Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Драндрова Е.Г. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

В статье описаны особенности морфологии и цитоархитектоники тимуса потомства крыс с вторичным иммунодефицитом. В качестве модели вторичного иммунодефицита выбрана спленэктомия. Исследования проведены с использованием общегистологических, иммуногистохимических, морфометрического и статистического методов. Выявлено снижение морфометрических показателей (площади мозгового вещества и толщины коркового вещества) и увеличение численности клеток микроокружения (макрофагов, дендритных клеток, ретикулоэпителиоцитов и клеток APUD-серии) в тимусе потомства спленэктомированных крыс. На основании экспериментальных данных сделан вывод об отрицательном влиянии спленэктомии матери на морфофункциональное состояние тимуса потомства, проявляющемся в раннем запуске в нем инволютивных процессов. На основе анализа современных литературных данных приведены гипотезы причинно-следственных связей между иммунным статусом матери и формированием органов иммунной системы потомства.

Статья в формате PDF

870 KB

тимус

иммунодефицит

беременность

инволюция

1. Изменения иммунного статуса у пациентов с повреждениями селезенки в зависимости от выполненной операции / В.В. Масляков [и др.] // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 4. – С. 1–8.

2. Ковешников В.Г., Бибик Е.Ю. Функциональная морфология органов иммунной системы. – Луганск: Виртуальная реальность, 2007. – 172 с.

3. Павлова И.Е. Особенности функционирования иммунной системы после спленэктомии у пациентов с заболеваниями системы крови и травмами селезенки: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. – СПб., 2007. – 42 с.

4. Расщепкина Н. И., Григанов В.И. Дегидрогеназная активность нейтрофилов крови у часто болеющих детей // Молодой ученый. – 2011. – № 7. Т.2. – С. 131–132.

5. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. – М.: Изд-во Медиа Сфера, 2002. – 312 с.

6. Рекалова Е.М. Механизмы формирования вторичной иммунной недостаточности и возможности её коррекции // Астма та алергiя. – 2013. – № 1. – С. 13–15.

7. Романова Т.А., Обухова С.В. Влияние течения беременности на размеры тимуса ребенка (по результатам ультразвукового исследования) // Научные ведомости БелГУ Медицина Фармация. – 2013. – № 18 (161), вып. 23. – С. 87–88.

8. Стручко Г.Ю. Морфофункциональное исследование тимуса и иммунобиохимических показателей крови после спленэктомии и иммунокоррекции: дис. … д-ра мед. наук. – Саранск, 2003. – 236 с.

9. Шаврина Е.Ю. Роль хронического поражения печени самок крыс в нарушении морфофункционального состояния системы мононуклеарных фагоцитов потомства: автореф. дис. … канд. биол. наук. – Оренбург, 2012. – 26 с.

10. Шайтарова А.В., Храмова Е.Б., Суплотова Л.А. Дискуссионные вопросы влияния глюкокортикоидной терапии беременных на здоровье детей // Вопросы современной педиатрии. – 2011. – № 2. – С. 82–85.

11. Chirico G. Development of the immune system in neonates // J. Arab Neonatal Forum. – 2005. – Vol. 2. – P. 5–11.

12. Dotsch J. Perinatal programming – myths, fact, and future of research // Molecular and cellular pediatrics. – 2014. – 1:2. – P. 1–4.

13. Gordon J., Manley N.R. Mechanisms of thymus organogenesis and morphogenesis // Development. – 2011. – Vol.138, № 18. – P. 3865–3878.

14. Jauniaux E., Gulbis B. In vivo investigation of placental transfer early in human pregnancy // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. – 2000. – Vol. 92. – P. 45.

15. Moisiadis V.G., Matthews S.G. Glucocorticoids and fetal programming part 2: mechanisms // Nat. Rev. Endocrinol. – 2014. – Vol. 10, № 7. – P. 403–411.

Широкое распространение методов вспомогательных репродуктивных технологий и высокий уровень акушерско-гинекологической службы в России и в мире явились причиной того, что беременность и роды на сегодняшний день стали возможными для женщин с тяжелой сопутствующей патологией. Значительный процент беременностей протекает на фоне заболеваний, вызывающих иммунную недостаточность [6]. Ежегодно растет число лиц, инфицированных ВИЧ.

В последние годы, по данным многих исследователей, наблюдается резкое ухудшение состояния здоровья детей и подростков. В Российской Федерации численность абсолютно здоровых детей снизилась до 10 %; 75 % детской популяции относятся к категории часто болеющих детей; 15–20 % имеют хронические заболевания [4]. Несомненно, состояние здоровья матери во время беременности влияет на закладку и созревание органов иммунной системы плода [7, 9]. Однако в доступной нам литературе мы не встретили данных о последствиях патологии иммунного статуса матери для формирования иммунных органов потомства.

Важнейшую роль в обеспечении иммунного ответа играет тимус, функциональная активность которого обусловливает поддержание гомеостаза в организме и обеспечивает стабильность его антигенных структур [2]. В тимусе происходит антигеннезависимая дифференцировка костномозговых предшественников Т-лимфоцитов в иммунокомпетентные клетки [13]. Нарушение процессов позитивной и негативной селекции приводит к развитию Т-клеточного иммунодефицита. Поэтому изучение морфофункционального состояния тимуса у потомства самок с вторичным иммунодефицитом является актуальным и перспективным и в дальнейшем позволит разработать более эффективные методы прогнозирования и профилактики иммунодефицитных состояний у детей.

Цель исследования – оценить морфофункциональное состояние тимуса потомства крыс с вторичным иммунодефицитом через 3 и 6 месяцев после рождения.

Материал и методы исследования

Изучен тимус 70 белых нелинейных крыс-самцов. Животные были получены посредством спаривания 4-месячных крыс-самок с вторичным иммунодефицитом. В качестве модели вторичного иммунодефицита выбрана спленэктомия. Кормление, уход и выведение из эксперимента крыс проводились согласно правилам обращения с лабораторными животными. Животные были разделены на 2 группы. Первая (30 крыс) – потомство здоровых самок. Вторая (40 крыс) – потомство спленэктомированных самок. Тимус забирали через 3 и 6 месяцев после рождения, взвешивали, затем проводили парафиновую заливку и изготавливали срезы толщиной 4 мкм.

Методы исследования:

1. Окраска гематоксилином и эозином – для оценки общегистологической картины и проведения морфометрических измерений коркового и мозгового вещества долек тимуса.

2. Иммуногистохимический метод с использованием моноклональных (МКАТ) и поликлональных антител (ПКАТ) к антигенам крысы фирмы Santa Cruze (США):

а) МКАТ к кластеру дифференцировки 68 типа (CD68) – маркер макрофагов в структурах микроокружения долек тимуса;

б) ПКАТ к белку S-100 – маркер клеток нейроэктодермального происхождения и дендритных клеток;

в) ПКАТ к Synaptophysin – для идентификации клеток нейроэндокринного происхождения, к которым в тимусе относятся клетки APUD серии;

г) МКАТ к Pan-cytokeratin – для неселективной идентификации эпителиальных клеток дольки.

3. Морфометрический метод с использованием программы «Микро-Анализ» (Санкт-Петербург, 2010) для измерения толщины коркового и площади мозгового вещества тимуса, а также количественных характеристик иммуногистохимических реакций.

4. Статистическая обработка полученных цифровых данных с помощью пакета программ Microsoft office (Excel) на компьютере. В работе приводятся следующие показатели: M – средняя арифметическая величина; m – средняя ошибка средней арифметической величины. Статистическую достоверность определяли критерием Стьюдента (t) [5].

Результаты исследования и их обсуждение

При окраске препаратов тимуса интактных крысят в возрасте 3-х месяцев гематоксилином и эозином визуализируются дольки округлой или полигональной формы, разделенные между собой междольковыми перегородками (рис. 1).

Паренхима тимуса образована клетками небольшого размера с плотным округлым ядром, окруженным базофильной цитоплазмой в виде тонкого кольца, – лимфоцитами. В корковом веществе клетки расположены более скученно, что придает ему более темную окраску. Мозговое вещество заполнено тимоцитами в меньшей степени и окрашивается менее насыщенно. При проведении морфометрии установлено, что площадь мозгового вещества дольки составляет 0,43 ± 0,076 мм², толщина коркового вещества равна 341,2 ± 14,7 мкм.

Дольки тимуса 6-месячных крысят уменьшаются в размерах преимущественно за счёт коркового вещества. Границы между дольками частично стираются. Дольки, расположенные в центре органа, вытягиваются в длину, и форма их приближается к овальной. Площадь мозгового вещества долек равна в среднем 0,59 ± 0,013 мм², толщина коркового вещества 247,5 ± 19,0 мкм, что в 1,4 раза меньше соответствующих показателей у 3-месячных крысят (p < 0,001).

Рис. 1. Тимус. Потомство интактной крысы, 3 месяца. Дольки, разделенные междольковыми перегородками. Окраска гематоксилином и эозином. МИКРОМЕД 3 ЛЮМ. Ув. 100х

Иммуногистохимическая реакция к CD68 использована нами для обнаружения макрофагов. Выявлено, что данные клетки расположены в 1–2 ряда вокруг мозгового вещества дольки, а также встречаются в корковом и мозговом веществе. Число макрофагов увеличивается с возрастом крыс. Так, у 3-месячных крысят в поле зрения определяется 17,5 ± 1,4 клетки, а у 6-месячных крыс их число возрастает более чем в 2 раза и составляет 41,3 ± 5,3 клетки.

Проведение иммуногистохимической реакции к панцитокератину позволило выявить, что число ретикулоэпителиоцитов в тимусе с возрастом меняется незначительно. У потомства интактных крыс на обоих сроках в корковом веществе эпителиоциты занимают около 30 % площади, тогда как в мозговом веществе они расположены на 25 % площади. Однако меняется расположение медуллярных эпителиальных клеток. У интактных крысят в возрасте трех месяцев они равномерно распределены по всей площади мозгового вещества (рис. 2). В возрасте 6-месяцев эпителиоциты концентрируются на периферии ближе к кортико-медуллярной зоне, оставляя центральную часть свободной. Количество синаптофизин-положительных клеток с возрастом почти не изменяется и составляет 5,6 ± 1,2 клетки в поле зрения. Клетки APUD-серии расположены большей частью в кортико-медуллярной зоне, единичные клетки встречаются в корковом и мозговом веществе. S-100⁺_-, дендритные клетки в тимусе 3-месячных крыс обнаруживаются большей частью в мозговом веществе и кортико-медуллярной зоне. Их количество составляет 24,4 ± 2,9 клетки в поле зрения. На сроке 6 месяцев численность дендритных клеток возрастает более чем в 2 раза и равна 53,2 ± 2,7 клетки (p < 0,001).

На основании полученных данных можно заключить, что в тимусе 6-месячных крыс наблюдаются явления возрастной инволюции, проявляющиеся уменьшением основных морфометрических показателей и увеличением численности клеток микроокружения. На наш взгляд, это увеличение является относительным и обусловлено недостаточным поступлением в тимус костномозговых предшественников Т-лимфоцитов и уменьшением размеров дольки.

При исследовании срезов тимуса потомства спленэктомированных крыс в возрасте трех месяцев, окрашенных гематоксилином и эозином, установлено, что большая часть долек имеет округлую или полигональную форму. Встречаются дольки продолговатой формы. Четко определяются границы между дольками. При морфометрии окрашенных срезов выявлено, что размер долек меньше по сравнению с группой потомства интактных крыс на данном сроке. Площадь мозгового вещества и толщина коркового вещества меньше в 1,7 и 1,17 раза соответственно. В возрасте 6 месяцев междольковые септы в тимусе почти не визуализируются. Площадь мозгового вещества увеличена на 32 % по сравнению с группой потомства интактных крыс. На границе коркового и мозгового вещества, в кортико-медуллярной зоне, отмечается повышенная васкуляризация.

Рис. 2. Тимус. Потомство интактной крысы, 3 месяца. Сетевая организация ретикулоэпителиальных клеток. Иммуногистохимическая реакция к панцитокератину. МИКРОМЕД 3 ЛЮМ. Ув. 100х

Проведение иммуногистохимических реакций позволило выявить, что численность макрофагов и клеток APUD-серии в тимусе потомства самок с вторичным иммунодефицитом в возрасте трех месяцев возрастает и составляет 27,0 ± 7,4 и 15,0 ± 1,9 клетки в поле зрения соответственно (рис. 3).

Расположение ретикулоэпителиальных клеток в корковом веществе не подвергается изменениям. Однако меняется расположение медуллярных эпителиальных клеток. Они заселяют мозговое вещество не равномерно, а небольшими участками, между которыми находятся пространства, свободные от эпителиоцитов. Доля медуллярных эпителиоцитов снижается и составляет 23,5 ± 1,3 %. В корковом веществе доля эпителиальных клеток, напротив, возрастает на 8 % и равна 38,0 ± 3,2 %. Численность дендритных клеток несколько выше, чем в тимусе потомства интактных крыс, и составляет 29,2 ± 2,6 клеток в поле зрения, что больше на 19,7 % (p < 0,01).

Меньшие по сравнению с группой интактных крыс величины морфометрических показателей и увеличение численности клеток микроокружения свидетельствуют об инволютивных процессах, не столь выраженных у интактных крысят того же возраста.

У 6-месячных крыс этой группы данные о количестве и локализации клеток микроокружения принципиально не отличаются от данных, полученных нами при исследовании тимуса потомства интактных крыс. В поле зрения встречается 36,3 ± 3,4 макрофага, 6,2 ± 1,1 синаптофизин-положительные клетки. Панцитокератин-позитивные клетки визуализируются в корковом и мозговом веществе тимической дольки, однако распределение их неодинаково. Корковые эпителиоциты сохраняют сетевую структуру и занимают 28,7 ± 2,6 % всей площади. Медуллярные эпителиоциты смещаются на периферию мозгового вещества, их доля составляет 25,6 ± 1,2 %.

Заключение

Таким образом, наши исследования показали, что предшествующая беременности спленэктомия отрицательно сказывается на закладке органов иммунной системы плода. Мы полагаем, что в основе этого влияния лежит стойкое увеличение уровня кортизола в крови, выявляемое даже в отдаленные сроки после операции [8]. Доказано, что пренатальный стресс сильно влияет на гомеостаз развивающегося организма [15]. Выделяемые при активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы глюкокортикоиды, проникая через плаценту, угнетающе действуют на формирование эндокринной, иммунной и нервной систем плода [10, 12]. Аналогичным образом влияют глюкокортикоиды и в неонатальном периоде.

Еще одним немаловажным фактом является недостаточность как гуморального, так и клеточного звеньев иммунитета матери [1, 3]. Известно, что во внутриутробном и неонатальном периодах плод, а впоследствии – новорожденный приобретает пассивный иммунитет от матери. Через плаценту к плоду поступают антитела, продуцируемые В-лимфоцитами матери [14]. После рождения факторы иммунитета продолжают поступать в организм новорожденного вместе с материнским молоком [11]. Недостаточность пассивной иммунизации плода и новорожденного в период незрелости его собственной иммунной системы также, по нашему мнению, является причиной запуска в тимусе патологических процессов.

Рецензенты:

Гунин А.Г., д.м.н., профессор кафедры акушерства и гинекологии, ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары;

Смелов С.В., д.м.н., доцент кафедры нормальной и топографической анатомии с оперативной хирургией, ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары.

Библиографическая ссылка