CC BY
40
угольный же импульс переносит к мембране максимально возможное количество заряда. Для треугольного импульса кривая аккомодации 5 в области закона Дюбуа - Реймона имеет параболическую форму выпуклостью вверх относительно оси времени, рис. 5. Для прямоугольного импульса кривая имеет гиперболическую форму выпуклостью вниз, рис. 3. Естественно предположить, что для стимулирующего импульса экспоненциальной формы, рис. 2г, который переносит меньше заряда, чем прямоугольный импульс, но больше чем треугольный, форма кривой аккомодации будет также иметь промежуточный вид.
Рис. 6. К расчету кривой аккомодации для экспоненциального стимулирующего импульса. 1 - экспоненциальный импульсный ток; 2 - кривая аккомодации.
Найдем вид кривой аккомодации для экспоненциального импульса, рис. 6, кривая 1. Форму импульса зададим в виде:
, = ;0 (1-е-“'), (10)
где ¡о и а - параметры импульса. Заряд, перенесенный внешним током к мембране за время импульса 'и, необходимый для ее возбуждения найдем по формуле (2):
Ад = 'и¡а' + К'и =(о + Я) +-(“'“ -1). (11)
0 а
Пороговое значение импульсного тока равно:
Aq
in = ——= íq + R +
Íq le -1
А' а а,х
где, как и прежде принято 'и = Д'.
Наклон кривой аккомодации 2, рис. 6, к оси ' определим:
^¡п =_ ¡0 (е-а'и -!) _ ¡0е-а'и = _____ч£а' "
(12)
п
- atU tu atU tu
В (13) использована формула (14), следующая из (10):
‘п = i) (l - e-atu ) ■ (14)
Исключая из системы (13), (14) время импульса tu, имеем:
din dtu
(13)
tu ln|l--І Íq
-JL|1 -JL
(15)
Решение дифференциального уравнения (15) возможно только численно.
Если провести разложение функции ^^ с точно-
стью до первой степени малого параметра, то результат решения уравнения (15) представляет собой прямую линию ¡п = к'и , где к -
постоянная величина. Или с учетом активного транспорта = к'и + Я . Полученная формула является слишком грубым
приближением формы кривой аккомодации.
Поэтому разложим ¡П1 -¡^1Й- ¡и-1 | ¡п] с точностью до
Íq 2 1 i
второй степени малого параметра.
Анализ, связанный с интегрированием (15), показывает, что в при данном приближении в области закона Дюбуа-Реймона пороговый ток зависит от времени импульса 'и по закону:
¿.=-I+1. (16)
Я Я
Кривая аккомодации 6 в этой области для экспоненциального импульса и нормального состояния биоткани имеет выпуклость вниз относительно оси времени (рис. 5). Форма аккомодационной кривой в [2] для треугольного импульса, аналогичная кривой 6 на рис. 5, определяется стимулирующими импульсами с экспоненциальным передним фронтом (рис. 2г). Иногда рассматривается аккомодация для прямоугольных импульсов - исчезно-
вение зависимости эффекта возбуждения от длительности импульса величиной в одну реобазу [2], связанной с насыщением транспортных возможностей клеточных АТФ-аз в мембранах.
Заключение. Проведенный анализ электробиологических законов Дюбуа-Реймона и Вейсса - Лапика показывают, что они имеют строгое биофизическое обоснование. Измеряя реобазу и хронаксию для различных биотканей, а также находя параметры аккомодации, рис. 5, при нарастании тока через биоткань, можно судить о функциональном состоянии транспортных АТФ-аз и ионных каналов в мембранах клеток. Форма кривой аккомодации, рис. 5, в области закона Дюбуа-Реймона определяется видом стимулирующего импульса и функциональным состоянием ткани. Явление аккомодации биоткани к действию импульсного тока с нарастающим передним фронтом связано с инактивацией ионных каналов для медленно нарастающего импульсного тока.
Литература
1. Самойлов В.О. Медицинская биофизика.- СПб.: Спец-Лит.- 2004.- С. 287-298.
2. Пономаренко Г.Н. Электромагнитотерапия и светолечение. - С.-Пб.: «Мир и семья».- 1995.- С.83
3. Гинецинский А.Г., Лебединский А.В. Основы физиологии человека и животных.- М.: Медгиз. - 1947.
4. Беркинблит М.Б., Глаголева Е.Г. Электричество в живых организмах.- М.: Наука.- 1988.- С. 40.
5. Березина М.П и др. Большой практикум по физиологии человека и животных / Под ред. Л.Л. Васильева, И.А. Ветю-кова.- М.: Высшая школа. - 1961.- С. 375, 379, 382.
BIOPHYSICAL PRINCIPLES OF ELECTROSTIMULATION A.N.VOLOBUEV, A.I. SIROTA Summary
Biophysical mechanisms of action of pulse currents are considered during electrostimulation. The generality of bases of laws Weiss - Lapicque and Dubua-Reymon is marked. Influence of stimulating pulses of the various form (rectangular, triangular, exponential) on a tissue is investigated. It is shown, that the curve of accommodation depends not only on a physiological condition of a tissue, but also from the form of stimulating pulses.
Key words: laws Weiss - Lapicque and Dubua-Reymon
УДК 611: 612
ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА ПЕЧЕНОЧНЫЕ ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ КРЫС
Д.Е. ГРИГОРЕНКО, А.М. ХРЕБТОВСКИЙ, М.Р. САПИН*
Имеются сведения об истощении физиологических резервов организма при алкогольной интоксикации эндокринной, нервной и иммунной систем [1—2]. Отмечаются нарушение нейрофизиологических процессов, изменение поведенческих реакций, деструктивные изменения в клеточных мембранах печени [3-4]. Состояние регионарных лимфатических узлов дает объективные сведения о структурно-функциональных процессах адаптации, дизадаптации и реабилитации органов и систем [5-6].
Цель работы - изучение преобразования клеточной структуры всех функциональных зон печеночных лимфатических узлов крыс после длительного употребления 5% раствора спирта.
Материал и методы. В опыте изучены печеночные лимфатические узлы крыс самцов Вистар, которые в течение 4-х недель употребляли 5% спиртовой раствор, крысы интактной группы -чистую воду. Спустя 1, 2, 4 и 7 недель после окончания опыта животные были забиты путем декапитации с помощью гильотины. В каждый срок опыта изучено по 7 особей (всего 35 крыс). Отпрепарированные печеночные лимфатические узлы фиксированы в 10% формалине, проведены по стандартной методике (по спиртам восходящей концентрации) и залиты в парафин. Гистологические срезы толщиной 4-5 мкм окрашены гематоксилином-эозином и азур2-эозином. Клетки, встречающиеся в структурах
Москва, 117418, ул. Цюрупы, 3. ГУ НИИ морфологии человека РАМН, тел/факс (495)120-80-65
и
печеночного лимфатического узла, подсчитывались на стандартной площади гистологического среза, равной 880 мкм [7, 2]. Проведена статобработка количественного содержания клеток в структурных зонах печеночного лимфатического узла. Достоверность полученных результатов учитывалась при р<0,95.
Результаты. Спустя 1 неделю после 4-недельного употребления 5% раствора спирта, по сравнению с интактной группой крыс, в печеночном лимфатическом узле происходит уменьшение площади коркового вещества за счет паракортикальной зоны. В органе сохраняются функционально активные лимфоидные узелки с центрами размножения, расположенные в 1-2 ряда. В этот период резко увеличивается плотность распределения лимфоидных клеток (на 7,6-35,9 клеток на стандартной площади среза), особенно в корковом веществе лимфатических узлов. Максимальное увеличение плотности распределения клеток отмечается в паракортикальной зоне (на 35,9 клетки), что связано, видимо, с нарушением миграции лимфоцитов, что подтверждается увеличением содержания малых и средних лимфоцитов в ней, соответственно в 1,4 раза и в 1,9 раза. В других зонах лимфатического узла (в центрах размножения, мозговых синусах) общее число лимфоцитов, напротив, снижено (на 5,46-14,31%) или остается на уровне интактных значений. Неравномерные изменения в содержании лимфоцитов в структурных зонах лимфатических узлов могут быть связаны с различным уровнем деструкции клеток, отмеченные да Ьй неделе опыта (рис.1).
■ интактные 51 неделя □ 2 неделя 04 неделя Ш7 неделя
мозговой синус мантииная зона
структурные зоны
паракортикальная зона
Рис.1. Содержание деструктивно измененных клеток (в %) в структурных зонах печеночного лимфатического узла в группе интактных крыс и через 1-7 недель после длительного употребления 5% раствора спирта Обозначения: по оси абсцисс - структурные зоны лимфатического узла; по оси ординат - содержание клеток в относительных величинах (в %); вертикальные отрезки на столбиках - 95% доверительные интервалы
По сравнению с интактными показателями, в центрах размножения, мантии и в паракортикальной зоне содержание деструктивно измененных и разрушенных клеток уменьшается в 1,21,5 раза, тогда как в синусах (краевом и мозговом) число этих клеток увеличивается в 2,7-2,9 раза. С учетом литературных данных [8-9], подобные изменения можно объяснить усилением притока деструктивно измененных и разрушенных клеток по лимфатическим сосудам в орган от печени и накоплением этих клеток в мозговом синусе. С той же закономерностью, что и деструкция клеток, в структурных компонентах меняется макро-фагальная активность клеток. В корковых зонах органа их число уменьшается. Резко возрастает число макрофагов в мякотных тяжах, в мозговом и краевом синусах (в 1,7-3,8 раза). Можно предположить, что в лимфатическом узле процессы разрушения и реутилизации клеток на 1-й неделе после употребления 5% спиртового раствора более всего выражены в мозговом веществе, тогда как более устойчивой структурной зоной в органе является корковое вещество. Подтверждением подобного наблюдения является резкое увеличение содержания молодых форм клеток в зонах коркового вещества (в 3,3 раза - в центрах размножения, в 1,2 раза - в паракортикальной зоне), особенно за счет резкого увеличения содержания больших лимфоцитов. При этом в центрах размножения отмечено усиление митотической активности клеток (в 9,3 раза). В отличие от интактной группы, единичные клетки с картинами митозов появляются в паракортикальной зоне и в мякотных тяжах. Накопление молодых форм клеток в центрах размножения лимфоидных узелков и максимальное содержание в них клеток с картинами митозов на 1-й неделе в опыте говорит об
активных антигензависимых процессах клеточной пролиферации и дифференцировки [10]. В этот период (1 неделя) во всех структурных зонах органа исчезают/уменьшается (в мякотных тяжах и в мозговых синусах) число плазматических клеток (рис.2).
Однако в мякотных тяжах, которые являются морфологической зоной накопления и созревания плазматических клеток, сохраняется наибольшее число этих клеток. Среди них преобладают зрелые антителопродуцирующие клетки (18,34%), которых в 1,3 раза меньше, чем в интактной группе. В мозговом синусе встречаются только единичные плазматические клетки. Отмеченное резкое уменьшение содержания плазматических клеток в органе связано с ослаблением процессов трансформации и задержкой миграции их в синусную (лимфатическую) систему. Спустя 2 недели после употребления 5% спиртового раствора центры размножения лимфоидных узелков инфильтрированы многочисленными крупными сливными макрофагами, образующими картину «звездного неба», что является проявлением неспецифической реакции в органах иммунной системы.
Через 2 недели, в отличие от 1-й недели, во всех зонах печеночных лимфатических узлов исчезают клетки с картинами митозов, за исключением центров размножения, где сохраняется 1,25% этих клеток. Малодифференцированные клетки в виде бластов и больших лимфоцитов широко представлены во всех структурных компонентах лимфатических узлов (от 1,11 % в краевых синусах до 13,57% - в центрах размножения узелков). От 1-й к 2-й неделе опыта число молодых форм клеток достоверно увеличивается во всех структурных зонах, превышая интактные показатели в 1,4-6,5 раза. Исключение составляют только центры размножения лимфоидных узелков, где содержание молодых клеток снижено на 10,25%, по сравнению с 1-й неделей опыта. В изучаемых зонах органа, в отличие от 1 недели опыта, появляются единичные формы плазматических клеток. Основная доля этих клеток, в том числе зрелых плазматических клеток, присутствует в мякотных тяжах (14,64%). Спустя 2 недели усиливается деструкция клеток. Больше деструктивно измененные клетки выявляются в просвете краевого и мозгового синусов (17-18%), где их число превышает интактные значения в 2,5-3,5 раза. Деструктивные клетки реже встречаются в мантии и в паракортикальной зоне (в 1,5-2,2 раза). При этом макрофагальная активность клеток больше проявляется в мозговых и краевом синусах, где число макрофагов по 8% и менее всего этих клеток - в паракортикаль-ной зоне и в мантии лимфоидных узелков (1,5-2,2%).
Спустя 4 недели после прекращения употребления спиртового раствора идет рост уровняя молодых форм клеток в зонах коркового вещества печеночного лимфатического узла в 1,3-3,3 раза, и их уменьшение в зонах мозгового вещества в 1,5-2,4 раза. В центрах размножения лимфоидных узелков отмечается в 4 раза больше пролиферирующих клеток, чем в интактной группе, эти клетки появляются также в паракортикальной зоне (соответственно, 1,09% и 0,57%). Рост числа клеток с картинами митозов и бластов в центрах размножения узелков и в паракортикальной зоне, спустя 4 недели после опыта, говорят об активизации лим-фоцитопоэза в центрах размножения и в Т-зависимой паракорти-кальной зоне [6]. В отличие от предыдущего срока опыта (через 2 недели), спустя 4 недели в корковом веществе органа нет плазматических клеток. Основной зоной локализации этих клеток в органе остается мозговое вещество - мякотные тяжи и синусы (мозговые и краевой). Накопление плазматических клеток в мякотных тяжах (до 32,3%) связано, видимо, с компенсаторным усилением плазматической реакции и активном созреванием плазматических клеток (до 22,88%). В этот срок опыта (4 недели) в краевом синусе насчитывается 2,66% плазматических клеток, а в мозговых синусах их число рстет до 8,32% (в 2,5 раза меньше интактных показателей). В динамике деструктивно измененных клеток отмечается рост их числа во всех зонах лимфатического узла в 1,3-3,2 раза, по сравнению с интактной группой.
Наиболее выраженные изменения в печеночных лимфатических узлах отмечаются в отдаленный период, через 7 недель после длительного употребления спиртового раствора. К этому периоду наполовину уменьшаются размеры (объем) лимфатического узла. Лимфоидные узелки имеют слабо выраженные центры размножения, площадь паракортикальной зоны сокращается. В структурных зонах лимфатического узла исчезают клетки с картинами митозов. В центрах размножения лимфоидных узелков сохраняются единичные бласты (0,31%), которые в 4,6 раза встречаются реже, чем в интактной группе. В мозговом веществе
35
30
25
20
15
10
число молодых форм клеток снижено в 1,5-3,5 раза, при этом исчезают бласты. В структурах коркового вещества - в центрах размножения, в мантии лимфоидных узелков и в паракортикаль-ной зоне - число малых лимфоцитов остается меньше интактных значений (на 11-15%). Спустя 7 недель в структурных зонах лимфатического узла резко (в 1,7-22,9 раза) снижается плазматическая реакция. В мантии, паракортикальной зоне и в мозговых синусах плазмоцитов нет (рис.2). В этот период во всех структурных компонентах лимфатического узла резко усиливается деструкция клеток (в 1,4-4,2 раза). Больше деструктивных клеток появляется в краевом и мозговых синусах (в 3,9-4,2 раза).
сроки эксперимента
Рис.2. Содержание плазматических клеток (в %) в структурных зонах печеночного лимфатического узла в группе интактных крыс и через 1-7 недель после длительного употребления 5% раствора спирта. Обозначения: по оси абсцисс - сроки эксперимента; по оси ординат - содержание клеток в относительных величинах (в %); вертикальные отрезки на столбиках -95% доверительные интервалы
Высокое накопление макрофагов в мозговых синусах по сравнению с краевым (10,20% и 4,48%, соответственно) говорит об усилении утилизирующей функции в мозговых синусах.
Заключение. Изучение динамики реакции печеночных лимфатических узлов крыс через 1-7 недель после прекращения 4-недельного употребления 5% спиртового раствора позволило выделить 2 периода. Первый период отмечается с 1-й по 4-ю недели эксперимента, который характеризуется признаками компенсаторной реакции. Это подтверждается сохранением в лимфатических узлах на протяжении всех сроков опыта функционально активных лимфоидных узелков с центрами размножения и наличием в них клеток с картинами митозов. Во всех зонах органа отмечается высокое содержание молодых форм клеток и макрофагов. Изменения в структурной организации и цитоархитектонике в печеночных лимфатических узлах в отдаленный период (через 7 недель) после окончания употребления 5% раствора спирта можно рассматривать как период декомпенсации. В этот период происходит резкое снижение лимфоцитотопоэза (исчезают клетки с картинами митозов и бласты), иммунопоэза (резко уменьшается число плазматических клеток) и усиление деструкции клеток во всех структурных зонах лимфатического узла. Комплекс изменений и через 7 недель эксперимента в морфологии и клеточном составе печеночных лимфатических узлов, является отражением пролонгированного действия спиртового раствора на организм животных, приводящем к снижению иммунологической активности органа.
Литература
1. Михайленко С.И. // Успехи психиатрии, неврологии, нейрохирургии и наркологии.- 1996.- Т. 3.- С. 512-513.
2. Новиков В.С.// Авиакосмич. и эколог. медицина.- 2000.-Т. 34, №1.- С. 5-14.
3. Сытинский И.А., Флерова Н.И. //Укр. биохим. журнал-1982.- Т.54, №2.- С. 149-153.
4. Меркурьева Р.В. и др. Медико-биологические исследования в гигиене.- М.; Медицина,1986.- 272 с.
5. Бородин Ю.И. Лимфатический узел при циркуляторных нарушениях.- Новосибирск: Наука СО, 1986.- 268 с.
6. Сапин М.Р., Никитюк Д.Б. Иммунная система, стресс и иммунодефицит.- М.: Джангар, 2000.- 184 с.
7. Стефанов С.Б.//. Цитология.- 1974.- Т. 16, №6.- С. 785.
8. Бородин Ю.И. и др. // Мат-лы II съезда лимфологов России.- СПб.-. 2005.- С. 39-41.
9. Жаксылыкова А.К., Нурмухамбетова Б.Н. // Мат-лы 1 Сибирского съезда лимфологов с междун. участием.- Новосибирск.- 2006.- С. 128-130.
10.Lennert K., Stein H. The germinal center: morphology, histochemistry and immunohistology. «Lymphoproliferative Diseases». Berlin.- 1982.- P. 3-15.
УДК 616-097:616-005.1
ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЕ ИММУНОМОДУЛИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ И ВИТАМИНОВ
И.Л. БРОВКИНА, Л.Г. ПРОКОПЕНКО, В.Н. РЫБНИКОВ*
В регуляции биохимических процессов и физиологических функций важную роль играют протеолитические и гидролитические ферменты. Использование этих ферментов в качестве фармакологических препаратов оказывает выраженное влияние на процессы фагоцитоза, развитие клеточной и гуморальной форм иммунного ответа на различные антигены [13]. Иммунотропное действие протеолитических и гликолитических ферментов опосредуется клетками периферической крови - эритроцитами и лейкоцитами [8]. Интракорпоральное применение протеолитиче-ских и гликолитических ферментов не всегда оправдано, так как может привести к возникновению нежелательных побочных эффектов, обусловленных неконтролирующей фрагментацией белковых и углеводных соединений мембраны клеток крови и тканей. Учитывая это, большой интерес представляет изучение эффективности экстракорпорального применения ферментов, осуществляемое с помощью эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Связывание лекарственных соединений с форменными элементами крови и влияние на их активность происходит вследствие сорбции на мембране, проникновения внутрь клеток с помощью транспортных механизмов или при искусственном образовании пор в клеточной мембране [1]. Связывание с эритроцитами или их стромой повышает фармакологическую активность некоторых гормонов, нейромидиаторов и их ингибиторов, и цитокинов [2]. Экстракорпоральное воздействие протеолитиче-ских ферментов на мембрану эритроцитов или их строму приведет к появлению у них иммунотропных свойств, вследствие модификации пептидных и олигосахаридных структур поверхности мембраны клеток. Есть основания ожидать, что определенное влияние на это действие ферментов окажет изменение состояния фосфолипидной матрицы клеточной мембраны, вызываемое жиро- и водорастворимыми витаминами [9].
Цель работы - изучение опосредуемого эритроцитами и лейкоцитами иммуномодулирующего действия лизоцима и тер-рилитина, в сочетании с менадионом и кобаламином.
Материалы и методы. Опыты выполнены на крысах Вис-тар массой 190-210 г. Острую кровопотерю вызывали одномоментным кровопусканием из бедренной артерии в объеме 1% от массы тела. Эритроциты выделяли спомощью декстрана Т-500 и HBS-целлюлозы [15]. Нейтрофилы выделяли из гепаринизиро-ванной крови в растворе трилона Б с помощью фикол-верографина [10].
Клетки обрабатывали in vitro лизоцимом или террилитином [11], менадионом или кобаламином [4] и вводили аллогенным животным: эритроциты по 107 клеток/кг внутрибрюшинно трехкратно с интервалом 12 часов, нейтрофилы по 107 клеток/кг в/в однократно. Реципиентов иммунизировали эритроцитами барана (внутрибрюшинно, однократно, в дозе 108 клеток/кг). Через 5 суток после иммунизации определяли фагоцитарнометаболическую активность нейтрофилов по величинам индекса активности фагоцитов и окислительному резерву нейтрофилов [7, 14], выраженность перекисного окисления липидов по содержанию диеновых конъюгат и малонового диальдегида [12] в экстрактах печени. Об иммунном ответе судили по числу антите-лобразующих клеток [6] в селезенке и разности массы регионарного и контралатерального лимфатических узлах [10]. Клетки селезенки инкубировали в среде 199 в течение 4 часов [5]. Надо-садочную жидкость и фракцию спленоцитов, прилипающих к
* Курский ГМУ, 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3
