CC BY
66
МАКРО- И МИКРОМОРФОЛОГИЯ
УДК616-097:621.375.826 Оригинальная статья
кинетика клеточных популяций тимуса под влиянием инфракрасного лазерного излучения
И.О. Бугаева - ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, проректор по общественным связям и воспитательной работе, заведующая кафедрой гистологии, профессор, доктор медицинских наук; А.В. Егорова - ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, ассистент кафедры гистологии, кандидат медицинских наук;
О.В. Злобина — ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, ассистент кафедры гистологии.
KINETIKS OF CELLULAR POPULATIONS UNDER INFLUENCE OF INFRA-RED LOw-POwER LASER Irradiation
1.0. Bugaeva - Saratov State Medical University n.a. V.I. Razumovskiy, Pro-rector of Public Relations and Educational work, Head of Department of Histology, Professor, Doctor of Medical Science; A.V. Egorova — Saratov State Medical University n.a. V.I. Razumovskiy, Department of Histology, Assistant, Candidate of Medical Science, O.V. Zlobina — Saratov State Medical University n.
a. V.I. Razumovskiy, Department of Histology, Assistant.
Дата поступления — 01.12.09 г. Дата принятия в печать — 15.02.10 г. 15.02.10 г.
И.О. Бугаева, А.В. Егорова, О.В. Злобина. Кинетика клеточных популяций тимуса под влиянием инфракрасного лазерного излучения. Саратовский научно-медицинский журнал, 2010, том 6, № 1, с. 23—26.
Исследовано влияние низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения на морфокинетику клеточных популяций тимуса здоровых экспериментальных животных. Установлено, что число тимоцитов коркового вещества тимуса под влиянием низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения стресса снижается, что связано с миграционными процессами и уходом тимоЦитов на другие территории. Проникновение тканевых базофилов в строму тимуса и их контакт с ретикуло-эпителиальными клетками является важным фактором для стимуляции процессов пролиферации и дифференцировки тимоцитов.
Ключевые слова: низкоинтенсивное инфракрасное лазерное излучение, тимус, клеточные популяции.
1.0. Bugaeva, A.V. Egorova, O.V. Zlobina. Kinetiks of cellular populations under influence of infra-red low-power laser irradiation. Saratov Journal of Medical Scientific Research, 2010, vol. 6, № 1, p. 23-26.
The morphokinetiks of cellular populations under the influence of infra-red low-power laser irradiation has been studied. Our researchers evidenced, that the number of cortical thymocytes decreases under the influence of infra-red low-power laser irradiation. Invasion of Mast cells in to the stroma of thymus and their contact with the reticuloepithelio-cytes are the important factors for the stimulation of proliferation and differentiation of thymocytes.
Key words: infra-red low-power laser irradiation, thymus, cellular populations.
Введение. Тимус как орган обнаружен первыми мы, где они включаются в функциональный рецирку-
анатомами эпохи Возрождения. Однако до послед- лирующий пул Т-клеток. Это делает тимус чрезвычай-
него времени роль его в организме оставалась за- но чувствительным к различного рода воздействиям
гадочной. В начале 60-х годов XX века были полу- и, в частности, к лучевым.
чены факты, доказавшие участие тимуса в процессе ИК лазерное излучение обладает высокой прони-
иммуногенеза. По современным представлениям, кающей способностью [4]. Т.о., при облучении перед-
тимус — это центральный орган системы иммуни- ней брюшной стенки мышей, воздействию ИК излу-
тета, контролирующий созревание и функциональ- чения подвергаются все органы и ткани животного.
ную активность лимфоцитов, которые осуществля- В современной научной литературе крайне скудны и
ют иммунный надзор в организме [1, 2]. Тимоциты противоречивы сведения о влиянии низкоинтенсив-
по своим морфологическим свойствам практически ного лазерного излучения на структуру и функции
не отличаются от обычных лимфоцитов и характе- вилочковой железы.
ризуются округлыми ядрами с грубым глыбчатым Целью нашего исследования явилось комплекс-
строением хроматина и небольшим количеством ци- ное изучение морфокинетики тимуса здоровых экс-
топлазмы. Тимус является лимфоэпителиальным ор- периментальных животных под влиянием низкоин-
ганю^ эпителиальная часть которого — стабильная тенсивного инфракрасного лазерного излучения с
имеющая местное происхождение. использованием терапевтического лазерного аппа-
Особенностью тимоцитов является высокая митоти- рата «Узор». Основными параметрами исследуемой
ческая активность и повышенная чувствительность проблемы явились: изучение кинетики клеточных
к действию ионизирующего излучения химических популяций тимуса, измерение относительной массы
канцерогенов и стероидных гормонов. вилочковой железы, подсчет корково-мозгового ин-
лимфоидные элементы (собственно тимоциты) декса в процессе воздействия низкоинтенсивного ла-определяются как транзиторные [3]: их предшествен- зерного излучения на экспериментальных животных. ники мигрируют в тимус из красного костного мозга, Методы. Эксперименты проведены на 570 бе-
а большая часть созревших в тимусе Т-лимфоцитов лых крысах-самцах массой 180-200 г Облучение
мигрирует в периферический отдел иммунной систе- передней брюшной стенки животных проводилось
Ответственный автор — Егорова Анна Валериевна контактно-зеркальным методом при помощи аппара-
410012 г. Саратов, ул. б. Казачья, 112, та АЛТ «Узор», который является полупроводнико-
ГОУ ВПО Саратовским ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава
Тел : (8452) 66-98-05 66-98-04 вым лазерным инжектором на арсениде галлия. Па-
E-mail: AV_Egorova @ BK. RU раметры лазерного излучения, генерируемого этим
аппаратом: длина волны 890 нм импульсная частота 1500 Гц; экспозиция 128 с. Средняя мощность излучения (Р по паспорту прибора) составляла для частоты излучения 1500 Гц - 4 мВт. Плотность энергии излучения на поверхности кожи животного (Е) рассчитывалась по формуле
Е = fPt,
где Е - плотность энергии излучения на поверхности кожи (Дж/см2); f - частота следования импульсов излучения (Гц); t - длительность лазерного импульса (с); p - средняя мощность лазерного излучения (Вт).
Поглощенная доза (W) рассчитывалась по формуле:
W = IT (1 - Kft),
Six
где w - поглощенная (введенная) доза энергии (Дж/см1); x - глубина расположения объекта; i - мощность излучения на данной глубине (Вт) (выбирается из специальных таблиц в зависимости от импульсной воздействующей мощности излучения и глубины расположения объекта); Т - время экспозиции; К - коэффициент отражения кожи для длины волны 890нм (0,38); f - частота следования импульсов излучения (Гц); S - площадь воздействия на поверхность биоткани (см1). В условиях проводимого эксперимента Т = 128 с, f = 1500 Гц, t = 200 x 10-8 c, S = 6 см, плотность энергии на поверхности кожи для частоты 1500 Г ц составила 12,6х10-3 Дж/см2. Облучение животных проводилось ежедневно в течение 10 дней (10 сеансов).
Группу контрольных животных составили 80 крыс-самцов линии Вистар массой 180-200 г, что соответствует возрасту около 3-х месяцев.
Для гистологических и гистохимических исследований выделенный у животных тимус фиксировали в 7% нейтральном формалине. После стандартной гистологической проводки в спиртах возрастающей концентрации материал просветляли в ксилоле и за-
ливали в парафин. Серийные срезы тимуса толщиной 5-7 мкм окрашивали:
- гематоксилином-эозином (для подсчета клеточных элементов);
- толуидиновым синим (для выявления метахро-мазии тучных клеток).
Подсчет клеточных элементов (малых, средних, больших лимфоцитов, плазмоцитов, тучных клеток, иммунобластов) проводили в различных функциональных зонах тимуса стандартным методом при увеличении 200,400,900,1350 с использованием специализированной морфометрической сетки (Автандилов ГГ, 1972, 1992) в 10 полях зрения на условной единице площади (6400 мкм1). Фотосъемка гистологических препаратов проводилась с помощью цифровой фотокамеры SCOPETEK DCM 35 с программой обработки изображений MiniSee 2.0.
Результаты. При измерении относительной массы вилочковой железы облученных животных во все сроки наблюдения существенных изменений, по сравнению с контролем, выявлено не было. Подсчет корковомозгового индекса выявил некоторое снижение этого показателя через сутки после 1-го сеанса облучения с тенденцией к его увеличению на 3-и сутки опыта. На 7-е (7 сеансов облучения) и 15-е (спустя 5 дней после окончания облучения) сутки наблюдалось увеличение корково-мозгового индекса (табл. 1).
К 21-м суткам данный показатель приближался к контрольному и оставался таковым до 30-х суток наблюдения.
Морфокинетика клеточных элементов тимуса характеризовалась незначительным угнетением лим-фоцитопоэза в корковом веществе в 1-е и 3-и сутки наблюдения: количество малых лимфоцитов составило, соответственно, 120,0±4,4 и 115,4±3,06 (при 144,6±3,1 в контроле, p<0,01). Уменьшалась плотность расположения тимоцитов, что было наиболее заметно в субкапсулярной зоне, где обнаруживались
Таблица 1
Значения корково-мозгового индекса в тимусе мышей после воздействия НИЛИ (М±т)
Контроль ИК лазерное облучение (сутки эксперимента)
1 3 7 15 21 30
2,05±0,09 1,2±0,09* 3,1±0,1* 3,3±0,08* 2,9±0,09* 1,95±0,06 2,0±0,1
Примечание: * - различия достоверны по сравнению с контролем (p<0,05).
Таблица 2
Количественная динамика тимоцитов в корковом веществе вилочковой железы экспериментальных животных
при облучении ИК лазером. (абс.число/ед.площади, М±т)
Группы Название клеточных элементов
сутки эксперимента Малые Средние Бласты
Контроль 144,6±3,1 17,2±0,8 4,8±0,3
24 часа после первого сеанса (1 сутки эксперимента) 120,0±4,4* 8,3±0,5* 2,1±0,9
3 сутки 115,4±3,06* 10,3±0,8* 6,5±0,1
Облучение 7 сутки 149,4±4,3 26,7±0,9* 8,6±0,3*
15 сутки 150,6±3,6 19,4±1,1 7,1±0,2
21 сутки 145,2±4,1 17,9±0,7 4,9±0,8
30 сутки 144,6±3,1 17,2±0,8 4,8±0,3
Примечание: * - различия достоверны по сравнению с контролем (p<0,05).
единичные тучные клетки с признаками дегрануляции (рис. 1). Угнетение сменялось выраженным усилением пролиферативной активности корковых тимоцитов на 15-е сутки: число малых лимфоцитов составило 154,1±3,6 (при 144,6±3,1 в контроле, р<0,01). Эта тенденция отчетливо проявлялась в наиболее репродуктивной подкапсульной зоне тимуса. Клеточность в этой области увеличивалась, тканевые базофилы сохраняли нетипичную локализацию, оставаясь в субкапсулярной зоне (рис. 2). Эпителиальные клетки на гистологических препаратах были гипертрофированы, в некоторых из них отмечались фигуры митоза.
В кортико-медуллярной зоне на 3-7-е сутки облучения выявлялись признаки активации тимоцитов в виде увеличения размеров, вплоть до бластной трансформации. Иммунобласты составляли 6,5±0,1 на 3-и сутки и 8,6±0,3 - на 7-е сутки (при 2,1±0,09 в контроле, р<0,01). Эти показатели приближались к контрольным на 21-е и 30-е сутки (табл. 2).
Мозговое вещество тимуса, в первые сутки наблюдения, содержало большее по сравнению с контролем количество средних и малых тимоцитов, что указывает на усиление процессов миграции зрелых клеток в мозговое вещество уже через 24 ч после первого сеанса облучения.
В последующие сроки эксперимента отмечалась тенденция к нарастанию интенсивности дифферен-цировки и миграции тимоцитов в мозговое вещество. С 7-х по 15-е сутки содержание мозговых тимоцитов было максимальным. В дальнейшем число малых лимфоцитов этой зоны нормализовалось, а уровень средних лимфоцитов оставался существенно выше контрольного.
Содержание тканевых базофилов увеличивалось спустя 24 ч после первого сеанса облучения, нарастало на 3-и и 7-е сутки. Гипертрофированные тучные клетки с признаками дегрануляции в эти сроки наблюдения обнаруживались в паренхиме тимуса в подкапсульной зоне и хорошо выявлялись при окрашивании толуидиновым синим, а также метиловым зеленым и пиронином по Браше.
В последующие дни исследования количество этих клеточных форм заметно снижалось (ниже контрольного показателя) к 15-м суткам эксперимента. Восстановление содержания тканевых базофилов происходило к 30-м суткам наблюдения (табл. 3).
Обсуждение. Таким образом, низкоинтенсивное ИК лазерное излучение оказывает выраженное влияние на клеточный состав паренхимы и стромы тимуса. Обнаруженное нами на 3-и сутки эксперимента уменьшение клеточности тимуса может являться следствием активации под влиянием НИЛИ стресс-реализующих систем и включения механизмов общего адаптационного синдрома [5]. Возникающая при этом стимуляция структур гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы приводит к освобождению глюкокортикоидов, которые уменьшают количество тимоцитов в корковом веществе тимуса [3, 6]. Одна-
Рис. 1. Тучные клетки тимуса с выраженными признаками дегрануляции (7-е сутки лазерного воздействия). Мазок отпечаток. Окр. по Романовскому-Гимза. 0б.90, ок. 15
Рис. 2. Тучные клетки в субкапсулярной зоне тимуса (1-3и сутки облучения). Окр. метиовый зеленый, пиронин.
Об.90, ок.15
ко, исследования последних лет [7], показывают, что клеточный состав тимуса на фоне воздействия стрессоров различной природы (звук, вибрация, введение вакцин, помещение в электромагнитное поле) претерпевает самые разнообразные изменения, трактовка которых неоднозначна. В соответствии с представлениями авторов, эти изменения носят фазный характер и касаются всех ростков, а также ретикулоэпите-лиальной стромы. Одним из наиболее характерных моментов при этом является накопление в ткани тимуса широкоплазменных лимфоцитов с повышенной пиронинофилией цитоплазмы. Одновременно наблюдаются изменения, характеризующие некоторые подвижки в метаболических процессах. Число тимоцитов коркового вещества тимуса на ранних этапах стрес-
Таблица 3
Динамика содержания тканевых базофилов в мозговом веществе тимуса при облучении ИК лазером (абс.число/ед.площади, М±т)
Контроль ИК лазерное облучение (сутки эксперимента)
3,7±0,1 Примечание: * - разли 1 4,4±0,2* чия достоверны по 3 5,3±0,09* сравнению с контр 7 5,8±0,08* олем (p<0,05). 15 1,4±0,1* 21 2,2±0,1* 30 3,6±0,3
са снижается, однако традиционная интерпретация этого явления, как следствия разрушения тимоцитов под действием выраженной концентрации кортизона, вряд ли соответствует действительности: количество клеточного детрита, обнаруженного в ткани тимуса в свободном либо захваченном макрофагами состоянии, явно не пропорционально масштабам явления. По мнению авторов [7], речь идет, скорее всего, о миграционных процессах и об уходе тимоцитов на другие территории. Мы в своей работе придерживаемся аналогичной точки зрения.
Известно, что взаимодействие созревающих лимфоцитов с ретикулоэпителиальными клетками служит условием процесса положительной селекции тимоцитов, их дифференцировки и миграции [3]. Описанная морфологическая картина тимуса при лазерном воздействии согласуется с имеющимися в литературе сведениями о стимулирующем влиянии ИК лазерного излучения на генетический аппарат лимфоидных клеток, а также выработку ретику-лоэпителиальными клетками тимических гормонов (тимозина-Та, тимулина) [6]. Принимая во внимание заметное увеличение частоты встречаемости фигур митоза в клетках лимфоидного ряда, бласты и большие лимфоциты, очевидно, представляют собой клетки, вышедшие в цикл под влиянием экзогенного стимула (НИЛИ). Это может быть связано с выработкой клеточными элементами тимуса ростовых факторов, в том числе тимозина, в ответ на воздействие ИК лазерным светом.
Эффект лазерного воздействия является обратимым: на 15-е сутки исследования отмечается восстановление клеточности тимуса, сопровождающееся угнетением процессов бласттрансформации и дифференцировки тимоцитов, что, по-видимому, обусловлено уменьшением активности ретикулоэ-пителиальных клеток в отношении продукции цито-кинов и тимических гормонов спустя неделю после окончания сеансов облучения.
Весьма распространенным является мнение о пребывании тучных клеток исключительно в капсуле и соединительнотканных прослойках тимуса. Вместе с тем нами установлено, что на 3-и и 7-е сутки после начала облучения ИК лазером тучные клетки обнаруживаются также в субкапсулярной зоне долек тимуса (рис. 1). При этом имеют место тесные контакты
субкапсулярных тимоцитов и тканевых базофилов. В самих тучных клетках отмечаются явления гипертрофии и отчетливые морфологические признаки дегрануляции. Эти результаты позволяют предположить, что проникновение тканевых базофилов в строму тимуса и их контакт с ретикулоэпителиальными клетками, наблюдаемые при воздействии низкоинтенсивного ИК лазерного излучения, являются важными факторами для стимуляции процессов пролиферации и дифференцировки тимоцитов.
Заключение.
1. Ежедневное транскутанное облучение экспериментальных животных низкоинтенсивным лазерным светом в течение 30 дней приводит к выраженным изменениям клеточного состава тимуса;
2. Изменение клеточного состава тимуса под влиянием инфракрасного лазерного излучения имеет определённую временную динамику: на 3-и сутки эксперимента клеточность тимуса уменьшается, отмечается миграция клеток из коркового вещества в мозговое, с 7-го по 15-й сеанс облучения содержание мозговых тимоцитов максимально увеличивается. К 30 сеансу происходит восстановление клеточности тимуса.
3. При курсовом инфракрасном лазерном облучении после начального повышения, снижается содержание тучных клеток в корковом веществе.
Библиографический список
1. Бернет, Ф. Клеточная иммунология / Ф. Бернет - М.: Мир, 1971. - 243 с.
2. Хавинсон, В.Х. Иммуномодулирующее действие факторов тимуса в патологии / В.Х. Хавинсон, В.Г. Морозов // Иммунология, 1984. - №5. - С. 28-31.
3. Ярилин, А.А. Тимус как орган эндокринной системы / А.А. Ярилин, И.М. Беляков // Иммунология, 1996. - №3. -С. 4-10.
4. Козлов, В.И. Лазеротерапия / В.И. Козлов, В.Н. Буйлин.
- М.: Медицина, 1993. - 149 с.
5. Применение низкоинтенсивного лазерного излучения в качестве физического адаптогена при действии на организм стрессорных факторов / Г.Е. Брилль, Т.П. Романова, О.В. Прошина, Т.А. Беспалова - Саратов, 1998. - 123 с.
6. Роль цитокинов и других метаболических факторов в механизме инволюции тимуса / Е.П. Киселева, РП. Огурцова, А.Н. Суворов и др. - СПб., 2002. - 74 с.
7. Кузник, Б.И. Иммуногенез, гемостаз и неспецифическая резистентность организма/ Б.И. Кузник, Н.В. Васильев, Н.Н. Цыбиков - М.: Медицина, 1989. - 280 с.
УДК(312):611.08:611.121 Оригинальная статья
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСУДИСТОГО РУСЛА СЕРДЦА
А.А. Коробкеев - ГОУВПО Ставропольская государственная медицинская академия Росздрава, заведующий кафедрой нормальной анатомии, профессор, доктор медицинских наук; О.Ю. Лежнина - ГОУ ВПО Ставропольская государственная медицинская академия Росздрава, доцент кафедры нормальной анатомии, кандидат медицинских наук; М.А. Басаков
- ГОУ ВПО Ставропольская государственная медицинская академия Росздрава, очный аспирант кафедры нормальной анатомии; О.Н. Астахова - ГОУ вПо Ставропольская государственная медицинская академия Росздрава, очный аспирант кафедры нормальной анатомии; И.И. Федько - ГОУ ВПО Ставропольская государственная медицинская академия Росздрава, соискатель кафедры нормальной анатомии; Н.В. Нейжмак - ГОУ ВПО Ставропольская государственная медицинская академия Росздрава, очный аспирант кафедры нормальной анатомии.
СONTEMPORARY METHODS OF INVESTIGATION OF HEART BLOODSTREAM
A.A. Korobkeev - Stavropol State Medical University, Head of Department of Normal Human Anatomy, Professor, Doctor of Medical Science; O.Yu. Lezhnina - Stavropol State Medical University, Department of Normal Human Anatomy, Assistant Professor; M.A. Basakov - Stavropol State Medical University, Department of Normal Human Anatomy, Post-graduate; O.N. Astakhova
- Stavropol State Medical University, Department of Normal Human Anatomy, Post-graduate; I.I. Fedko - Stavropol State Medical University, Department of Normal Human Anatomy, Post-graduate; N.V. Neyzhmak - Stavropol State Medical University, Department of Normal Human Anatomy, Post-graduate.
Дата поступления — 24.12.09 г. Дата принятия в печать — 15.02.10 г.
А.А. Коробкеев, О.Ю. Лежнина, М.А. Басаков, О.Н. Астахова, И.И. Федько, Н.В. Нейжмак. Современные методы исследования сосудистого русла сердца. Саратовский научно-медицинский журнал, 2010, том 6, № 1, с. 26-28.
