CC BY
29
УДК 569.323.4
С.В. Пронина, А.С. Фомина
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ТИМУСЕ СИРИЙСКОГО ХОМЯКА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ЗАРАЖЕНИИ ЦЕСТОДОЙ DIPHYLLOBOTHRIUM DENDRITICUM (PSEUDOPHYLLiDEA: DiPHYLLOBOTHRiiDAE)
Бурятский государственный университет (Улан-Удэ)
Морфофункциональные изменения в тимусе хомяков свидетельствуют о достаточно высоком иммуногеном, действии антигенов Diphyllobothiium dendriticum. на случайного дефинитивного хозяина в период активного роста паразитов.
Ключевые слова: лентец чаечный, сирийский хомяк, лимфоциты, тучные клетки
MORPHOFUNCTiONAL CHANGES iN THE HAMSTER’S THYMUS AT EXPERiMENTAL iNFECTiON BY DIPHYLLoBoTHRIUM DENDRITICUM (PSEUDOPHYLLiDEA: DiPHYLLOBOTHRiiDAE)
S.V. Pronina, A.S. Fomina
Buryat State University, Ulan-Ude
Morphofunctional changes in the hamster's thymus testify about strong immunological reaction to casual host which caused, by high, level of antigen reaction of Diphyllobothrium. dendriticum in a stage of active growth.
Key words: gull-tapeworm, Syrian hamster, lymphocyte, mast cell
Дифиллоботриоз занимает особое место среди паразитарных инвазий в Республике Бурятия и представляет актуальную социально-медицинскую проблему в связи с большой распространенностью и ростом заболеваемости населения. В северных районах Сибири и в Прибайкалье основным возбудителем дифиллоботриоза человека и животных является лентец чаечный DiphyUobothrium dendriticum ^^с^ 1824). Это связано с тем, что доминантным дополнительным хозяином лентеца чаечного в водоемах Байкальского бассейна является байкальский омуль — Согедопш аШитпа^ migrаtorius ^гедоп, 1775), экстенсивность заражения которого в разных районах оз. Байкал может достигать 100 %.
Установлено, что паразит может вызывать: анемию у человека [7, 9], воспалительные и дегенеративные процессы в пищеварительном тракте у чайки (облигатного хозяина) [6], при высокой интенсивности инвазии атрофию в органах пищеварительной системы у хомяков (в эксперименте) [8], снижение функциональной активности Т- и В-клеточного звена иммунитета у серебристой чайки при экспериментальном заражении [5].
Иммунный процесс при гельминтозах представляет собой цепь дифференцировок иммунокомпе-тентных клеток хозяина под воздействием антигенов, выделяемых паразитом [4]. При этом состояние и активность тимуса, как центрального органа иммунитета, в котором происходит антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов, во многом определяют выраженность защитных реакций всего организма [9]. Имеется большой фактический материал по структурным и функциональным изменениям в органах иммунной защиты человека и животных при воздействии различных
экзогенных и эндогенных факторов. В то же время, данные о влиянии цестод на эти органы в научной литературе представлены слабо, а что касается дифиллоботриозной инвазии, то они отсутствуют. В данной работе приведены результаты изучения морфофункциональных изменений, вызываемых лентецом в тимусе дефинитивного хозяина, на примере экспериментальной модели «D. dendriticum — сирийский хомяк Mesocricetus аига^».
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В экспериментальной модели D. dendriticum — сирийский хомяк использованы животные обоего пола, средним весом 70 г, в возрасте 3 месяцев. Подопытные животные (12 экз.) были заражены однократно перорально живыми плероцеркоидами, полученными от байкальского омуля — облигатного дополнительного хозяина лентеца чаечного в оз. Байкал. Интенсивность инвазии составила 2 — 7 экз. паразитов на особь. В качестве контроля служил материал от 5 интактных хомяков. Эксперимент проводился согласно «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных». Умерщвляли животных путем декапитации. Материал для исследования был взят на 3 и 8 сутки после заражения. Кусочки тимуса размером 0,5 х 0,5 см после получения отпечатков фиксировали 10% нейтральным формалином и жидкостью Карнуа. Парафиновые срезы толщиной 3 — 6 мкм окрашивали общими морфологическими методами: гематоксилином Эрлиха — эозином, по методу Маллори, азур II — эозином. Тучные клетки выявляли 0.5% водным раствором толуидинового синего. Отпечатки органа окрашивали азур-эозином по Романовскому — Гимза.
Микроморфологические изменения в тимусе оценивали согласно рекомендациям Автандилова (1990) [1]. На гистосрезах измеряли площадь, занимаемую корковым и мозговым веществом, тимическими тельцами (тельца Гассаля). В субкапсульной зоне, в корковом и мозговом веществе (на площади
1 мм2), а также на отпечатках органа подсчитывали относительное количество следующих видов клеток: бластные; большие, малые и средние лимфоциты; макрофаги; деструктивно измененные; тучные. В отпечатках подсчитывали по 500 клеток.
Результаты исследований статистически обрабатывали при помощи пакета программ «Statistica» для непараметрических данных (Mann — Whitney U-тест) при уровне достоверности p < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Тимус у сирийского хомяка состоит из 6 — 8 долек разной формы (округлой, овальной, конусовидной). Снаружи каждая долька покрыта тонкой соединительнотканной капсулой, от которой отходят трабекулы, проникая в корковое вещество на разную глубину. Паренхима долек четко подразделяется на периферическое более темное корковое вещество и центральное светлое мозговое. В мозговом веществе долек, как и у других млекопитающих, содержатся тимические тельца.
В тимусе зараженных хомяков на 3 сутки наблюдается венозное полнокровие в кортикомедуллярной и медуллярной зонах дольки, небольшие очаговые отеки вокруг сосудов. На 8 сутки многие сосуды запустевшие, в медуллярной зоне отмечается склероз стенок кровеносных сосудов с облитерацией у некоторых просвета. Склеротическим изменениям подвержена и строма медуллярной зоны, где грубые коллагеновые волокна располагаются по одиночке или в виде сети. Вблизи слоистых телец сеть коллагеновых волокон более плотная. В мозговом веществе выявляются небольшие скоплениями адипоцитов. У зараженных особей граница между корковым и мозговым веществом в дольках тимуса становится неровной за счет глубокой инверсии слоев друг в друга. Доля мозгового вещества тимуса достоверно увеличивалась почти в полтора раза. У интактных животных на мозговое вещество приходится 28.3 ± 3.44 % от общей площади дольки, у зараженных хомяков оно составляет 41.4 ± 2.55 %. В то же время, выраженного снижения абсолютного содержания лимфоидной ткани в тимусе зараженных хомяков, по-видимому, не происходит, поскольку у зараженных особей лимфоциты располагаются в корковом веществе плотнее, а в мозговом они образуют плотные скопления в виде тяжей и округлых образований вокруг кровеносных сосудов. Плотность лимфоцитов в поле зрения микроскопа в корковом веществе интактных животных составляла 146 ± 5.12 клеток, у зараженных — 166 ± 4.54 клеток. В медуллярной зоне этот показатель у зараженных животных также выше по сравнению с интактными хомяками (85.6 ± 3.31 и 62.2 ± 1.40 клеток соответственно). При инвазии наблюдалось увеличение размера и
количества слоистых или тимических телец (телец Гассаля). У интактных животных на их долю приходится 1.86 ± 0.12 % от общей площади дольки, у зараженных особей она составила 7.15 ± 0.46 %.
У зараженных хомяков по сравнению с ин-тактными изменяется процентное соотношение разных видов лимфоцитов в функциональных зонах долек тимуса (табл. 1). Относительное содержание больших лимфоцитов у зараженных особей во всех зонах больше: в субкапсульной в 2.5 раза, в корковой зоне в 4, а в медуллярной в 4.5 раза. Делящимися лимфацитами у зараженных особей также богаче все функциональные зоны. Процент больших лимфоцитов у зараженных достоверно выше в корковом и мозговом веществе. По содержанию макрофагов функциональные зоны долек тимуса достоверно не различаются, хотя тенденция к увеличению их в зонах коркового и мозгового вещества у зараженных особей имеет место (табл. 1). В то же время у инвазированных хомяков относительное содержание малых и средних лимфоцитов меньше по сравнению с интактными. Статистически достоверное снижение количества малых лимфоцитов наблюдалось в субкапсульной и медулярной зонах, а средних лимфоцитов — только в корковом веществе (табл. 1).
В отпечатках тимуса отмечены сходные тенденции по относительному содержанию большинства видов клеток (табл. 2). Доля больших лимфоцитов у зараженных особей выше в 2 раза, бластных форм
— в 3 раза, клеток с признаками деструктивных изменений — более чем в 1.5 раза, выше содержание и макрофагов, но разница по этому виду клеток не достоверна. Количество средних и малых лимфоцитов так же меньше у зараженных животных.
В тимусе зараженных хомяков по сравнению с интактными увеличивается и абсолютное содержание тучных клеток (11.9 ± 1.39 и 8.0 ± 1.35 клеток, соответственно).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Результаты проведенного исследования показали, что в тимусе хомяков, зараженных лентецом
D. dendriticum, на пике инвазионного процесса (8 сутки) наблюдающиеся деструктивные изменения свидетельствуют об умеренно выраженном инволюционном процессе в органе.
Обеднение коркового вещества малыми и средними лимфоцитами и изменение концентрации лимфоцитов вблизи кровеносных сосудов в медуллярной зоне, указывают на усиление процесса миграции лимфоцитов из тимуса в периферические органы иммуногенеза и в слизистую пищеварительного тракта. Последнее подтверждается данными авторов [3], установившими двукратное увеличение интраэпителиальных лимфоцитов (являющихся Т-лимфоцитами) в собственной пластинке слизистой оболочки тонкой кишки хомяков, зараженных лентецом чаечным. Увеличение количества больших и бластных форм лимфоцитов, а так же числа делящихся клеток является показателем усиления пролиферации лимфоцитов, направлен-
Таблица 1
Процентное соотношение клеток (М ± m) в функциональных зонах тимуса сирийского хомяка в норме (интактные животные) и при заражении лентецом чаечным D. dendriticum
Виды Субкапсулярная зона Корковая зона Медуллярная зона
клеток Интактные Зараженные Интактные Зараженные Интактные Зараженные
животные животные животные животные животные животные
Б. Л. 7.9 ± 1.50 19.9 ± 1.44* 3.2 ± 0.35 12.9 ± 1.31* 1.4 ± 0.35 6.1 ± 0.17*
С. Л. 32.3 ± 1.87 27.2 ± 2.05 35.2 ± 1.86 24.1 ± 2.87* 42.4 ± 3.40 47.4 ± 2.75
М. Л. 32.0 ± 1.87 22.1 ± 1.73* 49.4 ± 2.09 41.6 ± 4.29 38.9 ± 2.30 18.5 ± 1.74*
Б. 6.7 ± 1.19 8.2 ± 1.05 3.5 ± 0.93 6.5 ± 0.55* 1.2 ± 0.34 2.6 ± 0.49*
Дел. 1.3 ± 0.43 3.1 ± 0.57* 0.7 ± 0.14 2.0 ± 0.16* 0.4 ± 0.17 1.0 ± 0.16*
М. 5.9 ± 0.98 5.6 ± 0.79 1.8 ± 0.24 2.8 ± 0.61 2.5 ± 0.43 3.1 ± 0.30
Дес. 13.6 ± 1.37 13.9 ± 1.40 6.6 ± 0.54 10.5 ± 0.75* 13.5 ± 1.36 21.4 ± 1.14*
Примечание: Б.Л. - большие лимфоциты, С.Л. - средние лимфоциты, М.Л. - малые лимфоциты, Б. - бластные клетки, Дел. - делящиеся клетки, М. - макрофаги, Дес. - клетки с деструктивными изменениями. М - среднее арифметическое; mx- ошибка среднего. * - достоверно относительно интактных животных при р < 0.
Таблица 2
Клеточный состав (М ± m) тимуса сирийских хомяков (по отпечаткам)
Вид клеток Интактные животные Зараженные животные
Большие лимфоциты, % 1.20 ± 0.47 2.74 ± 0.28*
Средние лимфоциты, % 63.02 ± 3.20 45.90 ± 4.26
Малые лимфоциты, % 24.91 ± 2.04 18.22 ± 0.85*
Бластные формы, % 7.70 ± 0.82 25.60 ± 5.36*
Макрофаги, % 0.96 ± 0.25 1.90 ± 0.55
Клетки с деструктивными изменениями, % 2.2 ± 0.29 3.75 ± 0.49*
Примечание: М - среднее арифметическое; mx - ошибка среднего. * - достоверно относительно интактных животных при р < 0.05.
ной на компенсацию повышенной миграции клеток из тимуса. Повышение количества лимфоцитов в мозговом веществе, вероятно, обусловлено и возвращением стимулированных антигеном лимфоцитов из лимфоидных образований кишечника и других периферических лимфоидных органов.
Количественные и качественные изменения лимфоцитов в функцииональных зонах долек тимуса зараженных хомяков сопровождаются увеличением количества тучных клеток у этих особей. Это полифункциональные клетки. Известно, что гистамин, высвобождающийся при дегрануляции тучных клеток, повышает проницаемость стенки кровеносных сосудов, а также способен угнетать вызванную антигенами пролиферацию Т-лимфоцитов, высвобождение цитокинов из Т-клеток, диффе-ренцировку В-лимфоцитов и угнетение продукции иммуноглобулинов, повышение активности NK-клеток [11]. Дифференцировка Т-лимфоцитов на субпопуляции происходит в кортико-медулярной зоне, затем клетки мигрируют в периферические лимфоидные органы [2]. Роль тучных клеток в тимусе хомяков, очевидно, не однозначна. Биологически активные вещества, выделяемые клетками, локализующимися вблизи кровеносных сосудов, повышают проницаемость стенки сосудов, обеспечивая успех миграции лимфоцитов из тимуса в кровяное русло. В мозговом веществе тимуса часто
встречаются тучные клетки, контактирующие с малыми лимфоцитами. Возможно, эти клетки участвуют в регуляции процессов дифференцировки и (или) оценки функционального потенциала тимо-цитов, предназначенных для миграции из тимуса, а возможно и рециркулирующих Т-лимфоцитов, стимулированных паразитарными антигенами в периферических лимфоидных органах.
Полученные данные позволяют сделать заключение о том, что морфо-функциональные изменения в тимусе свидетельствуют о достаточно высоком иммуногенном действии антигенов лентеца чаечного на Т-звено иммунитета у необлигатного дефинитивного хозяина.
Благодарности. Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 08-04-98035-р_сибирь_а и Бурятского госуниверситета «Инновационные и научные исследования — 2007». Выражаем глубокую благодарность за помощь в проведении эксперимента заведующему лаборатории паразитологии и экологии гидробионтов ИОЭБ СО РАН д.б.н. Н.М. Пронину и сотрудникам лаборатории к.б.н., И.А. Кутыреву, к.б.н. О.Е. Мазур, Л.В. Толочко.
ЛИТЕРАТУРА
1. Автандилов Г.Г. Медицинская морфология: руководство / Г.Г. Автандилов. — М.: Медицина, 1990. - 383 с.
2. Галактионов В.Г. Иммунология / В.Г. Галактионов. — М.: Академия, 2004. — 528 с.
3. Качина Е.А. Сравнительный анализ специфических и неспецифических реакций у необлигатных хозяев при инвазии лентецом чаечным Diphyllobothrium dendriticum в эксперименте /
Е.А. Качина, Е.В. Комарова // 73 итоговая студенческая научно-практическая конференция с международным участием имени профессора
В.Ф. Войно-Яснецкого, посвященная 100-летию со дня рождения академика Л.В. Киренского: Сб. материалов. — Красноярск: Изд-во ООО «Версо», 2009. - С. 311-314.
4. Лейкина Е.С. Иммунитет при гельминтозах. Основы общей гельминтологии / Е.С. Лейкина. -М.: Наука, 1976. - Т. 3. - С. 89-169.
5. Мазур О.Е. Гематологические и иммунологические характеристики птенцов серебристой чайки (Larus аrgentatus) при экспериментальном заражении Diphyllobothrium dendriticum (Ces-toda: Pseudophyllidae) / О.Е. Мазур, Н.М. Пронин, Л.В. Толочко // Известия РАН. Серия биологическая. - 2007. - Т. 4. - С. 1-8.
6. О роли чаек в распространении дифиллобо-триозов I А.В. Герасимова [и др.] II Матер. науч. конф. всесоюз. общества гельминтологов. — 1969.
- Ч. 2. - P. 187-189.
7. Плотников Н.Н. К клинике, патогенезу и терапии дифиллоботриозной анемии I Н.Н. Плотников
II Клин. медицина. — 1955. — Т. 7. — С. З8-4З.
8. Пронина С.В. Влияние лентеца чаек (Diphyllobothrium dendriticum Nitzsch, 1824) на микро-морфологическую картину органов пищеварения у золотистых хомячков I С.В. Пронина, Т.М. Тимошенко II Сибирский биологический журнал.
- 1991. - Т. 2. - С. 47-52.
9. Сапин М.Р. Иммунная система человека I М.Р. Сапин, Л.Е. Этинген. - М.: Медицина, 1996.
- З04 с.
10. Структура природного очага дифиллобо-триоза в районе пролива Малое море оз. Байкал I А.А. Майборода [и др.] II Гельминтозы человека: Республ. сб. науч. тр. - Л.: Изд-во Ленингр. НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Пастера, 1987. - С. 56-62.
11. Тотолян А.А. Клетки иммунной системы I Тотолян А.А., Фрейдлин И.С. - СПб.: Наука, 2000. - 2З1 с.
Сведения об авторах:
С.В. Пронина. Бурятский госуниверситет, ул. Смолина 24а, Улан-Удэ, 670000.
