РОЛЬ НЕФАГОЦИТИРУЮЩИХ ГРАНУЛОЦИТОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ В КЛЕТОЧНЫХ РЕАКЦИЯХ ПРИ ВОСПАЛЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

7. Emrich I. E., Zawada A. M., Martens-Lobenhoffer J., Fliser D., Wagenpfeil S. [et al.]. Symmetric dimethylarginine (SDMA) outperforms asymmetric dimethylarginine (ADMA) and other methylarginines as predictor of renal and cardiovascular outcome in non-dialysis chronic kidney disease. Clinical Research in Cardiology. 2018;107(3):201-213. https://doi.org/10.1007/s00392-017-1172-4

8. Chen S., Martens-Lobenhoffer J., Weissenborn K., Kielstein J., Lichtinghagen R. [et al.]. Association of

dimethylarginines and mediators of inflammation after acute ischemic stroke. Journal of Neuroinflammation. 2012;9:251. https://doi.org/10.1186/1742-2094-9-251 9. Conti P., Lessiani G., Kritas S. K., Ronconi G., Caraffa A. [et al.]. Mast cells emerge as mediators of atherosclerosis: Special emphasis on IL-37 inhibition. Tissue & Cell. 2017;49(3):393-400.

https://doi.org/10.1016Zj.tice.2017.04.002

Сведения об авторах:

Радаева Ольга Александровна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры иммунологии, микробиологии и вирусологии; тел.: 89053784198; e-mail: vtlbwbyf_79@mail.ru

Симбирцев Андрей Семенович, доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, научный руководитель; тел.: 88122304948; e-mail: simbirtsev@hpb-spb.com; http://orcid.org/0000-0002-8228-4240

© Коллектив авторов, 2019

УДК 616.735.5.002.61:34.49.003

DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2019.14024

ISSN - 2073-8137

РОЛЬ НЕФАГОЦИТИРУЮЩИХ ГРАНУЛОЦИТОВ

ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ В КЛЕТОЧНЫХ РЕАКЦИЯХ ПРИ ВОСПАЛЕНИИ

А. Г. Сирак, Е. И. Пискарева, О. Г. Магомедова, А. П. Арутюнова, Е. Г. Неменущая, М. О. Диденко, 3. М. Кочкарова, М. Г. Перикова

Ставропольский государственный медицинский университет, Россия

THE ROLE OF NONPHAGOCYTIC GRANULOCYTES OF PERIPHERAL BLOOD IN CELL REACTIONS IN INFLAMMATION

Sirak A. G., Piskareva E. I., Magomedova O. G., Arutjunova A. P., Nemenushehaya E. G., Didenko M. O., Kochkarova Z. M., Perikova M. G.

Stavropol State Medical University, Russia

Проведена экспериментальная оценка роли нефагоцитирующих гранулоцитов в клеточных реакциях при воспалительном процессе. Воспалительный процесс исследован с помощью модели формалинового отека и экспериментальной подкожной гранулемы на 24 крысах-самцах линии Wistаr массой 180-220 г. Установлена фазовая реакция нефагоцитирующих гранулоцитов, первая кратковременная, наиболее интенсивная фаза наблюдается в течение первых суток после воспроизведения воспаления, вторая фаза (14-28 суток) менее интенсивная, продолжительная, проявляется повторным умеренным усилением дегрануляции клеток одновременно с нарастанием их количества. Интерфазный период, имеющий место на 3-7-е сутки, характеризуется снижением интенсивности дегрануляции нефагоцитирующих гранулоцитов и восстановлением их количества.

Ключевые слова: нефагоцитирующие гранулоциты, воспаление, эксперимент

The article is devoted to the experimental evaluation of the role of non-phagocytic granulocytes in cellular reactions in inflammatory process. The inflammatory process was investigated using the model of formalin edema and experimental subcutaneous granuloma on 24 male Wistar rats weighing 180-220 g. The phase reaction of non-phagocytic granulocytes, the first short-term, the most intense phase, observed during the first day after the reproduction of inflammation, the second phase (14-28 days) is less intense, prolonged, manifested by a repeated moderate increase in cell degranulation simultaneously with the increase in their number. The interphase period, which takes place on the 3-7 day, is characterized by a decrease in the intensity of degranulation of non-phagocytic granulocytes and the restoration of their number.

Keywords: nonphagocytic granulocytes, inflammation, experiment

Для цитирования: Сирак А. Г., Пискарева Е. И., Магомедова О. Г., Арутюнова А. П., Неменущая Е. Г., Диденко М. О., Кочкарова З. М., Перикова М. Г. РОЛЬ НЕФАГОЦИТИРУЮЩИХ ГРАНУЛОЦИТОВ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ В КЛЕТОЧНЫХ РЕАКЦИЯХ ПРИ ВОСПАЛЕНИИ. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2019;14(1.2):238-241. DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2019.14024

медицинский вестник северного кавказа

2019. Т. 14. № 1.2

medical news of north caucasus

Vоl. 14. Iss. 1.2

For citation: Sirak A. G., Piskareva E. I., Magomedova O. G., Arutjunova A. P., Nemenushhaja E. G., Didenko M. O., Kochkarova Z. M., Perikova M. G. THE ROLE OF NONPHAGOCYTIC GRANULOCYTES OF PERIPHERAL BLOOD IN CELL REACTIONS IN ACUTE AND CHRONIC INFLAMMATION. Medical News of North Caucasus. 2019;14(1.2):238-241. DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2019.14024 (In Russ.)

НГ - нефагоцитирующие гранулоциты

Известно, что воспаление развивается в ответ на воздействие различных повреждающих факторов. Чаще всего ими являются микроорганизмы, их эндо- и экзотоксины, а также компоненты бактериальной клеточной оболочки (липополисахариды, пептидогликаны, тейхоевые кислоты). Ухудшение экологической ситуации и изменение общей иммунологической реактивности организма под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды с каждым годом приводит к увеличению воспалительных заболеваний [1]. Возрастает количество хронических воспалительных процессов, возникших впервые. Острые воспалительные реакции все чаще принимают затяжное течение [2]. Вместе с тем роль некоторых звеньев защитной воспалительной цепочки, а следовательно, и механизмы хронического воспаления изучены недостаточно [3, 4].

Одним из пусковых эффекторов воспаления служат нефагоцитирующие гранулоциты (тканевые базофи-лы) - неотъемлемый клеточный элемент соединительной ткани [5, 6]. Нефагоцитирующие гранулоциты (НГ) являются источником большого количества начальных медиаторов воспалительной реакции, к которым относятся гистамин, серотонин (у мелких грызунов), лейкотриены, простагландины (главным образом D2), фактор, активирующий тромбоциты, многочисленные ферменты и другие [7, 8]. В связи с этим НГ во многом определяют дальнейшие события в медиаторном всплеске и влияют на межклеточные взаимодействия в очаге повреждения организма [9].

Цель исследования - экспериментальная оценка роли нефагоцитирующих гранулоцитов в клеточных реакциях при воспалительном процессе.

Материал и методы. Эксперимент проведен на 24 крысах-самцах линии Wistar массой 180-220 г. В контрольную группу отобрано 12 животных, не имеющих патологических процессов. Основную группу составили 12 крыс-самцов с явными признаками воспаления.

Хронический воспалительный процесс исследовали на общеизвестных моделях формалинового отека и экспериментальной подкожной гранулемы. Для создания асептического воспаления использовали стандартную процедуру: под легким эфирным наркозом крысам вводили 2 % формалин в количестве 0,1 мл в заднюю лапку под плантарный апоневроз. Объем лапок измеряли онкометром. Массу образовавшейся гранулемы определяли с помощью торсионных весов. Динамические изменения воспалительного процесса прослеживали начиная с шести часов после проведения экспериментальных манипуляций и в последующие 1, 3, 7, 14 и 28-е сутки. В качестве материала для исследований использовали ткани из очага воспаления, костный мозг бедренной кости, периферическую кровь. Изучали клеточно-тканевую реакцию патологического участка, морфофункциональ-ное состояние НГ, костномозговое кроветворение, лейкоцитарную реакцию (включая функциональную активность лейкоцитов) периферической крови.

У выведенных из эксперимента животных забирали фрагменты кожи с подлежащей гиподермой и мягкими

тканями в очаге воспаления, которые фиксировались в 10 % водном растворе нейтрального формалина. По окончании спиртовой проводки материал подвергали парафиновой проводке, после чего изготавливали серийные срезы толщиной 4-5 мкм. Обзорные препараты, окрашенные гематоксилином и эозином, использовали для общей оценки состояния исследуемых тканей и морфометрического исследования. Для выявления и дифференцировки соединительнотканных структур использовали окрашивание препаратов на коллагеновые волокна по Маллори с докрашиванием пирофуксином, для оценки функциональной активности структурных компонентов использовали гистохимическую реакцию по методу Браше (контроль с кристаллической рибо-нуклеазой). Качественную морфометрическую оценку клеточного состава воспалительного инфильтрата проводили с помощью микроскопа «Olimpus» BX45 со встроенным фотоаппаратом C300 (Япония). При увеличении х400 на поверхность изображения гистологических препаратов накладывали сетку Автандилова и производили дифференцированный подсчет точек, приходящихся на ту или иную клеточную форму. Определяли количество различных клеточных элементов воспалительного инфильтрата: нейтрофилов, эози-нофилов, лимфоцитов, макрофагов, фибробластов, фиброцитов, плазматических клеток, эпителиоидных клеток, а также число дегранулированных клеток с распределением по степеням дегрануляции.

Результаты прошли статистическую обработку с применением однофакторного дисперсионного анализа и критерия множественных сравнений Ньюмена -Кейсла в программе «Primer of Biostatistics 4.03» для Windows. Достоверными считали различия при р<0,05.

Результаты и обсуждение. При изучении мор-фофункционального состояния НГ в очаге воспаления установлено, что общее количество исследуемых клеток достоверно снижено во все сроки эксперимента, причем наиболее значительно оно уменьшается (в 1,8 раза) к 6-му часу после воспроизведения воспаления (по сравнению с данными интактных животных, р<0,05). На 1-е сутки число НГ остается на минимальном уровне (в 2,2 раза меньше исходного), постепенно восстанавливаясь с 3-х по 28-е сутки, но на 28-е сутки еще остается ниже такового в контроле - в 1,2 раза (табл.).

Дегрануляция НГ резко усилена к 6-му часу (рис., а), более 90 % имеющихся клеток дегранулированы. Число НГ I степени дегрануляции увеличивается в 1,7 раза, II степени - в 8,3 раза, III степени - в 38,9 раза. На первые сутки отмечается максимум дегрануляции (рис., б) - дегранулированных клеток II и III степеней соответственно в 11,4 и 43,8 раза больше, чем в контроле. В то же время количество дегранулированных клеток I степени снижается по сравнению с 6-м часом до уровня контроля, что свидетельствует о стихании первой фазы дегрануляции НГ (рис., в). В дальнейшем, к 28-м суткам наблюдения, количество НГ уже выше исходного, что соответствует данным литературы, указывающим на увеличение числа НГ в очаге хронического воспаления [9]. Это явление можно объяснить тем, что хроническое воспаление является пролиферативным по сосудисто-тканевой реакции и характеризуется разрастанием соединительной ткани, обязательным компонентом которой являются НГ.

Таблица

Нефагоцитирующие гранулоциты в очаге экспериментальной подкожной гранулемы на модели формалинового отека у крыс (M±m)

Сроки исследования Количество клеток в полях зрения Дегранулированные НГ

I степени II степени III степени

Контроль 998,6±38,3 14,8±1,9 4,9±0,7 0,8±0,4

6 часов 553,2±46,4* 25,8±2,2* 32,3±3,9* 32,7±2,9*

1-е сутки 446,5±46,1* 16,8±2,2 41,1±2,7* 36,6±2,7*

3-и сутки 484,6±54,7* 17,3±1,2 43,6±2,2* 26,6±3,4*

7-е сутки 546,5±26,4* 16,9±1,5 53,3±3,6* 19,8±1,5*

14-е сутки 622,7±21,9* 27,3±1,4* 41,5±3,9* 12,8±1,4*

28-е сутки 729,8±28,6* 31,5±2,9* 26,3±2,5* 15,1±1,9*

* - р<0,05 относительно показателей контрольной группы.

Рис. Экспериментальная подкожная гранулема на модели формалинового отека. Микропрепараты биоптатов соединительной ткани, взятых у животных основной группы через 6 часов (а), на 1 (б), 3 (в), 7 (г), 14 (д) и 28-е (е) сутки эксперимента: а - серозный отек (1), дезорганизация межклеточного матрикса (2) с разрушением коллагеновых волокон (3); б - деструкция коллагеновых волокон (1), распространяющаяся на гиподерму (2); в - умеренная дегрануляция клеток инфильтрата (1) на фоне минимального содержания интактных клеток (2); г - грануляционная ткань с клетками фибробластического ряда (1); д - образование гигантской многоядерной клетки (1); е - некроз стенки кровеносного сосуда (1) с выпотом фибрина (2) и форменных элементов крови (3). Окраска гематоксилином и эозином. Ок. 10, об. 20 (а, б, в), об. 40, ок. 10 (д, е). Окраска по Маллори. Ок. 20, об. 20 (г)

медицинский вестник северного кавказа

2019. Т. 14. № 1.2

medical news of north caucasus

Vоl. 14. Iss. 1.2

До 7-х суток на фоне постепенного восстановления общего числа НГ отмечается стабилизация в состоянии нефагоцитирующих гранулоцитов. Содержание интактных клеток и НГ I степени дегрануляции остается практически постоянным, причем НГ I степени дегрануляции - на уровне контроля; количество дегранулированных клеток III степени снижается по сравнению с первыми сутками; на 7-е сутки несколько возрастает количество дегранулированных клеток II степени (рис., г).

С 14-х суток на фоне продолжающегося восстановления общего количества НГ происходит постепенное восстановление числа интактных клеток, снижение содержания НГ II и III степеней дегрануляции и увеличение количества дегранулированных клеток I степени, которое вновь становится достоверно больше контроля, что указывает на вторую фазу активации НГ. При этом дегрануляция НГ менее выражена, чем в первой фазе: меньше общее количество дегранулированных клеток, НГ II и III степеней дегрануляции (рис., д). Число дегранулированных клеток I степени примерно такое же, как и на высоте первой фазы (на 6-й час воспаления). Иными словами, усиление дегрануляции во второй фазе выражается в преобладании среди дегранулированных клеток НГ I степени дегрануляции. Кроме того, в дальнейшей динамике воспаления количество НГ разных степеней дегрануляции стабилизируется с незначительными колебаниями с 14-х по 28-е сутки (рис., е).

Заключение. В очаге воспаления происходит выраженная дегрануляция НГ с изменением их количе-

Литература/References

1. Алексеева Н. Т. Участие клеточного компонента в регенерации раны. Журнал анатомии и гистопатологии. 2014;3(1):9-15. [Alekseeva N. T. Uchastie kletochnogo komponenta v regeneracii rany. Zhurnal anatomii i gistopatologii. - Journal of Anatomy and Histopathology. 2014;3(1):9-15. (In Russ.)].

2. Парахонский А. П. Медиаторные аспекты воспалительного процесса. Аспирант. 2015;16(1):133-137. [Parahonskij A. P. Mediatornye aspekty vospalitelnogo processa. Aspirant. - Graduate student. 2015;16(1):133-137. (In Russ.)].

3. Уханова О. П. Современные представления о программированной гибели тучных клеток и базофи-лов при аллергическом воспалении. Аллергология и иммунология. 2009;10(4):463-468. [Ukhanova O. P. Sovremennyye predstavleniya o programmirovannoy gibeli tuchny khkletok i bazofilov pri allergicheskom vospalenii. Allergologiya i immunologiya. - Allergology and immunology. 2009;10(4):463-468. (In Russ)].

4. O'Sullivan J. A., Carroll D. J., Moreno-Vinasco L., Cao Y., Bochner B. S. [et al.]. Frontline science: characterization of a novel mouse strain expressing human siglec-8 only on eosinophils. Journal of Leukocyte Biology. 2018;104(1):11-19. https://doi.org/10.1002/JLB.2HI0917-391R

5. Platzer B., Singer K., Panduro M., Lexmond W. S., Fiebi-ger E. [et al.]. Dendritic cell-bound ige functions to restrain

ства, свидетельствующая о причастности НГ к патогенезу хронизации воспаления. Реакция НГ является фазной: первая фаза кратковременная, наиболее интенсивная, наблюдается в течение первых суток после воспроизведения воспаления с пиком на 6-й час и характеризуется выраженной дегрануляцией НГ и снижением их количества. Вторая фаза менее интенсивная, продолжительная, «стойкая» (без выраженного пика), обнаруживается с 14-х суток до конца исследования (28-х суток) и проявляется повторным умеренным усилением дегрануляции НГ одновременно с нарастанием их количества. Интерфазный период, имеющий место на 3-7-е сутки, характеризуется снижением интенсивности дегрануляции Нг по сравнению с таковой в первой фазе и началом восстановления их количества.

Информированное согласие: Экспериментальные исследования проведены в полном соответствии с требованиями надлежащей лабораторной практики (изложенными в национальном стандарте «Принципы надлежащей лабораторной практики» ГОСТ Р 53434-2009), с соблюдением Международных принципов Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов и других научных целей (Страсбург, 1986), в соответствии с Правилами лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003) и положительным заключением этического комитета.

Конфликт интересов. Все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

allergic inflammation at mucosal sites. Mucosal Immunology. 2015;8(3):516-532. https://doi.org/10.1038/mi.2014.85

6. Баглай Е. О., Дубиков А. И. Тучные клетки - ключевые участники патогенеза иммуновоспалительных заболеваний. Научно-практическая ревматология. 2015;53(2):182-189. [Baglay E. O., Dubikov A. I. Tuchnye kletki - kljuchevye uchastniki patogeneza immunovospalitelnyh zabolevanij. Nauchno-prakticheskaja revmatologija. - Scientific and practical rheumatology. 2015;53(2):182-189. (In Russ.)].

7. Корденко А. Н., Алексеева Н. Т., Анохина Ж. А. Видовые особенности структуры тучных клеток кожи. Журнал анатомии и гистопатологии. 2014;4(3):36-38. [Kordenko A. N., Alekseeva N. T., Anohina Zh. A. Vidovye osobennosti struktury tuchnyh kletok kozhi. Zhurnal anatomii i gistopatologii. - Journal of Anatomy and Histopathology. 2014;4(3):36-38. (In Russ.)].

8. Breedveld A., van Egmond M., Kormelink T. G., de Jong E. C. Granulocytes as modulators of dendritic cell function. Journal of Leukocyte Biology. 2017;102(4):1003-1016. https://doi.org/10.1189/jlb.4MR0217-048RR

9. Uciechowski P., Rink L. Basophil, eosinophil, and neutrophil functions in the elderly. Immunology of Aging. 2014;10(1):47-63.

https://doi.org/10.1007/978-3-642-39495-9_5

Сведения об авторах:

Сирак Алла Григорьевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой гистологии; тел.: 88652356219; e-mail: kafedragist@yandex.ru

Пискарева Евгения Ивановна, кандидат медицинских наук, доцент; тел.: 89887086717; e-mail: ivga.stgma@mail.ru Магомедова Оксана Гасамутдиновна, ассистент; тел.: 89286319997; e-mail: oksana.magomedova@bk.ru Арутюнова Алина Павловна, ассистент; тел.: 89881177100; e-mail: alina77100@gmail.com

Неменущая Елена Григорьевна, старший лаборант кафедры гистологии; тел.: 89624460947; e-mail: nem.elen2012@mail.ru

Диденко Мария Олеговна, аспирант; тел.: 89283406900; dr.maria.didenko@gmail.com

Кочкарова Зухра Магомедовна, аспирант; тел.: 88652352628; e-mail: azrch_1991@rambler.ru

Перикова Мария Григорьевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры стоматологии; тел.: 88652350551; e-mail: masha.perikova@yandex.ru