Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Активные свойства лейкоцитов в условиях нормы и при морфофункциональном изменении соединительной ткани

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пизов, Александр Витальевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Г л а в а 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Реакции соединительной ткани при воспалении

1.2 Фагоцитарный процесс и его механизмы

1.3 Миграционная активность лейкоцитов и её механизмы

1.4 Состояние лейкоцитов при патологических процессах

1.5 Сезонные изменения состава и функций белых клеток крови

1.6 Влияние лекарственных препаратов на свойства лейкоцитов

1.7 Реакции лейкоцитов в средах с низкой осмолярностью

Г л а в а 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Получение суспензии лейкоцитов

2.2 Оценка фагоцитарной активности лейкоцитов

2.3 Определение миграционной активности лейкоцитов

2.4 Исследование осморегуляторных реакций лейкоцитов

2.5 Исследование осмотической стойкости лейкоцитов

2.6 Подсчет лейкоцитарной формулы

2.7 Статистические методы обработки

Г л а в а 3. СВОЙСТВА ЛЕЙКОЦИТОВ В УСЛОВИЯХ НОРМЫ И ПРИ

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОМ ИЗМЕНЕНИИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ

3.1.1 Исследование свойств лейкоцитов при обострении основного патологического процесса

3.1.2 Фагоцитарная активность лейкоцитов в период обострения основного патологического процесса

3.1.3 Миграционная способность лейкоцитов в период обострения основного патологического процесса

3.1.4 Осморегуляторные реакции лейкоцитов в период обострения основного патологического процесса

3.1.4.1 Морфометрические параметры лейкоцитов в период обострения, инкубированных в 0,9% растворе хлорида натрия

3.1.4.2 Морфометрические параметры лейкоцитов в период обострения, инкубированных в 0,45% растворе хлорида натрия в течение 60 секунд и 1 часа

3.1.4.3 Морфометрические параметры лейкоцитов в период обострения, инкубированных в 0,2% растворе хлорида натрия в течение 60 секунд 3.1.5 Осмотическая стойкость лейкоцитов в период обострения

3.2 Исследование свойств лейкоцитов при ремиссии основного патологического процесса

3.2.1 Фагоцитарная активность лейкоцитов в период ремиссии основного патологического процесса

3.2.2 Миграционная способность лейкоцитов в период ремиссии основного патологического процесса

3.2.3 Осморегуляторные реакции лейкоцитов в период обострения основного патологического процесса

3.2.3.1 Морфометрические параметры лейкоцитов в период обострения, инкубированных в 0,9% растворе хлорида натрия

3.2.3.2 Морфометрические параметры лейкоцитов в период обострения, инкубированных в 0,45% растворе хлорида натрия в течение 60 секунд и 1 часа

3.2.3.3 Морфометрические параметры лейкоцитов в период ремиссии, инкубированных в 0,2% растворе хлорида натрия в течение 60 секунд

3.2.4 Осмотическая стойкость лейкоцитов в период ремиссии

3.3 Сезонные изменения свойств лейкоцитов

3.3.1 Сезонные изменения свойств лейкоцитов

3.3.2 Сезонные изменения фагоцитарной активности лейкоцитов в осенний и весенний периоды

3.3.3 Сезонные изменения миграционной способности лейкоцитов в осенний и весенний периоды

3.3.4 Сезонные изменения осморегуляторных реакций лейкоцитов

3.3.4.1 Сезонные изменения морфометрических параметров лейкоцитов, инкубированных в 0,9% растворе хлорида натрия

3.3.4.2 Сезонные изменения морфометрических параметров лейкоцитов, инкубированных в 0,45% растворе хлорида натрия в течение 60 секунд и 1 часа

3.3.4.3 Сезонные изменения морфометрических параметров лейкоцитов, инкубированных в 0,2% растворе хлорида натрия в течение 60 секунд

3.3.5 Сезонные изменения осмотическая стойкость лейкоцитов

Г л а в а 4. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

И ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Активные свойства лейкоцитов в условиях нормы и при морфофункциональном изменении соединительной ткани"

Соединительная ткань (СТ) является одной из самых распространённых, в организме человека и составляет более 50% массы тела. Она представлена разнообразными видами — костной,, хрящевой и собственно соединительной тканями. СТ имеет мезенхимальное происхождение и состоит из клеток и хорошо развитого межклеточного вещества. СТ представлена во всех органах и её значение в некоторых из них весьма велико не только в структурном, но и в функциональном плане (кожа, стенки кровеносных сосудов, строма органов и т.д.).

Эта система обладает многообразными функциями : опорной, защитной, метаболической, структурообразовательной, пластической. Все перечисленные функции всегда выполняются совместно и клеточными элементами, и внеклеточными компонентами соединительной ткани. СТ представляет собой классический пример функциональной системы, все элементы которой находятся во взаимосвязи и взаимозависимости, и поэтому при любой патологии СТ нарушения в каком-либо звене обязательно приводят к изменению функциональной системы в целом (В.В.Серов и соавт., 1981).

Одной из основных функций СТ является защитная или барьерная, выражающаяся в предохранении организма от непосредственного влияния факторов внешней среды и чужеродных агентов. Также ведет себя СТ и внутри организма, формируя барьеры между органами и тканями. Эта же функция обеспечивается и деятельностью различных клеточных элементов СТ, которые способны к фагоцитозу (макрофаги, эндотелий сосудов, фиб-робласты), вступают в иммунные реакции (макрофаги, лимфоциты и плазматические клетки), участвуют в синтезе веществ с антимикробным и антивирусным действием (лимфоциты, макрофаги, фибробласты).

Соединительная ткань является основной мишенью при диффузных заболеваниях соединительной ткани (ДЗСТ), которые включают в себя та6 кие нозологии как системная красная волчанка, системная склеродермия и системные васкулиты. Системный воспалительный процесс — это общий и главный стержень, на основе которого объединяются все эти заболевания в группу диффузных болезней соединительной ткани.

Воспаление лежит в основе главных клинических проявлений диффузных болезней соединительной ткани. Несмотря на многообразие причин, вызывающих воспалительный процесс, всякое воспаление характеризуется рядом общих проявлений. За последние годы установлен ряд различных биохимических и иммунологических процессов, направленных на элиминацию повреждающего фактора, заживление пораженных тканей и восстановление нарушенной функции. Основную роль в процессе воспаления играют лейкоциты (Я.А.Сишдин и соавт., 1994).

В межклеточных взаимодействиях при патологии соединительной ткани принимают участие такие иммунокомпетентные клетки, как Т- и В-лимфоциты, моноциты/макрофаги (Я.А.Сишдин и соавт., 1994; КЛ.Аш, 1993), а также нейтрофилы, тромбоциты и эндотелиальные клетки.

Ранее с полиморфноядерным нейтрофилом связывали лишь микроби-цидную функцию, не рассматривая его как иммунокомпетентную клетку. В настоящее время показано, что фагоцитирующие клетки играют ключевую роль в защите хозяина путём разрушения микробных и других токсических агентов (К.8пус1егтап, 1994).

Нейтрофилы воспринимают многочисленные сигналы о дестабилизации внутренней среды и изменяют свой функциональный облик, отражая нарушения гомеостаза (А.Н.Маянский, 1993). Нейтрофилы являются эффекторами острого течения процесса, которое сопровождается деструкцией тканей и экссудацией (Д.Н.Маянский, 1992).

После идентификации патогенного фактора высвобождается ряд про-воспалительных медиаторов, которые вызывают увеличение кровотока, по7 вышают сосудистую проницаемость, обуславливают адгезию и выход лейкоцитов в воспалительный очаг, что вызывает деструкцию и элиминацию антигена. Среди высвобождающихся цитокинов важную роль играют : ин-терлейкин 1, фактор некроза опухоли-альфа и интерферон-гамма. Выделяются также хемотаксические факторы типа иытерлейкина-8, лейкотриена В4 и макрофагального воспалительного протеина 1.

С врождённой или приобретённой функциональной неполноценностью клеток - эффекторов воспаления, прежде всего, полиморфноядерных нейтрофилов связывают хронизацию экссудативно-деструктивнош воспаления (Д.Н.Маянский, 1992).

Большой интерес исследователей привлекают и антинейтрофильные цитоплазматические антитела (АНЦА) - новый класс органонеспецифиче-ских антител, реагирующих с различными компонентами цитоплазмы нейтрофилов и моноцитов, в первую очередь протеиназой 3 и миелоперокси-дазой (В.А.Тищешсо и соавт., 1994; Т.В.Бекетова и соавт., 1995). Среди механизмов, лежащих в основе гиперпродукции АНЦА, можно предполагать роль инфекционного агента и генетических факторов, влияющих на выработку цитокинов и ферментов.

При ДЗСТ органом-мишенью является микроциркуляторное русло, которое первым вовлекается в патологический процесс.

Клеточным элементам крови отводится важная роль в гемоперфузии микрососудов и особенно капилляров. Микроциркуляторные нарушения обусловлены не только агрегацией эритроцитов, но и патологическими изменениями со стороны лейкоцитов (Е.Г.Редчиц и соавт., 1989). Ещё в 1932 году J.C.Sandison указывал на особую роль лейкоцитов в микроциркулятор-ном кровотоке. Он отметил, что именно лейкоциты, как более упругие и резистентные к деформации клетки, могут существенно нарушать кровоток в капиллярах вплоть до полного его прекращения (феномен "leukocyte plug8 ging55). В нормальных физиологических условиях окклюзия капилляра лейкоцитами носит преходящий характер и является естественным феноменом. В современной отечественной и зарубежной литературе встречается мало сведений о состоянии лейкоцитов, их реологических свойствах при патологии соединительной ткани.

Известно, что фаза острого воспаления непосредственно связана с участием полиморфноядерных лейкоцитов. Удаление нейтрофилов из циркулирующей крови предотвращает феномен Артюса, а также поражение сосудов при сывороточной болезни (KXHartiala, 1987). Не вызывает сомнений и факт участия нейтрофилов в реакциях хронического воспаления (Д.Н.Маянский, 1991; 1992).

Следует подчеркнуть, что возможна модуляция функциональной активности лейкоцитов как за счет влияния лекарственного агента непосредственно на гранулоцит, так и вследствие изменения функций'лимфоцитов, мононуклеарных фагоцитов, спектра гуморальных факторов крови (И.А.Мошрева и соавт., 1985; Ю.А.Гриневич и соавт., 1986; И.И.Долгушин, 1989; И.В.Нестерова, 1989; А.М.Земсков и соавт., 1993; C.Roques, et al, 1991; A.S.AI-Tuwaijri, A.AMustafa, 1992; S.L.Kolansinski et al, 1992) Исследования, посвященные изучению хемотаксических реакций полиморфноядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) при ДЗСТ, обнаружили повышение последней, замедление фаз смены инфильтрации очага воспаления мононуклеарными клетками (И.Г.Салихов и соавт., 1991).

Исследования последних лет показали, что определение фагоцитарной активности нейтрофилов, как прослежено рядом авторов, позволяет уточнить активность основного патологического процесса (Г.П.Матвейков и соавт., 1987; K.T.Hartiala, 1987). Изучение фагоцитарных реакций на фоне проводимой терапии у больных ДЗСТ служит немаловажным способом оценки состояния иммунитета, так как фагоцитоз является интегральным 9 показателем, отражающим межклеточную кооперацию, опсонизируювдую активность плазмы и статус фагоцитов (Э.В.Гюллинг, 1989; А.Н.Маянский и соавт., 1989).

Фагоцитарные клетки - гранулоциты и агранулоциты в сумме - являются основными в количественном отношении клеточными популяциями в периферической крови человека» Эта удивительная популяция клеток "вооружена до зубов" микробицидньши и цитотоксическими механизмами, и в организме нет клеток, равных им по такому "вооружению". В связи с этим при нормальном функционировании фагоцитарной системы теоретически патологические процессы должны быть маловероятным событием. Тем не менее они существуют. Одной из причин существования таких процессов являются известные нам и неизвестные изменения фагоцитов и других "работающих" с ними в комплексе защитных систем организма. Вот почему изучение всех систем фагоцитарных клеток, их свойств и механизмов действия и создание методов, позволяющих оценить эти системы, являются одной из необходимых задач нашего времени.

Решение этих вопросов важно для оценки фагоцитарного процесса у человека при различных патологических состояниях, так как этот процесс имеет определяющее значение для сохранения гомеостаза организма. Иллюстрацией данного положения является то обстоятельство, что снижение числа нейтрофилов ниже 25% от нормы опасно для жизни ("Внутренние болезни", 1993).

Имеется недостаточно данных и об активных свойствах лейкоцитов не только в здоровом организме, но и у лиц с различными патологическими состояниями, включая и с морфофункциональными изменениями соединительной ткани. Таким образом, чтобы составить полный "функциональный портрет" лейкоцитов, недостаточно знать об их способности поглощать чужеродные частицы. По поглощению, нейтрализации и перевариванию лей

10 коцитами какого-то объекта ещё нельзя судить об эффективности активной функции лейкоцитов в целом. Для оценки полноценности лейкоцитов как в здоровом, так и в больном организме, необходимо как минимум иметь сведения об их фагоцитарной активности, их способности спонтанно мигрировать или проникать в зону повреждения, их осмотической резистентности, в связи с чем и была предпринята наша работа.

Целью настоящего исследования было изучение активных свойств лейкоцитов в условиях нормы и при морфофункциональном изменении соединительной ткани.

Исследование ставит задачи:

1. Изучить комплекс активных свойств лейкоцитов у практически здоровых лиц.

2. Определить особенности активных свойств лейкоцитов в условиях дезорганизации соединительной ткани.

3. Оценить активные свойства лейкоцитов у пациентов с ДЗСТ на стадии ремиссии и обострения процессов, обусловленных изменениями соединительной ткани.

4. Выявить сезонные изменения свойств лейкоцитов.

Научная новизна

В настоящей работе впервые проведено изучение активных свойств лейкоцитов в условиях нормы и при морфофункциональном изменении соединительной ткани с определением фагоцитарной активности, миграционной способности, осморегуляторных реакций и осмотической резистентности при обострении и ремиссии процессов, обусловленных изменениями

11 соединительной ткани. Выявлены сезонные колебания активных свойств лейкоцитов.

На основе апробированного в работе метода комплексного исследования геометрии, площади поверхности, резервных возможностей и осморе-гуляции белых клеток крови получены новые сведения о мембранном резерве лейкоцитов, а также их сопротивляемости растяжению в средах с низкой осмолярностью, выраженной через осмотическую резистентность и ре-гуляторные возможности, позволяющие оценить функциональное состояние белых клеток крови на стадии обострения в осенний и весенний периоды и при ремиссии.

Праетичеететя значимость

Полученные данные имеют значение для оценки состояния неспецифических механизмов иммунной защиты организма при морфофункцио-нальном изменении соединительной ткани в зависимости от стадии патологического процесса и сезона. Выявленные нарушения функциональных свойств лейкоцитов указывают на сдвиги адаптационных механизмов, что позволяет обосновать принципы коррелирующей терапии в соответствии с характером шмеостатических реакций и учётом сезонных колебаний. Способы исследования активных свойств белых клеток крови, применённые в работе, могут быть рекомендованы не только для экспериментальных изысканий, но и в клинической практике. Материалы исследования имеют прикладное значение и могут применяться для преподавания соответствующих разделов физиологии, патофизиологии и клинических дисциплин, а также служить базой для проведения дальнейших исследований в данной области.

13