CC BY
44
щаться люминально по соединяющим компартменты трубочкам, а мембранные белки перемещаться вдоль непрерывных коммуникаций латеральной диффузией. Однако такое допущение подразумевает существование довольно сложного механизма (или механизмов), разграничивающего транспортные пути различных молекул - ферментов, рецепторов, секреторных белков и др. Один из возможных способов белковой изоляции может основываться на разной толщине мембран цистерн КГ, которая увеличивается от цис- к транс-полюсу. Мембраны большей толщины способны исключать мембранные белки с более короткими трансмембранными доменами, чем сама мембрана [1].
В основе другого механизма разграничения транспортных путей может лежать не постоянный характер тубулярных соединений, которые могли бы формироваться с участием определенных молекулярных механизмов, существовать некоторое время, а затем диссоциировать [6].
Кроме того, прямые соединения между компартментами КГ позволят мембранным липидам перемещаться вдоль секреторного пути, меняя состав и свойства мембран, а так же, возможно, и форму. Так, например, диффузия холестерина из эндосом в транс-цистерну может привести к вытеснению из них ферментов в проксимальную цистерну с менее толстой стенкой, а так же стимулировать при этом процесс созревания цистерн стопки и превращения транс- цистерны в мембранные трубочки. Поэтому, перераспределение липидов по мембранным непрерывностям может быть одним из механизмов изменения морфологической структуры органеллы.
Выводы:
1. Тубулярные структуры в КГ фибробластов животных располагаются на латеральном крае стопки, на уровне цис- и медиальных мешочков и имеют разную степень выраженности, что связано, по - видимому, с особенностями секреторной функции клеток у животных разных систематических групп и экологических условий.
2. Электронномикроскопически доказано существование прямых мембранных соединений между структурами секреторного пути: эндоплазматическим ретикулюмом и первой цистерной КГ; между цистернами одной стопки; между медиальными цистернами соседних стопок; между последней цистерной стопки и плазматической мембраной.
3. Необходимы дальнейшие исследования по изучению роли молекулярных участников секреторного транспорта на разных его этапах.
Литература
1. Cluett, E. B., E. Kuismanen, and C. E. Machamer. 1997. Heterogeneous distribution of the unusual phospholipid semilysobis-phosphatidic acid through the Golgi complex // Mol. Biol. Cell.- 8: 2233-2240.
2. Clermont, Y., A. Rambourg, and L. Hermo. 1994. Connections between the various elements of the cis- and mid-compartments of the Golgi apparatus of early rat spermatids// Anat. Rec.- 240: 469480.
3. Franke W.W., Morre D.J., Deumling B., Cheetham R.D., Kartenbeck J., Jarasch E.D., Zengtraf H.W. Synthesis and turnover of membrane protein in rat liver: an examination of the membrane flow hypothesis.//Z. Naturforsh. B.- 1971.- v. 25.- p. 1031-1039.
4. Ladinsky, M. S., D. N. Mastronarde, J. R. McIntosh, K. E. Howell, and L. A. Staehelin. 1999. Golgi structure in three dimensions: functional insights from the normal rat kidney cell.//J. Cell Biol.- 144: 1135-1149.
5. Marsh, B. J., D. N. Mastronarde, K. F. Buttle, K. E. Howell, and J. R. McIntosh. 2001. Organellar relationships in the Golgi region of the pancreatic beta cell line, HIT-T15, visualized by high resolution electron tomography.//Proc. Natl. Acad. Sci.- U. S. A.- 98: 2399-2406.
6. Mironov, A. A., G. V. Beznoussenko, P. Nicoziani, O. Martella, A. Trucco, H. S. Kweon, D. Di Giandomenico, R. S. Polishchuk, A. Fusella, P. Lupetti, E. G. Berger, W. J. Geerts, A. J. Koster, K. N. Burger, and A. Luini. 2001. Small cargo proteins and large aggregates can traverse the Golgi by a common mechanism without leaving the lumen of cisternae.//J. Cell Biol.- 155: 12251238.
7. Mironov A. end Pavelka M. The Golgi Apparatus. State of the Camillo Golgis discovery.//SpringerWienYork.- 2008. 716 p.
8. Mironov A.A., Beznoussenko G.V., Polishchuk R.S., Trucco A. Intra-Golgi transport: a way to a new paradigm? // Bio-chim.Biophys. Asta.- 2005.- Vol. 10.- № 1744 (3).- p. 340-50.
9. Rambourg A., Clermont Y., Marraund A. Three-dimensional structure of the osmium-impregnated Golgi-apparatus as seen in the high voltage electron microscope//Am. J.- 1974.- v. 140.-p. 27.
10. Trucco, A., Polishchuk, R.S., Martella, O., Di Pentima, A., Fusella, A., Di Giandomenico, Pietro, E., Beznoussenko, G. V., Polishchuk, E.V., Baldassarre, M., Buccione, R., Geerts, W.J., Koster, A.J., Burger, K.N.J., Mironov, A.A., Luin, A. Secretory traffic triggersthe formation of tubular continuities across Golgi sub-compartments. // Nat Cell Biol.- 2004.- v. 6.- p.1071-1081.
THE ORGANIZATION OF THE SECRETORY PATHWAY TUBULAR
STRUCTURES OF ANIMAL FIBROBLASTS OF DIFFERENT TAXONOMIC GROUPS
I.S. SESOROVA Ivanovo State Medical Academy
The organization of tubular structures in the Golgi fibroblasts animals of different taxonomic groups is analyzed in this article. The existence of direct connections of compartments of one and neighboring ones with dictyosomes is proved. The possible role of Golgi tubule in intracellular transport is discussed.
Key words: Golgi, intracellular transport, morphology.
УДК 616.344+616.42:615.277.3
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СТЕНКИ ПОДВЗДОШНОЙ КИШКИ И ЕЁ ЛИМФАТИЧЕСКОГО РЕГИОНА, ВЫЗВАННЫЕ ВВЕДЕНИЕМ ПРОТИВООПУХОЛЕВОГО ПРЕПАРАТА «БОРТЕЗОМИБ»
Н.И. СИДЕНКО, И.Н. ПУТАЛОВА*
Внутрибрюшинное введение подопытным крысам противоопухолевого препарата «бортезомиб» (1 курс) вызывает структурные изменения стенки тонкой кишки, её лимфоносных путей и регионарных лимфоидных структур. Выявленные преобразования различаются сроком возникновения, степенью выраженности, продолжительностью. Несмотря на то, что они свидетельствуют о повышении антигенной нагрузки на лимфатический регион кишки, эти изменения носят в интактном организме обратимый характер.
Ключевые слова: стенка подвздошной кишки, лимфатический регион, бортезомиб.
Известно, что развитие любого патологического процесса в организме сопровождается накоплением в интерстиции токсических веществ. Именно лимфатическая система осуществляет непрерывный дренаж тканей, а в регионарных лимфоидных скоплениях и лимфатических узлах происходит биофизическая, биохимическая, иммунобиологическая детоксикация тканевой жидкости и лимфы [1,2,3,5]. Поэтому от состояния дренажно-детоксикационной функции лимфатической системы зависит исход и прогноз любого патологического процесса [1,4].
Химиотерапия занимает важное место в лечении онкологических заболеваний. Несмотря на большое значение лимфатической системы и лимфоидных органов в поддержании гомеостаза, изменения в них после различных методов химиотерапии остаются во многом не изучены. Известно, что одни химиотерапевтические препараты вызывают иммуносупрессию, а другие способствуют иммуностимуляции [8,9,13,15].
Бортезомиб - это новый противоопухолевый препарат, направленный на подавление активности протеосомы [14]. Поскольку активность протеосомы влияет на множество процессов, исследования структурных изменений тканей организма при воздействии бортезомиба продолжаются [12]. Результаты многих исследований свидетельствуют о том, что химиотерапия часто вызывает поражение тканей тонкой и толстой кишки [6,7,8]. Причинами этого большинство авторов считают развитие ней-тропении и снижение иммунитета в целом [10,11]. Необходим поиск методов сохранения и восстановления нарушенных структуры и функций лимфоидных органов без снижения противоопухолевого действия химиопрепаратов.
* ГОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия» Минздрав-соцразвития России, кафедра анатомии человека, 644043, г. Омск, ул. Партизанская, 20, (3812) 24-43-84
Учитывая, что действие любого противоопухолевого препарата не является избирательным, оно направлено на все делящиеся клетки, в том числе и клетки, вступающие в иммунный ответ, объектом нашего исследования послужили стенка подвздошной кишки и её лимфатический регион. При выборе объектов исследования мы исходили из того, что, во-первых, после применения бортезомиба наиболее часты осложнения со стороны пищеварительной системы а, во-вторых, что в стенке подвздошной кишки хорошо представлена лимфоидная ткань.
Цель исследования - в эксперименте выявить особенности структурных преобразований стенки подвздошной кишки и её лимфатического региона в разные сроки после одного курса введения противоопухолевого препарата бортезомиба для обоснования возможных осложнений.
Материалы и методы исследования. В эксперименте использовали белых крыс-самцов Wistar, б месячного возраста из вивария ЦНИЛ ОмГМА. Животные были разделены на две группы. Первая группа (контроля) состояла из 10 интактных животных. Животным второй опытной группы (30 крыс) внутрибрю-шинно вводили в терапевтической дозе противоопухолевый препарат бортезомиб из расчета 1,3 мг/м2 площади поверхности тела на 1, 4, 8 и 11 сутки (в эти сроки проводится один курс химиотерапии в клинике).
Объектом исследования служили стенка подвздошной кишки, групповые лимфоидные узелки и брыжеечные лимфатические узлы (БЛУ). Забой животных проводили под эфирным наркозом на 12 (по завершении первого курса химиотерапии), 21 (перед началом предполагаемого второго курса химиотерапии) и 90 (в отдаленный период после одного курса химиотерапии) сутки эксперимента. На каждый срок исследования использовали по 10 животных, одинаковых по возрасту, полу, массе тела, содержащихся в одинаковых лабораторных условиях, на одном пищевом рационе.
Далее материал подвергали гистологической обработке по стандартной методике (фиксировали в жидкости Теллесницкого, обезвоживали и обезжиривали в серии восходящих спиртов, просветляли в ксилолах, заливали в парафин-воск, на ротационном микротоме изготавливали срезы толщиной 7-10 и 5-4 мкм). Срезы окрашивали гематоксилином и эозином, азур II - эозином. Анализ структурных и клеточных элементов производили с помощью МБС-10 и микроскопа ЛОМО Микмед-2.
Количественные данные подвергали статистической обработке с использованием пакета прикладных программ STATISTICA б,0 и возможностей Microsoft Excel 2007. На первом этапе статистического анализа проводили тест на нормальность распределения признаков (критерии Колмогорова-Смирнова, Шапиро-Уилка). В зависимости от характера распределения статистическую обработку проводили с помощью параметрических либо непараметрических (U-критерий Манна-Уитни) критериев. Критическая величина значимости различий принята на уровне p=0,05. Полученные данные представлены в тексте в виде М±s, где М - средняя величина, а s - стандартное отклонение средней. Различия между независимыми выборками определяли с использованием t-теста.
Результаты и их обсуждение. После курса введения препарата (на 12 сутки эксперимента) отмечали существенное увеличение (почти в 2 раза) по сравнению с контролем общей площади поперечного среза стенки подвздошной кишки, за счет увеличения площадей всех ее слоев. Увеличение площади слизистой оболочки кишки связываем с увеличением площади просвета центральных лимфатических сосудов ворсинки почти в 2,5 раза. Доля кровеносного капилляра в структуре ворсинки, хоть и стала меньше (почти в 7 раз) доли лимфатического сосуда, однако оставалась на уровне контрольных значений. Площади подслизистой основы и мышечной оболочки в стенке кишки превышали значения контроля более чем в 2 раза за счет увеличения (почти в 3 раза) площади межклеточных пространств (первое звено лимфатического региона) (рис. 1).
В этот период эксперимента в стенке подвздошной кишки отмечали самую максимальную численность клеток - 94,28±4,15 (в контроле 71,00±5,14). При этом в эпителиальном пласте слизистой оболочки общее количество клеток превышало контроль на 17% за счет возрастания (более чем в 2,5 раза) количества межэ-пителиальных лимфоцитов и митотически делящихся клеток. Несмотря на то, что число эпителиоцитов не изменилось по сравнению с контролем, процентное содержание их снизилось на
14%. В собственной пластинке слизистой оболочки также отмечали увеличение общего количества клеток (на 36%) по сравнению с контролем за счет увеличения числа лимфоцитов, эозино-филов, моноцитов, макрофагов, тучных и дегенерирующих клеток. В подслизистой основе стенки кишки определяли такое же количество клеток, как в контроле (15,72±2,53), однако в её клеточном составе обнаруживали изменения: по сравнению с контролем возрастает число макрофагов (на 39%), тучных (на 45%) и дегенерирующих клеток (на 50%). В мышечной оболочке общее количество клеток (10,58±1,74) и клеточный состав аналогичны таковым у интактных животных.
Рис. 1. Стенка подвздошной кишки на 12 сутки после введения бортезомиба. Расширение межклеточных пространств и центральных лимфатических сосудов. Окраска гематоксилином и эозином.
Об. 40, ок. 10.
Обнаруженное нами увеличение площади просвета центральных лимфатических сосудов, интерстициальных пространств во всех оболочках подвздошной кишки, увеличение количества межэпителиальных лимфоцитов отражает ответную реакцию лимфатического региона тонкой кишки на антигенное воздействие. Проявлением её является активация лимфопродук-ции и транспортной функции. Не исключено, что расширение регионарных лимфоносных путей может быть связано и с блокадой транспорта лимфы на уровне лимфатических узлов. Недостаточность дренажной и транспортной функций лимфатического региона может способствовать развитию деструктивных процессов в стенке кишки. Подтверждением этого служит увеличение числа дегенерирующих форм клеток и наличие макрофагальной реакции в собственной пластинке слизистой оболочки, а в подслизистой основе - снижение процентного содержания эпителиоцитов. Вместе с тем, регенераторные процессы сохранены, о чем свидетельствует повышение митотической активности в эпителиальном пласте слизистой оболочки. Параллельно, в стенке подвздошной кишки возрастает число тучных клеток, принимающих участие в обеспечении неспецифической резистентности, а также в переносе антигенов иммунокомпетентным клеткам и в индукции защитных реакций. Нами отмечена активация местных защитных механизмов, проявляющаяся выраженной лимфоцитарной инфильтрацией слизистой оболочки подвздошной кишки, что может быть связано с усилением процессов пролиферации и дифференцировки Т-клеток в ответ на антигенное воздействие. Активированные Т-лимфоциты и макрофаги способствуют формированию клеточного защитного барьера. Увеличение числа эозинофильных лейкоцитов в собственной пластинке слизистой оболочки закономерно при антигенной нагрузке, это связано с их миграцией из сосудистого русла в ткани, где они фагоцитируют комплексы антиген-антитело.
Выявленные нами изменения в стенке подвздошной кишки можно расценивать как ответную компенсаторную реакцию её в условиях возросшей антигенной нагрузки для активации и усиления защитных механизмов в регионе.
В пейеровой бляшке после курса введения препарата, на 12 сутки эксперимента, отмечали увеличение общей площади среза (на 7%), главным образом, за счет увеличения площади вторичных лимфоидных узелков (на 14%) и их центров размножения (на 19%) с повышением в них числа макрофагов и бластных форм клеток (почти в 2 раза). Параллельно снижалось процентное содержание малых лимфоцитов (на 10%). Число вторичных лимфо-
идных узелков в этот период снизилось (на 11%).
Следует отметить, что светлые центры в лимфоидных узелках закономерно возникают при антигенном воздействии, являясь одним из ярких проявлений иммунного ответа. В увеличенной (на 12%) по площади мантийной зоне возрастает общая численность клеток до 71,67±5,14 (в контроле 60,17±5,14), преимущественно за счет малых лимфоцитов. Степень изменений в мантийной зоне лимфоидных узелков пейеровых бляшек была значительно меньше, чем в центрах размножения. Мы связываем это с тем, что в мантии не так выражены процессы размножения и созревания клеток, как в центрах размножения. Такая перестройка архитектоники пейеровой бляшки также является признаком антигенной стимуляции и свидетельствует об активации ее детоксикационной функции. Показатели первичных лимфоидных узелков в составе лимфоидной бляшки на протяжении всего эксперимента существенно не менялись. Доля межузелковой зоны снижалась (на 13%) в эти сроки, что можно расценивать как ослабление дренажной функции регионарных скоплений лимфоидной ткани.
Общая площадь среза брыжеечного лимфатического узла после курса введения препарата (на 12 сутки эксперимента) увеличивается по сравнению с контрольным значением на 16%. Морфотип узла изменяется с промежуточного (в контроле) на компактный (Рис.2). К/М (корково-мозговой) индекс в этот период имеет самое максимальное значение для эксперимента -1,63±0,08 (в контроле - 1,38±0,08). Площадь коркового вещества преобладает над площадью мозгового почти в 2 раза, вследствие чего площадь Т-зависимой зоны доминирует в структуре узла, что условно указывает на преобладание иммунных реакций по клеточному типу. На основе этого можно предположить, что ситуация в регионе требует активации прежде всего детоксикационной функции лимфатического узла, за счет направления тока лимфы через паренхиму - по непрямому пути. Однако изменения в цитограмме Т-зависимой зоны были менее выраженными, чем в В-зависимой зоне. Несмотря на незначительное повышение (на 26%) числа клеток лимфоидного ряда в паракортикальной зоне, площадь этой зоны увеличилась (на 32%). Обнаруженное возрастание площади паракортикальной зоны подтверждает факт депонирования лимфы в промежуточных синусах для более качественной обработки лимфы, поступившей из стенки кишки, содержащей большое количество токсинов и антигенов.
Несмотря на некоторое преобладание площади Т-зоны над площадью В-зависимой зоны, можно предположить о том, что в иммунных реакциях гуморальное и клеточное звенья иммунитета участвуют в равной степени. Об этом свидетельствует увеличение (в 2 раза) площади вторичных лимфоидных узелков за счет центров размножения (на 25%), в их клеточном составе возросло число бластных и митотически активных клеток (почти в 3 раза), а количество средних и малых лимфоцитов, наоборот, снизилось (на 15% и 63%, соответственно). В маргинальной зоне отмечали повышение (почти в 2 раза) числа клеток в митозе и малых лимфоцитов (на 21%). Известно, что герминативные центры формируются в результате антигензависимых процессов и являются местом размножения клонов клеток, реагирующих на антиген, зоной, где идет образование предшественников лимфоцитов памяти и предшественников плазмоцитов.
Об усилении транспортных процессов свидетельствует увеличение площади синусной системы (на 15%), главным образом, за счет мозговых синусов (на 19%). Не исключен тот факт, что лимфа депонируется в лимфатических узлах, так как необходимо более длительное время для инактивации токсинов и антигенов, поступивших в лимфатические узлы, тем самым затрудняет отток лимфы от стенки подвздошной кишки. Застой лимфы в узлах может приводить к расширению компонентов лимфатического русла в дренируемых тканях, нарушая, таким образом, условия их функционирования и создавая питательную среду для бактерий. Учитывая это, можно предположить о фазе лимфостаза в верхнем мезентериальном лимфатическом узле. Лимфа и в нормальных условиях лимфотока, проходя через лимфатический узел, преодолевает значительное сопротивление, ток лимфы замедляется. С одной стороны, это создает благоприятные условия для обмена веществ между лимфой и лимфоидной тканью, а, с другой стороны, в условиях, когда необходимо срочное отведение токсичной лимфы из очага поражения, создает затруднение, так как возникает сопротивление лимфотоку. Увеличение общего числа клеток в просвете мозговых синусов (на 12%), преимущественно за счет средних лимфоцитов, вероятно, связано с затруд-
нением процессов транспорта их из лимфатического узла. Численная плотность всех клеток в мозговых тяжах после химиотерапии существенно не отличалась в сравниваемых группах животных, что, скорее всего, связано с тем, что в этих структурах преобладают высокодифференцированные плазматические клетки. Ввиду отсутствия в них признаков активации процессов диф-ференцировки и деления, следует считать, что плазмоциты мало подвержены воздействию противоопухолевых препаратов.
Рис.2. Брыжеечный лимфатический узел на 12 сутки после введения борте-зомиба. Компактный морфотип лимфатического узла. Окраска гематоксилином и эозином. 0б.10, ок. 15.
Таким образом, на 12 сутки эксперимента (после проведенного одного курса химиотерапии) во всех звеньях лимфатического региона тонкой кишки обнаружены выраженные структурноклеточные изменения, которые свидетельствуют о повышении его функциональной активности в условиях возросшей антигенной нагрузки в регионе лимфосбора, они направлены на освобождение организма от чужеродных антигенов, поступающих извне.
К началу следующего (предполагаемого) курса химиотерапии (на 21 сутки эксперимента) восстановления морфометрических показателей стенки подвздошной кишки и основных звеньев ее лимфатического региона не происходит, более того изменения носят разнонаправленный характер.
Несмотря на то, что общая площадь поперечного сечения стенки подвздошной кишки снизилась на 25% по сравнению с 12 сутками, она осталась выше значений контроля -9,60±0,15 мм2 (в контроле 7,18±0,69 мм2). Это связано с тем, что значения площади интерстициальных пространств и центральных лимфатических сосудов, хоть и уменьшаются в сравнении со значениями таковых в предыдущий период наблюдения (в среднем на 25% и 27%, соответственно), однако значений контроля не достигают, что может свидетельствовать, с одной стороны, о снижение продукции тканевой жидкости, а, с другой, о недостаточности дренажной функции лимфатического региона. Вследствие чего на 21 сутки отек стенки подвздошной кишки (всех её оболочек)сохраняется.
Несмотря на то, что в слизистой оболочке подвздошной кишки отмечалась тенденция к уменьшению числа лимфоцитов, оно в этот период осталось повышенным. Параллельно наблюдали снижение митотической активности, хотя число клеток в митозе еще превышало контроль (на 38%). Наряду с этим, доля эпителиоцитов оставалась сниженной (на 9%). Численность тучных клеток в собственной пластинке слизистой оболочки и под-слизистой основе снижалась до контрольных значений, что можно расценить как показатель нормализации неспецифической защиты организма. Уменьшение моноцитов в собственной пластинке слизистой оболочки, вероятно, связано с их дифференци-ровкой в макрофаги, число которых оставалось повышенным.
Можно предположить, что вышеперечисленные структурно-клеточные преобразования в стенке подвздошной кишки возникают в результате снижения антигенного воздействия на 21 сутки эксперимента, но не исключено и иммунодепрессивное действие бортезомиба.
Преобразования, обнаруженные в групповых лимфоидных узелках на 21 сутки, были максимальными на протяжении эксперимента. Они проявились в еще большем увеличении общей площади среза пейеровой бляшки (на 21%), площади вторичных лимфоидных узелков (на 32%), как за счет центров размножения
(на 35%), так и за счет мантийной зоны (на 31%) (рис.3). В центрах размножения вторичных лимфоидных узелков увеличилось число средних лимфоцитов (на 35%) и эозинофилов (на 33%), еще больше возросло количество бластных форм клеток (почти в 3 раза). На фоне этого количество малых лимфоцитов уменьшилось (почти в 2 раза) в сравнении с контролем.
В мантийной зоне увеличилось количество малых лимфоцитов (на 36%), как следствие, доля ретикулярных клеток снизилась (на 38%). Параллельно наблюдали уменьшение (почти в 2 раза) числа первичных лимфоидных узелков, а их площадь и доля снизились почти в 3 раза по сравнению с показателями контроля. Доля межузелковой зоны оставалась сниженной и на 21 сутки, вероятно, дренажная функция регионарных скоплений лимфоидной ткани по-прежнему ослаблена.
Рис.3. Пейерова бляшка подвздошной кишки на 21 сутки после введения бортезомиба. Преобладание в структуре пейеровой бляшки вторичных лимфоидных узелков. Окраска гематоксилином и эозином. Об. 40, ок. 10.
Вышеперечисленные преобразования в групповых лимфоидных узелках подтверждают сохранение антигенного воздействия на стенку тонкой кишки в этот период, что приводит к повышению интенсивности детоксикационных процессов в лимфоидных образованиях.
В брыжеечном лимфатическом узле на 21 сутки эксперимента нами обнаружены следующие изменения: общая площадь среза, площадь мозгового вещества и мозговых синусов восстанавливаются до контрольных значений. Как и в контроле, доля Т-зависимой зоны преобладает почти в 2 раза над долей В-зависимой зоны. Однако уменьшение площади коркового вещества не приводит к нормализации этого показателя, остается увеличенной и площадь паракортикальной зоны (на 17%), где снижается количество средних лимфоцитов до значений контроля, а клеток в митозе становится меньше (на 28%), чем в контроле. Результатом снижения числа митозов в паракортикальной зоне, наряду с уменьшением численности лимфоцитов, может явиться супрессия Т-звена клеточного иммунитета. На фоне этого численность макрофагов возрастает (на 33%) по сравнению с предыдущими сутками до значений контроля. В увеличенной паракор-тикальной зоне общая численность клеток не отличается от контроля. Несмотря на то, что значение К/М индекса уменьшается до
1,45±0,05, морфотип лимфатического узла остается компактным, что косвенно указывает на потребность в большей степени деток-сикационных процессов в регионе лимфосбора.
Установлено, что в центрах размножения вторичных лимфоидных узелков численность митозов сокращается до контроля, количество бластных клеток уменьшается по сравнению с 12 сутками, но остается выше контроля почти в 2 раза, сохраняется сниженным (на 18%) число малых лимфоцитов. Число ретикулярных клеток также уменьшается (на Зб%), в сравнении с контролем, а количество макрофагов не изменилось. Наряду с этим, число и площадь первичных лимфоидных узелков оставались сниженными по сравнению с контролем. Однако в маргинальной зоне еще больше увеличивается (в 3 раза) количество клеток в митозе, что условно свидетельствует о сохранении в регионе лимфосбора в этот период антигенной стимуляции.
Отмеченное нами снижение общего числа клеток в просвете мозговых синусов до значений контроля, преимущественно за счет клеток лимфоидного ряда, указывает на восстановление процессов транспорта их из лимфатического узла.
Преобразования в структуре брыжеечного лимфатического
узла могут свидетельствовать, с одной стороны, о начале восстановительных процессов в нем в результате снижения антигенной нагрузки на узел, так как препарат не поступает в организм уже 10 суток, поэтому лимфа, поступающая в узел, становится менее токсичной.
В отдаленный период (на 90 сутки эксперимента) структурно-клеточные показатели стенки подвздошной кишки и основных звеньев ее лимфатического региона возвращались к значениям контрольной группы.
Таким образом, после одного курса внутрибрюшинного введения противоопухолевого препарата бортезомиба (на 12 сутки эксперимента) во всех звеньях лимфатического региона тонкой кишки обнаружены выраженные структурно-клеточные изменения, которые свидетельствуют о повышении его функциональной активности в условиях возросшей антигенной нагрузки в регионе лимфосбора (выраженная лимфоцитарная инфильтраци слизистой оболочки, в пейеровых бляшках - увеличение площади вторичных лимфоидных узелков, в увеличенных по площади герминативных центрах - возрастание количества бластных форм клеток, в мантийной зоне - малых лимфоцитов). В брыжеечных лимфатических узлах отмечали изменение морфотипа с промежуточного на компактный, увеличение общей площади среза, за счет площадей коркового и мозгового веществ, причем преимущественно Т-зависимой зоны, увеличение числа бластных и ми-тотически делящихся клеток в центрах размножения вторичных лимфоидных узелков, возрастание количества клеток лимфоидного ряда - практически во всех зонах БЛУ.
Вместе с тем, увеличение числа макрофагов и дегенерирующих форм клеток, преимущественно в слизистой оболочке подвздошной кишки, свидетельствует о развитии деструктивных процессов в ней.
Значительное увеличение площади интерстициальных пространств во всех оболочках подвздошной кишки, в ворсинке -площади центральных лимфатических сосудов, увеличение площади синусной системы в БЛУ (за счет мозговых синусов) свидетельствует об усилении процессов лимфообразования и недостаточности дренажной и транспортной функций лимфатического региона. Вероятно, лимфа депонируется в лимфатических узлах, так как необходим более длительный период для инактивации токсинов и антигенов, поступивших в лимфатические узлы, тем самым затрудняет отток лимфы от стенки подвздошной кишки. Застой лимфы в узлах может приводить к расширению компонентов лимфатического русла в дренируемых тканях, способствуя развитию в них деструктивных процессов и дисбиоза.
На 21 сутки эксперимента полного восстановления морфометрических показателей стенки подвздошной кишки и основных звеньев её лимфатического региона не происходит (в слизистой оболочке подвздошной кишки количество лимфоцитов, моноцитов, макрофагов и митотически делящихся клеток не достигает контрольных значений, площади интерстициальных пространств и центральных лимфатических сосудов ворсинки остаются значительно увеличенными). Более того, в пейеровой бляшке в этот период изменения максимальны в сравнении с предыдущим сроком наблюдения (в центрах размножения увеличилось количество средних лимфоцитов и эозинофилов), что свидетельствует об активном антигенном воздействии и является морфологическим критерием повышения интенсивности детоксикационных процессов в стенке кишки. Повышенное количество бластных клеток в центрах размножения вторичных лимфоидных узелков БЛУ, возрастание числа митотически делящихся клеток в маргинальной зоне можно расценивать, как активацию компенсаторно-приспособительных процессов. Практически полное восстановление показателей регионарного брыжеечного лимфатического узла в этот период свидетельствует о том, что лимфа, поступающая в него из стенки кишки, становится малотоксичной. Вместе с тем, выявленные структурно-клеточные изменения в стенке подвздошной кишки и различных звеньях её лимфатического региона на 21 сутки, свидетельствуют о том, что начало второго курса введения химиопрепарата в этот период может способствовать развитию более выраженных структурно-функциональных изменений, как в объектах исследования, так и в организме в целом.
В отдаленном периоде (на 90 сутки) после отмены противоопухолевого препарата «бортезомиба» измененные показатели основных звеньев лимфатического региона подвздошной кишки восстановились, это и обеспечило обратимый характер преобразований структурных компонентов стенки кишки, вызванных
введением бортезомиба.
На основании вышеизложенного можно сделать заключение о том, что интактный организм обладает высокой резистентностью и способен без дополнительной помощи самостоятельно восстановиться, но только в отдаленный период.
Литература
1. Бородин Ю.И. // Эндоэкологическая медицина.- Москва, 2002.- С.55-60.
2. Бородин Ю.И. и соавт. Программа оздоровительных мероприятий по лимфосанации и детоксикации организма НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН.-Новосибирск.- 2003.- 30 с.
3. Бородин Ю. И. // Проблемы лимфологии и интерстициального массопереноса.- Новосибирск, 2004.- Т. 1.- С.5-12.
4. Левин Ю.М. Терапия, оздоровление, профилактика в условиях кризиса экологии организма.- Москва - Халкидики, 2002.- С.13-31.
5. Левин Ю.М. и соавт. // Проблемы экспериментальной, клинической и профилактической лимфологии.- Новосибирск, 2002.- Т.9.- С.221-227.
6. Майбородина В. И. Лимфатический регион тонкой и толстой кишки крыс после полихимиотерапии: дис... канд. мед. наук.- Новосибирск, 2003.- 224 с.
7. Майбородин И. В. и соавт. // Антибиотики и химиотерапия.- 2005.- Т. 50,- № 2-3.- С. 8-13.
8. Майбородин И. В. и соавт. // Морфология.- 2007.- Т. 132, № 5.- С. 68-73.
9. Bodenheimer H. Jr. et al. // J. Leukoc. Biol.- 1988.- Vol. 43.- № 3.- P. 265-270.
10. Blijlevens N. M. et al. // Support Care Cancer.- 2004.-Vol. 12.- № 4.- P. 227-233.
11. Blijlevens N. M. et al. // Bone Marrow Transplant.- 2005.-Vol. 35.- № 7.- P. 707-711.
12. Glickman M. H. et al. // Physiol Rev. 2002; 82 (2): 373.
13. Macdonald, J. S. et al. // Semin. Oncol.- 1988.- Vol. 15.-№ 3.- Suppl. 4.- P. 42-49.
14. Myung J. et al. // Med Res Rev. 2001; 21 (4): 245.
15. Sakita M. et al. // Gann.- 1982.- Vol. 73.- № 6.- P. 931937.
STRUCTURAL AND FUNCTIONAL TRANSFORMATION OF WALL ILEUM AND LYMPHATIC ZONE CAUSED BY INTRODUCTION OF ANTITUMORAL DRUG "BORTEZOMIB"
N. I. SIDENKO, I. N. PUTALOVA Omsk State Medical Academy, Chair of Anthroponomy
Intraperitoneal introduction of antitumoral remedy "bortezomib (1kurs) to experimental rats causes structural changes in the walls of the small intestine, its lymph bearing ways and regional lymphoid structures. The identified transformations differ in term, severity and duration. Despite they indicate the increase of antigenic loading on the intestine lymphatic region; these changes have a reversible character in an intact organism.
Key words: wall of the ileum, lymphatic region, bortezomib.
УДК:611-018.001.6:621.371
ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАЛЫХ ДОЗ у-ОБЛУЧЕНИЯ В МОРФОЛОГОСТАТИСТИЧЕСКОМ АЛГОРИТМЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
О.А. СЛЮСАРЕВА, З.А. ВОРОНЦОВА, В.В. ЗЮЗИНА,
Р.В. АФАНАСЬЕВ*
В эксперименте на беспородных белых крысах-самцах после однократного и фракционированного у-облучения в широком диапазоне параметров малых доз и мощностей с пострадиационным периодом наблюдения 1; 180; 365; 545 и 730 суток изучена динамика гистоэн-зиматических и морфологических критериев слизистой оболочки тощей кишки. Выявленая диагностическая значимость фермента кислая фосфатаза по светооптической плотности распределения в столбчатых энтероцитах обосновала ее выбор в качестве критерия определяющего эффективную дозу, которая для однократного у-облучения составила 25сГр, а фракционированного - 70сГр.
* ГОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им.Н.Н. Бурденко» Минздравсоцразвития России, кафедра гистологии, тел. 8 (473)- 253-02-93, e-mail: [email protected]
Ключевые слова: слизистая оболочка тощей кишки, тучные клетки, эффективная доза, у-облучение.
Развитие атомной энергетики, применение радиоактивных материалов в промышленности, науке, медицине расширили круг лиц, имеющих профессиональный контакт с источниками ионизирующей радиации в малых дозах. Кроме того, возникающие аварии повышают радиационный фон населенных регионов, создавая радиоактивное загрязнение местности, вызывающие ухудшение эпидемиологической ситуации по заболеваемости и нарастанию тяжести их клинических проявлений.
Согласно классическим представлениям в радиобиологии эффективность одного и того же вида излучения зависит от режима его реализации при одинаково поглощенной дозе, кратности и продолжительности экспозиции. Однако, накопленные данные свидетельствуют о нарушении этой закономерности, при этом не приводятся аргументированные доказательства, и нет специальных исследований, что вызывает сложность интерпретации радиобиологических эффектов в сравнительном аспекте.
В связи с этим высказывается позиция совершенствования и фундаментальности исследований в этой области, имеющих наибольший потенциал с точки зрения снижения неопределенностей оценок риска, особенно при облучении малыми дозами. Алгоритм исследования был спланирован для выявления, в конечном итоге, эффективной дозы.
Цель исследования. Выявить особенности морфологических изменений слизистой оболочки тощей кишки после воздействия общего однократного и фракционированного у-излучения в диапазоне параметров малых доз и пролонгированности сроков наблюдения для определения эффективной дозы.
Материалы и методы исследования. Экспериментальная модель представлена белыми половозрелыми беспородными крысами-самцами с начальным возрастом 4 месяца в количестве 594. Животные испытывали общее однократное и фракционированное (пятикратное) у-облучение со спектром 1,2 МЭв на установке «Хизотрон» (60Co). При фракционированном облучении суммарная доза была распределена в течение пяти суток. Мощности дозы у-облучения составили 50; 100; 250 и 660сГр/ч. Дозы у-облучения составили 10; 20; 50 и 100сГр с пострадиационным периодом наблюдения 1; 180; 365; 545 и 730 суток. В соответствии с планом эксперимента было сформировано 66 групп животных, в том числе возрастной контроль. Эвтаназию экспериментальных и контрольных животных осуществляли путем декапи-тации в один и тот же промежуток времени, натощак.
Для исследования был извлечен фрагмент проксимального участка тощей кишки, размером 1,3-1,5 см. Часть фрагментов замораживали с формированием блоков, таким образом, чтобы при изготовлении криостатных срезов на одном предметном стекле был контрольный и экспериментальный материал. Затем заливали в Kilik.
Гистохимические реакции на щелочную (ЩФ) и кислую фосфатазы (КФ), определяющие функциональный статус пристеночного и внутриклеточного пищеварения проводили на крио-статных срезах [2,3,4] с последующей оценкой по светооптической плотности их распределения на основе использования программы Image J на установке OPTICA Serie DM-15&20, снабженной цифровой видеофотокамерой [1].
Для проведения общегистологических и специальных методов окраски фрагменты тощей кишки фиксировали в растворе Беккера и после соответствующей проводки заливали в парафин. На стандартных срединных парафиновых срезах толщиной 6 мкм окрашенных гематоксилином-эозином определяли митотический индекс (МИ) в эпителии крипт и подсчитывали интраэпите-лиальные лимфоциты [6].
При окраске толуидиновым синим в собственном слое слизистой оболочки подсчитывали общее число тучных клеток (ОЧТК) (х1000), располагающихся в соединительной ткани вблизи базальной мембраны эпителия, и тучные клетки, мигрировавшие в эпителиальный пласт (МТК), участвующие в регуляции митотической активности, тканевого гомеостаза, высвобождением ряда биологически активных веществ, преимущественно гепарина и гистамина, и быстро реагирующие на различные радиационные воздействия [2,5]. Используя окраску по Шубичу М.Г. основной коричневый с докраской гематоксилином подсчитывали морфофункциональные типы: недегранулированные (НДГ) - в состоянии покоя; дегранулированные (ДГ) и вакуолизирован-
