаболической функции, а также повышением регенераторной активности печени при частичной гепатоэктомии. Эти результаты свидетельствует об участии легочного отдела СМФ и подтверждает патогенетическую значимость эндотоксина Kcoli в процессе репаративной регенерации печени.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на конкурсе-конференции студентов и молодых ученых «Ави-ценна-2005» (Новосибирск, 2005); на научной конференции «Университетская наука: взгляд в будущее» (Курск, 2005); на VI-й научной конференции молодых ученых СО РАМН «Фундаментальные и прикладные проблемы современной медицины» (Новосибирск, 2005); на заседании проблемной комиссии НГМУ «Функциональные основы гомеостаза» (Новосибирск, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики материала и методов, собственных исследований, обсуждения, выводов и списка литературы. Материалы диссертации изложены на 124 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц, 12 рисунков и схему. Список литературы включает 181 источник, из них 61 отечественных и 120 иностранных.