Размножение Т-клеток регулируется Интерлейкином-2 (ИЛ-2). Вследствие индукции ИЛ-2-рецепторов иммунологически нормальные клетки пролиферируют, это продолжается до снижения уровня ИЛ-2 [8]. ИЛ-2 также может активировать В-клетки, индуцируется как их пролиферация, так и дифференцировка в иммуноглобулин-синтезирующие клетки, происходит стимуляция секреции антител [10]. Активация ИЛ-2 рецепторов играет центральную роль не только в стимуляции Т- и В-лимфоцитов, но и макрофагов [5].
Однако, несмотря на большой объем литературных данных, посвященных изучению действия ИЛ-2 на те или иные группы клеток, в литературе полностью отсутствуют результаты исследований лимфатических узлов (ЛУ) после введения данного цитокина на фоне хронического воспалительного процесса в регионе лимфосбора.
В связи с вышеизложенным изучали строение заинтересованных тканей и регионарных ЛУ крыс при хроническом воспалении в условиях применения препарата ИЛ-2.
Материалы и методы исследования
Моделирование хронического воспалительного процесса производили имплантацией под кожу в области правой лопатки крысам-самцам породы Вистар плоского фрагмента размером 1×1 см стерильной оболочки силиконового имплантата с текстурированой поверхностью (E.S. 107K Cristalline Paragel Komuro фирмы Eurosilicone, Франция).
Препарат человеческого рекомбинантного ИЛ-2 «Ронколейкин» (ООО «Биотех2, Санкт-Петербург, Россия) вводили подкожно в область наружной поверхности левого бедра из расчета 104 ЕД на животное непосредственно после имплантации силикона и повторно через 1 неделю после первого введения, на максимуме действия первой дозы [9]. Группами сравнения (контроля) выступали интактные животные без каких-либо манипуляций, крысы с имплантированным силиконом без лечения и интактные после введения ИЛ-2 в той же дозе и в те же сроки. В каждой группе было 12 особей, всего было использовано 96 животных. Все крысы были получены из вивария Института цитологии и генетики СО РАН. Экспериментальные работы и содержание животных осуществляли на базе вивария Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. Контрольных животных выводили из эксперимента вместе с опытными через 1 и 6 месяцев после последней инъекции ИЛ-2. Все манипуляции с животными осуществляли под общим ингаляционным эфирным наркозом в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных».
Силиконовые имплантаты вместе с окружающими тканями и правые аксиллярные (регионарные к тканям с хроническим воспалением) ЛУ фиксировали в 4 %-м растворе параформальдегида на фосфатном буфере (рН 7,4) не менее 24 часов, обезвоживали в серии этанола возрастающей концентрации, просветляли в ксилоле и заключали в парафин. Срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван Гизон и по Романовскому, изучали на световом микроскопе Axioimager Z1 (Carl Zeiss, Германия) при увеличении до 1200 раз.
Для исследования структурной организации исследуемых тканей применяли квадратную тестовую систему, совмещаемую на экране компьютера с изображением, полученным при помощи цифровой видеокамеры микроскопа. Для изучения показателей структуры ЛУ (использование объектива с увеличением Х4) конечная площадь тестового квадрата была равна 14400 мкм2 (сторона квадрата 120 мкм) [2]. Различия между средними считали достоверными при р ≤ 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Спустя 1 месяц после индукции воспалительного процесса в подкожно-жировой клетчатке введенный силикон был окружен прозрачной толстой капсулой с гиперемированными сосудами и плотно спаян с окружающими тканями. Сама капсула была «замурована» в большой массив грануляционной ткани различных этапов зрелости (рис. 1а, б).
а б
Рис. 1. Ткани соединительно-тканной капсулы, сформированной через 1 месяц в подкожно-жировой клетчатке крыс вокруг имплантированного силикона. Окраска гематоксилином и эозином:
а - гранулемы инородного тела с эозинофильно окрашенным или оптически прозрачным гомогенным материалом непосредственно под тонкой капсулой вокруг силикона без лечения ИЛ-2, увеличение 540 Х; б - грануляции и геморрагии вокруг толстой извитой капсулы
с признаками фиброза, отека и хаотичным расположением волокон после имплантации
силикона с последующим лечением ИЛ-2, увеличение 240 Х
Необходимо обратить внимание, что довольно часто непосредственно под капсулой были обнаружены типичные гранулемы инородного тела, состоящие из разной интенсивности эозинофильно окрашенного гомогенного материала, по-видимому, мелких фрагментов оболочки силиконового имплантата, крупных макрофагов и гигантских клеток инородных тел (рис. 1а, б).
После введения силикона с последующим лечением ИЛ-2 капсула вокруг инородного тела была толще и плотнее, на некоторых участках в ней уже даже на этот срок были обнаружены признаки фиброзирования. Также толще был массив грануляционной и рыхлой волокнистой соединительной ткани вокруг капсулы, окружающей силикон. Однако после лечения хронического воспаления, индуцированного введением силикона, ИЛ-2 гранулемы инородного тела в окружающих чужеродный материал тканях обнаружены не были (рис. 1а, б).
Через 6 месяцев в подкожно-жировой клетчатке введенное инородное тело было слабо спаяно с окружающими тканями и окружено тонкой прозрачной капсулой (рис. 2а, б). Толщина капсулы и степень ее прикрепления к окружающим тканям были намного меньше, чем на срок в 1 месяц (рис. 2а). Часто непосредственно в капсуле и сразу под ней были расположены разные по размерам фрагменты имплантированного силикона практически без клеточной реакции на инородное тело (рис. 2б).
а б
Рис. 2. Ткани соединительно-тканной капсулы в подкожно-жировой клетчатке крыс,
образованной через 6 месяцев после имплантации силикона без использования ИЛ-2.
Окраска гематоксилином и эозином:
а - тонкая капсула вокруг имплантированного силикона непосредственно граничит
с рыхловолокнистой соединительной тканью, далее расположен бурый жир, увеличение 90 Х;
б - разные по размерам оптически прозрачные фрагменты инородного материала без клеточной реакции под капсулой, окружающей силикон, увеличение 240 Х
После введения силикона и лечения ИЛ-2 капсула была значительно толще, чем у нелеченных животных на этот срок и на предыдущую точку наблюдения. В такой капсуле присутствовали признаки склероза, фиброза и гиалиноза, коллагеновые волокна на протяженных участках были расположены хаотично. Во многих случаях все структуры капсулы были обильно инфильтрированы макрофагами с кольцевидным ядром и содержащими гомогенный эозинофильный материал, скорее всего, фагоцитированный силикон. В структурах самой капсулы и непосредственно под ней были обнаружены фрагменты силикона, окруженные структурами соединительной ткани и с явлениями гранулематозного воспалительного процесса, формированием гигантских клеток инородных тел (рис. 3а, б).
а б
Рис. 3. Ткани соединительно-тканной капсулы, сформированной в подкожно-жировой клетчатке крыс спустя 6 месяцев вокруг имплантированного силикона в условиях применения ИЛ-2.
Окраска гематоксилином и эозином:
а - фрагменты чужеродного материала в капсуле вокруг имплантированного силикона окружены структурами соединительной ткани и макрофагами с формированием гигантских клеток инородных тел, увеличение 240 Х; б - вокруг силикона толстая капсула с признаками фибриноидного пропитывания, содержит большое число крупных макрофагов с кольцевидным ядром и эозинофильной цитоплазмой, увеличение 360 Х
Через 1 месяц после индукции хронического воспалительного процесса при исследовании структурной организации аксиллярных ЛУ было найдено, что относительная площадь соединительно-тканных прослоек в корковом веществе (3,17 ± 0,835 % от площади среза органа) была больше в 4,8 и 5,4 раза соответственно, чем у интактных крыс и животных только после введения ИЛ-2. После имплантации силикона и введения ИЛ-2 значение данного показателя (3,33 ± 0,492 %) было также больше в 5 и 5,7 раза, также соответственно, по сравнению с состоянием в интактном контроле и после инъекций ИЛ-2 интактным животным.
Паракортикальная зона была шире у интактных животных после инъекций ИЛ-2 (40,6 ± 5,32 %) на 74,2 %, в 3,4 и 3,8 раза соответственно, чем у интактных крыс, животных с воспалением без лечения и с воспалением в условиях введения данного препарата.
Относительная площадь лимфоидных узелков без герминативных центров на срезе ЛУ только при воспалительном процессе в условиях лечения ИЛ-2 (6,5 ± 0,522 %) была статистически достоверно больше на 62,5 %, относительно интактного контроля.
Центры размножения в узелках со светлыми центрами после имплантации силикона (6,25 ± 0,754 %) были больше на 97,2 и 92,3 % соответственно, чем у интактных крыс и животных только после введения ИЛ-2. После имплантации силикона и введения ИЛ-2 значение данного показателя (6,5 ± 1,17 %) было также больше в 2,1 и 2 раза, и также соответственно, по сравнению с состоянием в интактном контроле и после инъекций ИЛ-2 интактным животным.
Необходимо отметить, что у некоторых животных после имплантации силикона без последующего лечения и на фоне инъекций ИЛ-2 в синусной системе ЛУ присутствовали крупные макрофаги со светлой пенистой цитоплазмой, возможно, содержащие фагоцитированный силикон (рис. 4а, б). Подобные клетки с силиконом в цитоплазме были описаны и другими исследователями [6].
а б
Рис. 4. Правые аксиллярные лимфатические узлы крыс через 1 месяц
после имплантации силикона. Окраска гематоксилином и эозином:
а - увеличение числа макрофагов в мозговых синусах лимфатического узла после имплантации силикона без последующего лечения ИЛ-2, появление очень крупных клеток со светлой пенистой цитоплазмой, увеличение 920 Х; б - крупные макрофаги с темной цитоплазмой в промежуточном синусе, проходящем в паракортексе лимфатического узла, после имплантации силикона с последующим введением ИЛ-2, увеличение 360 Х
Перед описанием изменений структурной организации ЛУ через 6 месяцев после начала эксперимента необходимо отметить присутствие мелких фрагментов силикона, инкапсулированных соединительной тканью или расположенных свободно, в корковом веществе этих органов у оперированных животных, как без введения ИЛ-2, так и после лечения (рис. 5а). Кроме того, также необходимо обратить внимание на присутствие очень крупных макрофагов с силиконом в лизосомах во всех синусах данных ЛУ после имплантации силикона (рис. 5б).
Объем капсулы ЛУ после имплантации силикона (5,91 ± 0,793 %) был больше в 2,4 и 2,1 раза соответственно, чем у интактных крыс и животных только после введения ИЛ-2. После имплантации силикона и введения ИЛ-2 значение данного показателя (6,42 ± 1,16 %) было также больше в 2,6 и 2,3 раза и также соответственно, по сравнению с состоянием в интактном контроле и после инъекций ИЛ-2 интактным животным. Относительная площадь соединительно-тканных прослоек в корковом веществе только после имплантации силикона без лечения (3,17 ± 0,937 %) была больше в 5,4 раза, чем у интактных крыс (рис. 6а, б).
а б
Рис. 5. Регионарные лимфатические узлы крыс спустя 6 месяцев после имплантации
силикона. Окраска гематоксилином и эозином:
а - инкапсулированные соединительной тканью фрагменты силикона в корковом плато лимфатического узла животного после имплантации силикона без введения ИЛ-2,
увеличение 240 Х; б - крупные макрофаги с пенистой слабобазофильной цитоплазмой
(указано стрелками) в мозговых синусах лимфатического узла после имплантации силикона
с последующим введением ИЛ-2, увеличение 620 Х
а б
Рис. 6. Правые аксиллярные лимфатические узлы крыс через 6 месяцев
после имплантации силикона. Окраска гематоксилином и эозином:
а - выраженное развитие грубоволокнистой соединительной и фиброзной ткани
в лимфатическом узле после введения силикона без лечения ИЛ-2, увеличение 70 Х;
б - появление фибробластов и формирование соединительно-тканных прослоек
в лимфатическом узле после имплантации силикона с последующим введением ИЛ-2.
Окраска гематоксилином и эозином, увеличение 240 Х
Паракортикальная зона была шире у животных с воспалением без лечения и с воспалением в условиях введения ИЛ-2 на 97,3 и 81,4 % соответственно, чем у интактных крыс (22,1 ± 6,24 %).
Размер узелков с герминативными центрами у крыс после индукции воспаления без введения ИЛ-2 и после инъекций данного цитокина был меньше в 2,3 и 2,4 раза, соответственно, чем в интактном контроле (3,83 ± 0,835 %).
По сравнению с состоянием ЛУ через 1 месяц после начала эксперимента можно отметить, что к 6 месяцам после индукции хронической воспалительной реакции без лечения стала толще капсула в 2,6 раза и расширилась паракортикальная зона в 3,6 раза, при этом стали меньше относительная площадь узелков без центров размножения в 3,2 раза, узелков с герминативными центрами в 2,6 раза и самих центров в 3,6 раза. Однонаправленные изменения были отмечены и в состоянии аксиллярных ЛУ после лечения воспалительного процесса ИЛ-2.
Формирование капсулы вокруг имплантированного силикона обусловлено реакцией организма на инородное тело. Силиконовый маммоимплантат, как и любое инородное тело, покрывается валом из лейкоцитов, постепенно туда мигрируют фибробласты, дифференцируются в фиброциты и продуцируют коллаген. В результате этого инородное тело инкапсулируется соединительно-тканной капсулой [1, 3].
После введения силикона с последующим лечением ИЛ-2 капсула вокруг инородного тела была толще и плотнее, на некоторых участках в ней уже даже через 1 месяц были обнаружены признаки фиброзирования. Также толще был массив грануляционной и рыхлой волокнистой соединительной ткани вокруг капсулы.
Видимо, в результате стимуляции ИЛ-2 пролиферации Т-клеток, их цитолитической активности [8] и фагоцитоза у макрофагов [5], более активно лизируются поврежденные в результате хирургического вмешательства ткани, раньше начинается формирование соединительно-тканной капсулы вокруг инородного тела. Поэтому капсула на момент исследования толще, чем при имплантации без лечения, и с фиброзными изменениями.
Образование более толстой капсулы с признаками фиброзирования вокруг маммоимплантата после введения ИЛ-2, скорее всего, является неблагоприятным прогностическим признаком, указывающим на более высокую вероятность развития в дальнейшем капсулярной контрактуры [7], так как толстая капсула содержит больше миофибробластов [4].
Через 6 месяцев после имплантации силикона и лечения ИЛ-2 капсула была значительно толще, чем у нелеченных животных на этот срок и на предыдущую точку наблюдения. В такой капсуле часто были обнаружены признаки склероза, фиброза и гиалиноза, коллагеновые волокна на протяженных участках были расположены хаотично. Во многих случаях все структуры капсулы были обильно инфильтрированы макрофагами с кольцевидным ядром и содержащими фагоцитированный силикон. В структурах самой капсулы и непосредственно под ней присутствовали фрагменты силикона, часто окруженные структурами соединительной ткани с явлениями гранулематозного воспалительного процесса и формированием гигантских клеток инородных тел.
Присутствие большого числа макрофагов в капсуле на этот срок свидетельствует об активном фагоцитозе (не исключено, что стимулированном ИЛ-2 [5]) непосредственно в ее тканях, что также может способствовать утолщению капсулы и ее фиброзированию.
Через 1 месяц после индукции хронического воспалительного процесса в области лопатки имплантацией стерильного силикона в аксиллярных ЛУ увеличивается объем соединительной ткани. Через 6 месяцев отмечено дальнейшее прогрессирование склеротических процессов. Такой склероз в ЛУ в результате развития воспалительного процесса хорошо известен и описан в научной литературе.
Относительно действия ИЛ-2 на срок в 6 месяцев можно отметить меньшую степень развития соединительной ткани в корковом веществе после индукции воспаления.
Стимуляция ИЛ-2 иммунных показателей - пролиферации и функциональной активности Т- [8] и В-клеток [10], фагоцитоза у макрофагов [5] приводит к ускорению лизиса детрита в месте имплантации силикона, а значит к меньшему объему антигенных веществ, попавших в ЛУ, и меньшей выраженности склеротических процессов в данных органах.
Отдельно остановимся на случаях обнаружения свободного и инкапсулированного силикона и макрофагов с силиконом в лизосомах в структурах ЛУ.
Ткань большинства искусственных имплантатов и их плотных оболочек, даже очень плотных, активно разрушается и поглощается фагоцитами [3, 6]. Макрофаги с силиконом в лизосомах мигрируют в регионарные, а, возможно, и в отдаленные ЛУ.
В аксиллярных ЛУ у животных после введения ИЛ-2, с воспалительной реакцией без лечения и на фоне лечения хронического воспаления указанным цитокином спустя 1 и 6 месяцев после начала эксперимента расширен паракортекс.
Скорее всего, введение ИЛ-2 приводит к расширению паракортикальной зоны ЛУ за счет стимуляции функциональной и пролиферативной активности Т-лимфоцитов [8]. У крыс с воспалением без лечения, видимо, такая активация произошла за счет попадания в ЛУ детрита и антигенов из места имплантации инородного тела.
После стимуляции антигенами в корковом плато начинается пролиферация и дифференцировка В-лимфоцитов, из которых сначала формируются лимфоидные узелки без герминативных центров, а затем, по мере созревания В-лимфоцитов до иммуно- и плазмобластов в этих узелках появляется герминативный центр. Видимо, через 1 месяц после имплантации силикона продолжается значительное поступление антигенов из места хронической воспалительной реакции, что, на фоне дополнительной стимуляции В-лимфоцитов ИЛ-2 [10] поддерживает пролиферативную активность и дифференцировку клеток в узелках, которые обусловливают увеличение их числа и размеров.
К 6 месяцам после индукции хронической воспалительной реакции без лечения и после введения ИЛ-2 относительные площади узелков без центров и с центрами размножения стали меньше даже по сравнению с состоянием у интактных животных. Сокращение объемной плотности узелков к этому времени наиболее вероятно можно объяснить истощением пролиферативного потенциала их клеток из-за длительного воспалительного процесса в регионе лимфосбора.
Таким образом, при небольшом сроке после имплантации силикона происходят гипертрофия и гиперплазия лимфоидных узелков регионарных ЛУ, при длительном времени наблюдения (у крыс - 6 месяцев) - они сокращаются.
Можно заключить, что применение ИЛ-2 на фоне хронического гранулематозного воспаления, вызванного имплантацией силикона, приводит к формированию более толстой капсулы вокруг инородного тела и активации воспалительной реакции вокруг фрагментов имплантата, присутствующего в капсуле и за ее пределами. Вместе с этим использование данного цитокина способствует меньшей степени развития склеротических процессов.
Работа выполнена при финансовой поддержке программы Фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине» (проект № 5.18 «Разработка технологий применения биодеградируемых полимеров на основе полигидроксиалканоатов в качестве матрицы для доставки стволовых клеток в организм»).
Выводы
1. Подкожная имплантация крысам стерильного силикона индуцирует хронический гранулематозный воспалительный процесс и формирование соединительно-тканной капсулы. После имплантации силикона и применения ИЛ-2 формируется более толстая капсула с признаками склероза, фиброза и гиалиноза, все ее структуры обильно инфильтрированы макрофагами, содержащими фагоцитированный силикон.
2. После имплантации силикона в регионарных ЛУ прогрессивно увеличивается объем капсулы и прослоек соединительной ткани, после воздействия ИЛ-2 выраженность склеротических процессов статистически достоверно меньше. Относительная площадь лимфоидных узелков без герминативных центров на срезе ЛУ через 1 месяц только при воспалительном процессе в условиях лечения ИЛ-2 была больше, по сравнению с интактным контролем. К 6 месяцам после индукции хронической воспалительной реакции процент узелков без центров и с центрами размножения становится меньше, относительно даже исходных данных. Кроме того, в регионарных ЛУ на все сроки наблюдения присутствуют макрофаги с силиконом в лизосомах и можно обнаружить свободный и инкапсулированный соединительной тканью имплантированный инородный материал.
Рецензенты:
Склянов Ю.И., д.м.н., профессор, зав. кафедрой гистологии ГОУ ВПО Новосибирского государственного медицинского университета Росздрава, г. Новосибирск;
Бгатова Н.П., д.б.н., профессор, зав. лабораторией ультраструктурных исследований НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН, г. Новосибирск.
Работа поступила в редакцию 21.09.2011.
Библиографическая ссылка
Майбородин И.В., Шевела А.И., Баранник М.И., Кузнецова И.В., Егоров Д.В., Стрельцова Е.И. ДЕЙСТВИЕ ИНТЕРЛЕЙКИНА-2 И ИМПЛАНТАЦИИ ИНОРОДНОГО ТЕЛА НА СОСТОЯНИЕ ТКАНЕЙ И РЕГИОНАРНЫХ ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ КРЫС // Фундаментальные исследования. 2011. № 11-1. С. 60-66;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=28945 (дата обращения: 24.03.2025).