Состояние т- и В-лимфоцитов крови у морских свинок в разные физиологические периоды и на фоне применения Bacillus subtilis 3 Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

SUMMARY

V.V. Semchenko, I.I. Taskaev

Professor A.E. Efimov - the founder of omsk histological school

This work is devoted to describing the life and scientific way of an outstanding scientist and educator, founder of the Omsk histological School - Aleksey Efimovich Efimov.

Key words: histology, morphological school, professor, the teacher.

УДК 57.083.3

Н.В. Архипенко, Л.И. Дроздова, Л.И. Тимина

СОСТОЯНИЕ Т- И В-ЛИМФОЦИТОВ КРОВИ У МОРСКИХ СВИНОК В РАЗНЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ И НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ

BACILLUS SUBTILIS 3

В статье приведены показатели относительного и абсолютного содержания Т- и В-лимфоцитов в крови морских свинок в разные физиологические периоды и на фоне применения B. subtilis 3, а также дана гистомор-фологическая характеристика органов центральной (тимус) и периферической (селезенка) иммунной системы экспериментальных животных в период беременности при использовании B. subtilis 3.

Ключевые слова: Т- и В-лимфоциты, тимус, селезенка, морские свинки, Bacillus subtilis 3, период беременности.

Введение

В период беременности в организме матери происходит ряд морфофункциональных изменений, направленных преимущественно на создание условий для имплантации зародыша, роста и созревания плаценты, органогенеза, что необходимо для нормального роста и развития плода, сохранения и вынашивания его в течение всей беременности [1].

В организме матери при нормально протекающей беременности включаются дополнительные механизмы регуляции иммунологического статуса, в результате чего происходит угнетение клеточного и в меньшей степени гуморального звеньев иммунитета [1].

Супрессивное состояние клеточного звена иммунной системы, в частности, проявляется в снижении абсолютного и относительного количественного содержания Т- и В-лимфоцитов без существенного изменения их соотношения. Причиной дисбаланса субпопуляции Т-лим-фоцитов является, возможно, временная инволюция тимуса, присутствующая в организме в период беременности [1]. Атрофию тимуса вызывает эстроген. Так, по данным В.А. Алеш-кина и др. (2004), у мышей инволюция тимуса усиливается в течение беременности, когда уровень эстрогена и прогестерона высокий [2].

В.И. Говалло (1987) также отмечает снижение массы тимуса у крыс к 14-суткам беременности в 3-4 раза по сравнению с исходной, а перед родами масса снижается еще больше [3]. В послеродовом периоде масса тимуса восстанавливается.

В связи с ослаблением иммунитета у самок в период беременности повышается риск возникновения инфекций бактериальной и вирусной этиологии, при этом в последние годы все более выявляется роль данных факторов в индукции нарушений механизмов регуляции иммунологических функций, направленных на сохранение аллогенного плода [1]. Такие на-

© Архипенко Н.В., Дроздова Л.И., Тимина Л.И., 2012

рушения могут касаться основных иммунокомпетентных клеток иммунной системы - Т- и В-лимфоцитов, а также фагоцитов, естественных киллеров, иммуноглобулинов и др.

Таким образом, на сегодняшний день весьма актуален вопрос коррекции иммунитета у беременных животных, а также поиск препаратов, обладающих свойствами, направленными на поддержание иммунитета в период беременности, но при этом не осложняющих течение самой беременности.

В последние годы отечественные и зарубежные биотехнологические фирмы перенесли свое внимание на разработку препаратов из спорообразующих бактерий рода Bacillus. Основными критериями использования этих бактерий в пробиотических препаратах является высокая антагонистическая активность и отсутствие видимых негативных эффектов при поступлении в организм животных и человека [4].

Пробиотические препараты на основе микроорганизмов рода Bacillus не только нормализуют кишечный биоценоз и профилактируют желудочно-кишечные болезни, но и влияют на многие органы и системы макроорганизма. Кроме того, помимо общего регуляторного воздействия на кишечный биоценоз, данные бактерии оказывают заметное стимулирующее влияние на иммунологический статус организма [5].

С учетом вышеизложенного мы исследовали значения относительного и абсолютного содержания Т- и В-лимфоцитов в крови экспериментальных животных в период беременности на фоне применения пробиотического штамма B. subtilis 3.

Цель и методы исследований

Цель работы - изучить состояние Т- и В-лимфоцитов крови у экспериментальных животных в разные физиологические периоды и на фоне применения B. subtilis 3, а также с помощью гистоморфологического метода выявить изменения, происходящие в органах центральной (тимус) и периферической (селезенка) иммунной системы.

Исследования проводили в НИЦ (войсковая часть 47051) ФБУ «33 ЦНИИИ Минобороны России» г. Екатеринбурга и на кафедре анатомии и гистологии Уральской государственной сельскохозяйственной академии.

Для проведения экспериментальных исследований были сформированы три группы животных по 5 особей в каждой. Первую группу составляли интактные (не беременные) морские свинки, вторую и третью - морские свинки (беременные) массой 800-850 г. Животных содержали в стандартных условиях вивария, при двенадцатичасовом световом режиме, температуре воздуха 22 ± 2,0°С и свободном доступе к воде и корму. Работу с животными проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» [6].

Самкам третей (опытной) группы внутрижелудочно вводили суспензию клеток штамма B. subtilis 3 в концентрации 25 • 106 см3, самкам первой (контрольной) и второй (опытной) групп - 0,9% раствор хлорида натрия. Препарат давали животным во вторую половину беременности, один раз в сутки до кормления, в течение 14 дней.

По истечении срока наблюдения для постановки реакции розеткообразования (по Ю.В. Шигиной, 2007) у экспериментальных животных забирали кровь из ушной краевой вены в объеме 1 см3.

Метод определения количественного содержания Т- и В-лимфоцитов в реакции розет-кообразования основан на способности поверхностных рецепторов лимфоцитов связываться со специфическими маркерами. Т-лимфоциты несут рецепторы к эритроцитам барана и фиксируют их на своей поверхности, образуя розетку. В-лимфоциты несут рецепторы к третьему компоненту комплемента, который служит специфическим маркером в реакции розеткообра-зования с зимозаном, опсонизированным комплементом.

Для гистоморфологических исследований забирали тимус и селезенку. Материал фиксировали в 10%-м растворе нейтрального формалина. Заливку в парафин осуществляли по общепринятой методике. Готовили парафиновые срезы толщиной 5-6 мкм, окрашивали их

гематоксилином и эозином. Исследование гистологических препаратов проводили под микроскопом «MICROS» с последующим фотографированием.

Результаты исследования Одним из основных показателей оценки состояния иммунной системы является определение количества и функциональных свойств иммунокомпетентных клеток. Этим показателям отводится важная роль при нарушении функций иммунной системы. В свою очередь, изучение состояния Т- и В-лимфоцитов в онтогенезе в разные физиологические периоды позволяет судить о способности организма к иммунному ответу клеточного и гуморального типа.

Мы исследовали количество относительного и абсолютного содержания Т- и В-лимфоцитов в крови беременных морских свинок при использовании пробиотического штамма B. subtilis 3. Результаты представлены на рис. 1 и 2.

80 70 60 50 40 30 20 10 0

□ 1-контрольная группа 69,8 60,2 45,8

□ 2-опытная группа (беременные) 60,6 55,4 45,8

□ 3-опытная группа (B.subtilis) 71,2 62,4 52,8

Лимфоциты в мазке Т-лимфоциты В-лимфоциты

Рис. 1. Относительное содержание Т- и В-лимфоцитов в крови экспериментальных животных

Изучение относительного и абсолютного содержания Т- и В-клеток в периферической крови экспериментальных животных в разные периоды физиологического состояния и на фоне применения В. БиЫШв 3 показало небольшие, но стабильные расхождения показателей относительных и абсолютных значений Т- и В-лимфоцитов в контрольной и опытных группах. Так, у животных второй группы относительное количество Т-клеток (рис. 1) несколько снизилось по сравнению с контролем и составило 55,4%, в то время как количество В-клеток не изменилось и составило 45,8%. У самок третьей группы показатели относительного количества Т- и В-лимфоцитов превосходят таковые у животных контрольной группы и составляют 62,4% и 52,8% соответственно.

Данные рис. 2 показывают, что при введении экспериментальным животным В. БиЫШв 3 в период беременности усиливается пролиферация Т- и В-лимфоцитов, что сказывается на абсолютных значениях количественного содержания этих клеток. Так, у животных третей опытной группы абсолютное количество Т-клеток составляет 1,4 • 106 кл/см3 , что существенно выше этого показателя у морских свинок второй группы. Абсолютное содержание В-лимфоцитов у животных, получавших В. БиЫШв 3 в период беременности, соответствует этому показателю у животных контрольной группы и составляет 1,2 • 106 кл/см3.

2

3

Абсолютное содержание лимфоцитов в крови животных опытных групп несколько ниже данного показателя у контрольной группы, что по данным многих источников не является патологией для самок в период беременности.

х106 кл.см3 3

2,5 1,5 0,5

■ 1-контрольная группа 2,6 1,6 1,2

□ 2-опытная группа 2,2 1,1 0,9

(беременные)

■ 3-опытная группа ( B. 2,3 1,4 1,2

subtilis)

Абсолютное Абсолютное Абсолютное

содержание содержание содержание

лимфоцитов Т-лимфоцитов В-лимфоцитов

Рис. 2. Абсолютное содержание Т- и В-лимфоцитов в крови экспериментальных животных

Анализ изменений в тканях на уровне их микроскопической организации позволяет раскрыть механизмы, которые происходят на тканевом и клеточном уровнях. Поэтому нами были проведены гистоморфологические исследования органов центральной (тимус) и периферической (селезенка) иммунной систем.

Рис. 3. Тимус (В. биЫШб 3). Инволюция тимуса. Окраска гематоксилином и эозином. Увелич. 100*

1

2

3

При гистологических исследованиях тимуса беременных морских свинок третьей опытной группы была обнаружена инволюция долек тимуса (рис. 3, 4), то есть замещение их жировой тканью. В самих дольках отчетливо просматривается как мозговая, так и корковая зоны, которые и содержат большое количество Т-лимфоцитов.

Рис. 4. Тимус (В. БиМИБ 3). Долька тимуса с тельцами Гассаля в жировой клетчатке. Окраска гематоксилином и эозином. Увелич. 400*

Среди жировой клетчатки обнаруживаются атрофированные дольки тимуса с малым количеством лимфоцитов и единичными тельцами Гассаля.

а

Рис. 5. Тимус морской свинки (беременные): а - атрофированная долька тимуса при инволюции. Окраска гематоксилином и эозином. Увелич. 100*; б - жировые вакуоли в дольке тимуса. Окраска гематоксилином и эозином. Увелич. 400 х (см. также с. 43)

б

Рис. 5. Окончание

У животных второй опытной группы в тимусе также происходят инволютивные процессы (рис. 5, а), но в данном случае корковый и мозговой слои не просматриваются, а сама долька содержит большое количество жировых вакуолей (рис. 5, б).

Рис. 6. Селезенка морской свинки (В. БиЫШБ 3).

Усиление рисунка артерии и выраженный рисунок центра размножения фолликула.

Окраска гематоксилином и эозином.

Увелич. 200*

При гистологическом исследовании селезенки беременных морских свинок, получавших В. БиЫШв 3, выявлено интенсивное размножение фолликулов селезенки. Все структурные элементы органа хорошо выражены. В некоторых фолликулах селезенки наблюдается образование нового фолликула (рис. 6), что может свидетельствовать об усиленной иммунной реакции организма животных.

Рис. 7. Слившиеся фолликулы в селезенке морской свинки (беременная). Окраска гематоксилином и эозином. Увелич. 200 х

У самок, не получавших В. БиЫШв 3 в период беременности, в селезенке были отмечены изменения, характерные для иммунодефицитных состояний. В органе выявлены очаги слияния фолликулов (рис. 7), это своего рода компенсаторно-приспособительная реакция организма самки на беременность, а также редукция некоторых фолликулов (рис. 8) и утолщение капсулы селезенки.

Рис. 8. Селезенка морской свинки (беременная). Редуцированный фолликул селезенки.

Окраска гематоксилином и эозином. Увелич. 200 х

Выводы

Проведенные исследования показали, что микроорганизмы В. БиЫШв 3 обладают иммуностимулирующими свойствами и оказывают тем самым определенное влияние на иммуно-компетентные клетки крови самок в период беременности.

Гистоморфологическое исследование центральных и периферических органов иммунной системы экспериментальных животных в период беременности и на фоне применения В. БиЫШв 3 показало, что применение данного штамма в период беременности не вызывает патологических изменений в органах иммунной системы, улучшает процесс формирования элементов иммунокомпетентных клеток и тормозит раннюю инволюцию органов иммунной

системы. Это, в свою очередь, приводит к более активному формированию клеточного иммунитета.

Список литературы

1. Воронин, Е.С. Иммунология : учебник / Е.С. Воронин, А.М. Петров, М.М. Серых, Д.А. Девришов. - М. : Колос-Пресс, 2002. - 406 с.

2. Алешкин, В.А. Иммунология репродукции : учеб. пособие / В.А. Алешкин, А.Н. Ложкина, Э.Д. Заго-родняя. - Чита, 2004. - 79 с.

3. Говалло, В.И. Иммунология репродукции : учеб. пособие / В.И. Говалло. - М. : Медицина, 1987. - 304 с.

4. Панин, А.Н. Исследование антагонистических свойств спорообразующих бактерий B. subtilis в отношении ацидофильных бактерий Lactobacillus acidophilus / А.Н. Панин, Е.В. Малик, Н.Л. Мулахина // Ветеринарный врач. - 2009. - № 3. - С. 3-6.

5. Малик, Н.И. Ветеринарные пробиотические препараты / Н.И. Малик, А.Н. Панин // Ветеринария. -2001. - № 1. - С. 3-7.

6. Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных. - М. : МЗ РСФСР, 1977. - 12 с.

SUMMARY

N. V. Arhipenko, L.I. Drozdova, L.I. Timina

State of T- and B-limphocytes of blood in guinea pigs during different pfysiological periods with using Bacillus subtilis 3

In this article we adduce indices of relative and absolute presence of T-and B-limfocytes of blood in guinea pigs during different pfysiological periods with using Bacillus subtilis 3, and adduce histomorphological characteristic of the organs of central (thymus) and pheripheral (spleen) immune system in experimental animals during pregnancy with using B. subtilis 3.

Key words: T- and B-limphocytes, thymus, spleen, guinea pigs, Bacillus subtilis 3, pregnancy period.

УДК 606:378

К.Н. Ярыгин, В.В. Семченко, Г.А. Хонин, И.Н. Лебедев, В.Н. Ярыгин, С.С. Степанов, С. Ф. Мелешков, С.И. Шведов, А.Ю. Максимовская

ГЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ БИОТЕХНОЛОГИИ КАК СОВРЕМЕННОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Генные технологии - наиболее перспективная отрасль медицины и биологии, которая способна значительно улучшить качество жизни человека и эффективность гуманитарной и ветеринарной медицины, преобразить животноводство и растениеводство.

Ключевые слова: образование, методология, биотехнологии, генные технологии.

Генная инженерия является основой современной биотехнологии. На основе фундаментальных исследований строения и функционирования генома человека, животных, растений, бактерий и вирусов генная инженерия открывает широкие возможности для получения новых генетических структур и организмов, для разработки способов генодиагностики, генопрофи-лактики и генотерапии болезней [4].

24 апреля 2012 г. Правительством РФ утверждена Комплексная программа развития биотехнологий в РФ до 2020 г. [15]. Главные цели программы - выход России на лидирующие по-

© Ярыгин К.Н., Семченко В.В., Хонин Г.А., Лебедев И.Н., Ярыгин В.Н., Степанов С.С., Мелешков С.Ф., Шведов С.И., Максимовская А.Ю., 2012