CC BY
21
УДК 636.2:591.147.88:612.112
Ключевые слова: лейкоцитоз, лимфоцито-нейтрофильное отношение, фазы полового цикла
Key words: leukocytosis, lymphocytosis-neutrophilic ratio, phase of the sexual cycle
Монгалёв Н.П., Борисенков М.Ф.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ЛЕЙКОЦИТОЗА В ЭСТРАЛЬНОМ ЦИКЛЕ КОРОВ
THE FUNCTIONAL ROLE OF PHYSIOLOGICAL LEUKOCYTOSIS IN COWS ESTRUS CYCLE
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии Уральского отделения РАН,
г. Сыктывкар, Россия
Institute of Physiology, Komi Science Centre, Urals Branch of Russian Academy of Science,
Syktyvkar, Russia.
Монгалёв Николай Петрович, к. б. н., с. н. с.
Mongalev Nikolai, PhD, senior researcher Борисенков Михаил Фёдорович, д. б. н., с. н. с.
Borisenkov Mikhail, Doctor of Science, senior researcher
Аннотация. Повышенное количество лейкоцитов в крови сосудов репродуктивных органов телок и коров находилось в соответствии с уровнем половых гормонов. Проявилась асинхронность в распределении лейкоцитов между яремной и яичниково-маточной венами по периодам эстрального цикла. Минимальные значения лимфо-цито - нейтрофильного коэффициента в крови из яремной вены коров в фолликулиновую стадию цикла соответствуют минимальным значениям лимфоцито - нейтрофильного коэффициента крови в яичниково-маточных венах у животных в течение поздней лютеиновой стадии. Физиологический лейкоцитоз в сосудах репродуктивных органах, по-видимому, способствует поддержанию функциональной активности желтого тела в яичниках у коров перед оплодотворением.
Summary. Increased number of leukocytes in the blood vessels of the reproductive organs of heifers and cows were in compliance with the level of sex hormones. Asynchrony in the distribution of leukocytes between ovarian-uterine veins during the estrous cycle periods was manifested. Minimal value of lymphocyto - neutrophilic index in blood from the jugular vein of cows in follicular stage of the cycle corresponds to the minimal value of lymphocyto - neutrophil ratio in the blood of ovarian-uterine vessels in animals during the late luteal stage. Physiological leukocytosis in vessels of reproductive organs apparently posses maintenance of corpus luteum activity functional in cows ovaries before fertilization.
В формировании структур и функционировании репродуктивных органов у различных видов значительная роль принадлежит иммунной системе. Иммуноциты обеспечивают стерильность полового тракта, селекцию половых клеток, а также процесс оплодотворения и развития плода [5]. Имея рецепторы к половым гормонам, они участвуют в процессе овуляции доминантного фолликула и функционировании желтого тела. Наличие в эозинофилах рецепторов эстрогенов объясняет присутствие этих клеток при формировании желтого тела и их инфильтрацию в ткани матки в предовуляторный период [10]. Определена роль нейтрофильных лейкоцитов в регуляции целостности плодных оболочек [6] и участие моноцитов на ранних стадиях
функциональной регрессии желтого тела в яичнике у коров [9].
Показано, что в крови коров из сосудов яичников и матки по сравнению с яремной веной уровень половых гормонов на 2-3 порядка выше, наряду с многократно увеличенным количеством лимфоцитов, что дало основание обозначить это явление как физиологический лимфоцитоз [1]. В то же время отсутствуют работы по исследованию реактивности иммуноцитов в крови из сосудов репродуктивных органов в течение полового цикла у животных в пубертатный и лактационный периоды.
Целью данной работы явилось определение физиологической значимости лейкоцитоза в распределении функционально разграниченных лейкоцитов у телок и
Результаты и их обсуждение Лейкоциты. В крови из сосудов репродуктивных органов по сравнению с яремной веной у телок и коров отмечали повышение уровня лейкоцитов, уменьшение количества лейкоцитов в крови из сосудов репродуктивных органов в позднюю люте-иновую фазу полового цикла (р<0,05) и их увеличение в позднюю фолликулиновую фазу (р<0,05) (табл. 1).
В крови из яремной вены у телок и коров определилась тенденция к увеличению количества лейкоцитов в позднюю фолли-кулиновую фазу по отношению к ранней и средней лютеиновой фазами цикла (табл. 2, 3).
Таким образом, несмотря на уменьшение содержания лейкоцитов в крови у коров с возрастом, их количество оставалось на высоком уровне в крови яичниково-ма-точных сосудов в течение всех исследуемых периодов полового цикла.
Лимфоциты. Динамика лимфоцитов в разные периоды полового цикла соответствовала таковой общему количеству лейкоцитов (табл.1,2,3). Заметно уменьшилось количество лимфоцитов в крови яичниковых сосудов у животных в позднюю лютеиновую фазу по сравнению с ранней и средней лютеиновой фазами цикла (р<0,05). Это уменьшение сказалось на количестве разных по морфофункци-ональным свойствам субпопуляций лим-
Таблица 1.
Состав клеток белой крови из яичниковых сосудов в зависимости от фазы полового цикла у телок и коров (М±m)
Показатели Лютеиновая фаза Фолликулиновая
ранняя и средняя поздняя фаза (поздняя)
Лейкоциты: 109/л 12,49±0,66 9,59±0,76 + 13,31±1,12 *
лимфоциты, из них: 11,72±0,66 8,19±0,97 + 11,83±0,53 **
средние, 5,79±0,49 3,36±0,18+++ 5,12±0,40**
микро 0,26±0,08 0,04±0,02 + 0,23±0,08 *
нейтрофилы, 0,40±0,06 1,19±0,04 +++ 0,70±0,08 ***
моноциты, 0,18±0,04 0,11±0,04 0,28±0,09
эозинофилы 0,29±0,11 0,04±0,02 + 0,29±0,10 *
лимфоцито-нейтрофильно е отношение 28,30±0,32 6,90±0,21 +++ 16,90±0,36 ***
Примечания: крестиком указана достоверность различий показателей у животных между ранней, средней и поздней лютеиновой фазой: + - р< 0,05; +++- р< 0,001; звездочкой - между поздней лютеиновой и поздней фолликулиновой фазами эстрального цикла: * - р< 0,05; **- р< 0,01; ***- р< 0,001.
коров вблизи источников половых гормонов - в яичниковых и маточных сосудах репродуктивных органов в лютеиновую и фолликулиновую фазы полового цикла.
Материал и методы исследования
Исследования проведены на клинически здоровых телках и коровах холмогорской породы 1-6 отелов (n=21) со средней продуктивностью 4000 кг за лактацию в зимне-весенний период на ферме Коми научного центра УрО РАН. Рацион был сбалансирован по основным питательным веществам с учетом физиологического состояния и уровня молочной продуктивности животных согласно нормам ВИЖа. Длительность полового цикла, протяженностью в среднем 19-21 день, фиксировали как период между двумя овуляциями. Для исследования использовали гепаринизированную кровь, взятую из яремной вены у тёлок и коров 1-6-го отелов, а также из яичниковых и маточных вен у животных того же возраста сразу после их убоя на специальном пункте (n=24) [2]. Лейкоформулу дифференцировали при анализе 300 клеток. Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием пакета прикладных программ Windows (Basic). Достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента при уровнях значимости от 0,05 до 0,001.
Таблица 2.
Состав клеток белой крови из яремной вены в зависимости от фазы полового цикла у телок (М±m)
Показатели Лютеиновая фаза Фолликулиновая фаза (поздняя)
ранняя и средняя поздняя
Лейкоциты: 109/л 8,95±0,43 ▲ ▲▲ 9,65±0,73 10,00±0,64 ▲
лимфоциты 6,63±0,38 ▲ ▲▲ 6,48±0,19 6,43±0,39 ▲ ▲▲
нейтрофилы, 1,71±0,20 ▲ ▲▲ 1,84±0,50 3,49±0,53 °° ▲ ▲▲
моноциты, 0,50±0,13 ▲ 0,36±0,11 0,61±0,17
эозинофилы 0,31±0,07 0,14±0,06 0,20±0,08
лимфоцито-нейтрофильно е отношение 3,90±0,55 ▲ ▲▲ 4,47±1,80 2,01±0,45 ° ▲ ▲▲
Примечания: кружочком указана достоверность различий показателей у животных между ранней, средней лю-теиновой и поздней фолликулиновой фазами: ° - р< 0,05; р< 0,01; под чертой - достоверно по отношению к показателям крови из сосудов репродуктивных органов (табл.1): ▲ - р< 0,05; ▲▲- р< 0,01; ▲▲▲- р< 0,001.
фоидных клеток: средних лимфоцитов (р<0,001) и микролимфоцитов (р<0,05) способных в норме к бласттрансформа-ции. В позднюю фолликулиновую фазу полового цикла по сравнению с поздней лютеиновой фазой количество лимфоцитов у коров вновь увеличилось (р<0,01). С возрастом животных распределение количества лимфоидных клеток по фазам цикла изменялось таким образом, что у телок в позднюю лютеиновую фазу этот показатель сохранялся на одном уровне, тогда как у коров в этот период полового
цикла представлял наибольшую величину (р<0,05).
Нейтрофилы. Количество нейтрофи-лов в крови из яичниковых сосудов меньше, по сравнению с содержанием их в яремной вене телок и коров в разные периоды эстрального цикла (табл. 1,2,3). В крови сосудов репродуктивных органов отмечали их абсолютное увеличение в позднюю лютеиновую фазу (р<0,001) и, напротив, у телок в магистральных сосудах количество нейтрофилов преобладало в позднюю фол-ликулиновую фазу цикла (р<0,001). Умень-
Таблица 3.
Состав клеток белой крови из яремной вены в зависимости от фазы полового цикла у коров (М±m)
Показатели Лютеиновая фаза Фолликулиновая
ранняя и средняя поздняя фаза (поздняя)
Лейкоциты: 109/л 6,62±0,36 ▲ ▲▲ 7,78±0,58 7,76±0,28 ▲ ▲▲
лимфоциты 3,09±0,18 ▲ ▲▲ 4,28±0,52 + ▲ ▲ 3,68±0,20 ▲ ▲▲
нейтрофилы, 2,51±0,08 ▲ ▲▲ 2,44±0,15 ▲ ▲▲ 3,03±0,13 ▲ ▲▲
моноциты, 0,44±0,04 ▲ ▲▲ 0,52±0,07 ▲ ▲▲ 0,57±0,06 ▲
эозинофилы 0,27±0,06 0,49±0,05 ▲ ▲▲ 0,44±0,05
лимфоцито-нейтрофильно е отношение 1,37±0,21 ▲ ▲▲ 1,79±0,22 ▲ ▲▲ 1,25±0,08* ▲ ▲▲
Примечания: звездочкой указана разница между поздней лютеиновой и поздней фолликулиновой фазами эстрального цикла: * - р< 0,05; **- р< 0,01; ***- р< 0,001; под чертой - достоверно по отношению к показателям крови из сосудов репродуктивных органов (табл. 1): ▲ - р< 0,05; ▲▲- р< 0,01; ▲▲▲- р< 0,001.
шение количества нейтрофилов в яичнико-во-маточном кровотоке можно объяснить, по-видимому, тем, что эти клетки, особенно крупные, отличаются чрезвычайно высокой функциональной мобильностью, поскольку они имеют экспрессированные рецепторы к хемокинам, которые секре-тируются эндотелием сосудов и активно мигрируют из кровеносного русла в ткани, обладая наиболее высокой чувствительностью к хемотаксису [3].
Лимфоцито-нейтрофильное отношение. Изменения количества лимфоцитов и нейтрофилов в разные фазы полового цикла в крови сосудов репродуктивных органов и яремной вены у животных не совпадают, что обусловило вариабельность Л/Н отношения (табл. 1-3). Минимальное Л/Н отношение в крови яичниково-маточных вен отмечали в позднюю лютеиновую фазу полового цикла по сравнению с ранней и средней лютеиновой фазой (р<0,001) и его повышение в позднюю фолликулиновую фазу цикла (р<0,001). В крови из яремной вены у телок и коров в позднюю лютеино-вую фазу по сравнению с ранней и средней лютеиновой фазой проявилась тенденция к увеличению Л/Н отношения с последующим уменьшением этого показателя в позднюю фолликулиновую фазу цикла (р<0,05).
Уменьшение Л/Н отношения у телок за 1-2 дня до овуляции и увеличение Л/Н отношения у коров за 4-5 дней до овуляции явились маркерными показателями адекватного взаимодействия иммунной и репродуктивной систем при формировании полноценного эстрального цикла. Время, в течение которого осуществлялся переход от максимального Л/Н отношения к минимальному Л/Н отношению в эстральном цикле животных, может соответствовать длительности фолликулиновой фазы, которая у коров продолжительнее, чем у телок.
Эозинофилы и моноциты. Наибольшее количество эозинофилов и моноцитов в крови яичниковой и яремной вен у телок и коров определяли в раннюю и среднюю лютеиновую фазу полового цикла, а наименьшее - в позднюю лютеиновую (табл. 1-3). В крови из яремной вены телок со-
держание моноцитов выше, чем в крови сосудов репродуктивных органов в раннюю и среднюю лютеиновую фазу (р<0,05), тогда как количество эозинофилов находилось на одном уровне. Количество моноцитов и эозинофилов у животных в сосудах крови репродуктивных органов в позднюю лютеиновую фазу цикла уменьшилось на 39%, тогда как в крови яремной вены на 28 и 14,3% соответственно.
Мобильность эозинофилов и моноцитов, как и нейтрофилов, которые обладают высокой хемотактической чувствительностью [3], находилась в зависимости от уровня половых гормонов. В крови оттекающей от яичника с доминантным фолликулом, где преобладает продукция эстрадиола над прогестероном, наблюдали более высокое содержание моноцитов и эозинофилов [1].
Таким образом, на основании представления об избирательной инфильтрации лейкоцитов в окружающие ткани можно интерпретировать повышение активности лимфоцитов, моноцитов и эозинофилов в позднюю лютеиновую фазу цикла, а ней-трофилов - в крови яичниково-маточных сосудов в фолликулиновую и раннюю и среднюю лютеиновую фазы цикла у телок и коров. Эти изменения соответствовали массовой атрезии фолликулов в позднюю лютеиновую фазу. Поэтому переход эстрогенов из атретических фолликулов в кровь, вероятно, стимулировал пролиферацию клеток белой крови.
В то же время клеточный состав белой крови в яичниково-маточных сосудах изменялся не всегда (строго) в соответствии с гормональной активностью яичников, поскольку, возможно, эндотелий и ткань матки, активированная гормонами, способна выделять факторы (хемоатрактанты) не менее активно влияющие на миграцию лейкоцитов, чем половые стероиды [1]. Определенное значение в распределении лейкоцитарного пула, по-видимому, имел локальный яичниково-маточный кровоток. В среднюю и позднюю лютеиновую фазу цикла кровь текла в сторону яичников, а в фолликулиновую и раннюю лютеиновую фазы - в сторону матки [8].
Поддержание состояния физиологического лейкоцитоза в крови яичниково-маточных сосудов у животных, вероятно, способствовало ускоренному использованию функционально разграниченных клеток белой крови для формирования структуры репродуктивных органов, при этом изменение Л/Н отношения в зависимости от фазы эстрального цикла являлось одним из индикаторов оптимального взаимодействия иммунной и репродуктивной систем.
С началом беременности физиологический лейкоцитоз в крови сосудов репродуктивных органов коров нивелировался [1], что, вероятно, обусловлено избирательной активацией гормональных регуляторов, прямое воздействие которых на органы и ткани иммунной системы обеспечивалось рецепторно-опосредованным путем [7]. В первые дни беременности снижалась реактивность фагоцитарного звена иммунитета также со стороны материнской иммунной системы [6].
При гипофункции яичников физиологический лейкоцитоз отсутствовал, в сосудах репродуктивных органов лейкоцитарный пул в крови по клеточному составу приближался к таковому из яремной вены [1]. Можно предположить, что гипофункция яичников у коров характеризовалась снижением гормонпоэтической функции, то есть отсутствием циклического подъема синтеза гормонов. Нарушение стероидоге-неза происходило, по-видимому, на самом раннем его этапе - в период превращения холестерина в прогненолон, который контролировался лютеинизирующим гормоном гипофиза [4]. Низкая продукция прогестерона и эстрадиола не обеспечивали поддержание высокого уровня лимфоид-ных клеток в крови сосудов яичников и матки, в том числе и достаточной бласт-трансформации, которая характерна для крови коров.
Заключение
Периодичность перераспределения количества функционально разграниченных лейкоцитов в яичниковых и маточных со-
судах репродуктивных органов телок и коров в течение полового цикла реализуется на уровне физиологического лейкоцитоза (лимфоцитоза) обусловленного высоким уровнем содержания в крови половых гормонов.
Сравнительный анализ содержания различных типов лейкоцитов крови из яремной и яичниковой вен у телок и коров показал проявление асинхронности изменения клеточного состава белой крови в зависимости от фазы полового цикла у животных. На основании представления об избирательной инфильтрации лейкоцитов из крови яичниково-маточных сосудов в окружающие ткани можно интерпретировать повышение активности лимфоцитов, моноцитов и эозинофилов и уменьшение активности нейтрофилов при минимальном лимфоцито-нейтрофильном отношении в позднюю лютеиновую фазу цикла у коров.
В крови магистральных сосудов, вдали от гормональных источников, распределение лейкоцитов было иное, закономерность которого проявляется в изменении лимфоцито-нейтрофильного отношения в различные периоды полового цикла. Минимальное лимфоцито-нейтрофильное отношение в фолликулиновой фазе цикла в крови из яремной вены соответствует минимальному лимфоцито-нейтрофильно-му отношению поздней лютеиновой фазе цикла в крови репродуктивных органов у коров. Обнаруженные различия, вероятно, обусловлены изменениями реактивности определенных групп лейкоцитов в условиях близости гормональных источников и особенностью яичниково-маточного кровотока.
Поддержание состояния физиологического лейкоцитоза в яичниково-маточных сосудах, по-видимому, способствовало ускоренному (оптимальному) использованию функционально разграниченных клеток белой крови необходимых для формирования структуры и функционирования репродуктивных органов коров в процессе их подготовки к оплодотворению и плодоношению.
Список литературы
1. Борисенков М.Ф., Монгалёв Н.П. Сравнительный анализ функции репродуктивных органов коровы и самки северного оленя: II. Клеточный состав крови в сосудах репродуктивных органов // Журн. эвол. биохим. и физиол. 2006. Т. 42. № 3. С. 253-256.
2. Буянов А.А., Степанов Г.С., Седова Е.В., Савченко ОН., Борисенков М.Ф. Морфофункцио-нальные тесты послеубойного определения периода полового цикла коров // С.- х. биол. 1991. № 2. С.187-190.
3. Долгушин И.И., Бухарин О.В. Нейтрофилы и гомеостаз. Екатернбург: УрО РАН, 2001. 280 с.
4. Нежданов А.Г., Соловьев Н.А. Половые стероиды в крови коров при гипофункции яичников // Ветеринария, 1988. № 5. С. 41-43.
5. Соколовская И.И., Милованов В.К. Иммунология воспроизведения животных. М.: Колос, 1981. С. 264.
6. Сотникова Н.Ю., Воронин Д.Н. Особенности дифференцировки цитотоксических Т-лимфоцитов
на системном и локальном уровне в динамике ге-стационного процесса // Вестник медицинской академической науки. Екатеринбург, 2010. № 2/1. С. 205.
7. Donald P. McDonnel. Molecular pharmacology of estrogen and progesterone receptors // Menopause Biology and Pathobiology. San Diego-Tokyo: Academic press, 2000. P. 3-11.
8. Ford S.P., Chenault J.R. Blood flow to the corpus luteum - bearing ovary and ipsilateral uterine horn of cows during the oestrous cycle and early pregnancy // J. Reprod Fertil. 1981. Vol. 62. № 2. P. 555-562.
9. Mc Pherson L.A., Murdoch W.J. Localization of stress protein-70 in ovine corpora lutea during prostaglandin induced luteolysis // Prostaglandin. 1993. Vol. 46. № 5. P. 433-440.
10. Valle G.R., Castro A.C.S., Nogueira J.C., Caliari M.V., Graca D.S., Nascimento E.F. Eosinophils and mast cells in the oviduct of heifers under natural and superovulated estrous cycles // Anim. Reprod., 2009. Vol. 6. № 2. P. 386-391.
В издательстве Института Ветеринарной Биологии вышли в свет полноцветные книги:
• «Ультразвуковое и рентгенологическое исследование брюшной полости мелких домашних животных»
Автор - Бушарова Елена Владимировна, ведущий ветврач-терапевт, преподаватель курсов повышения квалификации
• «Патологоанатомическая диагностика болезней собак и кошек»
(допущено МСХ РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Ветеринария») Автор - Кудряшов Анатолий Алексеевич, д. в. н., профессор
Заказать книги можно на сайте издательства www.invetbio.spb.ru
L_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _/
