Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Морфология тимуса растущего организма при воздействии дозированной гиподинамии и гипокинезии

На правах рукописи

Агеева Валентина Анатольевна

МОРФОЛОГИЯ ТИМУСА РАСТУЩЕГО ОРГАНИЗМА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДОЗИРОВАННОЙ ГИПОДИНАМИИ И ГИПОКИНЕЗИИ

14.00.02 - анатомия человека 03.00.25 - гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ООЗиь хо«-«-*

Санкт-Петербург - 2007

003061304

Работа выполнена на кафедрах анатомии человека и гистологии, цитологии и эмбриологии ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Крагошкин Александр Иванович член-корреспондент РАМН,

доктор медицинских наук, профессор Кузнецов Сергей Львович Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Вихрук Тамара Ивановна

доктор биологических наук, профессор Чумасов Евгений Иванович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Военно-медицинская академию имени СМ Кирова МО РФ»

Защита состоится « 8 » октября 2007 года в 13 30 часов на заседании диссертационного Совета Д 208 087 01 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу 194100, Санкт-Петербург, ул Литовская, д 2

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу. 194100, Санкт-Петербург, ул Кантемировская, д 16

Автореферат разослан '¿¿аЛ й^_2007 года

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор медицинских наук, профессор

Н Р Карелина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Гиподинамия и гипокинезия (ГД и ГК) относятся к числу наиболее актуальных проблем современной биологии и медицины, что обусловлено рядом причин физических, физиологических и социальных (снижение нагрузки на опорно-двигательный аппарат, пребывание в помещениях малого объема, информационные перегрузки, малоподвижный образ жизни и др) К тому же, лечение ряда заболеваний и травм требует постельного режима, который ограничивает двигательную активность пациентов

С другой стороны исследование морфологии внутренних органов растущего организма под влиянием ГД и ГК актуально, поскольку в настоящее время происходит резкое снижение двигательной активности подрастающего поколения Внедрение компьютеров, широкое распространение видеоигр, малоподвижный образ жизни, эмоциональное перенапряжение — это наиболее часто сочетающиеся неблагоприятные воздействия на растущий организм [Писарев В Б с соавт, 1997, Самусев РП с соавт, 1998, 2002, Смирнов А В , 2004, Eck J В , Kuhn С М , 1992] Все это приводит к развитию в организме функциональных и морфологических изменений, в том числе и в органах иммунной системы [Акмаев И Г, Гриневич В В , 2003, Капитонова М Ю с соавт, 2005, Федорова О В , 2005, Сапин М Р , 2006,1п-fune Т et al, 2004] В литературе отмечается высокая зависимость морфологии иммунной системы и, в частности, тимуса от условий существования организма [Сапин М Р , Никитюк Д Б , 2000] Признаки инволюции органа наступают уже при малой подвижности и при физических нагрузках [Ами-нова Г Г с соавт, 1994, Судзиловский ФВ с соавт, 1994, Вихрук ТИ, Ткачук М Г , 1996, Вихрук Т И , Береснева О С , 2000, Ткачук М Г , 2000, Аверина Т М с соавт, 2002, Ткачук М Г , Страдина М С., 2004] Поскольку тимус - центральный орган иммуногенеза, то от его состояния и активности во многом зависит выраженность защитных реакций всего организма [Сапин М Р , Этинген JIЕ , 1996] Ряд авторов отмечает, что острое стрессовое воздействие, в частности, иммобилизация, приводит к комплексным структурно-функциональным сдвигам в иммунной и нейроэндокринных системах регуляции живого организма [Бафадель Г X, 1999, Смирнов А В с соавт , 2004, Писарев В Б с соавт, 2005, Самусев Р П с соавт, 2006, Cal-сюрро J Т et al, 1995 Fleshner М et al, 2005]

Однако морфологические изменения тимуса растущего организма под воздействием ГД и ГК различной длительности в доступной нам литературе

описаны недостаточно Приводимые при этом научные данные отрывочны, фрагментарны и, зачастую трудно сопоставимы

До настоящего времени тимус остается органом с недостаточно полно выясненными структурно-функциональными особенностями в разные возрастные периоды Вышеприведенные исследования проводились, в основном, на взрослом организме, что и определило актуальность данного исследования, которое обусловлено необходимостью изучения морфологических изменений тимуса растущего организма под воздействием дозированной ГД и ГК различной длительности Это способствует более глубокому пониманию структурно-функциональных особенностей тимуса и его роли в формировании системы иммунной защиты развивающегося организма

Цель исследования

Экспериментальное изучение морфологических изменений тимуса при воздействии на растущий организм дозированной гиподинамии и гипокинезии

Задачи исследования

1 Изучить качественные и количественные морфологические особенности тимуса растущих крысят до наступления половой зрелости

2 Исследовать качественные и количественные морфологические изменения, возникшие в тимусе неполовозрелых крысят под воздействием различных сроков и степени гиподинамии и гипокинезии

3 Охарактеризовать на основе собственных и анализе литературных данных структурно-функциональные механизмы адаптации тимуса развивающегося организма к условиям дозированной гиподинамии и гипокинезии

Научная новизна исследования

Впервые изучены морфологические изменения в корковом и мозговом веществе тимуса растущих неполовозрелых крысят, возникающие под воздействием дозированной ГД и ГК Произведен анализ и показана взаимосвязь количественных и качественных морфологических изменений в корковом и мозговом веществе тимуса неполовозрелых крысят в зависимости от возраста животного и степени выраженности ограничения подвижности воздействия (30%, 50%, 100% ГД и ГК)

На основании комплексного морфологического и морфометрического исследования показано, что в ранние сроки воздействия 30%, 50%, 100% ГД и ГК в тимусе растущих крыс происходят структурные изменения, отражающие, в основном, этапы мобилизации и резистентности общего адапта-

ционного синдрома (ОАС) При одинаковой степени обездвиживания выраженность структурных изменений в органе оказывается выше у крысят меньшего исходного возраста при более длительных сроках экспериментального воздействия

Показано, что 30% и 50% ГД и ГК вызывают сходные морфологические реакции в структуре тимуса развивающихся крысят, а 100% ограничение двигательной активности приводит к формированию выраженных структурных изменений, поэтому может расцениваться как непрерывное стрессовое воздействие Кроме того, при сравнении динамики структурной перестройки коркового и мозгового вещества тимуса в условиях экспериментальной хронической иммобилизации, на основании результатов количественного и качественного морфологического исследования показано, что структурные изменения в корковом веществе тимуса более выражены, чем в мозговом веществе

Научно-практическая значимость

Работа носит фундаментальный характер и направлена на выявление адаптационных возможностей тимуса развивающего организма (до насуп-ления половой зрелости) при воздействии дозированной гиподинамии и гипокинезии, раскрывая сложные аспекты взаимодействия структурных компонентов тимуса

Полученные результаты, раскрывающие зависимость выраженности структурно-функциональных изменений растущего тимуса крысят от возраста и степени ограничения двигательной активности, могут быть использованы в различных разделах школьной гигиены, педиатрии, иммунологии, возрастной морфологии, спортивной медицине Полученные данные могут найти применение в учебном процессе на кафедрах анатомии человека, патологической анатомии и гистологии, цитологии, эмбриологии

Основные положения, выносимые на защиту

1 Комплексные структурные изменения, возникающие в корковом и мозговом веществе тимуса у растущих неполовозрелых крысят под влиянием дозированной гиподинамии и гипокинезии, отражают, в основном, динамику развития общего адаптационного синдрома

2 Выраженность структурных нарушений в корковом и мозговом веществе тимуса зависит от непрерывности (30% и 50% - периодическое, 100% - постоянное обездвиживание) и длительности ограничения двигательной активности

3 Большая степень морфологических изменений в тимусе обнаруживается у животных меньшего возраста при одинаковой продолжительности и дозе гиподинамии и гипокинезии

4 В условиях ограничения двигательной активности у растущих крысят имеются выраженные структурные нарушения в корковом и мозговом веществе долек тимуса, которые обратно пропорциональны возрасту животных и прямо пропорциональны длительности иммобилизации

Реализация и внедрение результатов исследования

Работа выполнена на кафедре анатомии человека (заведующий - доктор медицинских наук, профессор А И Краюшкин) и кафедре гистологии, цитологии и эмбриологии (заведующий - доктор медицинских наук, профессор М Ю Капитонова) - Волгоградского государственного медицинского университета (ректор - академик РАМН В И Петров)

Материалы диссертации используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе на кафедрах анатомии человека, патологической анатомии в Волгоградском государственном медицинском университете и кафедре анатомии и биомеханики в Волгоградской государственной академии физической культуры

Апробация работы и публикации

Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Российской научно-практической конференции «Экологии, здоровья, природопользование» (Саратов, 1997), на Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения чл-корр АН СССР, проф НГ Колосова (Казань, 1997), на межвузовской научно-практической конференции «Двигательная активность - путь к формированию здорового образа жизни» (Волгоград, 1997), на научной конференции «Морфология компенсаторных и приспособительных процессов при различных патологических состояниях» (Волгоград, 1998), на IV конгрессе Международной Ассоциации морфологов (Нижний-Новгород, 1998), на Всероссийской научной конференции анатомов, гистологов и эмбриологов «Закономерности морфогенеза и регуляции тканевых процессов в нормальных, экспериментальных и патологических условиях» (Тюмень, 1998), на Всероссийской научной конференции, посвященной памяти академика Д А Жданова (Москва, 1998), на V конгрессе Международной Ассоциации морфологов (Ульяновск, 2000), на Международной научной конференции «Структурные преобразования орга-

нов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов» (Астрахань, 2000, 2007), на IV конгрессе Международной Ассоциации морфологов (Уфа, 2002), на общероссийской конференции с международным участием «Проблемы морфологии теоретические и клинические аспекты» (Сочи, 2002), на международной конференции «Саммит нормальных анатомов Украины и России» (Тернополь, Украина, 2003), на V Общероссийском съезде анатомов, гистологов, эмбриологов (Казань, 2004), на конференции «Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Патгайа, Таиланд, 2004); на IV конференции «Гомеостаз и эндоэкология» (Хургада, Египет, 2006), на III Международной научно-практической конференции «Современное профессиональное образование в сфере физической культуры и спорта, актуальные проблемы и пути совершенствования» (Волгоград, 2006), на научной конференции с международным участием «Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии» (Сусс, Тунис, 2006)

Апробация работы осуществлена на совместном заседании кафедр анатомии человека, гистологии, цитологии и эмбриологии, патологической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета и кафедры анатомии и биомеханики Волгоградской государственной академии физической культуры 13 апреля 2007 года

По материалам диссертации опубликовано 20 научные работ, 5 из которых - в журналах «Морфология», «Морфологические ведомости» и «Вестник Волгоградского государственного медицинского университета, включенных в «Перечень . ВАК РФ» 2006 года и 10 - в материалах научных конференций с международным участием

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 147 страницах машинописного теста, состоит из введения, обзора литературы, главы описания материала и методов исследования, главы собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы (227 отечественных и 84 зарубежных источника) Работа иллюстрирована 33 рисунками и 18 таблицами

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальное исследование выполнено на 280 беспородных белых крысятах обоего пола, не достигших половой зрелости, 91 из которых служили контролем Животными находились на стандартном лабораторном рационе Моделирование воздействия факторов гиподинамии и гипокине-

зии (ГД и ГК) осуществляли путем помещения животных различного возраста в специально сконструированные клетки с регулируемым объемом внутреннего пространства (удостоверение на рационализаторское предложение N 23-97 и N 24-97 от 3 июля 1997 года) При уходе за животными, питании и проведении эксперимента руководствовались базисными нормативными документами Приказом МЗ СССР №750, Рекомендациями комитета по экспериментальной работе с использованием животных при Минздраве России, рекомендациями ВОЗ [Шалимов С.А , соавт., 1988, Березовская И В ,1993; Червонская Г П, соавт, 1998, Zutphen L F , 1993]

Животные были распределены на четыре серии, каждая из которых включала несколько возрастных групп

- серия I — контрольные крысы,

- серия II - крысы, находившиеся в условиях ГД и ГК 8 часов в сутки (30% ограничение двигательной активности),

- серия III - крысы, находившиеся в условиях ГД и ГК 12 часов в сутки (50% ограничение двигательной активности),

- серия IV — крысы, находившиеся в условиях ГД и ГК 24 часа в сутки (100% ограничение двигательной активности)

Крысы I и II серии были разделены на 3 возрастные группы животные в исходном возрасте 14 суток - группа № 1, 21-х суток - группа № 2, 30-ти суток - группа № 3

Крысы III и IV серии были разбиты на 2 возрастные группы животные в исходном возрасте 21-х суток — группа № 2, 30-ти суток — группа № 3

Контрольные и опытные животные всех серий 1-й и 2-й групп содержались отдельно от матери с момента достижения ими соответствующего возраста в течение всего срока воздействия

В предварительных экспериментах было выявлено, что воспроизведение 100% и 50% ГД и ГК на животных в возрасте 14 суток приводило к полному или длительному отрыву от матери и гибели крысят Крысы в исходном возрасте 14 суток только начинают переходить на смешанное питание [Западнюк И П, 1988, Гансбургский А Н , 1989, Трахтенберг И М с соавт , 1991] Основную долю их рациона составляет материнское молоко Поэтому крысят II серии 1 группы после экспериментального воздействия возвращали в клетку к матери Контрольные крысы столько же времени содержались отдельно от матери в просторных клетках, после чего их возвращали назад Высокая степень летальности при обездвиживании и отрыве от матери в I и II сериях заставила отказаться от моделирования 100% и 50% ГД и ГК в 1-й возрастной группе

Животные каждой группы были разделены на 5 подгрупп (табл №1), которые включали по 5 крыс одного возраста, подвергшихся 1, 3, 7, 15, 30 суткам экспериментального воздействия соответствующих серий (30%, 50%, 100%ГДиГК)

В начале животных всех исследуемых групп осматривали, производили оценку внешнего вида и активности, измеряли массу тела

После эвтаназии под эфирным наркозом методом декапитации производили вскрытие животного Макроскопически оценивали состояние внутренних органов на предмет патологических изменений Особо отмечалось состояние слизистой оболочки желудка От момента извлечения тимуса до погружения образца в фиксирующую смесь проходило не более 2-х минут После фиксации в 10%-ом нейтральном формалине в течении 48 часов образцы тканей обезвоживали и заливали в парафин С парафиновых блоков готовили срезы толщиной 4-6 мкм Их окрашивали по хорошо известным методикам гематоксилином и эозином и по ван Гизон [Меркулов Г А, 1969]

Микрофотосъемку гистологических препаратов производили на микроскопе MICROS AUSTRIA (Австрия) цифровой фотокамерой «Olympus» (Япония)

Использование количественных морфометрических методов в данном исследовании было продиктовано, прежде всего, необходимостью сравнения качественных и количественных изменений в нескольких возрастных группах, а также тем, что изменения тканевых и внутриклеточных компонентов в тимусе носят качественный и количественный характер

Для объективной сравнительной оценки возрастного развития тимуса в условиях эксперимента рассчитывали показатели возрастной морфологии энергии роста, абсолютного прироста, темпа роста, темпа прироста (Шмаль-гаузен И И , 1968, Самусев Р П , 1983)

На срезах с помощью окулярного микрометра МОВ-1-15х измеряли площади коркового и мозгового вещества

Для тканевого и стереологического исследования использовали методы, основанные на подсчете числа точек тестовой системы, попавших на профиль исследуемой структуры [Автандилов Г Г, 1990, 2002]

Вариационно-статистическую обработку данных (вычисление средней арифметической величины, среднего квадратического отклонения, ошибки репрезентативности, сравнение средних значений по критерию Стьюдента) проводили с использованием пакета анализа данных в программе Excel (Microsoft, США) Значимыми считали различия, если вероятность ошибки Р была меньше 0,05

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Сравнительная оценка морфологических изменений тимуса при воздействие 30%, 50%, 100% гиподинамии и гипокинезии в различных возрастных группах животных позволила установить как общие закономерности реакции органа на экстремальное воздействие, так и существенные особенности, вызванные различной степенью ограничения подвижности в определенных возрастных группах

Прежде всего, следует отметить, что при любом стрессовом состоянии в организме возникает общий адаптационный синдром (ОАС) или стресс-синдром, имеющий несколько этапов развития При этом основные сдвиги в системах организма, регулирующих гомеостаз, возникают со стороны эндокринных и иммунных органов, преимущественно гипофиза, надпочечников и тимуса [Бе1уе Н, 1960]

Применительно к тимусу, первая стадия ОАС, по данным наших исследований, длится от 3-х дней под воздействием 100% гиподинамии и гипокинезии у крыс 2-й возрастной группы (исходный возраст 21 сутки) и до 15-ти дней под воздействием 30% ограничения подвижности у животных 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток), что косвенно подтверждается данными исследований, выполненных на взрослых крысах [Дурно-ва Г Н, Капланский А С , 1983, Воротникова Е В , 1984]

Согласно концепции, развиваемой К В Судаковым (1997) эмоциональное звено адаптационных реакций организма обеспечивает поиск нового решения, нового модуса поведения и, таким образом, имеет первостепенное биологическое значение Второе звено, реализующееся «внутри» организма, проявляется активацией адренергической и гипофизарно-адреналовой систем, которые вызывают стандартный комплекс метаболических и физиологических изменений, необходимых для энергетического и структурного обеспечения поискового поведения

При периодическом ограничении подвижности (30% и 50% ГД и ГК) отмечалось более длительное сохранение беспокойства у растущих крысят, чем у животных тех же возрастов, помещенных в условия постоянной (100%) иммобилизации Под влиянием 100% гиподинамии и гипокинезии происходит угасание «рефлекса свободы» уже в первые дни эксперимента

На тканевом уровне в тимусе усиливались деструктивные процессы, наблюдалась гибель тимоцитов, уменьшалась площадь коркового вещества, снижалось корково-мозговое соотношение, стиралась граница между КВ и

МВ, отмечались полнокровные сосуды микроциркуляторного русла, а иногда местные нарушения гемодинамики и даже спазм сосудов артериального русла

На следующем этапе (стадии резистентности) происходила адаптация структурно-функциональных показателей тимуса к изменившимся условиям внешней и внутренней среды Уменьшение массы тимуса, хотя и продолжалось, но по темпу не превышало обычную возрастную инволюцию этого органа

В этот период масса тела экспериментальных животных снижалась по сравнению с контрольными крысами соответствующего возраста, что подтверждается проведенными ранее исследованиями [Смирнов АВ, 1988, Бафадель ГХ, 1999] Уменьшение массы тела при гиподинамии, по-видимому, объясняется развитием стойкого отрицательного азотистого баланса, снижением интенсивности синтеза функционально активных белков [Федоров И В , 1982], в первую очередь, в скелетной мускулатуре

Морфологические изменения, которые обнаруживались в тимусе в стадии резистентности могут привести к развитию долговременной адаптации [Аряев В Л, Кресюн В И, 1990], что имело место у животных 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток) под влиянием 30% гиподинамии и гипокинезии или привести к развитию стадии истощения, что наблюдалось в поздние сроки воздействия 100% иммобилизации, особенно во 2-й возрастной группе (исходный возраст 21 сутки)

Достаточно высокая степень выраженности компенсаторно-приспособительных реакций со стороны иммунной системы позволяла, по нашему мнению, животным 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток) выживать в условиях 30% ГД и ГК и демонстрировать сохранность стромально-эпителиального компонента тимуса Количественные характеристики растущего тимуса незначительно отличались от контроля, что также служило подтверждением большей устойчивости крыс данного возраста

В противоположность вышеописанным изменениям 100% ГД и ГК в поздние сроки приводила к развитию этапа истощения (переходу стресс-реакции в дистресс), что особенно заметно на примере животных 2-ой возрастной группы (исходный возраст 21 сутки) В этот период именно фактор сниженной двигательной активности оказывал решающее воздействие на структурные преобразования в организме и, в частности, в тимусе Это косвенно подтверждается данными, полученными на взрослых крысах, о том, что после 2-месячного пребывания крыс в состоянии гипокинезии наступает стадия истощения стресса [Коваленко Е А , Туровский Н Н , 1980] Дру-

гие исследователи, утверждают, что признаки истощения не наблюдаются даже при более поздних сроках ограничения двигательной активности [Дурнова ГН, Капланский АС, 1983] Данные противоречия, вероятно, объясняются различиями в условиях проведения эксперимента, возрастом экспериментальных животных и степенью ограничения подвижности

У животных во всех возрастных группах наблюдалось замедление темпов роста тела, а также массы тимуса, причем, чем моложе исходный возраст, тем обнаруживались наибольшие отклонения от нормы

Так, при сравнении динамики изменения массы тела и тимуса у крыс под влиянием 30% ГД и ГК, можно отметить, что наибольшие снижения этих параметров происходили на 30-е сутки воздействии У животных 1-ой возрастной группы (исходный возраст 14 суток) на 30-е сутки масса тела уменьшилась на 34,7%, масса тимуса - на 25,5%, на 15-е сутки - на 32,4% и на 24,3% соответственно, на 7-е сутки масса тела - на 31,9% и масса тимуса - на 23,3% по сравнению с соответствующим контролем У крыс 2-ой возрастной группы (исходный возраст 21-й сутки) - масса тела на 7-е сутки эксперимента уменьшилась - на 11,1%, масса тимуса — на 11,5%, на 15-е сутки — на 18,3% и на 10,4% соответственно, на 30-е сутки воздействия масса тела — на 29,5%, масса тимуса — на 7,8% по сравнению с соответствующим контролем У крыс 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток) - на 7-е сутки эксперимента масса тела уменьшалась на 12%, масса тимуса на -2%; на 15-е сутки - масса тела соответственно на 12,1%, масса тимуса - на 3,2%; на 30-е сутки воздействия масса тела уменьшалась на 27,0% и масса тимуса на 3,1% по сравнению с соответствующим контролем

Таким образом, наибольшее снижение абсолютной массы тимуса обнаружено в 1-ой возрастной группе (исходный возраст 14 суток) на 17,7% ниже, чем во 2-ой возрастной группе (исходный возраст 21 сутки) и на 22,4% меньше, чем в 3-ей возрастной группе (исходный возраст 30 суток)

По нашим данным наиболее выраженные качественные морфологические изменения были характерны для тимуса более молодых крыс На тканевом уровне у животных младшего исходного возраста (14 суток) под воздействием 30% ограничения подвижности обнаруживались более выраженные структурные изменения в корковом и мозговом веществе органа по сравнению с контролем Начиная с 7-х суток опыта наблюдалось утончение коркового вещества, оно составляло 58-68%, незначительно изменялось мозгового вещество и составляло 22-29% в сравнении с контролем, строма органа более выражена и составляла 3-5%, уменьшалась плотность и количество тимоцитов во всех зонах КВ и МВ по сравнению с контролем, уве-

дичилось число эпителиоретикулярных клеток, которые формировали тельца Гассаля Наблюдалась сосудистая реакция в виде единичных полнокровных сосудов микроциркуляторного русла Относительная масса тимуса и корково-мозговой индекс снижались В более поздние сроки эксперимента граница между КВ и МВ приобретала местами размытый вид, междолько-вые соединительнотканные прослойки становились более глубокими и утолщались, в междольковых сосудах наблюдались очаги инфильтрации, увеличивалась плотность эпителиоретикулярных клеток, а также наблюдались признаки периваскулярного отека и очаговые диапедезные кровоизлияния Все это сопровождалось существенным снижением массы тела и тимуса животных

Таким образом, на основании данных комплексного морфо- функционального анализа обнаружено, что 30% ГД и ГК оказывают наиболее выраженное воздействие на крысят 1-ой возрастной группы и можно предположить, что явления нарастающей острой инволюции органа ведут к постепенному истощению тканевых резервов и атрофии тимуса, а также, по всей вероятности, приведут к дезадаптации тимуса

В более старшем исходном возрасте (21 и 30 сутки) под влиянием 30% ограничения двигательной активности происходили менее выраженные структурно-функциональные нарушения, что, по-видимому, обусловлено более сформированными регуляторными механизмами Этим можно объяснить качественные и количественные данные, полученные у животных 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток), свидетельствующие о начале формирования устойчивой адаптации в поздние сроки 30% иммобилизации

По нашим данным, при воздействии 50% ГД и ГК наблюдались более выраженные изменения в строении долек тимуса, их формах, размерах, соотношении коркового и мозгового вещества, в уменьшении зональной плотности тимоцитов по сравнению с 30% ГД и ГК и менее выраженные нарушения, по сравнению с 100% иммобилизацией

При сравнении динамики изменения массы тела у крыс под влиянием 50% ГД и ГК можно отметить, что наибольшее снижение этого параметра происходило на 30-е сутки воздействия У животных 2-ой возрастной группы (исходный возраст 21-й сутки) масса тела на 7-е сутки эксперимента уменьшалась на 17,5%, на 15-е сутки - на 18,6%, на 30-е сутки - на 31,2% по сравнению с соответствующим контролем Наибольшее снижение абсолютной массы тимуса у животных 2-й возрастной группы происходило на 7-е сутки воздействия и уменьшилось на 23,1%, на 15-е сутки — на 21,2%, на

30-е сутки - на 14,7% по сравнению с соответствующим контролем У крыс 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток) на 7-е сутки эксперимента масса тела уменьшилась на 16,4%, на 15-е сутки - на 14,7%, на 30-е сутки - на 32,6% по сравнению с соответствующим контролем Абсолютная масса тимуса на 7-е сутки опыта уменьшалась на 2,9%, на 15-е сутки - на 4,4%, на 30-е сутки - на 6,1% по сравнению с соответствующим контролем

Таким образом, на основании данных комплексного морфо-функционального анализа большая степень структурных нарушений обнаружена у крыс меньшего исходного возраста в условиях 50% ГД и ГК

При сравнении влияния 50% и 30% ГД и ГК на тимус крыс 2-й и 3-й возрастных групп (исходный возраст 21-е и 30-е сутки, соответственно), можно отметить, что большая степень ограничения двигательной активности приводит к более выраженным структурным нарушениям в тимусе, причем наибольшая интенсивность изменений обнаруживалась у крыс с меньшим исходным возрастом В то же время не отмечалось принципиальных различий в сроках и направленности описываемых изменений в корковом и мозговом веществе тимуса под влиянием 30% и 50% ГД и ГК Эти наблюдения находят подтверждение в исследованиях ряда авторов, которые обозначают подобное воздействие термином «периодический хронический иммобилизационный стресс» [Коваленко ЕА, Гуровский НН, 1980, Смирнов А В , 1998, Бафадель Г X, 1999]

При сравнении динамики изменения массы тела у крыс под влиянием 100% ГД и ГК можно отметить, что наибольшее снижение этого параметра происходило на 30-е сутки воздействия и уменьшалось у животных второй возрастной группы (исходный возраст 21-й сутки) на 44,2%, на 15-е сутки -на 27,8%, на 7-е сутки — на 29,8% по сравнению с соответствующим контролем У крыс 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток) на 30-е сутки эксперимента масса тела уменьшалась — на 57,4%, на 15-е сутки — на 41,7%, на 7-е сутки — на 40,4% по сравнению с соответствующим контролем (рис 1)

При сравнении динамики изменения массы тимуса у крыс под влиянием 100% ГД и ГК можно отметить, что во 2-й и в 3-й возрастных группах наибольшее снижение этого параметра происходило на 7-е сутки воздействия. Как отражено на рис 2, у животных во 2-й возрастной группе (исходный возраст 21 сутки), масса органа на 7-е сутки уменьшалась на 45,4%; на 15-е сутки воздействия - на 44%, на 30-е сутки - на 42% по сравнению с соответствующим контролем

21 4 го

□ Опыт т Контроль 1

Рис. I. Изменение массы тела (■ ) у крыс к возрасте 21 суток под воздействием 100% 1Шподннамин и гипокинезии.

21 * 30

|а ОПЬГТ ■ КОНТРОЛЬ |

Рис. 2. Изменение массы тимуса (мг) у к рис с ширяете 21 суток под воздей-ствнем 100% гиподинамии и гипокинезии.

У крыс 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток) на 7-е сутки воздействия - па 42,9%; на 15 сутки - на 40,5%; на 30-е сутки - на 39,2%, в сравнении с соответствующим контролем, что косвенно подтверждается исследованиями, проведенными на взрослых половозрелых крысах [Ракова И.А., Щвец В.11., 1978].

Таким образом, масса тела и тимуса экспериментальных животных снижаются по сравнению с контрольными крысами соответствующего возраста. Уменьшение массы тимуса, вызванное гиподинамией и гипокинезией, происходит в результате усиления деструктивных процессов в корковом и мозговом веществе органа, ведущих к его истощению и атрофии, главным образом, за счет уменьшения его паренхиматозных элементов Об этом свидетельствует снижение объемной и поверхностной плотности тимоцитов и возрастание удельного объема стромы Это ведет к нарушению иммунобиологической реактивности всего организма

По нашим данным, у экспериментальных животных в исходном возрасте 21-х суток при воздействии 100% ГД и ГК в течение 7-и суток сохранялась и усиливалась тенденция, отмеченная в группе животных в исходном возрасте 14 суток при воздействии 30% ГД и ГК Происходило значительное уменьшение корково-мозгового соотношения, КВ составляло 5258% среза дольки тимуса, МВ - 27-34%, соответственно, а так же снижалась зональная плотность тимоцитов по сравнению с контролем, строма органа увеличивалась и составляла 12-18% относительно контроляю

В корковом веществе тимоциты, образовывали тяжи неправильной формы У большого количества тимоцитов обнаруживались темные гипер-хромные ядра у некоторых прослеживались фигуры митоза В мозговом веществе наблюдались полнокровные сосуды МНР, а также, у значительной части тимоцитов, явления гипертимотоза У некоторой части клеток обнаружены сморщенные, пикнотичные ядра, а также наблюдались резко выраженные изменения со стороны эпителиоретикулярных клеток, большая часть из которых содержала светлые ядра В цитоплазме этих клеток обнаруживались явления вакуолизации, а так же признаки дистрофических изменений У части клеток наблюдались явления кариопикноза и кариорекси-са Формировались очаги клеточного опустошения

Через 15 суток экспериментального воздействия 100% ГД и ГК дольки тимуса уменьшались в размерах Капсула и соединительнотканные перегородки утолщены и склерозированы Уменьшалось соотношение коркового и мозгового вещества, их площади составляли 46-48% среза дольки тимуса, и 34-36%, соответственно Строма органа увеличивалась и составляла 16-20% по сравнению с контролем Сохранялась тенденция снижения зональной плотности тимоцитов, в корковом веществе они располагались более рыхло Наблюдалась сосудистая реакция в виде расширенных капилляров МЦР, с явлениями стаза При этом отмечались явления интерстициаль-

□ Стромз шив

□ кв

ного отека междольковых т рабе кул, а также увеличение доли жировых клеток в междольковых соединительнотканных прослойках.

На 30 сутки опыта происходило усиление вышеописанных явлений. Дольки тимуса уменьшались по сравнению с контролем. Капсула утолщена и фиорозироваиа. Наблюдались признаки отека в междольковых соединительнотканных прослойках. Стенки междольковых артерий утолщались и находились в состоянии спазма. Корково-мозговое соотношение неуклонно уШнЫШйЙШь Снижалась плотность коркового вещества долек тимуса, и оно составляло 48-52%; мозговое - 22-28% по сравнению с контролем. Наблюдалось резкое уменьшение количества тимоцитов в большей степени в корковом веществе. Строма органа увеличивалась до 22-28% по сравнению с контролем и предыдущим опытом (рис, 3-5).

В корковом веществе наблюдались плотно расположенные тимоциты с очаговыми просветлениями, преимущественно в подкапсулярной зоне. В Мозговом веществе увеличивалась доля э п ител и орети кул ярных клеток, которые образовывали петлистую структуру. В цитоплазме отмечались явления фагоцитоза тймоцитов, наличие базофильного материала. Обнаруживались крупные макрофагальные элементы с обильной пенистой цитоплазмой и наличием фагоцитированных частиц. Кроме того, наблюдалось высокое содержание тимоцитов с пикнотичкыми ядрами, а также обнаруживалось наличие апоптозиых телец,

гд и гк 21 + эо Соотношение КВ и МВ в %

Соотношение . ■ КВ н МВ в

Рис. 3. Изменение соотношение коркового и мозгового вещества тимуса крыс в исходном возрасте 21 суток на 30-е сутки воздействия ГД ¡1 ГК.

18

ГДиГК 21 + 30 Плотность лимф-ов на ед. пл. среза по зонам

□ Петрам М-К ■ Центр, зонд М8 ОЛогран К-М

О ПодкапсушгНая

ш Центр, зона КВ

Рис, 4. Изменение шальной платности тшоцитов коркового и мозгового вещества тимуса крыс в исходном возрасте 21 суток на 30-с сутки воздействия ГД и ГК,

ГД И ГК 21 + 30 Лимфоцитарный спектр в %

Рис. 5. Изменение лимфоцитарного спектра коркового и мозговою вещества тимуса крыс в исходном возрасте 21 суток на 30-е сутки воздействия ГД и ГК.

Средние КВ: Бласты

В тимусе экспериментальных животных (исходный возраст 30 суток) под воздействием 100% ГД и ГК в течении 30-и суток в целом отмечалась сходная тенденция, что и у животных 2-ой возрастной группы (исходный возраст 21 сутки) Изменения в корковом и мозговом веществе органа характеризовались снижением доли КВ, уменьшением зональной плотности тимоцитов, увеличением доли эпителиоретикулярных клеток Корковое вещество составляло 50-52% среза дольки тимуса, мозговое - 26-28%, относительно контроля Строма органа более выражена по сравнению с контролем и составляла 20-24% В корковом веществе снижалось количество тимоцитов, и располагались они более рыхло по сравнению с контролем Наименьшая плотность расположения тимоцитов отмечалась в пограничной зоне КВ с МВ, что придает границе между ними размытый вид В центральной зоне и пограничной зоне КВ с МВ встречались резко расширенные полнокровные капилляры Мозговое вещество представлено малым количеством тимоцитов, значительным количеством стромальных элементов, среди которых встречались макрофаги и плазматические клетки Наблюдались явления умеренного межклеточного отека В сосудах микроциркуляторного русла отмечались явления стаза и полнокровия. Обнаруживались множественные скопления крупных эпителиоретикулярных клеток с большими центрально расположенными, сферическими, светлыми ядрами и с одним центрально расположенным ядрышком В центральных зонах КВ и МВ подобных клеточных скоплений не наблюдалось Наряду с этим в отдельных дольках обнаруживались единичные тельца Гассаля

Исходя из вышеизложенного, следует, что 100% ГД и ГК (или круглосуточное ограничение двигательной активности) оказывает наиболее выраженное воздействие на тимус растущих крыс в 3-й и, особенно, во 2-й возрастных группах По результатам нашего исследования в корковом и мозговом веществе тимуса уже на 7-е и 15-е сутки наблюдались значительные отклонения от нормы

При проведении сравнительного морфометрического анализа клеточных элементов тимуса при воздействии 30%, 50% и 100% гиподинамии и гипокинезии наиболее выраженные изменения плотности тимоцитов в КВ и МВ, зональной плотности тимоцитов, лимфоцитарного спектра по сравнению с контролем обнаруживались при воздействии 100% ГД и ГК во 2-й возрастной группе (исходный возраст 21 сутки), как отражено на рис 3-5 Аналогичная тенденция отмечалась в корковом и мозговом веществе тимуса у животных 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток)

Таким образом, на основании комплексного морфо-функционального анализа можно заключить, что в тимусе растущих крыс 2-й и 3-й возрастных групп под влиянием 100% ГД и ГК наблюдаются одинаковая направленность процессов при длительных сроках ограничения двигательной активности Проведенные нами исследования показали, что динамика структурных изменений в тимусе характеризуется прогрессивным статистически значимым уменьшением относительной площади коркового вещества, что обусловлено уменьшением плотности тимоцитов в корковом веществе долек органа Степень выраженности количественных и качественных морфологических изменения в тимусе неполовозрелых животных зависит от сроков экспериментального воздействия и возраста животных, что может отражаться на изменении его иммунного статуса

Стрессовая реакция, возникающая под влиянием гиподинамии и гипокинезии, особенно в ранние сроки, вызывала наиболее острые изменения в корковом и мозговом веществе тимуса, а также вела к гипоплазии органа Это позволяет предположить разрушительное действие стрессоров на главный орган иммунной защиты — тимус, что делает его иммунную систему, а именно Т-клеточный компонент его иммунной защиты существенно ослабленным Известно, что сложные взаимоотношения врожденного и приобретенного иммунного ответа у детей остаются одной из важных проблем современной иммунологии В то время, когда иммунная система ребенка остается незрелой, а развитие приобретенного иммунитета недостаточное, опасность инфекционных заболеваний велика [Ивановская ТЕ с соавт, 1996, Сапин М Р , 1999, Нагш Н е1 а1, 2005]

При длительном содержании животных в тесных клетках на первый план выходят проявления атрофического характера Наиболее быстрая ак-цидентальная атрофия тимуса у крыс по сравнению с контрольными животными, объясняется сочетанным действием стрессорного и возрастного факторов, что вызывает высокую степень инволюции тимуса И хотя эти изменения, по мнению некоторых исследователей на взрослых животных [Дурова Г Н , Капланский А С , 1983] считаются обратимыми, наши исследования показали, что длительное воздействие таких факторов, как гиподинамии, гипокинезии, стрессорного и возрастного может оказаться достаточным для активизации патологических процессов в растущем организме, в том числе тяжелых инфекций В этой связи полученные данные могут быть использованы при разработки профилактических и терапевтических тактик, направленных на предотвращения последствий гиподинамии и гипокинезии, что особенно актуально, прежде всего, для подрастающего поколения

ВЫВОДЫ

1 При воздействии гиподинамии и гипокинезии на растущий организм возникающие морфологические преобразования в тимусе отражают, в общем, динамику этапов общего адаптационного синдрома

2 Выраженность структурно-функциональных изменений в тимусе в условиях дозированной гиподинамии и гипокинезии оказывается в большей мере связана с продолжительностью и непрерывностью воздействия исследуемого фактора и не является строго пропорциональной степени воздействия (30%, 50%, и 100% ограничения подвижности)

3 В ранние сроки (7 сутки) при всех формах воздействия гиподинамии и гипокинезии в корковом и мозговом веществе тимуса растущих крысят отмечается мобилизация структурных резервов организма, которая в дальнейшем сменяется уменьшением численности популяции и изменением соотношения молодых и зрелых форм тимоцитов органа

4 У животных 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток) в условиях периодического воздействия (30% и 50%) гиподинамии и гипокинезии наблюдается менее резкая динамика морфо-функциональных изменений во всех зонах коркового и мозгового вещества тимуса, которую можно рассматривать как предпосылку перехода срочной адаптации органа в долговременную

5 Постоянное (100%) воздействие фактора гиподинамии и гипокинезии в течение длительного срока (30 суток) на растущий организм приводит к поломке местных, (возможно, и общих) регуляторных механизмов, что выражается в истощении структурных резервов коркового и мозгового вещества тимуса и увеличению доли его соединительнотканного компонента

6 Выраженность морфологических нарушений в тимусе при воздействии дозированной гиподинамии и гипокинезии обратно пропорционально возрасту животного, но прямо пропорциональна продолжительности и дозе воздействия

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Морфология тимуса в норме и при воздействии антропогенных факторов внешней среды // Экология, здоровье, природопользование Тезисы докладов российской научно-практической конференции - Саратов, 1997 - С 100-101 (соавт Г В Стаценко)

2 Морфофункциональные изменения внутренних органов развивающихся крыс при воздействии полной гипокинезии // Вестник Волгоградской медицинской академии -1997 -№3 - С 22-23 (соавт ЗВ Бабаева, Г X Бафадель, МЮ Капитонова, А В Смирнов)

3 К характеристике морфологических преобразований в различных органах растущих крыс при воздействии дозированной гиподинамии и гипокинезии // Влияние антропогенных факторов на структурное состояние органов, тканей и клеток организма человека и животных Материалы IV всероссийской научной конференции -Казань, 1997 - С 78-80 (соавт РП Самусев, А В Смирнов, Г X Бафадель, И А Трегубова)

4 Влияние иммобилизационного стресса на различные ткани развивающегося организма//Морфология - 1998 - Т113, №3 - С 13 (соавт Г И Пупы-шева, Р П Самусев, А В Смирнов, О А Фишер)

5 К морфологической характеристике тимуса крыс от рождения до половой зрелости // Морфология компенсаторных и приспособительных процессов при различных патологических состояниях Труды Волгоградской медицинской академии -Волгоград, 1998 - Т 54, вып 2 - С 9-11

6 К характеристике развития тимуса у новорожденных и у детей первого года жизни // Закономерности морфогенеза и регуляции тканевых процессов в нормальных, экспериментальных и патологических условиях Материалы Все-росс науч конф анатомов, гистологов и эмбриологов - Тюмень, 1998 - С 55 (соавт РП Самусев)

7 Морфологические особенности некоторых органов растущих крыс в условиях воздействия иммобилизационного стресса // Российские морфологические ведомости - 1999 -№1-2 - С 129 (соавт РП Самусев, Г И Пупышева, А В Смирнов, Г X Бафадель, 3 В Бабаева, Д А Чернов, Н Ю Иванаусскене)

8 Соотношение коркового и мозгового вещества тимуса в пренатальном онтогенезе//Морфология -2000 -Т 117,№3 -С 10 (соавт РП Самусев)

9 Структурные особенности вилочковой железы растущего организма при воздействии длительной гиподинамии и гипокинезии // Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов Материалы международной конференции - Астрахань, 2000 -С 11 (соавт Р П Самусев)

10 Морфологические изменения в некоторых органах растущих крыс при органической двигательной активности // Морфология - 2002 - Т 121, №2-3 -С 140 (соавт РП Самусев, А В Смирнов, ТМ Аверина, ОН Коломыткина)

11 Особенности морфологических изменений органов иммунной защиты растущего организма при воздействии гипокинезии и гиподинамии // Проблемы морфологии (теоретические и практические аспекты) Материалы международной конференции - Сочи, 2002 - С 4 (соавт Т М Аверина)

12 Морфологические изменения некоторых органов растущих крыс под влиянием иммобилизационного стресса // Саммит нормальных анатомов Украины и России Сб статей международной конференции - Тернополь 2003 - С 132-136 (соавт Р П Самусев, А В Смирнов, 3 В Бабаева, H Ю Иванаускене Ж И Бсдснко, О H Коломыткина)

13 Структурные изменения в некоюрых органах растущего организма пол влиянием иммобилизационно!о стресса // Вестник Волгоградскою гос Мед ун-та -

2003 - №9- С 28-29 (соавт РП Самусев, А В Смирнов, НЮ Иванаускене, ОН Коломьпкина Ж И Ьсденко)

14 Влияние гиподинамии и гипокинезии на тимус и паравентрикулярнос ядро гипоталамуса развивающегося организма // Успехи современного естествознания -

2004 -№12 - С 30-31 (соавт P1I Самусев, А В Смирнов, В Л Попов)

15 Морфологические особенности тимуса растущего организма в условиях воздействия иммобилизационного стресса // Морфологические ведомости - 2004 - №! -2 - С 4-5 (соавт Р П Самусев)

16 Морфологические изменения в центральных отделах нервной и иммунной систем при воздействии антропогенных факторов окружающей среды // Современные наукоемкие техно loi ии - 2006 №2 - С 41-42 (соавт Р И Самусев, А В Смирнов, В А Попов, Т Ф Смирнова)

17 Втияние антропогенных факторов окружающей среды на струкгурные особенноеi и растущего организма //Фундаментальные исследования -2006 -№3 - С 69-70 (coaBi А В Смирнов, Р П Самусев, В Б Писарев, В А Попов, 1 Ф Смирнова)

18 Особенности сосудисто-стромальных взаимоотношений в тимусе неполовозрелых крыс в условиях длительного ограничения двигательной активности // Современные наукоемкие технологии - 2006 К» 6 - С 78-79 (соавт Р П Самусев, А В Смирнов, В А Попов)

19 Морфологические изменения живых организмов под влиянием дли1ельных сроков ораничения двигательной активности // Современное профессиональное образование в сфере физической культуры и спорта Материалы 111 международной паучно-практическои конференции - Волгоград, 2007 - С 265-268 (соавт А В Смирнов А И Краюшкин, Р II Самусев)

20 Морфология тимуса неполовозрелых крыс под влиянием длительных сроков ограничения двигательной активности // Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов Материалы международной научной конференции - Астрахань, 2007 - С 11 (соавт Р П Самусев, JI13 Щербакова)

Формат 60*84 1/16 Объем уел печ л 1 0 Тираж 100 экз Заказу/ О? Бесплатно

Подписано в печать 25 06 07 Отпечатано с I отового оригинал-макет а Издательство «Система

Актуальность проблемы

ГД и ГК относятся к числу наиболее актуальных проблем современной биологии и медицины, что обусловлено рядом причин: физических, физиологических и социальных (снижение нагрузки на опорно-двигательный аппарат, пребывание в помещениях малого объема, информационные перегрузки, малоподвижный образ жизни и др.) К тому же лечение ряда заболеваний и травм предполагает содержание пациента в условиях постельного режима, ограничивающего двигательную активность.

С другой стороны, исследование морфологии внутренних органов растущего организма под влиянием ГД и ГК актуально, поскольку в настоящее время происходит резкое снижение двигательной активности подрастающего поколения. Внедрение компьютеров, широкое распространение видеоигр, малоподвижный образ жизни, эмоциональное перенапряжение -это наиболее часто сочетающиеся неблагоприятные воздействия на растущий организм (Писарев В.Б. с соавт., 1997; Самусев Р.П. с соавт., 1998,2002; Смирнов А.В., 2004; Eck J.B., Kuhn С.М., 1992). Все это приводит к развитию в организме функциональных и морфологических изменений, в том числе и в органах иммунной системы (Акмаев И.Г., Гриневич В.В., 2003; Капитонова М.Ю. с соавт., 2005; Фёдорова О.В., 2005; Сапин М.Р., 2006; Meder J.A. et al., 1987; Irifune Т. et al., 2004). В литературе отмечается высокая зависимость морфологии иммунной системы и, в частности, тимуса от условий существования организма (Сапин М.Р., Никитюк Д.Б., 2000). Признаки инволюции органа наступают уже при малой подвижности и при физических нагрузках (Аминова Г.Г. с соавт., 1994; Судзиловский Ф.В. с соавт., 1994; Вихрук Т.И., Ткачук М.Г., 1996; Вихрук Т.И., Береснева О.С., 2000; Тка-чук М.Г., 2000; Аверина Т.М. с соавт., 2002; Ткачук М.Г., Страдина М.С., 2004). Поскольку тимус - центральный орган иммуногенеза, то от его состояния и активности во многом зависит выраженность защитных реакций всего организма (Сапин М.Р., Этинген JI.E., 1996). Ряд авторов отмечает, что острое стрессовое воздействие, в частности иммобилизация, приводит к комплексным структурно-функциональным сдвигам в иммунной и нейроэндокринных системах регуляции живого организма (Бафадель Г.Х., 1999; Смирнов А.В. с со-авт., 2004; Писарев В.Б. с соавт., 2005; Самусев Р.П. с соавт., 2006; Calcioppo J.T. et al., 1995; Saravia F. et al., 1998; Oya H. et al., 2002; Fleshner M. etal., 2005).

Однако морфологические изменения тимуса растущего организма под воздействием ГД и ГК различной длительности в доступной нам литературе описаны недостаточно. Приводимые при этом научные данные отрывочны, фрагментарны и зачастую трудно сопоставимы.

До настоящего времени тимус остается органом с недостаточно полно выясненными структурно-функциональными особенностями в разные возрастные периоды. Особенно это касается тимуса растущего организма (от рождения до половой зрелости). Несмотря на обилие публикаций по проблемам ГД и ГК, ее действие на иммунные органы, необычайно чувствительные по отношению ко всем экстремальным факторам, исследованы недостаточно. Следует также подчеркнуть, что все вышеприведенные исследования проводились в основном на взрослом организме, что и определило актуальность данного исследования, которое обусловлено необходимостью изучения морфологических изменений тимуса растущего организма под воздействием дозированной ГД и ГК различной длительности. Это способствует более глубокому пониманию структурно-функциональных особенностей тимуса и его роли в формировании системы иммунной защиты развивающегося организма.

Цель исследования

Экспериментальное изучение морфологических изменений тимуса при воздействии на растущий организм дозированной ГД и ГК.

Задачи исследования

1. Изучить качественные и количественные морфологические особенности тимуса растущих крысят до наступления половой зрелости.

2. Исследовать качественные и количественные морфологические изменения, возникшие в тимусе неполовозрелых крысят под воздействием различных сроков и степени ГД и ГК.

3. Охарактеризовать на основе собственных и анализе литературных данных структурно-функциональные механизмы адаптации тимуса развивающегося организма к условиям дозированной ГД и ГК.

Научная новизна исследования

Впервые изучены морфологические изменения в KB и MB тимуса растущих неполовозрелых крысят, возникающие под воздействием дозированной ГД и ГК.

Впервые произведен анализ и показана взаимосвязь количественных и качественных морфологических изменений в KB и MB тимуса неполовозрелых крысят в зависимости от возраста животного и степени выраженности иммобилизационного воздействия (30%, 50%, 100%-й ГД и ГК).

Впервые на основании комплексного морфологического и морфомет-рического исследования показано, что в ранние сроки воздействия 30%, 50%, 100%-й ГД и ГК в тимусе растущих крыс происходят структурные изменения, отражающие в основном этапы мобилизации и резистентности общего адаптационного синдрома (ОАС). При одинаковой степени обездвиживания выраженность структурных изменений в органе оказывается выше у крысят меньшего исходного возраста при более длительных сроках экспериментального воздействия.

Впервые показано, что 30%-я и 50%-я ГД и ГК вызывают сходные морфологические реакции в структуре тимуса развивающихся крысят, а 100%-е ограничение двигательной активности приводит к формированию выраженных структурных изменений, поэтому может расцениваться как непрерывное стрессовое воздействие.

Кроме того, при сравнении динамики структурной перестройки KB и MB тимуса в условиях экспериментальной хронической иммобилизации на основании результатов количественного и качественного морфологического исследования показано, что структурные изменения в KB тимуса более выражены, чем в MB.

Научно-практическая значимость

Работа носит фундаментальный характер и направлена на выявление адаптационных возможностей тимуса развивающего организма (до наступления половой зрелости) при воздействии дозированной ГД и ГК, раскрывая сложные аспекты взаимодействия структурных компонентов тимуса.

Полученные результаты, раскрывающие зависимость выраженности структурно-функциональных изменений растущего тимуса крысят от возраста и степени ограничения двигательной активности, могут быть использованы в различных разделах школьной гигиены, педиатрии, иммунологии, возрастной морфологии, спортивной медицине. Полученные данные могут найти применение в учебном процессе на кафедрах анатомии человека, патологической анатомии и гистологии, цитологии, эмбриологии.

Основные положения, выносимые на защиту

Комплексные структурные изменения, возникающие в KB и MB тимуса у растущих неполовозрелых крысят под влиянием дозированной ГД и ГК, отражают в основном динамику развития общего адаптационного синдрома.

2. Выраженность структурных нарушений в KB и MB тимуса зависит от непрерывности (30%-е и 50%-е - периодическое, 100%-е - постоянное обездвиживание) и длительности ограничения двигательной активности.

3. Большая степень морфологических изменений в тимусе обнаруживается у животных меньшего возраста при одинаковой продолжительности и дозе ГД и ГК.

4. В условиях ограничения двигательной активности у растущих крысят имеются выраженные структурные нарушения в KB и MB долек тимуса, которые обратно пропорциональны возрасту животных и прямо пропорциональны длительности иммобилизации.

Реализация и внедрение результатов исследования

Работа выполнена на кафедре анатомии человека (заведующий - доктор медицинских наук, профессор А.И. Краюшкин) и кафедре гистологии, цитологии и эмбриологии (заведующая - доктор медицинских наук, профессор М.Ю. Капитонова) Волгоградского государственного медицинского университета (ректор - академик РАМН В.И. Петров).

Материалы диссертации используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе на кафедрах анатомии человека, патологической анатомии в Волгоградском государственном медицинском университете и кафедре анатомии и биомеханики в Волгоградской государственной академии физической культуры.

Апробация работы и публикации

Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Российской научно-практической конференции "Экология, здоровье, природопользование" (Саратов, 1997); на XIV Итоговой научной конференции молодых ученых Волгоградской медицинской академии (1997); на Всероссийской научной конференции, посвященной 190-летию кафедры анатомии человека Казан, гос. мед. ун-та и 100-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР проф. Н.Г. Колосова (Казань, 1997); на межвузовской тематической научно-практической конференции "Двигательная активность - путь к формированию здорового образа жизни" (Волгоград, 1997); на научной конференции: "Морфология компенсаторных и приспособительных процессов при различных патологических состояниях", посвященной 60-летию кафедры патологической анатомии (Волгоград, 1998); на IV конгрессе Международной Ассоциации морфологов (Нижний-Новгород, 1998); на Всероссийской научной конференции анатомов, гистологов и эмбриологов "Закономерности морфогенеза и регуляции тканевых процессов в нормальных, экспериментальных и патологических условиях" (Тюмень, 1998); на Всероссийской научной конференции, посвященной памяти акад. Д.А. Жданова (Москва, 1998); на V конгрессе Международной Ассоциации морфологов (Ульяновск, 2000); на Международной научной конференции "Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов. Экология и здоровье населения. Актуальные проблемы биологии и медицины" (Астрахань, 2000, 2007); на IV конгрессе Международной Ассоциации морфологов (Уфа, 2002); на общероссийской конференции с международным участием "Проблемы морфологии (теоретические и клинические аспекты" (Сочи, 2002); на международной конференции "Саммит нормальных анатомов Украины и России", г. Тернополь (Украина, 2003); на межвузовской научной конференции (Волгоград, 2003); на V Общероссийском съезде анатомов, гистологов, эмбриологов (Москва-Берлин, 2004); на конференции "Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины", Паттайа (Тайланд, 2004); на IV конференции "Гомеостаз и эндоэкология", г. Хургада (Египет, 2006); на III Международной научно-практической конференции "Современное профессиональное образование в сфере физической культуры и спорта: актуальные проблемы и пути совершенствования" (Волгоград, 2006); на научной конференции с международным участием "Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии", г. Сусс (Тунис, 2006); на заседании Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов (Волгоград, 2006).

Апробация работы осуществлена на совместном заседании кафедр анатомии человека; гистологии, цитологии и эмбриологии; патологической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета и кафедры анатомии и биомеханики Волгоградской государственной академии физической культуры 13 апреля 2007 г.

По материалам диссертации опубликовано 20 научные работы, 5 из которых - в журналах "Морфология" и "Морфологические ведомости", 1 -в "Вестнике ВолГМУ", рекомендованных ВАК РФ, и 10 - в материалах научных конференций с международным участием.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 147 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, главы описания материала и методов исследования, главы собственных исследований, обсуждения полученных результатов, вывода, списка литературы (227 отечественных и 84 зарубежных источника) и приложения. Работа иллюстрирована 33 рисунками, из них 18 микрофотографий гистологических препаратов, и 18 таблицами.

ВЫВОДЫ

1. При воздействии ГД и ГК на растущий организм возникающие морфологические преобразования в тимусе отражают в общем динамику этапов общего адаптационного синдрома.

2. Выраженность структурно-функциональных изменений в тимусе в условиях дозированной ГД и ГК оказывается в большей мере связана с продолжительностью и непрерывностью воздействия исследуемого фактора и не является строго пропорциональной степени воздействия (30%, 50%, и 100%-е ограничения подвижности).

3. В ранние сроки (7-е сутки) при всех формах воздействия ГД и ГК в KB и MB тимуса растущих крысят отмечается мобилизация структурных резервов организма, которая в дальнейшем сменяется уменьшением численности популяции и изменением соотношения молодых и зрелых форм тимоцитов органа.

4. У животных 3-й возрастной группы (исходный возраст 30 суток) в условиях периодического воздействия (30%-й и 50%-й) ГД и ГК наблюдается менее резкая динамика морфофункциональных изменений во всех зонах KB и MB тимуса, которую можно рассматривать как предпосылку перехода срочной адаптации органа в долговременную.

5. Постоянное (100%-е) воздействие фактора ГД и ГК в течение длительного срока (30 суток) на растущий организм приводит к поломке местных (возможно, и общих) регуляторных механизмов, что выражается в истощении структурных резервов KB и MB тимуса и увеличению доли его соединительнотканного компонента. Ускоренную акцидентальную инволюцию тимуса можно рассматривать как один из вариантов развития компенсаторно-приспособительных реакций, при котором сохраняется возможность функционирования органа на более низком функциональном уровне.

6. Выраженность морфологических нарушений в тимусе при воздействии дозированной ГД и ГК обратнопропорционально возрасту животного, но прямопропорциональна продолжительности и дозе воздействия.