Реакция волокнистой соединительной ткани при действии на организм экстремальных факторов

Мухлынина, Елена Артуровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Реакция волокнистой соединительной ткани при действии на организм экстремальных факторов
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Реакция волокнистой соединительной ткани при действии на организм экстремальных факторов"

На правах рукописи

Мухлынина Елена Артуровна

РЕАКЦИЯ ВОЛОКНИСТОЙ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ ПРИ ДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Екатеринбург - 2013

пи;ен т

005061401

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» и в лаборатории морфологии и биохимии ФГБУН Института иммунологии и физиологии УрО РАН

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор, ЗДН РФ, лауреат премии Правительства РФ

Официальные оппоненты: академик РАМН, профессор, доктор медицинских наук, ЗДН РФ, заведующий кафедрой нормальной физиологии ГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России

доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории эволюционной экологии ФГБУН Института экологии растений и животных УрО РАН

Юшков Борис Германович

Захаров Юрий Михайлович

Ковальчук Людмила Ахметовна

Ведущая организация: ФГБУН Институт физиологии Коми научного центра УрО РАН, г. Сыктывкар.

Защита диссертации состоится «¿7» июня 2013 г. в Ус> часов, на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 004.027.01 при ФГБУН Институте иммунологии и физиологии УрО РАН (620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, д. 106).

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке УрО РАН по адресу 620041, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской -Академическая, д. 22/20, с авторефератом - на сайте ВАК - vak2.ed.gov.ru

Автореферат разослан т'ХЧ » мая 2013 г.

Ученый секретарь Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на

соискание ученой степени доктора наук Д 004.,027.01 ^---

при ИИФ УрО РАН, д.м.н., профессор Гу*/ И. А. Тузанкина

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Значение соединительной ткани в физиологических реакциях организма привлекает в последние годы все большее внимание исследователей.

Концепция о «физиологической системе соединительной ткани» была сформулирована еще в первой половине прошлого века академиком A.A. Богомольцем (A.A. Богомолец, 1940), обратившим внимание на ее роль в обеспечении трофики органов, регенерации, иммунологической защите, регуляции обмена веществ, опухолеобразовании. В дальнейшем эти идеи нашли свое отражение в работах Г. Селье, который отметил изменение реактивности соединительной ткани в ходе адаптивного ответа и рассматривал ее в качестве регулятора стресс-синдрома (Г. Селье, 1960).

Существенную роль играет соединительная ткани и ее компоненты в обмене веществ и энергии (M.K. Badman, J.S. Flier, 2007), водно-солевом и минеральном обмене (G.F. Schreiner, D.E. Kohan, 1990), терморегуляции (G. Davatelis et al., 1989), в формировании защитных реакций и компенсаторных механизмов. Ее реакции составляют основу воспаления (В.В. Серов и соавт., 1995). Замещение тканевых дефектов, а также локальная регуляция восстановительного процесса осуществляется при участии ее компонентов (Е. Broadbent et al., 2012). Иммунные, аллергические реакции тесно связаны с активностью клеток соединительной ткани -мастоцитов, макрофагов (Б.Г. Юшков и соавт., 2011). Показано значение соединительной ткани в опухолевом росте (А.Е. Доросевич и соавт., 2009).

Показано, что в ходе различных патологических процессов изменяется типичный коллагеновый состав соединительной ткани, что резко ухудшает ее биомеханические, трофические свойства (К. Murata et al., 1986; F.M. Pope et al., 1975; P.K. Muller et al., 1977). Нарушение ее опорной функции также связывают и с изменением соотношения коллагена с другими компонентами матрикса (протеогликанами, гликопротеинами) (H.H. Зайко и соавт., 1996).

С дисфункцией соединительной ткани связан широкий спектр системных заболеваний - системная красная волчанка, склеродермия, дерматомиозит, ревматоидный артрит и др (T.S. Kumar, A. Aggarwal, 2010).

В последние десятилетия проблема физиологии соединительной ткани приобрела особую актуальность. Это связано с открытием клеток-предшественников фибробластов в костном мозге (A.J. Friedenstein et al., 1970), способности мезенхимальных стволовых клеток дифференцироваться в клетки различных тканей (A.I. Caplan, 2005) и регулировать дифференцировку гемопоэтических стволовых клеток (A.I. Caplan, J.E. Dennis, 2006; Т. Li, Y. Wu, 2011). Использование для типирования клеток CD-маркеров позволило выявить чрезвычайный функциональный полиморфизм компонентов соединительной ткани. Обнаружен феномен циркуляции в периферической крови ее клеток-предшественников (R. Bucala et al., 1994). Показана роль соединительно-тканнного каркаса в формировании специфических структур различных органов - сердца (D. А. Taylor, 2009) и сосудов (Н.В. Тюменцева, 2006; Н. Campbell J. et al., 2000), а также костной ткани (Б.Г. Юшков и соавг., 2007).

Активно обсуждаются вопросы участия клеточных компонентов соединительной ткани (лейкоцитов, макрофагов, тучных клеток) в регуляции компенсаторно-приспособительных Ероцессов (О.С. Арташян, 2006; И.Г. Данилова, 2006; Б.Г. Юшков и соавт., 2011; М.В. Улитко, 2008; С. Guzmän et al., 2010; С. Marx et al., 1998). Проводятся исследования состояния обмена угпеводсодержащих биополимеров соединительной ткани и коллагена в отдельных органах в физиологических условиях и при патологических состояниях (Е.Г. Бутолин, 1993; О.В. Перминова, 2007; С.С. Перцов и соавт., 2004; T.J. Smith, 1984).

Вместе с тем, вне поля зрения исследователей остается проблема фактор-обусловленой и органной специфичности ответа соединительной ткани на воздействия. В литературе практически не нашли отражения вопросы связи состояния соединительной ткани органа и его функциональной активности.

Пристальный интерес специалистов обычно вызывают локальные реакции в месте повреждения, тогда как вопрос об универсальности реакции и широте вовлечения в нее соединительной ткани, остается практически не исследованным. Сформулированная же в последние годы теория системного воспаления (Е.Ю. Гусев и соавт., 2007; А.Е. Baue, 1994; U. Jaffer et al., 2010) поднимает вопросы генерализованных реакций соединительной ткани на воздействия.

Цель исследования. Дать характеристику реакций волокнистой соединительной ткани различных органов крыс при действии экстремальных факторов.

Задачи исследования:

1. Провести анализ морфофункционального состояния соединительной ткани надпочечников, тимуса, желудка, 12-ти перегной кишки, кожи в физиологических условиях.

2. Оценить изменения морфофункционального состояния соединительной ткапи указанных органов при действии на организм экстремальных факторов различной направленности — острого асептического воспаления, острой массивной кровопотери, иммобилизационного стресса.

3. Сравнить особенности реакции клеточного и волокнистого компонента соединительной ткапи при действии экстремальных факторов.

4. Выявить наличие неспецифического и специфического компонента в реакции соединительной ткани на экстремальные воздействия.

5. Оценить органную специфичность реакции соединительной ткани на экстремальные воздействия.

Научная новизна работы. Впервые проведен сравнительный анализ морфофункционального состояния волокнистой соединительной ткани надпочечников, тимуса, желудка, 12-ти перстной кишки и кожи в физиологических условиях и при действии на организм экстремальных факторов различной направленности.

Впервые показано, что реакция волокнистой соединительной ткани на стрессоры носит генерализованный характер с максимальными проявлениями в месте повреждения.

Установлено, что реактивность клеточных элементов соединительной ткани изучаемых органов выше, чем волокнистого компонента, при этом наиболее активный ранний неспецифический ответ наблюдается со стороны тучных клеток и макрофагов. Реакция тучных клеток на воздействия заключается в изменении соотношения дегрануляции и гранулолизиса с повышением доли мерокриновой секреции, а также неспецифической активации секреции в железистых эндокринных

органах (надпочечниках и тимусе). Ответ макрофагального звена проявляется в виде перераспределения клеток между органами с резким повышением их количества в коже. Фибробласты относятся к более стабильной популяции клеток, реакция которых определяется характером воздействия и органными особенностями.

Теоретическая значимость работы. Результаты исследования носят фундаментальный характер и расширяют существующие представления о состоянии волокнистой соединительной ткани организма при остром асептическом воспалении, острой массивной кровопотере, иммобилизационном стрессе, а также дополняют имеющиеся в литературе сведения о ее участии в формировании адаптивных и компенсаторных реакций.

Полученные данные свидетельствуют о системном характере изменений состояния волокнистой соединительной ткани организма в ответ на стрессорные воздействия, что проявляется в виде изменения соотношения между апокриновой и мерокриновой секрецией тучных клеток с повышением доли гранулолизиса, независящей от природы фактора активации секреции мастоцитов железистых органов (надпочечников, тимуса), перераспределения макрофагов в организме с повышением их содержания в коже, органо- и стимул-специфичных изменений в содержании фибробластов и их коллагенсинтетической активности.

Результаты исследования расширяют представления о патогенезе стресс-опосредованных, воспалительных заболеваний и могут быть использованы в качестве теоретической основы для совершенствования методов их лечения.

Практическая значимость работы. Применяемый в работе метод анализа мерокриновой секреции тучных клеток на основе определения их оптической плотности может быть использован в научной практике для оценки функционального состояния тучных клеток.

Полученные в исследовании данные подчеркивают необходимость анализа состояния соединительной ткани при лечении различных заболеваний, а также возможность модуляции их течения через направленное воздействие на соединительную ткань организма.

Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых методов повышения резистентности организма к действию различных

экстремальных факторов, обосновывают необходимость фармакологических и нефармакологических воздействий на соединительную ткань при лечении различных заболеваний.

Положения, выносимые на защиту:

1. Ответ волокнистой соединительной ткани на экстремальные воздействия различной направленности носит системный характер: затрагивает как клеточный, так и волокнистый компонент, отмечается как в органах, непосредственно вовлеченных в развитие стресс-реакции (надпочечники, тимус, желудок, двенадцатиперстная кишка), так и напрямую несвязанных с ее реализацией (кожа).

2. Реакция волокнистой соединительной ткани на экстремальные воздействия включает в себя неспецифическую (стрессорную) и специфическую составляющие. В качестве неспецифического компонента выступает активация секреции мастоцитов железистых органов (надпочечников и тимуса) с общим повышением доли мерокриновой секреции, усилепие процессов миграции макрофагов, а в качестве специфического — изменение количества и функционального состояния фибробластов, что при воспалении проявляется в виде повышения их количества и коллагенопродукции, а при кровопотере - уменьшения их содержания и коллагенсиитетической активности.

3. Реакция волокнистой соединительной ткани па экстремальные воздействия имеет органную специфичность, что проявляется в более активной и продолжительной секреции биологически активных веществ тучными клетками железистых эндокринных органов (надпочечников и тимуса), органной специфичности перераспределения макрофагов и тучных клеток, изменения регенераторного ответа фибробластов.

Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре физиологии человека и животных департамента «Биологический факультет» института естественных наук Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, кафедре фармакологии и клинической фармакологии Уральской государственной медицинской академии, кафедре патологической физиологии Южно-Уральского

государственного медицинского университета, а также в научных разработках лабораторий морфологии и биохимии и иммунопатофизиологии Института иммунологии и физиологии Уральского отделения РАН.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на V Российской конференции «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция» (Москва, 2008); Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2008); I Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Фундаментальные и прикладные исследования в биологии» (Донецк, 2009); Х1П Всероссийском научном форуме с международным участием «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2009); IV Съезде физиологов Урала с международным участием (Екатеринбург, 2009); XV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2010); Всероссийском с международным участием конгрессе студентов и аспирантов-биологов «Симбиоз-Россия» (Пермь, 2009, Нижний Новгород, 2010); Российской конференции с международным участием «Фундаментальные вопросы гематологии. Достижения и перспективы» (Екатеринбург, 2010); Всероссийской с международным участием конференции молодых ученых «Биология будущего: традиции и инновации» (Екатеринбург, 2010, 2012); XXI съезде физиологического общества (Калуга, 2010); IX Российской конференции иммунологов Урала, посвященной 90-летию профессора Л.Я. Эберта (Челябинск, 2011); Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные вопросы медицинской науки», посвященной 70-летаю профессора A.A. Чумакова (Ярославль, 2012); XI Всероссийской молодежной научной конференции Института физиологии Коми НЦ УрО РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2012); заседании Екатеринбургского отделения физиологического общества им. И.П. Павлова (Екатеринбург, 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 работ, в том числе Ив изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 184 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы описания материалов и методов, трех глав с результатами собственных исследований, заключения, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 291 наименований (из них 197 - зарубежные). Работа включает 65 рисунков и 38 таблиц.

Содержание работы Методические вопросы исследования

Работа выполнена на 154 белых беспородных крысах-самцах. Все манипуляции с животными выполняли в соответствии с этическими принципами и нормативными документами, рекомендованными Европейским научным фондом (ESF) и Хельсинской декларацией о гуманном отношении к животным (2000 г.).

Реакцию соединительной ткани (СТ) исследовали на экспериментальных моделях острого асептического воспаления (однократное введение 0,5 мл очищенного скипидара под кожу спины (D.A. Wagner et al., 1983)), острой массивной кровопотери (из хвостовой вены в расчете 2% от массы тела животного), иммобшшзациошюго стресса (фиксация в течение 6 часов на спине).

Изучение состояния СТ в тимусе, надпочечниках, желудке, кишечнике, коже через 6 часов и 2 суток после начала воздействия проводилось по оценке общего числа клеток СТ и ее отдельных популяций (фибробластов, макрофагов, тучных клеток, лейкоцитов), плотности пролиферирующих клеток СТ, определению секреторной активности тучных клеток, количеству суммарного оксипролина. Развитие интерстициального отека в органах определяли по относительному содержанию сухого вещества и воды в тканях, измерению диаметра сосудов микроциркуляторного русла (МНР).

Гистологические препараты готовили по общепринятым методикам. Их окрашивали гематоксилином и эозином, резорцин-фуксином по методу Вейгерта-Ван-Гизона, для определения тучных клеток - основным коричневым по Шубину.

Иммуногистохимическое окрашивание применялось для идентификации клеток макрофагального ряда, лейкоцитов, пролиферирующих клеток соединительной ткани по экспрессии CD68, CD45, Ki-67 соответственно. Определение антигенов осуществляли непрямым пероксидазным методом по

стандартным протоколам (В.Н. Эллиниди и соавт., 2002).

Анализ препаратов проводили с помощью микроскопа Leica DM2500 и программы анализа изображений ВидеоТест Морфология 5.2. при увеличении объектива в 100 раз в 20 полях зрения с пересчетом на 1 мм2.

Секреция мастоцитов оценивалась по их оптической плотности (ОП) (Р.Н. Hart et al., 1999), коэффициенту дегрануляции (КД) - показателю апокриновой секреции (Д.П. Линдер, Э.М. Коган, 1976), индексу гранулолизиса (ИГ) -показателю мерокриновой секреции. Общепринятый метод классификации мастоцитов для расчета ИГ был модифицирован - тучные клетки подразделяли на 4 типа по величине ОП: 1) клетки с ОП до 0,15 условных единиц (у.е.); 2) клетки с ОП от 0,15 до 0,30 у.е.; 3) клетки с ОП от 0,30 до 0,45 у.е.; 4) клетки с ОП более 0,45 у.е.. ИГ рассчитывали как процентную долю клеток первого типа.

Количество коллагена оценивали по суммарному содержанию оксипролина в образцах тканей методом Bergman and Loxley (C.S. Samuel, 2009) в расчете на миллиграмм сухой массы органа.

Оценка гематологических показателей периферической крови животных проводилась при помощи гематологического анализатора Celly 70.

Анализ данных выполнен в пакете статистических программ STATISTIC А 6.0 (StatSoft, Inc. 2001). Данные представлены в виде среднего арифметического (М) ± стандартная ошибка среднего (т). Для проверки гипотезы об однородности двух независимых выборок использовали непараметрический критерий Манна-Уитни (Mann-Whitney U test). При проверке статистических гипотез использовали 5% уровень значимости.

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенные исследования свидетельствуют, что в физиологических условиях существует зависимость между функцией органа и структурой CT в нем.

Фибробласты — наиболее многочисленная клеточная популяция CT большинства изученных органов - надпочечников, тимуса, кожи (таблица 1), что обеспечивает ее биомеханическую опорную функцию.

При этом их коллаген-синтетическая активность в изучаемых органах различается. Наибольшее количество коллагена определяется в коже, желудке и

кишечнике. В эндокринных органах коллагена содержится меньше.

В органах, контактирующих с окружающей средой (желудок, кишечник, кожа) доминирующее значение имеет защитная функция - значительную долю в клеточном составе составляют лейкоциты, их содержание особенно велико в зоне контакта с поверхностью (в собственной пластинке слизистой кишечника и желудка, в сосочковом слое дермы, на границе с волосяными фолликулами).

Таблица 1 - Морфофункциональные показатели состояния соединительной ткани различных органов у интактных крыс____

~ —-—_____________ Орган Показатель ---------- Надпочечник (М±т) Тимус (М±т) Кишечник (М±т) Желудок (М±т) Кожа (М±т)

Кол-во фибробластов, кл./мм2 1949,97±130,23 599,22±113,60 779,77±65,64 1579,77±192,17 926,07±79,78

Содержание коллагена мкг/мг 8,75±1,69 13,57±1,14 31,4б±3,57 43,23±2,81 57,01±2,98

Кол-во макрофагов, кл./мм2 21,78±0,95 351,17±65,02 451,36±80,70 318,29±49,50 154,72±38,18

Кол-во мастоцитов, кл./мм2 38,52±9,32 170,43±11,91 390,27±29,68 117,51±22,26 135,41±11,70

Оптическая плотность, у.е. 0,27±0,01 0,27-1-0,01 0,11±0,004 0,15±0,008 0,21±0,007

Индекс гранулолизиса, % 11,02±3,85 7,49±2,51 88,58±3,91 52,13±2,48 17,47±5,05

Коэффициент дегрануляции, % 26,15±1,15 54,45±2,59 66,72±4,30 61,00±5,34 34,92±2,86

Кол-во лейкоцитов, кл./мм2 142,91±14,09 206,23±56,43 2469,52±267,22 3125,07±171,67 754,86±106,67

Кол-во пролиферирующих клеток, кл./мм2 44,36±5,85 49,80±14,37 364,20±38,16 84,05±18,93 38,13±6Д0

У соединительной ткани (СТ) кожи выражены как биомеханическая, так и защитная (иммунная) функции, что обеспечивается значительным содержанием опорных элементов (фибробластов, коллагеновых волокон) и иммунных клеток.

Тучные клетки в органах локализованы преимущественно периваскулярно. Их концентрация высока в кишечнике, тимусе, дерме и желудке, тогда как в надпочечниках их содержание минимально. При этом, мастоциты эндокринных органов и кожи содержат больше секрета, чем желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). В тучных клетках эндокринных органов и кожи секреция идет преимущественно по апокриновому типу, у мастоцитов желудка и кишечника оба типа секреции выражены в равной степени и характеризуются высокой интенсивностью.

Темпы самообновления соединительной ткани (СТ) в большинстве исследованных органов примерно одинаковы и относительно невысоки, хотя в

кишечнике пролиферативная активность ее клеток выше.

Морфофункциональная неоднородность СТ отражается и в реакции на воздействия.

Реакция СТ на любое экстремальное воздействие имеет системный характер -затрагивает практически все исследуемые органы, включает изменения как клеточного, так и волокнистого компонентов. При этом в данных реакциях можно выделить как неспецифическую (стрессорную), так и специфическую (органо- и фактор-обусловленную) составляющие.

На примере воспаления показано, что реакция СТ в наибольшей степени выражена непосредственно в месте повреждения - сильнее интерстициальный отек, лейкоцитарно-макрофагальная инфильтрация, активация секреции мастоцитов (таблицы 2, 3).

Орган Сухая масса, % (М±ш) Вода, % (М±т) Диаметр сосудов МЦР, мкм (М±ш)

Контроль Надпочечники 32,68±1,81 67,32±1,81 10,74±1,89

Тимус 24,92±0,51 75,08±0,51 10,53±1,15

Кишечник 20,97±1,91 79,03±1,91 11,90±1,17

Желудок 26,77±1,80 73,23±1,80 14,21±1,77

Кожа 50,54±3,47 49,46±3,47 11,04±1,05

Кожа очаг воспаления 42,79±1,12 57,21±1,12 11,04±1,05

Воспаление 6 часов Надпочечники 28,78±0,46* 71,22±0,46* 10,35±0,82

Тимус 24,97±0,82 75,03±0,82 15,05±0,37*

Кишечник 22,65±0,65 77,35±0,65 12,37±2,08

Желудок 22,84±0,28* 77,1б±0,28* 1б,06±2,01

Кожа 41,28±2,66* 58,72±2,6б* 10,35*0,97

Кожа очаг воспаления 23,51±1,01* 76,49±1,01* 16,99±0,91*

Воспаление 2 суток Надпочечники 33,42±1,74" 66,58±1,74** 11,79±0,94

Тимус 25,30±0,85 74,70±0,85 13,61±1,57*

Кишечник 22,11±0,40 77,89±0,40 9,85±0,29

Желудок 23,09±1,55 76,91±1,55 13,82±1,66

Кожа 50,61±1,77** 49,39±1,77** 11,74±0,91

Кожа очаг воспаления 19,15±2,11* 80,85±2,И* 21,93*0,80*,**

Воспаление 2 недели Кожа 45,12±1,61*** 54,88±1,61*** -

Кожа очаг воспаления 21,42±1,0б* 78,58±1,06* -

Содержание фибробластов повышается во всех изученных органах, также отмечается рост их коллаген-синтетической активности (таблица 4).

Таблица 3 — Показатели функциональной активности тучных клеток различных

——Группа Орган ------ Контроль (Mira) Воспалепие 6 часов (М±т) Воспаление 2 суток (М±ш)

Оптическая плотность, усл. ед.

Надпочечники 0Д7±0,01 0,22±0,01* 0,27±0,02

Тимус 0,27±0,01 0,19±0,006* 0^4±0,02

Кишечник 0,11 ±0,004 0,12±0,008 0,11±0,01

Желудок 0,15±0,008 0,12±0,001* 0,14±0,01**

Кожа 0,21±0,007 0,20±0,02 0,22±0,01

Кожа очаг воспалеиия 0,28±0,02 0,18±0,02* 0,34±0,01*,**

Коэффициент дегрануляции, %

Надпочечники 26,15±1,15 77,33±9,80* 39,54±7,52**

Тимус 54,45±2,59 73,81±3,96* 52,15±4,54**

Кишечник 66,72+4,30 66,26±6,37 43,28±6,35«,* *

Желудок 61,00±5,34 71,9(Ш>,21 48,25±6,34"

Кожа 34,92±2,86 49,62±8,22 52,24±8,45

Кожа очаг воспалепия 35,24±2,43 73,67±5,49* 57,4046,13*

Индекс гранулолизиса, %

Надпочечники 11,02±3,85 23,20±6,05 13,81±4,79

Тимус 7,49±2,51 24,84±3,79* 19,08±2,62*

Кишечник 88,58±3,91 81,02±8,78 86,47±5,55

Желудок 52,13±2,48 86Д6±3,75* 59,20±5,91**

Кожа 17,47±5,05 28,57±6ДЗ 18,43±6,20

Кожа очаг воспаления 12,48*2,21 47,10±6,82* 1,91±1,17»,**

Примечание: * - различия с контролем достоверны (р<0,05); ** - различия с б часами достоверны (р<0,05).

Таблица 4 - Показатели морфофункционалыюй активности фибробластов

——_____ Группа Орган --- Контроль (М±т) Воспаление б часов (М±т) Воспаление 2 суток (М±т)

Количество фибробластов, kjl/mm2

Надпочечники 1949,97±130,23 2966,54±290,66* 3377,43±60,88*

Тимус 599,22±113,60 544,75±60,53 1294,94±80,78*,**

Кишечник 779,77±65,64 1265,37±135,99* 1824,13±219,31 *,**

Желудок 1579,77±192,17 1441,25±98,88 1232,69±71,22

Кожа 926,07±79,78 854,48±52,40 1892,61±220,80*,**

Соде ржание коллагена, мкг/мг сухой массы органа

Надпочечники 8,75±1,69 8,85±0,78 14,40±1,13*,*»

Тимус 13,57±1,14 13,74±1,8 24,79±2,28*,**

Кишечник 31,46±3,57 25,35±1,39 37,70±3,42**

Желудок 43,23±2,81 35,71±1,36* 60,15±5,67* ,**

Кожа 57,01±2,98 45,28±3,84* 45,55±2,74*

Кожа очаг воспаления 77,93±6,29 103,49±7,65* 116,07±7,69*

При воздействиях, непосредственно не повреждающих соединительную ткань (СТ) (кровопотеря, иммобилизация), в надпочечниках содержание фибробластов возрастает, а в органах ЖКТ и коже снижается (таблицы 5, 6), что, вероятно, имеет отношение к перераспределению пластических и энергетических ресурсов в ходе адаптивного ответа.

Таблица 5 - Показатели морфофункциональной активности фибробластов

Группа Орган Кот-роль (М^ га) Кровопотеряб часов (М±т) Кровопотеря 2 суток (М±ш)

Количество фибробластов, клУмм2

Надпочечники 1949,97±130,23 3408,56^324,65* 2368,87±194,92**

Тимус 599,22±113,60 476Д6±27,23 625,68±73,61

Кишечник 779,77±65,64 790,66±50,53 603,89±39,19*,**

Желудок 1579,77±192,17 1089,49±84,82 800,22±81,23*

Кожа 926,07±79,78 554,09±36,03* 411,34±26,36*,**

Соде ржание коллагена, мкг/мг сухой массы органа

Надпочечники 8,75±1,69 7,24±0,59 8.87±0,96

Тимус 13,57±1,14 15,16£2,87 11,76±0,67

Кишечник 31,46±3,57 24,0643,10 27.73±0,84

Желудок 43,23±2,81 34,53±1,57* 34,41±2,15*

Кожа 57,0Ш,98 40,66*3,41* 45,72±2,91*

Примечание: * - различия с контролем достоверны (р<0,05); ** - различия с 6 часами достоверны (р<0,05).

Функциональная же активность фибробластов (по содержанию коллагена) на раннем сроке в большинстве органов не меняется, а при кровопотере в желудке и коже даже снижается и сохраняется на 2 сутки после воздействия. Таблица 6 - Показатели морфофункциональной активности фибробластов

—^^Грушга Орган — Контроль (М±т) Иммобилизация 6 часов (М±т) Иммобилизация 2 суток (М±т)

Количество фибробластов, клУмм2

Надпочечники 1949,97±130ДЗ 1746,15±138,51 3766,54*289,97*,**

Тимус 599,22±113,60 815,5 6±46,33 763,98±83,08

Кишечник 779,77±65,64 1125,29±73,32* 743,97±89,19**

Желудок 1579,77±192,17 1195,07±22,87 1033,46^=97,40*

Кожа 926,07±79,78 520ДЗ±49,08* 501,17*67,38*

Соде ржание коллагена, мкг/мг сухой массы органа

Надпочечники 8,75±1,69 И,97±1,72 5,95±0,55**

Тимус 13,57±1Д4 18,05±2,44 20,57±2,22*

Кишечник 31,46±3,57 34,91±1,21 47,89±4,26*

Желудок 43,23±2,81 48,83±3,61 55Д6±3,18*

Кожа 57,01±2,98 51,60*3,30 57,35±5,19

В те же сроки после иммобилизации в тимусе, кишечнике и желудке содержание коллагена возрастает, что, по-видимому, обусловлено активацией репаративных процессов СТ в ответ на развитие инволюции тимиколимфатического аппарата, повреждения слизистой органов ЖКТ.

Неспецифическая компонента реакций соединительной ткани (СТ) в основном связана с активностью тучных клеток и макрофагов, реакция которых на любое воздействие развивается быстрее и выражена более значительно.

Вне зависимости от природы экстремального воздействия активируется секреция мастоцитов железистых эндокринных органов (надпочечников, тимуса), на что указывает снижение их оптической плотности на фоне повышения показателей гранулолизиса и дегрануляции (таблицы 7,8).

Одним из возможных механизмов участия СТ в адаптивных реакциях организма является локальное повышение концентрации вазоакгавных медиаторов тучных клеток за счет их секреции, что может вносить вклад в интенсификацию тканевого кровотока в жизненно важных органах и поддержание таким образом трофики тканей.

Таблица 7 - Показатели функциональной активности тучных клеток различных органов у крыс при кровопотере______

7 - Показатели функциональной активности тучных клеток

крыс при кровопотере

^^^^ Группа Орган Контроль (МЮТ) Кровопотсряб часов (М*т) Кровопотера 2 суток (М*т)

Оптическая плотность, усл. ед.

Надпочечники 0,27*0,01 0,12*0,01* 0,20*0,02*,**

Тимус 0,27*0,01 0,18*0,01* 0,17*0,01*

Кишечник 0,11*0,004 0,07*0,01* 0,09*0,01

Желудок 0,15*0,008 0,09*0,01* 0,11*0,01*

Кожа 0,21*0,007 0,11*0,01* 0,21*0,02**

Коэффициент дегрануляции, %

Надпочечники 26,15*1,15 77,29*3,82* 52,98*5,66*,**

Тимус 54,45*2,59 55,75*6,56 49,64*8,64

Кишечник 66,72±4,30 54,53*2,18 40,24*2,12*,**

Желудок 61,0015,34 31,96*7,60* 59,82*2,74**

Кожа 34,92*2,86 15,40*4,97* 28,10*2,67

Индекс гранулолизиса, %

Надпочечники 11,02*3,85 76,33*6,90* 34,99*7,05*,**

Тимус 7,49*2,51 35,62*4,81* 34,19*5,48*

Кишечник 88,58*3,91 98,18*1,12* 92,66*2,49

Желудок 52,13*2,48 91,54*2,64* 80,36*7,59*

Кожа 17,47*5,05 78,10*7,97* 30,51*4,87**

Этот эффект обусловлен повышением активности гранулолизиса в большинстве органов при различных воздействиях, в то время как коэффициент дегрануляции меняется неоднозначно: в надпочечниках отмечается его увеличение, в то время как в органах ЖКТ и коже - снижение. В результате в целом соотношение между типами секреции смещается в сторону повышения доли мерокриновой, которая, по-видимому, в отличие от дегрануляции, является более щадящим способом, пе влекущим значительного разрушения клеточных мембран, а значит, более предпочтительна в условиях срочной адаптации и может рассматриваться как один из ее механизмов.

Таблица 8 - Показатели функциональной активности тучных клеток различных органов у крыс после иммобилизационного стресса__

8 - Показатели функциональной активности тучных клеток крыс после иммобилизационного стресса__

------ Группа Орган —---- Контроль (Шт) Иммобилизация 6 часов (М±т) Иммобилизация 2 суток (М±т)

Оптическая плотность, усл. ед.

Надпочечники 0,27±0,01 0,18±0,007* ОД8±0,02**

Тимус 0,27±0,01 0,19±0,03* 0,19±0,01*

Кишечник 0,11±0,004 0,07±0,01 0,09+0,01

Желудок 0,15±0,008 0,14±0,01 0,16±0,02

Кожа 0,21±0,007 0,18±0,01 0Д2±Й,006**

Коэффициент дегрануляции, %

Надпочечники 2б,15±1,15 66,00±7,31* 42,14±5,56*

Тимус 54,45^2,59 53,38±7,39 43,53±4,17*

Кишечник 66,72±4,30 44,8&±5,89* 33,36±7,11*

Желудок 61,00±5,34 27,01±2,60* 31,71±6,47*

Кожа 34,92±2,86 18,81±1,86* 11,45±1Д0*,**

Индекс гранулолизиса, %

Надпочечники 11,02±3,85 35,38±4,97* 6,43±1,86**

Тимус 7,49±2,51 48,62±15,74* 29,41±5,68*

Кишечник 88,58±3,91 97,24±2,76 87,48±3,89

Желудок 52,13±2,48 63,71±8,39 46,48±5Д1

Кожа 17,47±5,05 26,47±6,42 20,9913,27

Примечание: * - различия с контролем достоверны (р<0,05); ** - различия с 6 часами достоверны (р<0,05).

Миграция лимфоцитов в костный мозг в ходе стресс-реакции рассматривается в качестве важного компонента адаптационного синдрома (П.Д. Горизонтов и соавт., 1983). Результаты же проведенного исследования свидетельствуют о перераспределении макрофагов в СТ организма в ответ на воздействия (рисунок 1). Их количество снижается в большинстве исследованных органов и повышается в коже. По-видимому, повышение концентрации макрофагов в коже, органе,

непосредственно контактирующем с окружающей средой и подверженном высокому риску повреждения и проникновения инфекции, при различных воздействиях также можно рассматривать в качестве элемента общего адаптационного синдрома, направленного на повышение неспецифических защитных свойств СТ.

Надпочечник Тимус Кшшчннк Желудок Кожа

□ контроль □ Воспаление 6 ч □ Восгалешк 2 с О Кровоштеря 6 ч

Ш Кровопотеря 2 с О Иымоошшацпя 6 ч О Пмыобшггоащга 2 с

Рисунок 1 - Количество макрофагов в соединительной ткани различных органов при экстремальных воздействиях

Примечание: * - различия с контролем достоверны (р<0,05); ** - различия с 6 часами достоверны (р<0,05).

Что касается лейкоцитов, то в их реакции на непосредственно не повреждающих соединительную ткань воздействия, каких-либо закономерностей не прослеживается, в то время как при воспалении имеет место хорошо известный и многократно описанный феномен миграции клеток в очаг и формирования лейкоцитарного вала, ограничивающего область повреждения.

Выраженная органная и фактор-обусловленная специфичность реакции соединительной ткани проявляется в изменении темпов ее самообновления. При воспалении пролиферативная активность клеток в эндокринных органах и коже

растет (2 сутки), а в органах ЖКТ снижается (рисунок 2). Эффект повышения числа Кл-67+ клеток в надпочечниках также наблюдается и при кровопотере (6 часов). При этом, иммобилизация либо не вызывает достоверного изменения пролиферативной активности клеток (тимус, кишечник, кожа), либо ведет к ее снижению (надпочечники, желудок).

Изменение клеточности соединительной ткани в ответ на стресс может быть связано не только с изменением ее пролиферативного потенциала, но и с миграцией клеточных предшественников, на что указывает факт повышения содержания фибробластов в кишечнике при воспалении, в надпочечниках после иммобилизации на фоне снижения числа Кл-67+ клеток. Этим также, по-видимому, обусловлено повышение содержания тучных клеток в кишечнике непосредственно после иммобилизации и через 2 суток после кровопотери в тимусе.

Надпочечники

Тимус

Кийка

Желудок

Кожа

□ Контроль ИЗ Воспаленпе бч □Воспаление 2 с ВКровопотеря бч

II Кровопотеря 2 с 0 Иыыобптващщ б ч 1Я Иммобгаппащга 2 с

Рисунок 2 - Количество пролиферирующих клеток в соединительной ткани различных органов при экстремальных воздействиях

Примечание: * - различия с контролем достоверны (р<0,05); ** - различия с 6 часами достоверны (р<0,05).

Реакцию соединительной ткани на действие экстремальных факторов можно представить в виде следующего рисунка (рисунок 3).

Экстремальные воздействия вызывают генерализованную реакцию соединительной ткани, затрагивающую как клетки, так и волокнистые структуры и имеющую, наряду с неспецифическими изменениями, четкую органную и фактор-обусловленную специфичность. Неспецифический компонент проявляется в активации секреции тучных клеток, повышении у них доли гранулолизиса, перераспределении макрофагов между тканями, а специфический - в изменении функциональной активности фибробластов и характеристик экстрацеллюлярного матрикса.

Рисунок 3 — Стрессорные и специфические реакции соединительной ткани при действии на организм экстремальных факторов

Примечание: СТ — соединительная ткань; N - диапазон нормы реакции; —► действие фактора, отклоняющего состояние соединительной ткани от нормы.

Однако, в эндокринных (надпочечники, тимус) и «неэндокринных» органах (желудок, кишечник, кожа) многие показатели имеют разнонаправленный характер. Наибольшей реактивностью обладает соединительная ткань надпочечников, что еще раз указывает на возможную взаимосвязь состояния соединительной ткани с функциональной активностью органа, локальными гормональными особенностями.

При этом, окончательный эффект экстремального воздействия на реакцию соединительной ткани зависит от ее функциональных органных особенностей.

ВЫВОДЫ

1. В физиологических условиях отмечается выраженная морфофункциональная гетерогенность соединительной ткани, взаимосвязанная с основной функцией органа; в железистых эндокринных органах (надпочечниках, тимусе) в клеточном составе преобладают фибробласты, однако содержание коллагена минимально; в коже (барьерном органе) защитная функция реализуется как за счет высокого содержания фибробластов и коллагена (механическая составляющая), так и лейкоцитов (иммунная составляющая); в органах ЖКТ в компонентном составе существенно превалируют лейкоциты, что обеспечивает защитную функцию и, вероятно, вносит вклад в процессы пищеварения.

2. Реакция соединительной ткани на экстремальные воздействия носит генерализованный характер, затрагивает как органы, вовлеченные в развитие стресс-реакции, так и напрямую не связанные с ее реализацией; максимальные ее проявления наблюдаются в месте действия повреждающего фактора и ослабевают по мере удаления от него.

3. В реакцию соединительной ткани на экстремальное воздействие вовлекаются как ее клеточные, так и волокнистые структуры; клеточная реакция проявляется быстрее, чем волокнистого компонента; ответ тучных клеток и макрофагов выражен более значительно и проявляется раньше, чем реакция фибробластов.

4. Экстремальные воздействия приводят к изменению функциональных характеристик экстр ацеллюлярного матрикса соединительной ткани

(развитию интерстициального отека при воспалении, секреции медиаторов тучных клеток, изменению содержания коллагена).

5. Ответ соединительной ткани на различные воздействия складывается из специфических и неспецифических реакций; неспецифические (стрессорные) реакции соединительной ткани, не зависящие от природы действующего фактора, включают в себя активацию секреции тучных клеток надпочечников и тимуса, повышение доли мерокриновой секреции у тучных клеток исследуемых органов, миграцию макрофагов с повышением их содержания в коже, органе, контактирующем с внешней средой и характеризующемся высоким риском повреждения и инфицирования; специфические реакции соединительной ткани на воздействия зависят от природы повреждающего агента, касаются ее участия в восстановительном процессе при повреждении структур; реакция соединительной ткани на местное воспаление характеризуется развитием общего регенераторного ответа, что проявляется в генерализованном повышении содержания фибробластов и коллагенообразования; кровопотеря приводит к снижению количества фибробластов и коллагена.

6. Реакции соединительной ткани характеризуются отчетливо выраженной органной специфичностью, проявляющейся в более активной и продолжительной секреции тучных клеток железистых эндокринных органов (падпочечпики, тимус), миграции макрофагов в ткани с повышенным риском повреждения (коже), миграции тучных клеток в «стрессорные» органы, органоспецифических изменениях состояния фибробластов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Арташян, О.С. Влияние ппококортикоидов на систему тучных клеток. / О.С.

Арташян, Е.А. Мухлынина // Медицинская иммунология. -2006. - Т. 8, №2-3. - С. 118-119.

2. Арташян, О.С. Изучение функциональной активности тучных клеток при

иммобилизацнонном стрессе / О.С. Арташян, Б.Г. Юшков, Е.А. Мухлынина // Цитология. - 2006.

-Т. 48,№8.-С. 665-668.

3. Мухлынина, Е.А. Состояние системы тучных клеток в условиях асептического воспаления / Е.А. Мухлынина, Б.Г. Юшков // Вестник Уральской медицине кой академической науки. - 2009. - Т. 25, №2. - С. 60-61.

4. Мухлынина, Е.А. Влияние иммобилизационпого стресса на состояние клеток соединительной ткани различных органов / Е.А. Мухлынина, Б.Г. Юшков // Медиципская иммунология. - 2009. - Т. 11, № 4 -5. - С. 326.

5. Мухлынина, Е.А. Влияние адреналэктомии на систему тучных клеток / Е.А. Мухлынина, Б.Г. Юшков // Аллергология и иммунология. - 2009. - Т. 10, №2. - С. 173.

6. Мухлынина, Е.А. Влияние гормонов надпочечпиков на состояние тучных клеток различных органов / Е.А. Мухлынина // Вестник Уральской медицинской академической науки. -2010. - Т. 29, №2/1. - С. 58-59.

7. Быкова, М.Ю. Реакция соединительной ткани различных локализаций на действие иммобилизационного стресса / М.Ю. Быкова, Е.А.Мухлынина // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2010. - Т.32, №4 - С. 56-58.

8. Мухлынина, Е.А. Реакция соединительной ткапи при действии на организм острого асептического воспаления / Е.А. Мухлынина // Вестник Уральской Медицинской Академической Науки. - 2011. - Т. 35, №2/1. - С. 48-49.

9. Мухлынина, Е.А. Реакция соединительной ткани на действие острой массивной кровопотери / Е.А. Мухлынина // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2012. - Т. 40, №3. - С. 84-85.

10. Мухлынина, Е.А. Влияние постгеморрагической анемии на состояние соедишггелъпоткаиных тучных клеток различных органов / Е.А. Мухлынина // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2012. — Т. 41, №.4. - С. 137-138.

11. Мухлынина Е.А. Реакция соединительной ткани различных органов крыс на острое локальное воспаление / Е.А. Мухлынина, Б.Г. Юшков // Известия Коми научного центра УрО РАН. - 2013. - Т. 14, №2. - С. 32-39.

Другие публикации

12. Мухлынина, Е.А. Реакция рыхлой соединительной ткани на постгеморрагическую анемию / Е.А. Мухлынина, Б.Г. Юшков //Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды : материалы П Международной научно-практической конф.: в 2 т. Т. 2. - Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2008. - С. 140-142.

13. Мухлынина, Е.А. Реакция клеток соединительной ткани на действие кровопотери / Е.А. Мухлынина, Б.Г. Юшков // Патогенез : материалы V Российской конф. «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция». - 2008. - Т. 6, №3. - С. 77.

14. Мухлынина, Е.А. Реакция соединительной ткани на действие иммобилизационного

стресса / ЕЛ. Мухлынина // Фундаментальные и прикладные исследования в биологии : материалы I Международной научной конф. студентов, аспирантов и молодых ученых : в 2 т. Т. 2. -Донецк, 2009. - С. 48-49.

15. Мухлынина, Е.А. Морфофункциональное состояние системы тучных клеток при воспалении / Е.А. Мухлынина, Б.Г. Юшков // Фундаментальные аспекты компенсаторно -приспособительных процессов : Материалы Четвертой Всероссийской научно-практической конф. - Новосибирск : НГУ, 2009. - С. 160-161.

16. Мухлынина, Е.А. Изменение состояния системы тучных клеток как адаптация организма к пониженным концентрациям гормонов надпочечников / ЕЛ. Мухлынина // Симбиоз Россия 2009 : материалы II Всерос. конгресса студентов и аспирантов-биологов - Пермь : ИГУ, 2009.-С. 309-310.

17. Мухлынина, Е.А. Состояние системы тучных клеток при действии на организм экстремальных факторов / ЕЛ. Мухлынина // Молодые ученые в медицине : материалы XV Всероссийской научно-практической конф. - Казань, 2010. - С. 288.

18. Мухлынина, H.A. Состояние лимфоцитарного звена иммунной системы в условиях острого асептического воспаления / ЕЛ. Мухлынина // Симбиоз Россия 2010 : сборник тезисов Ш Всероссийского с международным участием конгресса студентов и аспирантов-биологов. - Н. Новгород, 2010. - С. 140-141.

19. Мухлынина, Е.А. Сравнительная характеристика состояния системы тучных клеток при действии на организм экстремальных факторов / ЕЛ. Мухлынина // Биология - наука XXI века : сборник тезисов 14-й Пущинской международной школы-конф. молодых ученых : в 2 т. Т. 1. -2010. - С. 161.

20. Мухлынина, Е.А. Состояние системы фагоцитирующих мононуклеаров в условиях острого асептического воспаления / ЕЛ. Мухлынина, Б.Г. Юшков // XXI Съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова : тезисы докладов. - М. - Калуга, 2010. - С. 427.

21. Мухлынина, Е.А. Состояние мастоцитов различных органов в условиях асептического воспаления / Е.А. Мухлынина // Биология будущего: традиции и инновации : материалы Всерос. конф. молодых ученых. - Екатеринбург : АМБ, 2010, - С. 148-149.

22. Мухлынина, Е.А. Влияние иммобилизационного стресса на состояние соединительной ткани различных органов / ЕЛ. Мухлынина // Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов: материалы V Всерос. научно-практической конф. -Новосибирск : НГУ, 2011. - С. 143-144.

23. Мухлынина, Е.А. Анализ состояния соединительной ткани различных органов в условиях формирования очага асептического воспалепия / ЕЛ. Мухлынина // Симбиоз Россия 2011 : материалы IV Всерос. конгресса студентов и аспирантов-биологов. - Воронеж, 2011. - С.

48-51.

24. Мухлынииа, Е.А. Влияние острого асептического воспаления на состояние соединительной ткани различных органов / Е А. Мухлынина / Актуальные вопросы медицинской науки : сборник научных работ студентов и молодых ученых Всерос. научно-практической конф. студентов и молодых ученых. - Ярославль : Индиго, 2012. - С. 30.

25. Мухлынина, Е.А. Реакция соединительной ткани различных органов крыс на острое локальное воспаление Е.А. Мухлынина / Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике : сборник материалов XI Всерос. молодежной научной конф. - Сыктывкар, 2012.-С. 163-165.

26. Мухлынина, Е.А. Влияние иммобилиз анионного стресса на состояние соединительной ткани различных органов у крыс / Е.А. Мухлынина // Биология будущего: традиции и инновации : материалы II Всерос. школы-конф. молодых ученых. - Екатеринбург: УРФУ, 2012. - С. 268-271.

27. Мухлынина, ЕЛ. Влияние острого локального асептического воспаления на состояние соединительной ткани различных органов у крыс / Е.А. Мухлынина, Б.Г. Юшков // VII Сибирский съезд физиологов : материалы съезда / под ред. Л.И. Афтанаса [и др.]. — Красноярск, 2012.-С. 373-374.

Список используемых сокращений

БАБ - биологически активные вещества ИГ - индекс гранулолизиса ИС - иммобилизационный стресс КД - коэффициент дегрануляции МЦР — микроциркуляторное русло ОМК - острая массивная кровопотеря ОП - оптическая плотность СТ - соединительная ткань

СФМ — система фагоцитирующих мононуклеаров

CD — clusters of differentiation (кластеры дифференцировки)

Мухлынина Елена Артуровна

РЕАКЦИЯ ВОЛОКНИСТОЙ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ ПРИ ДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ

Специальность 03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Подписано в печать 21.04.2013. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 120 экз. Заказ № 1775

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Мухлынина, Елена Артуровна, Екатеринбург

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ИММУНОЛОГИИ И ФИЗИОЛОГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

УДК 612.017.2:611.018.2 На правах рукописи

04201 556908 Мухлынина Елена Артуровна

РЕАКЦИЯ ВОЛОКНИСТОЙ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ ПРИ ДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ

03. 03. 01 - физиология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор, Б.Г. Юшков

Екатеринбург - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...........................................................................................................................4

Глава 1 Соединительная ткань и экстремальные воздействия на организм...........12

1.1 Общая характеристика волокнистой соединительной ткани, ее роль в физиологических реакциях организма................................................................12

1.2 Морфофункциональный полиморфизм компонентов волокнистой соединительной ткани...........................................................................................14

1.3 Нейрогуморальная регуляция функционального состояния соединительной ткани........................................................................................................................36

1.4 Состояние соединительной ткани при действии экстремальных факторов 47 Глава 2 Методические вопросы исследования..........................................................55

2.1 Общая характеристика лабораторных животных...........................................55

2.2 Моделирование экстремальных воздействий.................................................55

2.2.1 Острое асептическое воспаление...........................................................56

2.2.2 Постгеморрагическая анемия.................................................................56

2.2.3 Иммобилизационный стресс..................................................................57

2.3 Оценка морфофункционального состояния соединительной ткани экспериментальных животных.............................................................................57

2.3.1 Гистологические и иммуногистохимические методы исследования 58

2.3.2 Оценка выраженности интерстициального отека................................63

2.3.3 Биохимическое исследование содержания коллагена........................63

2.4 Исследование гематологических показателей периферической крови.......64

2.5 Статистические методы, используемые для обработки экспериментального материала................................................................................................................65

Глава 3 Изучение морфофункционального состояния соединительной ткани

различных органов у интактных крыс........................................................................66

Глава 4 Изучение морфофункционального состояния соединительной ткани различных органов у крыс в условиях формирования очага острого асептического воспаления.....................................................................................................................76

4.1 Гематологические показатели периферической крови экспериментальных животных при воспалении....................................................................................76

4.2 Состояние микроциркуляторного русла в органах при воспалении............77

4.3 Морфофункциональное состояние клеточного компонента соединительной ткани различных органов у крыс при воспалении.............................................80

4.4 Содержание коллагена в соединительной ткани различных органов у крыс при воспалении......................................................................................................95

Глава 5 Изучение морфофункционального состояния соединительной ткани различных органов у крыс после острой массивной кровопотери........................102

5.1 Гематологические показатели периферической крови экспериментальных животных после острой массивной кровопотери............................................102

5.2 Содержание сухого вещества в органах после острой массивной кровопотери..........................................................................................................103

5.3 Морфофункциональное состояние клеточного компонента соединительной ткани различных органов у крыс после острой массивной кровопотери......104

5.4 Содержание коллагена в соединительной ткани различных органов у крыс после острой массивной кровопотери...............................................................116

Глава 6 Изучение морфофункционального состояния соединительной ткани различных органов у крыс после иммобилизационного стресса...........................120

6.1 Гематологические показатели периферической крови экспериментальных животных после иммобилизационного стресса...............................................120

6.2 Содержание сухого вещества в органах после иммобилизации.................121

6.3 Морфофункциональное состояние клеточного компонента соединительной ткани различных органов у крыс после иммобилизационного стресса........122

6.4 Содержание коллагена в соединительной ткани различных органов у крыс после иммобилизационного стресса..................................................................134

Заключение..................................................................................................................141

Выводы.........................................................................................................................154

Список сокращений....................................................................................................156

Список литературы......................................... .............................................................157

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Значение соединительной ткани в физиологических реакциях организма привлекает в последние годы все большее внимание исследователей. Это обусловлено ее особым положением в организме. Она образует скелет, значительную часть наружных покровов, входит в состав практически всех органов, сопровождает нервы и кровеносные сосуды, участвуя, таким образом, наряду с кровью и лимфой в формировании внутренней среды организма [64].

Многолетний интерес к изучению стуктурно-функциональных особенностей соединительной ткани и ее компонентов нашел свое отражение в работах Мечникова И.И., L. Aschoff, Максимова A.A., Богомольца A.A., Заварзина A.A., Н. Selye, Р. Klemperer, Хрущева Н.Г., Серова В.В., Шехтера А.Б., Слуцкого Л.И., Елисеева В.Г., Афанасьева Ю.И., Юриной H.A., Омельяненко Н.П. и др. [11; 51; 52; 61; 63; 67; 83; 184].

Концепция о «физиологической системе соединительной ткани» была сформулирована в первой половине прошлого века академиком Богомольцем A.A. [11]. Одним из первых он обратил внимание на участие соединительной ткани и ее компонентов в обеспечении трофики органов, регенерации, иммунологической защите, регуляции обмена веществ, опухолеобразовании [11; 12]. В дальнейшем эти представления нашли свое отражение в работах Н. Selye, который отметил важную роль соединительной ткани в адаптивных процессах и рассматривал ее в качестве регулятора стресс-синдрома [62; 255; 256; 257; 258].

Существенную роль играет соединительная ткань и ее компоненты в обмене веществ и энергии [103; 185; 244; 279; 280], водно-солевом и минеральном обмене [49; 251], терморегуляции [198], в формировании защитных реакций и компенсаторных механизмов. Ее реакции составляют основу воспалительного процесса [7; 24]. Замещение тканевых дефектов, а также локальная регуляция регенерации осуществляется при непосредственном участии ее компонентов [112; 174; 184; 246; 286]. Известно, что в ходе репаративного процесса на месте повреждения нередко формируется рубцовая соединительная

ткань, отличная от нормальной по компонентному составу, а, соответственно, и функциональным характеристикам (механическим, трофическим).

Иммунные, аллергические реакции тесно связаны с активностью клеток соединительной ткани - мастоцитов, макрофагов [71; 81; 202; 205].

Показано значение соединительной ткани в опухолевом росте [34; 164; 220; 243; 282; 284].

Признание тотальной вовлеченности компонентов соединительной ткани в реализацию важнейших физиологических и патологических функций и процессов привело к возникновению соединительнотканной теории старения [11].

Ее дисфункция лежит в основе большой группы системных заболеваний соединительной ткани - системная красная волчанка, склеродермия, диффузный фасцит, дерматомиозит, ревматоидный артрит и др. [65; 98; 183; 187].

Показано, что в ходе различных патологических процессов (синдром Элерса-Данлоса, несовершенный остеосинтез, атеросклероз) изменяется типичный для органа коллагеновый состав, что резко ухудшает биомеханические свойства соединительной ткани [207; 221; 231]. Нарушение ее опорной функции также связывают и с изменением соотношения коллагена с другими компонентами матрикса (протеогликанами, гликопротеинами) [52].

Признание важной роли соединительной ткани в патологических процессах ставит вопрос о поисках способов специфического целенаправленного воздействия на нее с помощью фармакологических препаратов и немедикаментозных методов, к которым можно отнести применение в медицинской практике антиретикулярной цитотоксической сыворотки Богомольца [11], коллагеназы [14], соединительнотканного массажа [10].

позволило выявить чрезвычайный функциональный полиморфизм ее компонентов. Обнаружен феномен циркуляции в периферической крови ее клеток-предшественников [106; 122; 124; 161; 222]. Показана роль соединительно-тканнного каркаса в формировании специфических структур различных органов - сердца [273] и сосудов [72; 110; 115; 116], а также костной ткани [94; 89].

Работами Г. Селье [60] показано изменение реактивности соединительной ткани в ходе формирования общего адаптационного синдрома. Изменения соединительной ткани в пролиферативную стадию воспаления (повышение содержания фетального коллагена III типа, фибронектина) обычно трактуются как явления дедифференцировки соединительной ткани и приближения ее по биосинтетическим возможностям к эмбриональной ткани [51; 52].

Активно обсуждаются вопросы участия клеточных компонентов соединительной ткани (лейкоцитов, макрофагов, тучных клеток) в регуляции компенсаторно-приспособительных процессов [5; 33; 71; 75; 93; 158; 237]. Проводятся исследования состояния обмена углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани и коллагена в отдельных органах в физиологических условиях и при патологических состояниях [15; 53; 9; 67; 250; 261].

Вместе с тем, вне поля зрения исследователей остается проблема органной и фактор-обусловленой специфичности ответа.

Кроме того, пристальный интерес специалистов обычно вызывают локальные реакции в месте повреждения, развивающиеся на уровне минимальной структурной единицы соединительной ткани, - гистиона, тогда как вопрос об универсальности реакции и широте вовлечения в нее соединительной ткани, остается практически не исследованным. Сформулированная же в последние годы теория системного воспаления [30; 104; 151; 180] поднимает вопросы генерализованных реакций соединительной ткани на воздействия.

В литературе практически не нашли отражения вопросы связи состояния соединительной ткани органа и его функциональной активности.

Обобщающие работы по гистофизиологии соединительной ткани крайне немногочисленны.

Задачи исследования:

1. Провести анализ морфофункционального состояния соединительной ткани надпочечников, тимуса, желудка, 12-ти перстной кишки, кожи в физиологических условиях.

2. Оценить изменения морфофункционального состояния соединительной ткани указанных органов при действии на организм экстремальных факторов различной направленности - острого асептического воспаления, острой массивной кровопотери, иммобилизационного стресса;

3. Сравнить особенности реакции клеточного и волокнистого компонента соединительной ткани при действии экстремальных факторов;

4. Выявить наличие неспецифического и специфического компонента в реакции соединительной ткани на экстремальные воздействия;

5. Оценить органную специфичность реакции соединительной ткани на экстремальные воздействия.

и макрофагов. Реакция тучных клеток на воздействия заключается в изменении соотношения дегрануляции и гранулолизиса с повышением доли мерокриновой секреции, а также неспецифической активации секреции в железистых эндокринных органах (надпочечниках и тимусе). Ответ макрофагального звена проявляется в виде перераспределения клеток между органами с резким повышением их количества в коже. Фибробласты относятся к более стабильной популяции клеток, реакция которых определяется характером воздействия и органными особенностями.

Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых методов повышения резистентности организма к действию различных экстремальных факторов, обосновывают необходимость фармакологических и нефармакологических воздействий на соединительную ткань при лечении различных заболеваний.

Положения, выносимые на защиту:

2. Реакция волокнистой соединительной ткани на экстремальные воздействия включает в себя неспецифическую (стрессорную) и специфическую составляющие. В качестве неспецифического компонента выступает активация секреции мастоцитов железистых органов (надпочечников и тимуса) с общим повышением доли мерокриновой секреции, усиление процессов миграции макрофагов, а в качестве специфического - изменение количества и функционального состояния фибробластов, что при воспалении проявляется в виде повышения их количества и коллагенопродукции, а при кровопотере -уменьшения их содержания и коллагенсинтетической активности.

3. Реакция волокнистой соединительной ткани на экстремальные воздействия имеет органную специфичность, что проявляется в более активной и продолжительной секреции биологически активных веществ тучными клетками железистых эндокринных органов (надпочечников и тимуса), органной

специфичности перераспределения макрофагов и тучных клеток, изменения регенераторного ответа фибробластов.

Внедрение результатов исследования. Результаты

Информация о работе

Мухлынина, Елена Артуровна
кандидата биологических наук
Екатеринбург, 2013
ВАК 03.03.01

Диссертация

Реакция волокнистой соединительной ткани при действии на организм экстремальных факторов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы