CC BY
36
Григоренко Д.Е. ©
Канд. биол. наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории функциональной анатомии ФГБУ НИИ морфологии человека РАМН, Москва, Россия
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВИЯ ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ И «ЛЕГКОЙ» БЕЗДЕЙТЕРИЕВОЙ ВОДЫ В ПОСТЛУЧЕВОЙ ПЕРИОД НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЛИМФОИДНОЙ ТКАНИ СЕЛЕЗЕНКИ
МЫШЕЙ
Аннотация
С помощью количественного анализа изучена перестройка цитоархитектоники функциональных зон селезенки мышей BALB/c на 3 и 30 сутки после употребления «легкой воды» и дистиллированной воды после облучения в 50 рад. В исследовании установлено, что в селезенке отмечается различная реакция центров размножения лимфоидных узелков и периартериальных лимфоидных муфт (ПАЛМ) при употреблении «легкой» и дистиллированной воды. Выявлено, что в пострадиационный период процессы восстановления лимфоидной ткани в органе наиболее активно протекают при употреблении «легкой воды», особенно, в ПАЛМ, чем при употреблении дистиллированной воды.
Ключевые слова: селезенка, цитоархитектоника, лимфоидная ткань, легкая вода, дистиллированная вода
Keywords: spleen, cytoarchitectonics, lymphoid tissue, light water, distilled water.
В современных условиях при длительных пилотируемых космических полетах ведется поиск новых средств, обладающих радиопротективным эффектом, к которым, по литературным сведениям, относится «легкая вода», очищенная от тяжелого дейтерия [5,56; 6,51; 9,205; 10,23]. Установлено, что высокое содержание дейтерия в воде отрицательно воздействует на биосистемы всех жизненно важных соединений, в том числе на цепочки РНК и ДНК, что при делении клеток увеличивает число генетических дефектов [6,51]. По данным литературы, после облучения животных, высокие концентрации дейтерия в воде приводят к их гибели, тогда как прием «легкой воды» перед облучением увеличивает выживаемость в 2,5 раза [7,92; 9,205]. Клинические наблюдения показывают, что у онкологических больных, принимающих «легкую воду» во время и после сеансов лучевой терапии, значительно улучшается состав крови, снижаются процессы размножения раковых клеток и на 15% увеличивается выздоровление больных [10,23]. Однако в литературе практически отсутствуют сведения, касающиеся морфофункционального состояния органов иммунной системы при употреблении «легкой воды» в условиях облученного организма. В связи с этим целью нашей работы было изучение особенностей реакции лимфоидных структур в селезенке мышей на 3 и 30 сутки после длительного употребления «легкой воды» и витаминизированной дистиллированной воды при гамма-облучении животных в дозе 50 рад.
Эксперимент проведен на мышах-самцах Balb/с 3-х месячного возраста. Первая (опытная) группа мышей в течение 2-х месяцев употребляла «легкую воду», воду с пониженным содержанием стабильного изотопа водорода дейтерия и кислорода. Вторая (контрольная) группа мышей 2 месяца получала витаминизированную дистиллированную воду. Опытную и контрольную группы животных, облучали на установке рх-у-30 дважды по 25 рад (суммарная доза 50 рад). Третья (интактная) группа животных содержалась в условиях вивария, пила обычную водопроводную воду. Забой животных проводили методом цервикальной дислокации. В эксперименте использовано по 10 мышей в каждой группе.
© Григоренко Д.Е., 2013 г.
Селезенки животных фиксировали в 10% формалине, проводили по спиртам возрастающей концентрации и заливали в парафин. Гистологические срезы органа толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином-эозином, азурП-эозином. В селезенке исследовали
цитоархитектонику центров размножения лимфоидных узелков, являющихся зоной созревания В-лимфоцитов и характеризующих состояние гуморального иммунитета, а также клеточный состав периартериальных лимфоидных муфт (ПАЛМ) - морфологической зоны созревания и накопления Т-лимфоцитов, определяющих состояние клеточного иммунитета в селезенке мышей. Изучен качественный и количественный клеточный состав лимфоидных структур селезенки на единице площади гистологического среза (в 880мкм2). Проведена статистическая обработка цифрового материала. Достоверность различий в изучаемых группах мышей оценивали при р> 0,95.
Изучение клеточного состава в центрах размножения лимфоидных узелков в селезенке мышей на 3 сутки после гамма-облучения показало, что после употребления «легкой» воды содержание бластов и клеток с картинами митозов в 1,5 раза и в 2,7 раза, соответственно, меньше, чем в контрольной группе. При этом в изучаемых группах мышей увеличивается доля больших лимфоцитов, достигая равных показателей (до 17,73% и 15,62%, различия не достоверны), которые превышают значения интактной группы в 1,7-1,6 раза. В группе мышей, употребляющих дистиллированную воду, преобладает содержание плазматических клеток (соответственно, 2,13% - в контроле и 0,72% - в опыте, рис.1), представленных плазмобластами и плазмоцитами.
Рис. 1. Содержание клеток (в %) в центрах размножения лимфоидных узелков в селезенке мышей при употреблении дистиллированной воды и легкой (бездейтериевой) воды после
гамма-облучения в 50 рад
45 1
40 -35 -30 -
3 сутки
Пий
10 -
.с4 # ¿К
„У >
30 сутки
■ У к
/ ^
ОБОЗНАЧЕНИЯ
I интактная В контроль (дистиллированная вода) И опыт (легкая вода)
В контрольной группе мышей, по сравнению с опытом, в центрах размножения лимфоидных узелков на 5,52% преобладает доля малых лимфоцитов и в 1,2 раза меньше деструктивно измененных клеток (рис.1). При этом значительно (в 1,8 и в 1,5 раза), в сравнении с интактной группой, уменьшается доля макрофагов, достигая практически равного содержания в обеих группах (4,61% и 5,34%, различия не достоверны).
На 3 сутки постлучевого периода в ПАЛМ после употребления «легкой» воды, в отличие от контрольной группы мышей, сохраняются бласты (0,54%) и в 2 раза больше содержание больших лимфоцитов (7,74% и 3,78%, соответственно, рис.2).
Рис. 2. Содержание клеток (в %) в периартериальных лимфоидных муфтах (ПАЛМ) селезенки мышей при употреблении дистиллированной воды и легкой (бездейтериевой) воды после
гамма-облучения в дозе 50 рад
х1
о4
60
3 сутки
30 сутки
^ л»-
^ / / у
¿л4
# ^ ж ^
о^ <# „У >
-Г <?>
,<$>
Ж
-Г <?>
■я ^ # ^
у
ОБОЗНАЧЕНИЯ Иинтактная И контроль (дистиллированная вода) И опыт (легкая вода)
В ПАЛМ в опытной группе мышей довольно редко встречаются клетки с картинами митозов (0,10%), тогда как при употреблении дистиллированной воды их выявлено 0,87%. По сравнению с интактной группой, в экспериментальных группах мышей снижается доля плазматических клеток (в 4,6 раза - в контроле и в 2,4 раза - в опыте, рис.2). Однако после употребления «легкой» воды их содержание превышает значения в контрольной группе в 1,9 раза. В ПАЛМ во всех изучаемых группах животных отмечается практически равное число деструктивно измененных клеток (13,68%-15,83%, различия не достоверны, рис.2). Содержание малых лимфоцитов в ПАЛМ после употребления «легкой» воды сохраняется на уровне интактных показателей (41,08% и 42,07%), тогда как при приеме дистиллированной воды их число увеличивается (на 12,33%, рис.2).
В отдаленный период, спустя 30 суток после гамма-облучения, в центрах размножения лимфоидных узелков селезенки мышей после употребления «легкой» воды, по сравнению с контролем, превалирует содержание молодых форм клеток (на 7,05%). По сравнению с 3-и сутками, число клеток с картинами митозов увеличивается в 1,4 раза, при этом их содержание остается в 1,3 раза меньше, чем в интактной и в контрольной группах мышей. В центрах размножения лимфоидных узелков в опытной группе сохраняются плазматические клетки (1,99%), которые полностью исчезают в контрольной группе. В этой зоне при употреблении «легкой» воды выявлено в 1,8 раза меньше деструктивно измененных и разрушенных клеток (6,66% и 11,97%, соответственно), чем в контрольной группе и на 6,57% превышает содержание малых лимфоцитов.
Спустя 30 суток, в селезенке мышей, употребляющих «легкую» воду (опыт), в сравнении с контролем, в ПАЛМ выявлено в 1,3 раза больше бластов и присутствуют клетки с картинами митозов (1,28%), отсутствующие в контрольной группе. В опытной группе в 3,3 раза превалирует содержание плазматических клеток, в том числе появляются антителпродуцирующие плазматические клетки (плазмоциты - 0,64%). На 30 сутки после облучения, по сравнению с 3-и сутками опыта, в ПАЛМ снижается доля деструктивно измененных и разрушенных клеток (от 15,83% до 9,85%). Вместе с тем, их число остается выше показателей контрольной группы на 5,32%. В ПАЛМ при употреблении «легкой» воды отмечается увеличение числа малых лимфоцитов с 3-х до 30 суток (на 4,96%) до уровня интактных показателей, однако их содержание остается меньше (на 7,92%), чем при
употреблении дистиллированной воды. При этом доля макрофагов в 1,7 раза превышает их содержание в контрольной группе.
Таким образом, сравнительный анализ действия дистиллированной витаминизированной воды и воды, очищенной от дейтерия, показал, что в ранний постлучевой период (на 3 сутки) в селезенке мышей отмечается различный характер изменений клеточного состава в центрах размножения лимфоидных узелков и в ПАЛМ. Установлено, что спустя 3 суток после облучения при приеме дистиллированной воды, по сравнению с «легкой» водой, в центрах размножения лимфоидных узелков отмечается преобладание молодых форм клеток, клеток с картинами митозов и плазматических клеток и меньшее содержание деструктивно измененных клеток. Выявленные изменения клеточного состава в центрах размножения лимфоидных узелков свидетельствуют о снижении их реактивности и лабильности при действии «легкой» воды. По мнению Ракова Д.В. и других авторов [2,475; 3,11], уменьшение доли отмеченных видов клеток может быть обусловлено ускорением биохимических процессов при употреблении легкой воды, в связи с различным содержанием растворимого кислорода в жидких средах организма, что впоследствии может приводить к активизации процессов восстановления. Исследование показало, что в ранние сроки эксперимента (на 3 сутки) происходит снижение функциональной активности центров размножения лимфоидных узелков и подавление продукции В-клеток, регулирующих гуморальный иммунитет в организме [4,184]. В этот же срок опыта в ПАЛМ (на 3 сутки после облучения) отмечается противоположный характер изменений цитоархитектоники. В этой зоне селезенки при употреблении бездейтериевой (легкой) воды значительно преобладает содержание бластов, больших лимфоцитов и плазматических клеток, по сравнению с употреблением дистиллированной воды. Полученные данные дают возможность предположить, что после употребления воды, очищенной от дейтерия, в ранние сроки (3 суток) постлучевого периода ПАЛМ оказывается более устойчивой структурной зоной, по сравнению с центрами размножения лимфоидных узелков. Наши результаты согласуются с мнением Ярилина А.А. [8,607], о том, что при облучении животных в органах иммуногенеза В-клетки наиболее радиочувствительны, в результате чего усиливается функциональная активность Т-зависимой зоны (в ПАЛМ).
В отдаленный период после облучения, спустя 30 суток, в экспериментальных группах мышей отмечаются общие процессы восстановления клеточного состава в лимфоидных зонах селезенки. На наш взгляд, восстановление лимфоидных структур в центрах размножения лимфоидных узелков при приеме легкой воды связано, прежде всего, с снижением процессов деструкции клеток в 2,9 раза, тогда как при употреблении дистиллированной воды деструкция клеток снижается всего в 1,3 раза. Употребление «легкой» воды приводит в центрах размножения лимфоидных узелков в селезенке к увеличению числа молодых и пролиферирующих клеток в большей степени (в 1,9 и в 1,4 раза, соответственно), чем при употреблении дистиллированной воды (в 1,5 раза), при которой достоверно не изменяется также число клеток с картинами митозов (1,42% - на 3 сутки и 1,54% - на 30 сутки).
Сходная закономерность восстановления клеточного состава отмечается и в ПАЛМ. При употреблении бездейтериевой воды от 3-х к 30-м суткам после облучения в ПАЛМ содержание бластов, клеток с картинами митозов и плазматических клеток увеличивается в 1,5 - 3,1 раза, тогда как при употреблении дистиллированной воды в этой зоне отсутствуют митотически делящиеся и зрелые плазматические клетки. Отмечено, что в пострадиационный период после употребления «легкой» воды число деструктивных клеток снижается в 1,6 раза, при этом вдвое усиливается макрофагальная реакция. При употреблении дистиллированной воды содержание малых лимфоцитов и макрофагов остается на одном уровне. Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что скорость восстановления цитоархитектоники лимфоидной структуры ПАЛМ селезенки при употреблении воды, очищенной от дейтерия, значительно превосходит эти процессы при употреблении дистиллированной витаминизированной воды. Полученные результаты
согласуются с данными Ракова Д.В. с соавторами [2,475; 3,11] и Ерофеевой Л.М. [1,144], отмечающих, что при употреблении легкой воды уже на 3-и сутки после низких доз облучения (в 25 рад) клеточный состав тимуса восстанавливается в большей степени, чем в селезенке. Исходя из литературных и наших данных, отмеченное усиление процессов восстановления в ПАЛМ при приеме легкой воды связано с ускорением поступления Т-клеток из тимуса, функциональная активность которого после облучения восстанавливается быстрее, чем в селезенке. Таким образом, исследование показало, что в пострадиационный период восстановление морфофункционального состояния структурных зон селезенки наиболее активно протекают при употреблении легкой воды (очищенной от дейтерия), чем при употреблении дистиллированной воды, что свидетельствует о ее иммуномодулирующих свойствах. Установлено, что в селезенке мышей зоны созревания Т-клеток (в ПАЛМ), являются более устойчивыми к облучению, чем зоны созревания В-клеток (центры размножения лимфоидных узелков), что характеризует усиление клеточного иммунитета в отдаленные сроки после облучения при употреблении легкой воды.
Литература
1. Ерофеева Л.М., Григоренко Д.Е., Федоренко Б.С., Раков Д.В. Структурные изменения в тимусе и селезенке у облученных мышей, употребляющих «легкую» воду. Тезисы докладов III Международной конференции. Российская Федерация, Дубна, 4-7 октября. 2005. М, Изд-во РУДН, 2005.- с. 144-145.
2. Раков Д.В., Ерофеева Л.М., Григоренко Д.Е., Абросимова А.Н., Ворожцова С.В., Муратова М.Ю., Синяк Ю.Е. Влияние воды с пониженным содержанием изотопа водорода дейтерия и кислорода на развитие лучевых повреждений при гамма-облучении в низкой дозе. Радиационная биология, радиоэкология. 2006, т. 46, № 4, с. 475-479.
3. Раков Д.В., Ерофеева Л.М., Григоренко Д.Е., Абросимова А.Н., Ворожцова С.В., Муратова М.Ю., Синяк Ю.Е., Федоренко Б.С. Моделирующее влияние легкой воды на развитие повреждения при низких суммарных дозах гамма-облучения. Мат. Всероссийской конференции «Радиобиологические основы лучевой терапии». Москва 19-20 апреля 2005 г. Изд. РУДН, с. 11.
4. Сапин М.Р., Никитюк Д.Б. Иммунная система, стресс и иммунодефицит. М., АПП «Джангар», 2000, 184 с.
5. Синяк Ю.Е., Гайдадымов В.Б., Покровский Б.Г. Получение и использование бездейтериевой воды в условиях длительных космических экспедиций. Авиакосмическая и экологическая медицина, 1999. - № 1, с. 56 - 59.
6. Тимаков А.А., Смирнов В.М., Гусаров Е.А. Повышение иммунитета естественным путем. М., Наука, 2003, 51с.
7. Турусов В.С. Синяк Ю.Е., Антошина Е.Е., Горькова Т.Г., Труханова Л.С. Изучение радиопротекторного действия воды с пониженным содержанием дейтерия при однократном воздействии высоких доз радиации. Российский биотерапевтический журнал. №1, т. 4, 2005, с. 92.
8. Ярилин А.А. Основы иммунологии. М., Медицина, 1999. 607с.
9. Bild W., Stefanesku I., Haulica I. Research concerning the radioprotective and immunostimulating effects of deuterium-depleted water. Rom. J.Physiol., 1999, v. 36, № 3-4, p. 205-218.
10. Somlyai G. The biological effect of deuterium-depleted water. A possible new tool in cancer therapy. Anticancer Research International Journal. 2001, v. 21, №. 3A, p. 23-33.
