Особенности структурных изменений в корковом веществе тимуса в катаболической фазе после воздействия экспериментальной гипертермии

13. Najm, I. M. Epileptogenicity correlated with increased N-methyl-D-aspartate receptor subunit / I. M. Najm [et al] // Epilepsia. - 2000. -№ 41(8). - Р. 971-976.

14. Olney, J. W. New mechanisms of excitatory transmitter neurotoxicity / J. W.Olney // J. Neural. Transm. — 1994. — Suppl. Vol. 43. - P. 47-51.

15. Obrenovitch, T. P. Evidence against high extracellular glutamate promoting the elicitation of spreading depression by potassium / T. P. Obrenovitch, E. Zilkha, J. Urenjak // J. Cereb. Blood Flow Metab. - 1996. - Vol. 160. - P. 923-931.

16. Obrenovitch, T.P.Excitotoxicityin neurological disorders-the glutamate paradox / T. P. Obrenovitch [et al] // Int. J. Dev. Neurosci. - 2000. -Vol. 18(2-3).-P.281-287.

17. Siesjo, B. K. Calcium fluxes, calcium antagonists, and calcium-related pathology in brain ischemia, hypoglycemia, and spreading depression: a unifying hypothesis / B. K. Siesjo, F. Bengtsson // J. Cereb. BloodFlowMetab. - 1989.-Vol. 9. -P. 127-140.

РЕЗЮМЕ

В. Н. Очколяс, А. А. Скоромец, С. А. Дамбинова

Особенности альтерации и темпа восстановления NMDA- и AMPA-рецепторов глютамата у больных с постинсультной эпилепсией в условиях улучшения мозгового кровотока

Обследованы 92 больных, оперированных по поводу ге-модинамически значимых стенозов внутренней сонной артерии. Изучены частота и клинические особенности постинсультной эпилепсии. Показаны особенности восстановления NMDA- и AMPA-рецепторов глютамата у больных с постинсультной эпилепсией на фоне улучшения артериального кровотока.

Ключевые слова: ишемический инсульт, каротидная эндартерэктомия, постинсультная эпилепсия, NMDA-и AMPA-рецепторы глютамата.

SUMMARY

V. N. Ochkolyas, A. A. Skoromets, S. A. Dambinova

Features of alteration and recovery rate of NMDA- and AMPA-glutamate receptors in the post-stroke epilepsy patients with improving cerebral blood flow

92 patients who had been operated for hemodynamically significant stenosis of the internal carotid artery were under investigation. Attention was paid to the frequency and clinical specificity of the post-stroke epilepsy as well as to the features of restoration of NMDA- and AMPA-glutamate receptors in the patients with post-stroke epilepsy and improved arterial blood flow.

Key words: ischemic stroke, carotid endarterectomy, post-stroke epilepsy, NMDA- and AMPA-glutamate receptors.

© Д. В. Васендин, С. В. Мичурина, И. Ю. Ищенко, 2013 г. УДК [612.438:612.57]-092.4

Д. В. Васендин, С. В. Мичурина, И. Ю. Ищенко

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В КОРКОВОМ ВЕЩЕСТВЕ ТИМУСА В КАТА-БОЛИЧЕСКОЙ ФАЗЕ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕРМИИ

Сибирская государственная геодезическая академия, г. Новосибирск; Новосибирский научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН

Постоянная изменчивость внешней среды во многом определяет динамичность, многогранность приспособительных реакций организма и его систем. Все возрастающая и усложняющаяся зависимость между процессами жизнедеятельности и влиянием на них многочисленных средовых факторов заставляет большое внимание уделять изучению фундаментальных основ адаптации.

Актуальность проблемы адаптации к такому неблагоприятному (стрессовому) фактору окружающей среды, как высокая температура, определяется той важной ролью, которую температура играет

в жизни любого живого организма. Зависимость от температуры окружающей среды большинства процессов жизнедеятельности делает ее важнейшим экологическим фактором, приспособление к которому может иметь решающее значение для выживания организма.

Изучение биологических эффектов действия на живой организм высокой внешней температуры в эксперименте позволяет получить сведения о структурных и функциональных основах адаптации, дезадаптации и восстановления органов и их систем. Морфологический аспект этой проблемы изучен недостаточно. Поэтому целью нашего исследования было выявить и оценить характер структурных изменений в тимусе на различных сроках острого периода (5 ч, 3-е сут.) после проведения экспериментальной гипертермии (ЭГ).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В эксперименте использовались крысы-самцы «Вистар», по 15 животных в каждую временную точку. Разогревание экспериментальных животных производилось в полном соответствии со «Способом экспериментального моделирования общей гипертермии у мелких лабораторных животных» [11].

Тимус фиксировали в растворе по Телесницко-му, обезвоживали в серии спиртов возрастающей концентрации и заливали в смесь парафина с добавлением воска. Срезы изготавливали на ротаци-

онном микротоме, окрашенные препараты заключали в канадский бальзам. Определение относительной площади коркового вещества, капсулы и междольковых перегородок проводили на срезах толщиной 10 мкм, окрашенных гематоксилином Майера и эозином, используя метод наложения точечных морфометрических сеток [1]. Срезы мор-фометрировали при увеличении в 16 раз, морфо-метрию железистых образований проводили при увеличении в 200 раз. Клеточный состав тимуса изучали на срезах толщиной 5 мкм, окрашенных азуром II и эозином. При увеличении в 1000 раз подсчитывали абсолютное количество клеток на стандартной площади 4500 мкм2, дифференцируя следующие клеточные элементы: иммунобласты, средние и малые лимфоциты, клетки с фигурами митозов, клетки с пикнотическими ядрами, эпителиальные клетки, макрофаги.

Статистическую обработку данных проводили методом вариационной статистики с применением ^критерия Стьюдента [9]. Результаты обработаны при помощи пакета программ «^а^Иса 6.0». Различия сравниваемых показателей принимались как значимые при р<0,05.

Экспериментальные работы выполнены в Центральной научно-исследовательской лаборатории Новосибирского государственного медицинского университета с соблюдением правил биоэтики, ут-

Kлеточный состав субкапсулярной зоны коркового вещества тимуса у крыс контрольной группы и в остром постгипертермическом периоде

Виды клеток Контроль 5 ч 3-е сут

Иммунобласты: абсолютное количество 25,5±2,2 25,8±3,83 26,5±1,97

относительное количество, % % 14,85±1,46 15,05±1,42 17,38±2,17

Средние лимфоциты: абсолютное количество 14,0±2,0 20,0±2,24 20,75±2,51

относительное количество, % % 8,13±1,16 11,76±0,99* 13,32±0,87*

Малые лимфоциты: абсолютное количество 119,0±5,99 101,4±3,42* 92,5±9,22*

относительное количество, % % 68,72±1,71 60,25±2,36* 59,64±2,75*

Сумма всех лимфоцитов: абсолютное количество 158,5±5,81 147,2±7,31 139,75±9,8

относительное количество, % % 91,71±0,63 87,07±0,48* 90,16±0,62#

Клетки с фигурами митозов абсолютное количество 3,33±0,61 4,4±1,30 3,5±0,75

относительное количество, % % 1,94±0,36 2,52±0,6 2,23±0,39

Клетки с пикнотическими ядрами: абсолютное количество 2,67±0,37 6,0±1,27* 3,0±1,56

относительное количество, % % 1,53±0,17 3,58±0,79* 1,82±0,81

Макрофаги: абсолютное количество 2,33±0,23 7,2±1,24* 2,0±0,82#

относительное количество, % % 1,35±0,13 4,27±0,74* 1,37±0,55#

Эпителиальные клетки: абсолютное количество 6,0±1,06 4,4±0,67 6,75±0,73#

относительное количество, % % 3,47±0,13 2,57±0,3 4,42±0,65#

Сумма клеток 172,83±6,18 169,2±9,17 155±10,92

Примечание: абсолютное количество - число клеток на стандартной площади - 4500 мкм2; относительное количество (%) от общего количества клеток; * - отличия значимы в сравнении с показателями интактных животных при р<0,05; # - отличия значимой в сравнении с показателями животных экспериментальной группы "ЭГ + 5 ч".

вержденных Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для лабораторных или иных целей.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Наши наблюдения показали, что воздействие на организм крыс ЭГ приводит к выраженным изменениям на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях в корковом веществе тимуса, которые характерны для катаболической фазы, соответствующей в нашем эксперименте острому (5 ч, 3-е сут.) постгипертермическому периоду [8].

В первые часы рассматриваемого периода (5 ч после ЭГ) относительный вес тимуса не отличался от показателя в контрольной группе. Морфометри-чески обнаружено увеличение относительной площади коркового вещества органа и уменьшение размеров мозгового вещества, что привело к росту К/М индекса. К концу острого периода (3-е сут. после ЭГ) на фоне достоверного снижения относительного веса тимуса отмечено восстановление долевых соотношений коркового и мозгового вещества органа до уровня контроля [4].

Плотность всех клеточных элементов и сумма всех лимфоцитов имели тенденцию к снижению (таблица). Основной вклад в эти изменения вносит уменьшение численности лимфоидных клеток: значительно снизилось как абсолютное, так и относительное количество зрелых лимфоцитов в обе временные точки острого периода. По-видимому, значительный вклад в эти изменения вносят следующие процессы — миграция зрелых лимфоцитов из коры и гибель дифференцированных Т-лимфоцитов, а также развитие отечных процессов, что согласуется с точкой зрения других исследователей [7, 12].

Отмечено увеличение численности средних лимфоцитов (в виде выраженной тенденции). Рост числа средних лимфоцитов, по-видимому, свидетельствует об усилении лимфоцитопоэтической функции и ускорении созревания имеющихся тимоцитов, что рассматривается нами как компенсаторные процессы. К 5-му часу после проведения ЭГ возросло число митотически делящихся клеток, а к концу катаболической фазы этот показатель был близок к контрольному значению.

Сроки после воздействия ЭГ

Отмеченное нами в первые часы после разогревания усиление процесса гибели клеток в исследованной зоне органа подтверждается морфометри-ческими данными на световом уровне, а именно — увеличением количества лимфоидных клеток с пик-нотическими ядрами и числа макрофагов с окрашенными тельцами (tingible body macrophages), ярко выраженной макрофагальной реакцией: к 5-му часу после ЭГ более чем в 2 раза увеличилось абсолютное и относительное число этих фагоцитирующих клеток (рис. 1).

Мы наблюдали также появление большого количества дегранулированных тучных клеток — это явление взаимосвязано с имеющим место повышением сосудистой проницаемости и вносит серьезный вклад в усиление процесса гибели лимфоцитов в корковом веществе тимуса [5]. На ультраструктурном уровне в макрофагах отмечено содержание крупных вторичных лизосом разной электронной плотности, активный комплекс Гольджи, умеренное содержание митохондрий c хорошо выраженными кристами и профилей гранулярного эндоплазмати-ческого ретикулума, большое количество рибосом и полисом. Численность эпителиальных клеток, как и относительная площадь эпителиальных железистых образований, значительных изменений не претерпела. Встречались скопления тесно контактирующих эпителиальных клеток, охватывающих остатки разрушенных клеточных элементов, и трубчатые структуры, стенка которых образована однослойным эпителием. Однако именно на ультраструктурном уровне были обнаружены значительные разрушения эпителиальных клеток: баллонообразное расширение профилей гранулярного эндоплазматического ретикулума, осыпание с его мембран рибосом, что является признаком нарушения синтетических процессов (рис. 2).

В митохондриях наблюдалось набухание мито-хондриального матрикса, дезорганизация и разрушение крист, что является признаком тканевой (ги-стотоксической) гипоксии. В основе гипоксии лежит инактивация митохондриальных ферментных и ионотранспортных комплексов [6]. В конечном итоге, отмечалось разрушение цитоплазматической мембраны и выход остатков органелл в межклеточное пространство. Логично, что переполнение ин-терстициального пространства клеточным детритом и повышение в нем уровней молекул средней массы [3] приводит к нарушению работы интерстици-альных несосудистых путей массопереноса [2], удержанию жидкости в нем и отечным явлениям, что способствует развитию тканевой гипоксии [6].

Во многих случаях определялось разрушение цитоплазматической мембраны и выход остатков органелл в межклеточное пространство.

Уже в первые часы после воздействия ЭГ отмечено увеличение периваскулярных пространств,

Рис. 1. Макрофаги с окрашенными включениями (tingible body macrophages) в тимусе крыс группы «ЭГ + 5 ч».

Окраска гематоксилином Майера и эозином.

Объектив 40, окуляр 10

особенно в области корковомедуллярного соединения. Обращает на себя внимание очень большое количество пиноцитозных везикул в эндотелиоци-тах капилляров и венул, разволокнение базальных мембран, особенно со стороны периваскулярных эпителиальных клеток, расширение периваскуляр-ных пространств, наличие в них соединительнотканных фибрилл и детрита разрушенных эпителиальных клеток. На светооптическом уровне отмечается появление плазматических клеток на фоне большого числа лимфоидных клеточных элементов, заполняющих периваскулярные пространства. Ультраструктурно выявлено, что плазматические клетки очень активны — профили их гранулярного эндоплазматического ретикулума расширены, заполнены электронно-светлым материалом и образуют с митохондриями мито-ГЭР-комплексы.

Рис. 2. Тимус крыс группы «ЭГ + 5 ч». Разрушение эпителиальной клетки. Выход детрита в межклеточное пространство. Увеличение 15 000

Количество макрофагов снизилось достоверно по сравнению с группой «ЭГ + 5 ч» и вернулось к исходному контрольному уровню.

Обращают на себя внимание изменения, обнаруженные на светооптическом уровне в эпителиальном компартменте. Морфометрически выявлено статистически значимое увеличение абсолютного (на 53 %) и относительного числа отдельных эпителиальных клеточных элементов, что можно объяснить острой необходимостью усиления тимиче-ских гормонов [10] . Установлено, что относительная площадь железистых образований статистически значимо возросла к моменту завершения катаболической фазы по сравнению с группой «ЭГ + 5 ч». При этом встречаются железистые образования, стенка которых образована несколькими слоями эпителиальных клеток, находящихся в тесном контакте с ве-нулами.

На ультраструктурном уровне в эпителиальных клетках продолжают выявляться признаки разрушений: разбухание и вакуолизация митохондриаль-ного матрикса, дезорганизация и разрушение крист, баллонообразное расширение профилей ГЭР, осыпание с мембран ретикулума рибосом, разрушение цитоплазматической мембраны и выход остатков органелл в межклеточное пространство.

К концу рассматриваемого периода признаки периваскулярного отека в области корковомедул-лярного соединения сохранялись. Электронно-микроскопически выявлено, что базальные мембраны со стороны эндотелия капилляров и венул, а особенно со стороны периваскулярных эпителиальных клеток, разрыхлены; в просвете периваскулярных пространств встречался хлопьевидный материал и мембранные остатки органелл из разрушенных клеток. В самих периваскулярных эпителиальных клетках выявлена баллонизация профилей ГЭР, вакуолизация митохондрий, часто разрушена клеточная мембрана, и содержимое этих клеток оказывается в периваскулярном пространстве.

На светооптическом уровне в периваскулярных пространствах выявлено значительное количество плазматических клеток.

Рядом с сосудами обнаружены тучные клетки преимущественно II и III степени дегрануляции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, при воздействии на организм высокой внешней температуры формируется острая (акцидентальная) инволюция тимуса в стадии гипотрофии, основу морфогенеза которой составляет атрофический процесс, приводящий к уменьшению массы и объема органа, уменьшению размеров коркового вещества, угнетению лимфоцитопоэти-ческой функции и усилению гибели лимфоцитов по типу апоптоза, приводящее, в конечном итоге, к снижению численности лимфоидной популяции в ти-

мусе. Воздействие гипертермического фактора приводит к нарушению целостности гематотимиче-ского барьера, что является одним из основных патогенетических механизмов акцидентальной трансформации тимуса. Увеличение проницаемости гематотимического барьера морфологически проявляется увеличением объемной плотности микро-пиноцитозных везикул в эндотелии кортикальных капилляров и плазмоцитарно-макрофагальной инфильтрацией перикапиллярных зон коркового слоя — это делает возможным проникновение в корковое вещество и капсулу тимуса антигенов, В-лимфоци-тов, эозинофилов. Одновременно с этим обнаружены признаки усиления секреции тимопоэтических пептидов из ретикулярных эпителиальных клеток премедуллярной и субкапсулярной зон тимуса, необходимых для обеспечения полноценного иммуногенеза. Субклеточные признаки повреждения Т-кле-ток и макрофагов со снижением фагоцитарной способности при воздействии гипертермического раздражителя сочетаются с нарушениями цитоа-рхитектоники клеток эпителия, эндотелия и септ, развитием на этом фоне реактивного склероза стромы. Эндокринный эпителий тимуса является наиболее уязвимым тканевым компонентом при воздействии высокой внешней температуры; пролиферация эпителиальных клеток с формированием эпителиальных тканей, сопровождающаяся развитием эпителиальных канальцев и увеличением частоты обнаружения паращитовидноподобных структур, свидетельствует об участии железистых образований в адаптивных реакциях тимуса на воздействие гипертермического стресса.

Полученные в ходе экспериментального моделирования данные являются теоретическим обоснованием для разработки мероприятий по предупреждению термических повреждений, коррекции нарушений и восстановлению поврежденных структур.

ЛИТЕРАТУРА

1. Автандилов, Г. Г. Медицинская морфометрия: руководство / Г. Г. Автандилов. — М.: Медицина, 1990. — 384 с.

2. Бородин, Ю. И. Лимфатический регион и регионарная лимфодетоксикация / Ю. И. Бородин // Хирургия, морфология, лимфология. — 2004. — Т. 1. — № 2. — С. 5 — 6.

3. Быкова, Е. В. Патогенетические и клинические аспекты безопасности общей управляемой гипертермии высокого уровня (42,5 — 44,0 оС): автореф. дис. ... д-ра мед.наук. — Новосибирск, 2006. — 32 с.

4. Васендин, Д. В. Морфометрическое исследование тимуса крыс Вистар после воздействия экспериментальной гипертермии / Д. В. Васендин, С. В. Мичурина, И. Ю. Ищен-ко // Лимфология. - 2009. - № 1 - 2. - С. 32-33.

5. Зерчанинова, Е. И. О роли тучных клеток в регуляции кроветворения при действии на организм экстремальных факторов: автореф. дис. ... канд. мед. наук/Е. И. Зерчани-нова. - Екатеринбург, 2000. - 20 с.

6. Лукьянова, Л. Д. Биоэнергетическая гипоксия: понятие, механизмы и способы коррекции/Л. Д. Лукьянова //

Бюл. эксперимент.биол. — 1997. — Т. 124. — № 9. — С. 244-254.

7. Нейроиммуноэндокринология тимуса / И. М. Квет-ной [и др].- СПб.: ДЕАН, 2005. - 160 с.

8. Пахомова, Ю. В. Системные механизмы метаболизма при общей управляемой гипертермии: автореф. дис. ... д-ра мед. наук/Ю. В. Пахомова. — Новосибирск, 2006. — 33 с.

9. Плохинский Н. А. Биометрия / Н. А. Плохинский. — М.: МГУ, 1970. - 367 с.

10. Селятицкая В. Г. Эндокринно-лимфоидные отношения в динамике адаптивных процессов / В. Г. Селятицкая, Л. А. Обухова. - Новосибирск: СО РАМН, 2001. - 168 с.

11. Способ экспериментального моделирования общей гипертермии у мелких лабораторных животных / А. В. Ефремов, Ю. В. Пахомова, Е. А. Пахомов [и др. ] // Изобретения. Полезные модели. - 2001. - № 10. - С. 43-45.

12. Ярилин, А. А. Гомеостатические процессы в иммунной системе. Контроль численности лимфоцитов / А. А. Ярилин // Иммунология. - 2004. - № 5. - С. 312-320.

РЕЗЮМЕ

Д. В. Васендин, С. В. Мичурина, И. Ю. Ищенко

Особенности структурных изменений в корковом веществе тимуса в катаболической фазе после воздействия экспериментальной гипертермии

Установлено, что воздействие на организм крыс «Вис-тар» экспериментальной гипертермии приводит к формированию акцидентальной инволюции тимуса. Инволюция органа соответствовала катаболической фазе постги-пертермического периода.

Ключевые слова: тимус, общая гипертермия, крысы «Ви-стар», инволюция.

SUMMARY

D. V. Vasendin, S. V. Michurina, I. Yu. Ischenko

Peculiarities of structural changes in the thymus cortical substance during catabolic phase after experimental hyperthermia

Experimental hyperthermia (EH) in the «Vistar» rats has been found to lead to formation of accidental involution of the thymus. The involution of this organ correspondend to the catabolic phase of the posthyperthermal period.

Key words: thymus, general hyperthermia, «Vistar» rats, involution.

© Коллектив авторов, 2013 г. УДК [616.248 + 616-056.257]-08

В. Н. Минеев, Т. М. Лалаева, Т. С. Васильева, А. А. Кузьмина

КЛИНИКО-ПАТОГЕНЕТИЧЕ-СКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РЕЗИСТИНА ПРИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕ С ОЖИРЕНИЕМ

Кафедра госпитальной терапии имени академика М. В. Черноруцко-го Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова

Фенотип бронхиальной астмы с ожирением имеет целый ряд клинических особенностей, обсуждаются возможные механизмы, ведущие к формированию этого особого фенотипа [1]. Наш интерес пульмонологов, аллергологов к этому фенотипу бронхиальной астмы (БА) связан, прежде всего, с тем, что больные, страдающие БА и ожирением, плохо поддаются лечению стандартной терапией, нередко не удается осуществить эффективный контроль над заболеванием, которое имеет у этих больных тяжелое течение.

Известно, что имеются общие этиологические и патогенетические факторы формирования БА и ожирения [2], в частности, предполагается, что системное воспаление при ожирении посредством адипокинов может способствовать формированию БА. Многое проясняется при исследовании патогенетической роли таких адипокинов, как лептин

[4], адипонектин, однако также многое остается неизвестным в отношении патогенетической роли резистина. Тем не менее, участие резистина в патогенезе БА представляет несомненный интерес, учитывая, прежде всего, его провоспалительный характер эффектов. При этом в тех немногочисленных исследованиях, посвященных резистину при БА, получены противоречивые и дискуссионные данные.

Цель исследования — оценить уровни резистина у больных с фенотипом БА с ожирением и клинико-патогенетическое значение этого ади-покина.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследовали 10 практически здоровых лиц и 55 больных БА. Диагноз «БА» устанавливали в соответствии с классификацией и критериями Международного консенсуса по вопросам диагностики и лечения БА (GINA, 2010) [10]. Больные получали медикаментозную терапию в соответствии со стандартами лечения (GINA, 2010).

Содержание резистина в плазме крови определяли с помощью иммуноферментного метода с использованием набора реактивов «Human Resistin ELISA», BioVendor Czech Republic.

Статистическую обработку материала выполняли с использованием стандартного пакета прикладного статистического анализа SPSS for Windows («Statistical Package for the Social Science», версия 13).

Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы (об отсутствии различий и влияний) принимали равным 0,05.