CC BY
29Морфология и патология
УДК 611.438.018:546.815
ОСОБЕННОСТИ АКИДЕНТАЛЬНОЙ ИНВОЛЮЦИИ ВИЛОЧКОВОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ ПЕРОРАЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ АЦЕТАТА СВИНЦА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
© 2017 И.А. Уварова1, Е.Б. Родзаевская2, Т.П. Романова1, А.В. Медведева1
1ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России, Саратов 2Филиал частного учреждения образовательной организации высшего образования «Медицинский университет «Реавиз» в г. Саратове, Саратов
В работе на достоверном экспериментальном материале (вилочковая железа от 40 белых крыс У1$1аг юве-нильного возраста) проведен микро-морфологический и гистохимический анализ реактивных изменений тимуса при введении в рацион определенных концентраций ацетата свинца. Установлено, что вилочковая железа в условиях интоксикации подвергается акцидентальной инволюции, динамика и фазность которой имеют своеобразные отличия. Особенно выраженными являются реакции микроциркуляторной системы коркового вещества долек тимуса.
Ключевые слова: экологическая безопасность, макро- и микро-морфология тимуса, интоксикация свинцом, эксперимент.
Актуальность исследования обусловлена выраженным иммунотоксическим воздействием солей свинца, морфологическая основа которого недостаточно установлена в отношении каждого из иммунных органов. Современная техногенная цивилизация, помимо увеличения степени бытового комфорта, привела к стремительному ухудшению экологической ситуации в мире [3, 8]. Антропогенное загрязнение окружающей человека природной среды во многом связано с микроэлементами из группы тяжелых металлов. Среди них свинец включен в списки приоритетных загрязняющих веществ рядом международных организаций, включая ВОЗ и ЮНЕП. Соединения свинца отличаются высокой токсичностью, способностью проникать в организм с пищей, водой, воздухом и накапливаться, оказывая политроп-ное воздействие [2, 5, 7]. Цель нашего исследования состояла в изучении влияния ацетата свинца на гистофункциональное состояние тимуса. Успехи иммунологии окончательно утвердили представление о вилочковой железе, как о центральном органе иммунной системы и железе внутренней секреции - общем звене нейроэндокринной и иммунной регуляции [4, 6]. Тимус выступает как регулятор и посредник обеих систем от клеточного до органного порядка. Процессы, протекающие в тимусе, генетически детерминированы, обусловлены метаболизмом, экспрессией рецепторов и продукцией цитокинов, отличаются фазностью и динамичностью, создают оптимальный баланс популяций лимфоцитов, регулируются внутриим-мунными факторами, взаимодействуют с нервной и эндокринной системами, поддержаны микроокружением, протекают в реальном режиме времени и синхронизированы с факторами внешней среды. Проблема приобретает особую актуальность в связи с необходимостью ана-
лиза структурных изменений тимуса (как органа детского возраста, весьма чувствительному к действию стрессорных, в том числе токсических факторов) с позиций изучения адекватной адаптации к непрерывно меняющейся внешней среде. Несмотря на большое количество работ, посвященных тимусу, есть много вопросов в гисто-физиологии тимуса, требующих разрешения в ближайшее время. Обращает на себя внимание тот факт, что многочисленные исследования тимуса касаются в основном функциональных исследований, носят описательный характер. Реакции тимуса на различные воздействия гораздо чаще изучаются биохимическими, иммунологическими, иммунохимическими методами, нежели морфологическими.
Материалы и методы. В качестве биологического тест-объекта в работе использовали белых самок крыс линии «Vistar» в возрасте 1,5 месяца (ювенильный период), массой 145-160 граммов. Всего использовано 40 животных. В соответствии с поставленными задачами животные разбивались на две группы. Контрольную группу составили 20 самок, содержащихся на общем режиме вивария. Опытную группу составили 20 самок, получавших в течение 15 дней перорально ацетат свинца в дозе 40 мг/кг/сутки. Животные выводились из опыта путем декапитации под наркозом эфира с хлороформом (1:1) с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации, и в соответствии с требованиями правил проведения работ с использованием экспериментальных животных. У животных выделяли тимус. Для гистологических и гистохимических исследований орган фиксировали в 10 % нейтральном формалине. После стандартной гистологической проводки в спиртах возрастающей концентрации материал просветляли в ксилоле и заливали в парафин. Серийные срезы тимуса толщиной 5-7 мкм окрашивали по гистологическим и гистохимическим методикам, т.е. применяли окрашивание гематоксилин-эозином, толуидиновым синим, на нуклеиновые кислоты: РНК (по Браше), ДНК (по Фельгену), выявляли ретикулиновые волокна импрегнацией солями серебра по Футу. Микрофотометрия проводилась на микровизоре и тринокулярном микроскопе с видеокамерой «Micros MS-300 АТ » (Austria) на базе ЦНИЛ СГМУ. Микроскопическая техника позволяла получить увеличение в 900-1000 раз. Вилочковая железа исследовалась органомет-рическими, гистологическими, гистохимическими, гистостереометрическими методами. Для гистостереометрии по методу Г.Г. Автандилова [1] в вилочковой железе определялись: относительные объемы соединительнотканной капсулы и междольковых септ; объем коры дольки; объем мозгового вещества; объем внутридольковых периваскулярных пространств (ВПП); кортико-медуллярный индекс; индекс активации коры [4, 6]. При органометрии наблюдалось существенное уменьшение массы тимуса по сравнению с контролем. В структуре тимуса воздействие ацетата свинца вызывало морфологические изменения, свойственные акцидентальной инволюции в ее различных стадиях, в сочетании с возрастной инволюцией (табл. 1).
Таблица 1
Гистостереометрические показатели вилочковой железы крыс при воздействии ацетата свинца (М ± m)
Тканевой компонент (%) Группа сравнения Ацетат свинца
Объем корковое вещество 58,66 ± 3,77 40,93 ± 5,73**
Объем мозговое вещество 24,53 ± 2,87 33,3 ± 8,72**
Объем междольковой стромы 16,7 ± 5,03 28,73 ± 7,85**
Кортико-медуллярный индекс 2,42 ± 0,31 1,33 ± 0,45**
Тельца Гассаля 10,6 ± 2,02 18,93 ± 3,19**
Примечание: * - достоверность различий показателей с контролем; * - p<0,05, ** - p<0,01.
Объем коркового вещества (см. табл.) в группе с применением свинца был достоверно меньше (40,93 ± 5,73) по сравнению с интактной группой (58,66 ± 3,77). Объем мозгового -соответственно больше (33,3 ± 8,72; 24,53 ± 2,87 - в контроле). Таким образом, происходит перераспределение объема различных структурно-функциональных зон, свидетельствующих о снижении функциональной активности вилочковой железы при применении ацетата свинца. Происходит увеличение числа тимических телец (18,93 ± 3,19) в группе под воздействием свинца, в контроле (10,6 ± 2,02). Увеличение числа телец Гассаля в группе животных, подвергнутых влиянию ацетата свинца - это не только косвенное указание на имевшую место стимуляцию синтеза гуморальных факторов иммуногенеза, но и свидетельство дистрофии ретикулоэпителиальных клеток стромы и деструкции в результате функционального истощения. Определенный вклад в усиление процесса разрушения лимфоцитов в корковом веществе тимуса вносят тучные клетки. В структуре междольковой соединительной ткани тимуса сохранялось явление отека и повышенное содержание тучных клеток, цитоплазма которых была заполнена гранулами секрета. Достоверно установлено снижение кортико-медуллярного индекса при воздействии солей свинца по сравнению с соответствующими показателями групп животных в контроле (2,42 ± 0,31 и под действием ацетата свинца -1,33 ± 0,45) оно достоверно отличалось. Под влиянием ацетата свинца происходит усиленная гидратация межклеточного вещества междольковой стромы, гиперемия капилляров в коре, расширение ВПП, снижение плотности заселения лимфоцитов в корковом веществе. Установлено снижение уровня Фельген - положительного материала в ядрах лимфоцитов, причем тимоциты в области «глубокой» коры были более Фельген - негативны. Расширение зоны ВПП, как зон периваскулярного отека, свидетельствует об интенсификации сосудистого транспорта, пролиферации клеточных субпопуляций ВПП и постоянно встречается при 1-3 фазах акцидентальной трансформации. Особенно наглядной была реакция микрососудистого русла в области кортикальных внутридольковых капилляров: отмечены признаки т.н. капил-ляротоксикоза, проявлявшиеся в следующем:
- набухание эндотелиоцитов, появление в их цитоплазме множества везикул («пенистая цитоплазма»), впячивание эндотелиоцитов в просвет капилляра;
- частичная (очаговая) десквамация эндотелиоцитов, оголение базальной мембраны капилляра;
- «расслоение» крови в капилляре, выпадение форменных элементов из центрального кровотока, отделение клеточных комплексов от плазмы;
- «прилипание» лейкоцитов (адгезия) на стенках капилляров;
- стаз и сладжирование эритроцитов в просветах капилляров;
- периваскулярный отек, нарастание в этой области числа тучных клеток в состоянии де-грануляции;
- распространенный диапедез эритроцитов из капилляров в периваскулярное пространство.
В картине коркового вещества тимуса у животных, подвергавшихся воздействию ацетата
свинца, наблюдается акцидентальная инволюция. Начинается акцидентальная инволюция (1-2 стадии) пролиферацией лимфоцитов и параллельно - интенсификацией апоптоза и эмиграцией лимфоцитов через ВПП [8]. Характерной особенностью 2 стадии принято считать усиленную пролиферацию и гипертрофию макрофагов, обуславливающих картину «звездного неба». На светооптическом уровне хорошо заметен эффект «прилипания» лимфоцитов к поверхности макрофагов и к их длинным отросткам. В нескольких случаях наблюдались поздние, 3 и 4 стадии акцидентальной трансформации, характеризующиеся де-
лимфатизацией коркового вещества, усиленным апоптозом лимфоцитов, сглаживанием кор-тико-медуллярной границы, инверсией зон долек, причем в мозговом веществе происходило увеличение тимических телец, внутри которых накапливался ПАС - положительный материал. Определенный вклад в усиление процесса разрушения лимфоцитов в корковом веществе тимуса вносят тучные клетки. В структуре междольковой соединительной ткани тимуса сохранялось явление отека и повышенное содержание тучных клеток, цитоплазма которых была заполнена гранулами секрета. Возрастало содержание тучных клеток на границе между корковой и мозговой зонами органа, а также вдоль микрососудов. Тучные клетки находились в состоянии дегрануляции, с дефектами цитоплазмы и выходом гранул в межклеточное пространство. Дегрануляция является реакцией тучных клеток на повреждение тканей. Появление большого количества дегранулированных тучных клеток согласуется с имеющимися данными литературы о стереотипности ответной реакции этих клеток на внешние дестабилизирующие влияния. Подобные изменения тучноклеточной популяции связаны с секрецией в окружающую среду ряда важнейших физиологически активных веществ, которые синтезируются или поглощаются клетками, что ведет к повышению сосудистой проницаемости, изменению тонуса сосудов. В структуре междольковой соединительной ткани тимуса сохранялось явление отека и повышенное содержание тучных клеток, цитоплазма которых была заполнена гранулами секрета. Наблюдается выраженная тучно-клеточная реакция в междоль-ковых перегородках, увеличение адипоцитов. Относительный объем соединительной ткани междольковых перегородок был достоверно выше в группе, подвергавшейся действию солей свинца (28,73 ± 7,85, в контроле 16,7 ± 5,03).
Вывод. Ацетат свинца (исследуемая концентрация - 40 мг/кг массы тела / сутки) вызывает негативные структурно-функциональные изменения тимуса у крыс Vistar ювенильного возраста, в виде динамически развивающейся акцидентальной инволюции и выраженными дистрофическими, воспалительными, некротическими реакциями в паренхиме и строме органа. Особенно чувствительной к токсическому воздействию солей свинца оказалась система кортикальных капилляров. Тимус - это орган, который, как и костный мозг, является центральным органом иммуногенеза, от состояния и активности которого во многом зависит становление иммунной защиты в онтогенезе и адекватность защитных реакций всего организма.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Автандилов Г.Г. Основы количественной патологической анатомии / Г.Г. Автандилов. - М.: Медицина, 2002. - 240 с.
2 Аскарова А. Е. Свинец-индуцированные патологические состояния (обзор литературы) / А. Е. Аскарова,
A. Н. Нурмухамбетов // Вестник КазНМУ. - 2013. - № 3 (2). - С. 54-56.
3 Батян А. Н. Основы общей и экологической токсикологии : учебное пособие / А. Н. Батян, Г. Т. Фрумин,
B. Н. Базылев. - СПб. : СпецЛит, 2009. - 352 с.
4 Дюсембаева А. Т., Идрисов А.А., Нурмухамбетова Б.Н. Изменения структуры тимуса при воздействии экотокси-канта // Фундаментальные проблемы лимфологии и клеточной биологии. - Новосибирск, 2008. - С. 108-110.
5 Колосова И. И. Влияние ацетата свинца, солей тяжелых металлов на репродуктивную функцию / И. И. Колосова // Вюник проблем бюлогп i медицини. - Kiev. - 2013. - Вип. 3. - Т. 2 (103). - С. 13-18.
6 Харченко В.П. Болезни вилочковой железы / В.П. Харченко, О.В. Зайратьянц, Д.С. Саркисов. - М.: Триада Х, 1998. - 232 с.
7 Шубина О. С. Свинец и его влияние на организм / О. С. Шубина, Л. В. Грызлова, Ю. В. Киреева. - Саранск : Мордов. гос. пед. ин-т, 2007. - 58 с.
8 http://greenologia.ru/eko-problemy/globalnye.html
Рукопись получена: 25 августа 2017 г. Принята к публикации: 2 сентября 2017 г.
