CC BY
59
Аф 7universum.com
UNIVERSUM:
МЕДИЦИНА И ФАРМАКОЛОГИЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ИММУНОМОРФОЛОГИЯ ЛИМФОУЗЛОВ В АСПЕКТЕ ОНТОГЕНЕЗА
Волков Владимир Петрович
канд. мед. наук, рецензент НП СибАК,
Россия, г. Тверь E-mail: _ patowolf@yandex.ru
FUNCTIONAL IMMUNOMORPHOLOGY OF LYMPH NODES IN ASPECT OF ONTOGENESIS
Vladimir Volkov
Candidate of medical sciences, Reviewer of Non-Commercial Partnership "Siberian Association of Advisers"
Russia, Tver
АННОТАЦИЯ
Введение. Наиболее многочисленными органами иммунной системы являются лимфоузлы. Морфологические параметры иммунокомпетентных компартментов коры лимфоузлов отражают иммунную активность органов при воздействии на организм повреждающих факторов. Объективно оценить иммуноморфологические изменения лимфоузлов позволяют морфометрические методы, в частности, наш новый алгоритм подобного исследования. При количественном изучении состояния лимфоузлов в условиях патологии важно знать значения условной нормы.
Цель. Морфометрически изучить изменения коры лимфоузлов в возрастном аспекте для определения показателей нормы.
Материал и методы. Исследованы забрюшинные парааортальные лимфоузлы 58 лиц, умерших от остро развившихся причин (возраст 17—72 года;
Волков В.П. Функциональная иммуноморфология лимфоузлов в аспекте онтогенеза // Universum: Медицина и фармакология : электрон. научн. журн. 2015. № 9 (20) .
URL: http://7universum.com/ru/med/archive/item/2573 (дата обращения: 10.09.2015).
мужчин — 32, женщин — 26). Материал разделён по десятилетиям на шесть возрастных групп: от I (до 20 лет) до VI (старше 60 лет). Определялось пять количественных параметров: площади лимфоидных фолликулов, коркового плато и паракортекса, диаметры лимфоидных фолликулов и их герминативных центров. Рассчитывались три индекса: фолликулярный коэффициент,
герминативно-фолликулярный индекс и лимфоидный коэффициент. Статистический анализ проведён с помощью U-критерия Манна-Уитни (уровнем значимости р<0,05).
Результаты и обсуждение. Все изученные количественные параметры и коэффициенты претерпевают значительные однонаправленные онтогенетические изменения, указывающие на возрастное снижение иммунной функции лимфоузлов. На снижение иммунного ответа гуморального типа указывают гипоплазия фолликулярного аппарата в целом, гипотрофия отдельно взятых лимфоидных фолликулов, уменьшение размера их герминативных центров, выраженных довольно значительно. В меньшей степени наблюдается угнетение иммунного ответа клеточного типа, о чём говорит умеренное уменьшение площадей коркового плато и паракортекса.
Заключение. Морфометрический алгоритм исследования иммуноморфологии лимфатических узлов позволяет выявить онтогенетические изменения, используемые в качестве показателей условной нормы.
ABSTRACT
Introduction. The most numerous organs of the immune system are the lymph nodes. The morphological parameters of immunocompetent compartments of the cortex of lymph nodes reflects the immune activity of organs when the body is exposed to damaging factors. Objectively evaluate immunomorphological changes of lymph nodes allow morphometric methods, in particular, our new algorithm such studies. In the quantitative study of the status of the lymph nodes in pathology it is important to know the parameters of conditional norms.
Goal is the morphometric studying of changes of the cortex of the lymph nodes in age aspect for determination of the normal indicators.
Material and methods. Retroperitoneal paraaortic lymph nodes 58 of deaths from acute advanced reasons (age 17—72 years; male — 32, female — 26) were investigated. The material was divided for decades into six age groups: I (up to 20 years) to VI (over 60 years). Five quantitative parameters were determined: the area of lymphoid follicles, cortical plateau and paracortex, the diameters of lymphoid follicles and their germinal centers. Three indexes were calculated: follicular coefficient, germ-follicular index and lymphoid factor. Statistical analysis was performed using U-Mann-Whitney test (significance level p<0,05).
Results and discussion. All the studied quantitative parameters and coefficients are undergoing significant unidirectional ontogenetic changes, indicating age-related decline in immune function lymph nodes. The decrease in the immune answer of humoral type is pointed by a hypoplasia of the follicular apparatus in general, a hypotrophy of separately taken lymphoid follicles, reduction of the size their germinal centres expressed quite considerably. To a lesser extent observed inhibition of the immune response of the cellular type, as evidenced by a moderate reduction in the area of the cortical plateau and paracortex.
Conclusion. The morphometric algorithm of research of immunomorphology of lymph nodes allows revealing the ontogenetic changes used as indicators of conditional norm.
Ключевые слова: лимфоузлы, функциональная иммуноморфология, возрастные изменения, морфометрическое исследование, условная норма.
Keywords: lymph nodes, functional immunomorphology, age-related changes, morphometric research, conditional norm.
Функцию адаптивного иммунитета, определяющую клеточный
и гуморальный гомеостаз организма [7], осуществляет иммунная
система [6; 7; 11]. Её морфологическую основу составляет лимфоидная ткань, организованная в морфофункциональные образования [6], наиболее многочисленными из которых являются лимфатические узлы (ЛУ) [10]. Их
число у взрослого человека около 460, а общая масса составляет примерно 1 % массы тела (500—1000 г) [10].
Функция иммуногенеза принадлежит в основном коре ЛУ, где выделяются три обособленных структурно-функциональных компартмента: 1) лимфоидные фолликулы (ЛФ); 2) межфолликулярная зона, или корковое плато (КП); 3) внутренняя кора, или паракортикальная зона, паракортекс (ПК) [4; 9; 13; 15].
В клеточном составе ЛФ преобладают В-лимфоциты, которые при антигенной стимуляции претерпевают бласттрансформацию и последующую дифференцировку в плазмоциты, формируя светлые (герминативные) центры (ГЦ) ЛФ [6; 7; 9; 10; 13; 15]. При этом первичный ЛФ превращается во вторичный, что документирует наличие иммунного ответа гуморального типа [7; 13].
Напротив, популяция Т-лимфоцитов локализуется в КП и ПК [6; 7; 9—11; 13; 15], расширение которых свидетельствует о нарастании иммунного ответа клеточного типа [7; 3]. Поэтому морфологическое развитие указанных компонентов паренхимы ЛУ (ЛФ, КП и ПК) отражает уровень их функциональной иммунной активности, что позволяет определить характер и интенсивность адаптивного иммунного ответа ЛУ при воздействии на организм различных повреждающих факторов экзо- и эндогенной природы.
При этом объективно оценить изменения структурно-функционального состояния ЛУ позволяют морфометрические методы исследования, которые отвечают современным требованиям доказательной медицины [8] и позволяют объективизировать полученные результаты и сделанные выводы [1]. Считается, что морфометрические модели важны для определения физиологических и патологических изменений, наблюдающихся в биологических тканях [1; 17].
В этом плане заслуживает внимания предложенный нами новый алгоритм морфометрического изучения иммуноморфологии ЛУ, основанный на рациональном использовании данных литературы и собственных наработок в этом направлении [3].
Вместе с тем количественная характеристика патологических изменений микроструктуры ЛУ (как и любого другого органа) должна начинаться
от определённой условной точки отсчёта, какой служит понятие «нормы» [12]. Причём важно, чтобы в сериях исследований как нормального, так и патологически изменённых ЛУ использовались одни и те же унифицированные морфометрические методы, что является необходимым условием сопоставимости полученных результатов.
С другой стороны, строение ЛУ не остаётся неизменным на протяжении жизни индивида [10]. Происходит их возрастная структурная реорганизация, что представляет собой естественный адаптационно-регуляторный процесс [5]. В частности, в ходе позднего онтогенеза наблюдаются склеротические изменения [2] и прогрессирующая инволюция лимфоидной ткани со снижением функциональной активности ЛУ [2; 3].
Выявление возрастных изменений в регионарных ЛУ важно для понимания патогенеза и саногенеза, а также поиска эффективных средств, повышающих дренажно-детоксикационную и иммунную функции ЛУ на фоне возрастных изменений [5].
Кроме того, итоговые данные подобного исследования, стандартизованные по возрасту, могут быть приняты за показатели условной нормы (УН) при изучении функциональной иммуноморфологии ЛУ в условиях патологии [12].
Поэтому представляется актуальным анализ динамики морфологических сдвигов, происходящих в ЛУ на разных этапах онтогенеза [4; 14], проведённый с помощью морфометрического метода исследования. Это и послужило целью настоящей работы.
Материал и методы
Так как периферические ЛУ обычно подвергаются небольшой аллергенной стимуляции [13], предметом изучения стали забрюшинные парааортальные ЛУ 58 больных в возрасте от 17 до 72 лет (мужчин — 32, женщин — 26), умерших в общесоматическом стационаре от различных остро развившихся причин. Критерии исключения, верифицированные на аутопсии: патология иммунных и кроветворных органов; аллергические, хронические воспалительные,
инфекционные и онкологические заболевания; длительные экзогенные интоксикации.
Материал разделён на следующие возрастные группы: I — до 20 лет (5 человек), II — 21—30 лет (8), III — 31—40 лет (10), IV — 41—50 лет (10), V — 51—60 лет (12), VI — 61 год и старше (13).
Парафиновые срезы ЛУ окрашивались гематоксилином и эозином. Морфометрическое исследование проведено по оригинальной методике с помощью упомянутого ранее собственного унифицированного алгоритма [3]. При этом на тканевом уровне определялось пять количественных параметров: площадь ЛФ (8лф), площадь КП (S^), площадь ПК (S пк), диаметры ЛФ (Блф) и их ГЦ (Бщ). На основе этих показателей рассчитывались три коэффициента (индекса): фолликулярный коэффициент (ФК), герминативнофолликулярный индекс (ГФИ) и лимфоидный коэффициент (ЛК).
Кроме того, анализировалась динамика изменений изученных показателей и определённых коэффициентов путём расчёта в процентах сдвигов в каждой последующей группе по сравнению с предыдущей.
Сравнительный статистический анализ данных, полученных в изученных группах, проведён с помощью U-критерия Манна-Уитни (автоматический компьютерный расчёт) с уровнем значимости р<0,05.
Результаты и обсуждение
В результате проведённого исследования определены не только морфометрические параметры различных иммунокомпетентных структур ЛУ по возрастным группам и соответствующие коэффициенты, но и вычислены обобщённые средние показатели, стандартизованные по возрасту, которые можно принять за УН.
Анализ полученных данных, представленных в табл. 1 и 2, показывает, что все изученные количественные параметры и рассчитанные на их основе коэффициенты претерпевают значительные онтогенетические изменения, выраженные в разной степени, но имеющие одинаковый вектор направленности.
Так, 8лф в ходе позднего онтогенеза медленно, но неуклонно уменьшается; параллельно этому наблюдается возрастное снижение Блф, что согласуется с данными других авторов [2, 4].
Описанные иммуноморфологические сдвиги в ЛУ интегрально отражает динамика ФК, указывающая на ассоциированное с возрастом снижение их иммунной функции. Причём это происходит вследствие как гипоплазии фолликулярного аппарата ЛУ в целом (снижение 8лф), так и гипотрофии отдельно взятых ЛФ (уменьшение Блф).
Более конкретную информацию относительно вопроса, какой именно тип иммунного ответа (гуморальный или клеточный) нарушается в процессе старения организма, даёт анализ изменений таких показателей, как 8кп, SnK, Бгц, ГФИ и ЛК.
Таблица 1.
Возрастные иммуноморфологические параметры лимфоузлов
Г руппа Показатели Коэффициенты (индексы)
8лф 8кп 8пк Блф Игц ФК ГФИ ЛК
I 18,5 2,2 12,2 0,758 0,375 0,71 49,5 1,28
4 5 6 4 5 6 4 5 6 4 5 6 3 4 5 6 2 3 4 5 6 3 4 5 6 4 5 6
II 16,8 2,0 11,2 0,674 0,326 0,58 48,4 1,27
4 5 6 5 6 5 6 4 5 6 4 5 6 1 3 4 5 6 3 4 5 6 4 5 6
III 15,6 2,0 10,3 0,553 0,229 0,45 41,4 1,27
5 6 5 6 5 6 5 6 1 4 5 6 1 2 4 5 6 1 2 4 5 6 4 5 6
IV 13,7 1,6 9,6 0,402 0,146 0,28 36,3 1,22
1 2 6 1 1 6 1 2 6 1 2 3 6 1 2 3 6 1 2 3 6 1 2 3
V 11,7 1,5 8,2 0,341 0,120 0,21 35,2 1,21
1 2 3 1 2 3 1 2 3 6 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
VI 10,2 1,5 6,9 0,280 0,090 0,15 32,1 1,21
1 2 3 4 1 2 3 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
УН 13,7 1,7 9,3 0,456 0,187 0,34 39,9 1,24
Примечание: 1 — статистически значимые различия с гр. I
2 — статистически значимые различия с гр. II
3 — статистически значимые различия с гр. III
4 — статистически значимые различия с гр. IV
5 — статистически значимые различия с гр. V
6 — статистически значимые различия с гр. VI
Таблица 2.
Динамика возрастных иммуноморфологических параметров лимфоузлов
(% в сравнении с группой I)
Г руппа Показатели Коэффициен (индексы' [ТЫ
Sлф S^ Sпк Блф Di-ц ФК ГФИ ЛК
I — — — — — — — —
II -9,2 —9,1 —8,2 —11,1 —13,1 —18,3 —2,2 —0,8
III —7,1 0 —8,0 —17,9 —29,7 —22,4 —14,5 0
IV —12,2 —20,0 —6,8 —27,3 —36,2 —37,8 —12,3 —3,9
V —14,6 —6,2 —14,6 —15,2 —17,9 —25,0 —3,0 —0,8
VI —12,8 0 —15,8 —17,9 —25,0 —28,6 —8,8 0
Например, известно, что с возрастом наблюдается статистически значимое уменьшение размера ГЦ [5; 14]. В нашем материале этот процесс наблюдается уже после 20 лет, но особенно значительно в последующих возрастных группах.
Соответственно этому меняется в сторону уменьшения и величина ГФИ, потому что степень изменений Бщ превышает таковую описанного ранее возрастного снижения Блф (табл. 2).
Так как в ГЦ локализуются главным образом В-лимфоциты, можно обоснованно констатировать, что снижение общей иммунной функции ЛУ в процессе онтогенеза в значительной мере связано с подавлением иммунного ответа гуморального типа [7; 13], то есть с угнетением В-клеточного иммунитета.
С другой стороны, сумма показателей S^ и объективно отражает
морфофункциональное состояние Т-клеточной популяции лимфоцитов ЛУ [11], то есть выраженность иммунного ответа клеточного типа [7, 13].
С возрастом величины обоих указанных параметров снижаются, что находит своё подтверждение в литературе [11; 14]. Причём более заметны изменения S™, динамика этого процесса, как следует из табл. 2, так же аритмична, как и у других количественных параметров, но в целом менее выражена, чем таковая у таких показателей, как, Sлф, Блф и Бщ.
Соотношение численности обеих популяций лимфоцитов ЛУ отражает ЛК. Медленное понижение его значений, ассоциированное
с возрастом, достаточно красноречиво свидетельствует, как и данные табл. 2, об определённом преобладании темпов сокращения в процессе онтогенеза именно В-клеточного пула лимфоцитов. Другими словами, популяция Т-лимфоцитов ЛУ достаточно устойчива к влиянию возрастного фактора. Поэтому КП и ПК в меньшей степени подвержены возрастной инволюции по сравнению с ЛФ [5; 14].
В целом структурные изменения в ЛУ, ассоциированные с возрастом, свидетельствуют о снижении их иммунного потенциала [4].
Таким образом, анализ изменений изученных морфометрических показателей некоторых иммунокомпетентных структур ЛУ указывает на существенное снижение общей иммунной функции последних в процессе позднего онтогенеза главным образом за счёт подавления иммунного ответа гуморального типа вследствие угнетения популяции В-лимфоцитов. Вместе с тем определённую роль играет и некоторое ослабление иммунного ответа клеточного типа, обусловленное пусть небольшим, но достаточно заметным сокращением также и Т-клеточного пула лимфоцитов. В целом обнаруженные изменения соответствующим образом сказываются на состоянии как В-, так и Т-клеточного иммунитета и, следовательно, на уровне адаптационного потенциала организма [16].
Заключение
Таким образом, проведённое морфометрическое исследование функциональной иммуноморфологии ЛУ в возрастном аспекте указывает на значительное снижение уровня их функциональной иммунной активности, развивающееся в процессе позднего онтогенеза.
Обнаруженные структурно-функциональные сдвиги сопровождаются угнетением иммунного ответа как преимущественно гуморального типа, так в некоторой степени и клеточного типа, что отражает соответственно снижение В- и Т-клеточного иммунитета и в целом сокращение адаптационных резервов организма, ассоциированное с возрастом.
Полученные данные, усреднённые и стандартизованные по возрасту, могут
служить показателями УН для последующего изучения функциональной
иммуноморфологии ЛУ в условиях патологии.
Список литературы:
1. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. — М.: Медицина, 1990. — 384 с.
2. Бородин Ю.И. Лимфатическая система и старение // Фундамент. исслед. — 2011. — № 5. — С. 11—15.
3. Волков В.П. К вопросу о морфометрической оценке функциональной
иммуноморфологии лимфоузлов: обзор литературы и новый алгоритм // Universum: Медицина и фармакология: электрон. научн. журн. — 2015. — № 7—8 (19) [Электронный ресурс]. —
URL: http://7universum.com/ru/med/archive/item/2549 (дата обращения: 12.08.2015).
4. Горчакова О.В., Горчаков В.Н. Клеточные популяции функциональных компартментов мезентериальных лимфоузлов на разных этапах онтогенеза и после фитотерапии // Фундамент. исслед. — 2015. — № 1—2. — С. 249—255.
5. Горчакова О.В., Горчаков В.Н. Структурно-функциональный ответ лимфоузла на озоноаппликацию в разные возрастные периоды // Бюлл. СО РАМН. — 2013. — Т. 33, № 6. — С. 117—123.
6. Клиническая иммунология и аллергология / пер. с англ. / под ред. Г. Лолора—мл., Т. Фишера, Д. Адельмана. — М.: Практика, 2000. — 806 с.
7. Клиническая иммунология и аллергология / пер. с нем. — 2-е изд., перераб. и доп. / под ред. Л. Йегера. — М.: Медицина, 1990. — Т. 1. — 528 с.
8. Клюшин Д.А., Петунин Ю.И. Доказательная медицина. Применение статистических методов. — М.: Диалектика, 2008. — 315 с.
9. Коненков В.И., Бородин Ю.И., Любарский М.С. Лимфология. — Новосибирск: Манускрипт, 2012. — 1179 с.
10. Краюшкин А.И., Александрова Л.И., Гончаров Н.И. История кафедры анатомии человека: монография / под ред. проф. В.Б. Мандрикова. — Волгоград, 2010. — 180 с.
11. Сапин М.Р., Этинген Л.Е. Иммунная система человека. — М.: Медицина, 1996. — 301 с.
12. Старение: профессиональный врачебный подход: национальное
руководство / Л.Б. Лазебник, А.Л. Вёрткин, Ю.В. Конев [и др.]. — М.: Эксмо, 2014. — 320 с.
13. Хэм А., Кормак Д. Гистология: пер. с англ. — М.: Мир, 1983. — Т. 2, Гл. 13.Лимфоидная ткань. — С. 191—252.
14. Human lymph node morphology as a function of age and site / P. Luscieti, T. Hubschmid, H. Cottier [et al.] // J. Clin. Pathol. — 1980. — V. 33, N. 5. —
P. 454—461.
15. Isaacson P.G. Normal structure and function of lymph nodes / J.O’D. McGee, P.G. Isaacson, N.A. Wright ^ds.) // Oxford Textbook of Pathology. — Oxford: Oxford Univ. Press, 1992. — Р. 1745—1756.
16. Lymphatic system: morphofunctional consideration / G. Sullustio, C. Giangregorio, L. Cannas [et al.] // Rays. — 2000. — V. 25, N. 4. — P. 419—427.
17. Tosi P., Leoncini L., Kraft R. Morphometry of lymphoid organs in health and disease // Pathol. Res. Pract. — 1984. — V. 179, N. 2. — P. 207—209.
References:
1. Avtandilov G.G. Medical morphometry. Moscow, Medicina Publ., 1990. — 384 p. (In Russian).
2. Borodin Ju.I. The lymphatic system and aging. Fundamental'nye issledovaniia. [Fundamental research], 2011, no. 5, pp. 11—15. (In Russian).
3. Volkov V.P. To the question of the morphometric assessment of functional
immunomorphology of lymph nodes: review of literature and new algorithm. Universum: Meditsina i farmakologiia: elektronnyi nauchnyj zhurnal [Universum: Medicine & pharmacology: electronic scientific journal], 2015, no. 7—8 (19). Available at: http://7universum.com/ru/med/archive/item/2549 (Accessed
12 August 2015). (In Russian).
4. Gorchakova O.V., Gorchakov V.N. The cell population of the functional compartments of mesenteric lymph nodes at different stages of ontogenesis and after herbal medicine. Fundamental'nye issledovaniia. [Fundamental research], 2015, no. 1—2, pp. 249—255. (In Russian).
5. Gorchakova O.V., Gorchakov V.N. Structural and functional response of the lymph node on ozone applications in different age periods. Biulleten' SO RAMN. [Bulletin SB RAMS], 2013, vol. 33, no. 6, pp. 117—123. (In Russian).
6. Lolor-Jr. G., Fisher T., Adelman D., eds. Clinical immunology and allergology. Moscow, Praktika Publ., 2000, 806 p. (In Russian).
7. Jeger L., ed. Clinical immunology and allergology. 2th ed. Moscow, Medicina Publ., 1990, 528 p. (In Russian).
8. Kliushin D.A., Petunin Iu.I. Evidence-based medicine. The application of statistical methods. Moscow, Dialektika Publ., 2008, 315 p. (In Russian).
9. Konenkov V.I., Borodin, Iu.I., Liubarskii M.S. Limphology. Novosibirsk, Manuscript Publ., 2012, 1179 p. (In Russian).
10. Kraiushkin A.I., Aleksandrova L.I., Goncharov N.I. History of the department of human anatomy: monograph. (Ed. by Prof. V.B. Mandrikov). Volgograd, 2010, 180 p. (In Russian).
11. Sapin M.R., Jetingen L.E. The human immune system. Moscow, Medicina Publ., 1996, 301 p. (In Russian).
12. Lazebnik L.B., Vertkin A.L., Konev Iu.V. Aging: a professional medical approach: national text-book. Moscow, Jeksmo Publ., 2014, 320 p. (In Russian).
13. Khem A., Cormack D. Histology. Moscow, Mir Publ., 1983, Vol. 2, Ch. 13. Lymphoid tissue, pp. 191—252. (In Russian).
14. Human lymph node morphology as a function of age and site / P. Luscieti, T. Hubschmid, H. Cottier [et al.] // J. Clin. Pathol. — 1980. — V. 33, N. 5. —
P. 454—461.
15. Isaacson P.G. Normal structure and function of lymph nodes / J.O’D. McGee, P.G. Isaacson, N.A. Wright (eds.). Oxford Textbook of Pathology. — Oxford: Oxford Univ. Press, 1992. — Р. 1745—1756.
16. Lymphatic system: morphofunctional consideration / G. Sullustio, C. Giangregorio, L. Cannas [et al.] // Rays. — 2000. — V. 25, N. 4. — P. 419—427.
17. Tosi P., Leoncini L., Kraft R. Morphometry of lymphoid organs in health and disease // Pathol. Res. Pract. — 1984. — V. 179, N. 2. — P. 207—209.
