Disordered distribution of spleen lymphocytes over phases of the cell cycle in experimental stroke of different severity
Authors: Кульчиков А.Е. , Морозов С.Г. , Мусин Р.С. , Гриненко Е.А. 
Published: December 2020

Актуальность. Нарушение работы иммунной системы при инсульте играет важную патогенетическую роль в течении данного заболевания и складывается в целом на системном уровне из депрессии неспецифического и клеточного звена иммунитета, активации гуморального иммунитета, развития аутоиммунных реакций и дисбаланса в системе цитокинов. Однако в литературе не представлены данные, посвященные изучению статуса активности иммунокомпетентных клеток в зависимости от степени тяжести острой цереброваскулярной патологии. Цель исследования: изучение пролиферативной активности и распределения лимфоцитов по фазам клеточного цикла при остром нарушении мозгового кровообращения (ОНМК) различной степени тяжести. Материалы и методы: в экспериментальном исследовании на животных (крысы линии Вистар, массой 200-220 г, n = 55) изучали пролиферативную активность и распределение Т- и В-лимфоцитов селезенки по фазам митотического цикла при экспериментальном ОНМК в левом полушарии (область внутренней капсулы) легкой, средней и тяжелой степени. У животных также оценивали неврологический статус с помощью шкалы Stroke-index McGraw в модификации И.В. Ганнушкиной. Результаты: при оценке неврологического статуса на 3-и сутки от момента воспроизведения ОНМК выявлено, что тяжесть экспериментальной модели соответствует тяжести неврологического статуса животных. При моделировании ОНМК обнаружено изменение в распределении В-лимфоцитов по фазам клеточного цикла в виде снижения пролиферативной активности, на что указывает снижение пула клеток в группах ОНМК в фазе S, в которой происходит репликация ДНК (ОНМК легкой степени: 55,3% [52,7; 58,1]; ОНМК средней степени: 53,2% [50,9; 54,7]; ОНМК тяжелой степени: 46,2% [44,2; 50,0]), в фазе G2/M, в которой происходит деление клетки (ОНМК легкой степени: 1,1% [0,9; 1,3]; ОНМК средней степени: 0,8% [0,7; 1,1]; ОНМК тяжелой степени: 0,5% [0,5; 0,7]), и увеличение количества клеток в фазе G0/G1, в которой происходит синтез мРНК и белка (ОНМК легкой степени: 43,4% [40,8; 46,2]; ОНМК средней степени: 46,1% [44,4; 48,3]; ОНМК тяжелой степени: 53,3% [49,6; 55,4]), с достоверными отличиями от контроля. Указанные изменения нарастают с утяжелением модели ОНМК. Подобная тенденция отмечена в отношении Т-лимфоцитов в группах ОНМК в виде снижения процента клеток в фазе S - в повышении пула клеток в фазах G0/G1, но при этом отмечается повышение количества лимфоцитов в фазах G2/M (ОНМК легкой степени: 2,9% [2,6; 3,2]; ОНМК средней степени: 3,8% [3,5; 4,1]; ОНМК тяжелой степени: 4,4% [4,1; 4,8] с достоверными отличиями от контроля, что указывает на активное деление клеток. Данные изменения нарастают, при повышении степени тяжести ОНМК. Заключение: острая цереброваскулярная патология приводит к нарушению распределения Т- и В-лимфоцитов селезенки по фазам клеточного цикла и снижению их пролиферативной активности с нарастанием данных изменений с утяжелением степени тяжести инсульта.

Background. Impairment of the immune system in stroke plays an important pathogenic role in development of this disease and generally consists at the systemic level of depressed non-specific and cellular immunity, activated humoral immunity, autoimmune reactions, and imbalance of the cytokine system. However, information about the relationship between activity of immunocompetent cells and severity of acute cerebrovascular disease is unavailable. Aim: To study proliferative activity and distribution of lymphocytes over phases of the cell cycle in stroke of different severity. Materials and methods: This experimental study was performed on Wistar rats weighing 200-220 g (n=55). Proliferative activity and distribution of spleen T and B lymphocytes in the mitotic cycle were studied in the left hemisphere (capsula interna) on experimental models of mild, moderate and severe stroke. Neurological status of animals was evaluated using the Stroke-index McGraw scale modified by I.V. Gannushkina. Results: Assessment of the neurological status on the 3rd day after the onset of experimental stroke showed that the severity of experimental model corresponded to the severity of neurological status. Stroke was associated with changes in the distribution of B-lymphocytes over the cell cycle phases. This was evident as a decrease in proliferative activity shown by decreased pools of cells in the S-phase, in which DNA replication occurs (mild stroke, 55.3% [52.7; 58.1]; moderate stroke, 53.2% [50.9; 54.7]; severe stroke, 46.2% [44.2; 50.0]) and in the G2/M-phase, in which mitosis occurs (mild stroke, 1.1% [0.9; 1.3]; moderate stroke, 0.8% [0.7; 1.1]; severe stroke, 0.5% [0.5; 0.7]); and by increased pool of cells in the G0/G1 phase, in which mRNA and protein are synthesized (mild stroke, 43.4% [40.8; 46.2]; moderate stroke, 46.1% [44.4; 48.3]; severe stroke, 53.3% [49.6; 55.4]). These differences were significant compared with the control group. These changes increased with severity of the stroke model. A similar tendency was noted for T-lymphocytes in stroke groups - a decreased proportion of cells in the S-phase and an increased cell pool in the G0/G1-phases. However, in the G2/M-phases, the number of lymphocytes was increased (mild stroke, 2.9% [2.6; 3.2]; moderate stroke, 3.8% [3.5; 4.1]; severe stroke, 4.4% [4.1; 4.8]) and significantly different from the control, which indicated active mitosis. These changes increased with the severity of stroke. Conclusion: acute cerebrovascular pathology results in disordered distribution of splenic T and B lymphocytes over cell cycle phases and decreased lymphocyte proliferative activity; these changes increased with the severity of experimental stroke.