Механизмы регуляции клеточных реакций в очаге асептического воспаления Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Топольницкий Евгений Богданович — к.м.н., докторант, заведующий отделением,

634050, г. Томск, Московский тракт, 2, ГОУ ВПО СибГМУ, кафедра госпитальной хирургии. тел (3822) 417570, Дамбаев Георгий Цыренович — д.м.н., профессор, член-корреспондент РАМН, заведующий кафедрой.

© СЕРЕБРЕННИКОВА С.Н., СЕМИНСКИЙ И.Ж., КЛИМЕНКОВ И.В., СЕМЕНОВ Н.В. — 2012 УДК 612.014:616-021.4-002

МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ КЛЕТОЧНЫХ РЕАКЦИЙ В ОЧАГЕ АСЕПТИЧЕСКОГО ВОСПАЛЕНИЯ

Светлана Николаевна Серебренникова1, Игорь Жанович Семинский1,

Игорь Викторович Клименков2, Николай Владимирович Семенов1 ('Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра патологии с курсом клинической иммунологии и аллергологии, зав. — д.м.н., проф. И.Ж. Семинский, кафедра нормальной физиологии, зав. — д.м.н., проф. Л.И. Корытов; 2Лимнологический институт СО РАН, директор — д.х.н., акад. РАН М.А. Грачев, отдел «Ультраструктуры клетки», зав. — д.б.н. Е.В. Лихошвай)

Резюме. В статье представлены основные показатели клеточных фаз асептического воспаления с определением концентраций интерлейкина-1^, интерлейкина-10, кортизола и тиреоидных гормонов. Выявлено, что в очаге асептического воспаления происходит последовательная смена клеточных популяций, и к 20 суткам процесс воспаления завершается образованием плотной соединительнотканной капсулы. ИЛ-ip, ИЛ-10, кортизол осуществляют регуляцию клеточных процессов в очаге воспаления. При асептическом воспалении лейкоцитарная фаза протекает в течение 1 суток, макрофагическая — 2-3 суток, фибробластическая — 3-20 суток от момента повреждения.

Ключевые слова: асептическое воспаление, интерлейкины, гормоны, регуляция.

THE REGULATORY MECHANISMS OF CELLULAR REACTIONS IN EXPERIMENTAL ASEPTIC INFLAMMATION

S. Serebrennikova1,1. Seminsky1,1. Klimenkov2, N. Semenov1 (Irkutsk State Medical University; 2Institute of Limnology SB RAS, Irkutsk)

Summary. The basic characteristics of cellular phases of aseptic inflammation with indication of concentrations of interleukin-ip, interleukin-10, cortisol and thyreoid hormones have been presented. It has been established that in the focus of aseptic inflammation the consecutive change in cellular populations takes place and by 20th days the inflammatory process is completed by the formation of dense connective capsule. IL-1 p, IL-10, cortisol regulate cellular processes in the area of inflammation. The aseptic inflammation has leukocytic phase during 1 day, macrophage’s phase — 2-3 days, fibroblastic phase — 3-20 days from the time of damage.

Key words: aseptic inflammation, interleukins, hormones, regulation.

В организме человека и животных существует система защитных реакций, направленных на сохранение его генетической индивидуальности [3]. Воспаление является универсальной защитно-приспособительной компенсаторной реакцией, развивающейся в ответ на повреждение [1, 6] и относящейся к филогенетически старейшим типам защитных реакций организма [2]. Воспаление является адаптивным и индуктивным процессом, зависящим от суммы клеточных и гуморальных факторов, многие из которых продуцируются заново, в ответ на действие воспалительных стимулов. Их образование требует активной работы клеток, которая проявляется в синтезе молекул, направленных на возбуждение, развитие и купирование воспалительной реакции [4].

Целью настоящей работы явилось изучение основных показателей клеточных реакций в очаге экспериментального асептического воспаления и механизмов их регуляции.

Материалы и методы

Исследования проведены на 120 беспородных белых крысах-самцах массой 180-220 г в осенне-зимний период. Асептическое воспаление у животных, находящихся под легким эфирным наркозом, моделировали путем имплантации под кожу бедра диффузионной камеры собственной конструкции (патент №5030684(010989) от 04.03.1992), заполненной физиологическим раствором. Диффузионные камеры были изготовлены из ми-липорового фильтра ^УЫРОР, Чехия) размером 1х3 мм, объемом 2,5 мм3 с диаметром пор 0,3-0,5 мкм. У крыс производился забор образцов тканей с камерами, бралась кровь из хвостовой вены через 12 ч, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 30, 60 суток от начала воспаления. В течение

первых 5 суток воспалительного процесса у животных осуществлялся забор крови для определения цитокинов и гормонов с помощью иммуноферментного метода исследования. Группу сравнения составили 10 здоровых интактных белых крыс-самцов.

В очаге воспаления вокруг камер на светооптическом уровне при помощи окуляра-микрометра и сетки Автандилова морфологически оценивали динамику клеточных реакций. Количественно регистрировали толщину лейкоцитарного вала вокруг стенки камеры, концентрацию клеток в вале, соотношение клеточных популяций, толщину фибробластической капсулы вокруг лейкоцитарного вала, число слоев фибробластов, концентрацию фибробластов в капсуле. Степень зрелости фибробластической капсулы определяли при окраске препаратов по методу Ван-Гизон (выявление коллагеновых волокон).

У животных определяли уровень ключевых цитокинов: провоспалительного-интерлейкина-lß, противовоспалительного интерлейкина-10 через 12 ч, 1, 2, 3, 5 сутки от начала воспалительного процесса с помощью иммуноферментного анализа. Для определения цито-кинов у крыс использовались тест-наборы австрийского производства «Rat IL-1ß ELISA BMS630» и «Rat IL-10 ELISA BMS629» (Bender MedSystems, Vienna, Austria). Концентрации кортизола и тироксина исследовались с помощью наборов реагентов ООО «Алькор-Био» (Санкт-Петербург, Россия) для иммуноферментного исследования.

Работа проводилась с учетом требований Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в научных целях, и была одобрена этическим комитетом ИГМУ.

Полученные данные обработаны параметрическими методами вариационной статистики, используемыми

для нормального распределения в биологии и медицине [5, 7]. Для показателей определялись среднее арифметическое (X), среднее квадратичное отклонение (s). Для исследования силы взаимосвязей показателей вычислялись параметрические коэффициенты корреляции (г) при р<0,05. Обработка результатов производилась с помощью пакета компьютерных программ BioStat, Microsoft Excel 2003, 2007 для Windows XP.

Результаты и обсуждение

По нашим данным, воспалительный процесс, вызванный введением диффузионных камер, заполненных физиологическим раствором, протекает по законам острого асептического воспаления. В течение первых суток вокруг стенок камер формируется лейкоцитарный вал толщиной 150±8 мкм с плотностью клеток 28±4 на 1000 мкм2 с преобладанием нейтрофилов, соотношение нейтрофил:макрофаг=75%:25%. Нейтрофилы интенсивно захватывают продукты разрушенных тканей. В этот же срок происходит массовый аутолиз нейтрофилов вследствие незавершенного фагоцитоза. В периферической крови регистрируется незначительный нейтро-филез. В отдаленной от очага воспаления зоне имеются незначительная сосудистая реакция, признаки стаза и гиперемии, дилатация капилляров и венул, краевое стояние лейкоцитов, периваскулярная инфильтрация. Встречаются тучные клетки в стадии дегрануляции. На 2-3 сутки воспалительного процесса, вызванного имплантацией камер с физиологическим раствором, происходит уменьшение толщины лейкоцитарного вала вокруг стенок камер до 62±6 мкм. В нем начинают преобладать макрофаги, которые активно фагоцитируют нейтрофильный детрит, очищая зону повреждения и подготавливая ее к дальнейшему фиброзированию. Сосудистая реакция снижается, лейкоцитарная формула приходит к норме. Ультраструктура макрофагов соответствует их высокой функциональной активности. В периферической зоне происходит накопление малодифференцированных фибробластов. Начиная с 3 суток воспалительного процесса происходит постепенное замещение макрофагов в лейкоцитарном вале на фибробласты, которые формируют соединительнотканную капсулу вокруг стенок камер. К 10 суткам толщина фибробластической капсулы становится максимальной и составляет 100± 15 мкм. Она состоит из 8-10 слоев фи-бробластов, синтезирующих коллаген и гликозамино-гликаны. В дальнейшие сроки наблюдения происходит организация фибробластической капсулы: уменьшается ее толщина до 50±7 мкм, фибробласты превращаются в фиброциты, снижается их синтетическая активность, внутрь капсулы прорастают новые капилляры (табл.1).

Через 12 ч после введения камер с физиологическим раствором содержание интерлейкина-1^ (ИЛ-ф) в плазме крови животных составляло 1,7±0,4 пг/мл. Затем происходило закономерное падение уровня ИЛ-1р, содержание которого через 1 сутки составляло 1,15±0,2, через 2 суток-0,8±0,2 пг/мл. Начиная с 3 суток ИЛ-1^ в плазме крови не определялся. Содержание интерлейкина-10 (ИЛ-10) через 12 ч после введения камер с физиологическим раствором в плазме крови животных снижался относительно фоновых показателей и составлял 3,6±0,6 пг/мл, затем уровень ИЛ-10 медленно повышался, однако к 5 суткам не достигал фоновых показателей (1 сутки-10,3±1,4; 2 сутки-13,1±1,7; 3 сутки-15,2±1,6; 5 сутки-15,6±3,2 пг/мл).

Подъем уровня кортизола в плазме крови животных, по сравнению с фоновыми показателями, до 47,8±11,6 нмоль/л регистрировался через 12 ч после имплантации камер с физио-

логическим раствором. Затем концентрация кортизола плавно снижалась к 5 суткам: 1 сутки-39,2±10,7, 2 сутки-40,9±8,5, 3 сутки-34,2 ±7,2, 5 сутки-28±5,6 нмоль/л.

Через 12 ч у животных с асептическим воспалением уровень тироксина в плазме крови животных составлял 89,1±10,9 нмоль/л. Через 1 сутки после начала воспаления регистрировался незначительный подъем уровня тироксина до 93,5±16,4 нмоль/л. Через 2 суток концентрация гормона падала до 65,3±7,9 нмоль/л. Затем наблюдался подъем содержания тироксина: на 3 сутки его концентрация составляла 86,6±12,9, на 5 сутки-104±13,6 нмоль/л.

Через 12 ч после моделирования воспалительного процесса у животных уровень свободного тироксина (свободный Т4) был равен 15,2±1,3 пкмоль/л. Через 1 сутки регистрировалась максимальная концентрация

свободного Т4, которая составляла 18,9±1,6 пкмоль/л. Через 2 суток после начала воспаления наблюдалось падение уровня свободного Т4 до 12,2±2,4 пкмоль/л. В дальнейшем концентрация свободного Т4 возрастала и составляла: на 3 сутки-16±2,2, на 5 сутки-14,9±0,6 пкмоль/л (табл. 2).

Фоновые показатели определяемых регуляторных веществ в плазме крови регистрировались у здоровых интактных крыс и составляли: ИЛ-1^-0 пг/ мл, ИЛ-10-22,9±4,3 пг/мл, кортизол-37,2±3,2 нмоль/л, тироксин-73,3±16,7 нмоль/л, Т4 свободный-12,4±2,6 пкмоль/л.

С 12 ч после имплантации крысам диффузионных камер с физиологическим раствором наблюдалась антагонистическая картина в уровнях ключевых цитокинов: ИЛ-1Р снижался, ИЛ-10, наоборот, концентрацию увеличивал. Можно предположить, что такая взаимосвязь между ведущими про- и противовоспалительным цито-кинами при остром асептическом воспалении является оптимальной для своевременного разрешения воспалительного процесса. При моделировании нами асептического воспаления у крыс зарегистрирован максимум уровня кортизола в плазме крови на срок 12 ч от начала воспалительного процесса с последующим снижением до фоновых показателей. На этот же срок имелся самый высокий уровень ИЛ-1Р в плазме крови экспериментальных животных, следовательно, можно предположить, что продукция данного цитокина индуцировала синтез кортизола. В дальнейшем, по-видимому, проявилось ингибирующее действие глюкокортикоидов на образование ИЛ-1, который через 3 суток от момента имплантации камер в плазме крови крыс уже не обна-

Таблица 2

Концентрации ИЛ-1р, ИЛ-10, кортизола, тироксина и свободного тироксина в плазме крови крыс с асептическим воспалением (п=60)

Срок воспаления Интерлейкин-1 р, пг/мл Интерлейкин-10, пг/мл Кортизол, нмоль/л Тироксин, нмоль/л Свободный тироксин, пкмоль/л

фон 0 22,9±4,3 37,2±3,2 73,3±16,7 12,4±2,6

12 часов 1,7±0,4 3,6±0,6 47,8±11,6 89,1±10,9 15,2±1,3

1 сутки 1,15±0,2 10,3±1,4 39,2±10,7 93,5±16,4 18,9±1,6

2 сутки 0,8±0,2 13,1±1,7 40,9±8,5 65,3±7,9 12,2±2,4

Таблица 1

Показатели клеточных реакций в очаге асептического воспаления (n=90)

Срок воспаления Толщина лейкоцитарного вала, мкм Толщина макрофагического вала, мкм Толщина фибробластической капсулы, мкм

12 часов 84±3,5 - -

1 сутки 150±8 - -

2 сутки - 100±12 -

3 сутки - 62±6 25±4

5 сутки - - 46±5

7 сутки - - 68±9

руживался. Иная картина наблюдалась со стороны ИЛ-10 и кортизола. По нашему мнению, усиленное образование кортизола привело к активации синтеза этого противовоспалительного цитокина, концентрация которого в плазме крови стала увеличиваться с момента максимального уровня глюкокортикоида у экспериментальных животных.

Корреляционный анализ между показателями клеточных реакций в очаге асептического воспаления и содержанием в плазме крови интерлейкинов и гормонов показал, что толщина лейкоцитарного вала зависит от уровня ИЛ-1Р (г=0,6; р<0,05), толщина фибробласти-ческой капсулы взаимосвязана с уровнем ИЛ-10 (г=0,7; р<0,05). ИЛ-1Р и ИЛ-10 являются антагонистами (г=-0,9; р<0,05). Чем выше уровень кортизола, тем меньше толщина фибробластической капсулы (г=-0,9; р<0,05).

Со стороны тиреоидных гормонов при моделировании нами асептического воспалительного процесса значимых изменений и взаимосвязей зарегистрировано не было.

Таким образом, в очаге асептического воспаления происходит последовательная смена клеточных популяций, которые оптимально выполняют свои функции, и к 20 суткам процесс воспаления завершается образованием плотной соединительнотканной капсулы, которая обеспечивает полную изоляцию инородного тела от прилегающих тканей. ИЛ-1р, ИЛ-10, кортизол осуществляют регуляцию формообразовательных процессов в очаге воспаления. При асептическом воспалении лейкоцитарная фаза протекает в течение 1 суток, макрофа-гическая-2-3 суток, фибробластическая-3-20 суток от момента повреждения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Куликова A.H. Роль воспаления в атерогенезе при сахарном диабете. // Цитокины и воспаление. — 2007. — Т.6, №3. — С.14-20.

2. Лысикова М., Вальд М., Масиновски 3. Механизмы воспалительной реакции и воздействие на них с помощью проте-олитических энзимов. // Цитокины и воспаление. — 2004. — Т. 3, № 3. — С. 48-53.

3. Майборода A.A., Кирдей Е.Г., Семинский И.Ж., Цибель Б.Н. Учебное пособие по общей патологии. Иммунный ответ, воспаление. 2-е изд., доп. — М.: МЕДпресс-информ, 2006. — 112 с.

4. Маянский A.H., Маянский H.A., Заславская М.И.

Нуклеарный фактор-кВ и воспаление. // Цитокины и воспаление. — 2007. — Т. 6, № 2. — С. 3-9.

5. Платонов А.Е. Статистический анализ в медицине и биологии: задачи, терминология, логика, компьютерные методы. — М.: Издательство РАМН, 2000. — 52 с.

6. Семинский И.Ж. Закономерности развития разных форм воспаления // Вестник ИрГТУ — 2003. — № 2 (14). — С. 54-58.

7. Спрейс И.Ф., Алферова М.А., Михалевич И.М., Рожкова Н.Ю. Основы прикладной статистики (использование Excel и Statistica в медицинских исследованиях): Учебное пособие. — Иркутск: ИГИуВ, 2006. — 71 с.

Информация об авторах: 664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания, 1, ИГМУ, кафедра патологии с курсом клинической иммунологии и аллергологии, тел. (3952) 24-07-65, e-mail: swetlannik@rambler.ru; Серебренникова Светлана Николаевна — ассистент, Семинский Игорь Жанович — заведующий кафедрой, д.м.н., профессор , e-mail: igorsemin59@mail.ru; Клименков Игорь Викторович — старший научный сотрудник, к.б.н., доцент, 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3, ЛИН СО РАН, отдел «Ультраструктуры клетки», тел. (3952) 423280, e-mail: iklimen@mail.ru; Семенов Николай Владимирович — старший преподаватель, к.м.н., доцент

© АГЗАМОВ Р.Ш., ТРИФОНОВА Э.В. — 2012 УДК 616.366-003.7-089

ДРОБЛЕНИЕ КАМНЕЙ В ЖЕЛЧНОМ ПУЗЫРЕ. НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ И ОТДАЛЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Рольвер Шарипович Агзамов1, Элла Викторовна Трифонова2 ('МСЧ ОАО «Татнефть» и г. Альметьевска, Альметьевск, гл. врач — к.м.н. М.Х. Закирзянов; 2Казанская государственная медицинская академия, ректор — д.м.н., проф. К.Ш. Зыятдинов)

Резюме. В статье представлены непосредственные и отдаленные результаты лечения 67 больных желчнокаменной болезнью экстракорпоральной ударно-волновой литотрипсией (ЭУВЛ). Лечение проведено 62 женщинам и 5 мужчинам с давностью заболевания от 2 до 7 лет. Положительный результат достигнут в 95% случаях. При проведении ЭУВЛ осложнения, связанные с влиянием ударных волн на ткани и органы, не зарегистрированы. Однако спустя 3-10 лет после ЭУВЛ отмечен рецидив камнеобразования у 59% пациентов, не принимавших препараты урсодеоксихолевой кислоты.

Ключевые слова: желчнокаменная болезнь, литотрипсия, непосредственные и отдаленные результаты.

CRUSHING OF STONES IN A GALLBLADDER. THE DIRECT AND REMOTE RESULTS

R.S. Agmazov1, E.V. Trifonova2

('Clinic of Open joint-stock Society “Tatneft” and of Almetyevsk; Almetyevsk, 2Kazan State Medical Academy, Kazan)

Summary. In article the direct and remote results on treatment of 67 patients with gallstone disease by extracorporeal shock wave lithotripsy are submitted (ESWL). Treatment is carried out to 62 women and 5 men with prescription of disease from 2 till 7 years. Positive result achieve in 95% cases. At carrying out ESWL the complications connected to influence of shock waves on a tissue and organs, are not registered. However later 3-10 years after ESWL relapse gallstones at 59% of the patients who were not accepting ursodeoxycholic acid is marked.

Key words: gallbladder disease, extracorporeal shock wave lithotripsy, the direct and remote results.

В последние годы отмечается явная тенденция к увеличению заболеваемости и распространенности желчнокаменной болезни (ЖКБ) [2]. Консервативные способы лечения данного страдания остаются до конца не изученными.

Одним из методов лечения ЖКБ остается экстракорпоральная ударно-волновая литотрипсия (ЭУВЛ) — органосохраняющая и малотравматичная операция [1,10]. Дробление начинается с минимального уровня энергии