Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Структурные особенности и элементы организации пахового лимфатического узла в условиях воздействия на организм физических нагрузок (экспериментальное исследование)

На правах рукописи

; Т о О Л ¿¿Ол^* ^

0 1 СЕН 1999

САВЕЛЬЕВ Владимир Евгеньевич

УДК 591.4:611.428:613.73

СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ЭЛЕМЕНТЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПАХОВОГО ЛИМФАТИЧЕСКОГО УЗЛА В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

(экспериментальное исследование)

14.00.02 - анатомия человека

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва- 1999

Работа выполнена в Нижегородской государственной мед» цинской академии (ректор - академик, профессор В.В. Шкарин).

доктор медицинских наук, профессор B.C. Ревазов доктор медицинских наук, профессор В.И. Козлов

Ведущая организация -Научно-производственный центр биологических структур

в.............часов на заседании диссертационного совета Д-074.05.05

при Московской медицинской академии им.И.М. Сеченова (И 9881, Москва, ул. Б. Пироговская, 2-6)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской м дицинской академии им. И.М. Сеченова (Москва, Зубовская пл., д.1)

Автореферат разослан «..........»................................ 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук В.А. Варшавский

Научный руководитель -

доктор медицинских наук, профессор А.Г. Кочетков.

Официальные оппоненты:

Защита диссертации состоится «..........».

1999 г.

Актуальность темы. В настоящее время неблагоприятные биосоциальные условия окружающей среды приводят к заметному снижению показателей здоровья населения и росту иммунодефицитных состояний. Одним из способов усиления защитных свойств и повышения резистентности организма к заболеваниям является двигательная активность (Зиньков Ю.И., 1968; Мошков В.Н., 1971; Дибнер Р.Д., Бахтин JI.H., 1980). В то же время, применение интенсивных физических нагрузок в процессе тренировок может приводить к увеличению заболеваемости, несмотря на высокий уровень физической работоспособности (Левандо В.А., Суздальницкий P.C., 1983; Левин МЛ. и соавт. 1990; Шубик В.М., Левин М.Я., 1985). Ослабление иммуноморфологического резерва нередко встречается у людей, занимающихся физической культурой, но недостаточно адаптированных к воздействию двигательной активности. Таким образом, при выборе оптимального режима тренирующей нагрузки должны учитываться индивидуальные особенности реагирования иммунной системы на продолжительность и силу применяемого воздействия.

По данным Лапутина А.Н., 1968, 1972; Сагогаа М.Р.,1978; Цукановой К.З., Рудковской Г.А., 1968; Невзорова В.И., Язвикова В.В., 1979; Вихрук Т.И., 1980, 1982,1983; Ивановой Н.И., Талько В.И., 1981; Хуссар Ю.П., Лепп Э.П., Сээне Т.П., 1987, Подгорного В.И. и соавт., 1987 воздействие мышечного напряжения на иммунную систему носит, в целом, стрессовый характер и проявляется структурно-функциональными изменениями системы крови, тимуса, селезенки, лимфатических узлов. При этом морфологические исследования органов иммунитета немногочисленны и не позволяют в полной мере раскрыть специфичность механизмов адаптации элементов иммунной системы к фактору двигательной активности. Нерешенными остаются вопросы индивидуального проявления адаптивных реакций на физическую нагрузку. Недостаточно представлен анализ внутриорганных и межтканевых связей, по-

зволяющий оценить степень упорядоченности системы (органа), как одного из критериев усвоения сигнала (Кочетков А.Г., 1990). Одним из перспективных направлений является исследование органов иммунной системы в связи с элементами срочной диагностики функционального состояния организма в процессе воздействия нагрузок (Кочетков А.Г.,1998; Бирюкова О.В., 1998, Вихрук Т.И., 1996). Способ индивидуального дозирования нагрузки (ИДФН), основанный на срочной диагностике (Сорокин А.П., Стельников Г.В, Вазин А.Н., 1977), позволяет изучать изменения в лимфатическом узле на экспериментально заданной стадии развития адаптационной реакции при однократных нагрузках и при многократных нагрузках на высоком уровне (пике) работоспособности.

Цель исследования. Целью данного исследования явилось изучение структурных особенностей организации лимфатического узла в условиях воздействия на организм физических нагрузок, дозируемых по состоянию кардиореспираторного аппарата и нагрузок «до отказа». Задачи исследования:

1. Изучить структурные особенности и элементы организации пахового лимфатического узла (ПЛУ) у интактных животных.

2. Исследовать структурные изменения в лимфатическом узле при воздействии на организм однократных нагрузок «до отказа» животных от бега со скоростью движения ленты тредмилла 10 и 15 км/час в связи с индивидуальным уровнем работоспособности.

3. Исследовать структурные изменения лимфатического узла на 4 стадии адаптивной реакции («оптимальные» нагрузки);

4. Изучить структурные изменения лимфатического узла при воздействии на организм многократных нагрузок на высоком уровне работоспособности (III пик).

Научная новизна. Впервые показаны особенности строения ретикулярной стромы в лимфоидных узелках на разных стадиях активности.

Выявлена зависимость объемной плотности ретикулярных волокон в светлых центрах от плотности популяции малых (11=0,91) и средних (11=0,74) лимфоцитов, ретикулярных клеток (11=0,8) у интактной группы животных. Показатели объемной плотности ретикулярных волокон в светлых центрах в два и более раз меньше, чем в корковом плато и мозговом веществе у всех групп животных.

Установлено, что «оптимальные» нагрузки в большей степени характеризуются изменениями состава клеточных популяций в герминативных центрах и паракортикальной зоне. Подобный характер адаптивной реакции наблюдался у всех экспериментальных групп.

При сравнении групп животных, получавших нагрузки «до отказа» со скоростью бега 10 и 15 км/час, выявлены значительные различия в направленности адаптивных изменений. В первом случае наблюдалось увеличение количества лимфоидных узелков (на 24% по отношению к контролю), доли узелков с герминативными центрами (на 28%), высокий корково/мозговой индекс. Увеличилась плотность популяции делящихся клеток, бластов и макрофагов, возросла степень интегрированно-сти системы. Все эти признаки можно расценивать как усиление морфологического обеспечения иммунологической функции (Вихрук Т.И., 1996). Во втором случае - у большинства животных наблюдались признаки избыточности используемой нагрузки: перинуклеарный и пери-целлюлярный отек, уменьшение количества лимфоидных узелков (на 18%) и доли бластных клеток, неравномерность распределения продуктов реакции на щелочную фосфатазу (1ЦФ), снижение количества связей в поле плотности популяции клеток.

Выявлены типы организации ретикулярной стромы, распределения клеточных популяций и активности ЩФ в связи с уровнем работоспособности у животных, получавших однократные нагрузки до отказа.

При адаптации организма к многократным нагрузкам наблюдается усиление структурно-функционального обеспечения иммунных про-

цессов в виде увеличения площади лимфоидных узелков, доли узелков с герминативными центрами (ГЦ), формирования узелков в мозговом веществе (МВ), увеличения доли дифференцирующихся и бластных клеток, макрофагов. Признаком адаптированное™ органа к многократным нагрузкам является изменение соотношения элементов стромы в сторону уменьшения доли плотной соединительной ткани и увеличения объемной плотности ретикулярных волокон. В то же время наблюдаемые на клеточном уровне деструктивные изменения (перинуклеарные отеки, нарушение распределения хроматина, дефекты и «изрезанность» контура кариолеммы, стирание крист митохондрий) требуют определенной коррекции тренировочного режима.

Таким образом, проведенное исследование раскрывает структурно-функциональные особенности отдельных этапов адаптации элементов иммунной системы при дозированной двигательной активности и дает возможность прогнозировать изменения в лимфатическом узле в зависимости от уровня работоспособности и функционального резерва организма.

Научно-практическая значимость. Комплексный подход в изучении конструкции и клеточного состава периферических органов иммунной системы — паховых лимфатических узлов позволил сформировать представление о межтканевых системных взаимоотношениях у собак интактной группы и проследить изменение структуры связей под действием различных режимов двигательной активности.

Выявленные индивидуальные особенности и общие закономерности адаптивных перестроек в лимфатическом узле могут быть использованы:

• для прогноза иммунно-морфологического статуса при разработке тренировочных режимов в спорте;

• при осуществлении реабилитационных мероприятий в части немедикаментозной коррекции заболеваний.

Выделение подгрупп животных с различной выраженностью изменений стромально-паренхиматозного комплекса при одинаковой мощности нагрузки представляет интерес для анализа индивидуальной адаптированности организма к двигательной активности.

Для внедрения в учебный процесс на кафедрах морфологического профиля представляют интерес данные:

• об особенностях строения ретикулярных волокон в различных зонах лимфатического узла;

• о системных взаимоотношениях ретикулярной ткани и плотности клеточных популяций;

• об особенностях строения ретикулярного каркаса герминативных центров лимфоидных узелков различных стадий развития;

• о миграционных процессах в лимфоидной ткани;

• об этапности адаптивных процессов в лимфатическом узле при действии физической нагрузки;

• о типологических особенностях адаптивных реакций при действии ИДФН.

Апробация материалов диссертации. Материалы диссертации представлены на научно-практической конференции «Актуальные вопросы курортологии и реабилитации» (Киров, 1997), международной конференции «Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов» (Астрахань, 1996), были доложены на ГУ конгрессе международной ассоциации морфологов (Н. Новгород, 1998), на заседаниях кафедр нормальной анатомии человека НГМА и ММА им И.М. Сеченова. Публикации. По теме исследования опубликовано 6 работ. Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, приложения и указателя литературы. Обьем работы - 229 страниц (собственно текста 156 страниц). Иллюстративная часть включает 41 фотографию, 47 графиков, 32 таблицы. Приложение со-

держит 53 страницы. Указатель литературы включает 163 отечественных и 48 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Особенности методического подхода. Данная работа является частью комплексного исследования, проводимого на кафедре нормальной анатомии человека Нижегородской медицинской академии по изучению влияния на организм индивидуально дозируемых физических нагрузок (заведующий кафедрой — д.м.н., профессор Кочетков А.Г., заведующая отделом адаптационной морфологии ЦНИЛ — д.б.н., профессор Бирюкова О.В.).

В реакции организма на возрастающий стимул (однократные и многократные физические нагрузки) выявлено несколько стадий, критериями которых явились изменения физиологических показателей - частоты и минутного обьема дыхания, потребления кислорода, частоты сердечных сокращений (Сорокин А.П., Стельников Г. В., Вазин А.Н., 1977).

Реакция кардиореспираторной системы на предельные нагрузки («до отказа») протекает в виде этапов, для которых характерно (Бирюкова О.В., 1996):

- начальное повышение параметров ЧСС и ЧД - отражающее переход от состояния покоя к двигательной активности - стадии старта, поиска и период врабатывания (стадия За);

- снижение показателей ЧСС от предыдущего состояния при высоких показателях ЧД ( стадия 36);

- повышение ЧСС от минимальных значений со стабилизацией на уровне, индивидуальном для каждого животного; ЧД при этом достигает высоких значений (стадия 4);

- рост ЧСС от стабильного уровня при одновременном снижении ЧД (стадия 5);

- ЧСС может достигать предельных значений (в эксперименте -до 321 уд/мин), ЧД при этом снижается на 100-150 циклов относительно предыдущего уровня (стадия б).

Изучение работоспособности при предельных нагрузках позволило выделить непосредственно в процессе тестирования недостаточную (За), оптимальную (4) и избыточную (5 и 6) величину нагрузки.

В настоящем эксперименте по изучению структурно-функциональных особенностей органов иммунной системы при дозировании физических нагрузок с целью повышения уровня работоспособности (времени бега) применяли однократные нагрузки «до отказа» и до 4 стадии. Режим многократных тренировок с чередованием нагрузок до стадии 4 и стадии За использовали для достижения животными высокого (III пик) уровня работоспособности.

Нагрузки до 4 стадии, характеризуются формированием состояния тесного взаимодействия (интеграции) элементов кардиореспираторной системы. В этом случае система «узнает» сигнал и оптимально реагирует на него: увеличивается минутный обьем дыхания, заметно уменьшается уровень потребления кислорода и величина кислородного пульса, снижается пульсовое давление, систолический и минутный обьем крови, удлинняется фаза изометрического сокращения левого желудочка. Интегративный характер однократных нагрузок до 4 стадии стал основой для увеличения физической работоспособности (увеличение времени бега при заданной мощности нагрузки).

При выполнении нагрузок «до отказа» со скоростью бега 15 км/ч (высокой мощности) и 10 км/ч (средней мощности), животные отказывались от бега на определенной стадии, диагностируемой в

момент остановки. Нагрузки подобного типа выявляют интегральную величину резервных возможностей организма (Меньшиков В.В. и соавт., 1984; Мозжухин A.C., 1983), позволяя в дальнейшем делать прогноз на эффективность систематических тренировок.

Материал и методы исследования. Объектом исследования служили беспородные собаки - самцы в возрасте 2-3 лет массой 17,05±0,5 кг, которые содержались в стандартных условиях вивария. Животные использовались в эксперименте после снятия обстановочного рефлекса. Взятие материала производилось в осенне-зимний период. Распределение собак по группам представлено в таблице 1.

Таблица 1.

Распределение собак по группам

Группа Вид нагрузки Характер нагрузки Скорость бега, км/час Количество животных

1 однократная до 4 стадии 15 8

2 однократная «до отказа» 10 12

3 однократная «до отказа» 15 9

4 многократная до III пика 15 8

0 интактный контроль без нагрузки 0 14

Выбор в качестве объекта исследования собак связан с тем, что лимфатические узлы последних наиболее сходны по строению с таковыми у человека. При этом методика эксперимента требует расположения на теле животного большого количества датчиков регистрирующей аппаратуры, что невыполнимо при проведении исследования на мелких животных (В.А. Флоренсов, 1961; И.Л. Кривский, 1967; Ю.И. Бородин, 1968; Т.Н. Вихру к, 1996). Исследования на животных проводились в соответствии с приказами Минвуза СССР № 742 от 13.11.84 «Об утверждении правил проведения работ с использованием экспериментальных

животных» и № 48 от 23.01.85 «О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных». После выполнения последней нагрузки животным вводили 10% раствор тиопентала натрия из расчета 0,5 мл/кг. В условиях управляемого дыхания рассекали брюшную стенку и извлекали паховые лимфатические узлы (справа). После осмотра лимфатический узел лезвием бритвы разлагали на стандартное количество кусочков и помещали в раствор 10% нейтрального формалина с последующей заливкой в парафин.

Для проведения гистологических методов исследования использовались парафиновые срезы толщиной 10 мкм, сделанные на уровне ворот через весь лимфатический узел. Для изучения клеточного состава срезы окрашивали азур-И-эозином. Подсчет клеточных элементов проводили в 5-10 полях зрения на единице площади среза в герминативных центрах лимфоидных узелков, паракортикальной зоне и мякотных тяжах. Учитывали бластные клетки, средние и малые лимфоциты, макрофаги, ретикулярные клетки, митотически делящиеся и дегенеративно измененные. Абсолютное количество всех клеток на единице площади среза оценивали как плотность популяции клеток (Вихрук Т.И., 1996). Кроме того, рассчитывали долю (%) клеток каждого вида. Подсчет проводили под микроскопом МБИ-6 при увеличении об. 90, ок.10.

Для изучения плотной соединительной ткани лимфатического узла препараты окрашивали по ван-Гизон. Измерение трабекул проводили морфометрической сеткой (Стефанов С.Б., 1974, Автандилов Г.Г., 1990), при увеличении микроскопа об. 8, ок. 10 на всей площади среза. Затем высчитывали долю (%) трабекул по отношению к площади среза. Оценивали распределение плотной соединительной ткани по классификации Виноградовой С.С., 1973 на дисперсный, концентрированный и смешанный типы.

Ретикулярные волокна выявляли методом импрегнации нитратом серебра по Футу. Обьемную плотность ретикулярных волокон опреде-

ляли в трех зонах лимфатического узла - герминативных центрах, межузелковой зоне (корковом плато - КП) и мозговом веществе. Измерения проводили на морфометрической установке МАКС-1005, об. 90 в условных единицах на 20 полях зрения. Толщину капсулы определяли на препаратах, окрашенных по ван-Гизон в 25 точках по периметру среза на установке МАКС-1005, об. 40 в мкм. Площадь коркового и мозгового вещества и площадь лимфоидных узелков определяли на препаратах, окрашеных гематоксилин-эозином на установке МАКС-1005 в у.е. Учитывали стадии развития узелков (по Conway Е, 1937), подсчитывали количество узелков с герминативными центрами и без них.

По данным РЛ. Нарциссова, 1993; ИЛ. Горелова, 1987; ТЛ Вихрук., 1996; ГЛ. Мелтонян, 1989; А.ЬС Агеева, 1969; Ж.И. Карповой и соавт., 1987; В А. Труфакина, 1982 ферментный статус клеток лимфоидной паренхимы (лимфоциты, ретикулярные клетки, макрофаги) представляет большой интерес для оценки морфофункционального состояния лимфоидной ткани при различных воздействиях на организм (в том числе и физической нагрузки). Для изучения окислительно-восстановительных процессов определяли среднюю оптическую плотность продуктов реакции на щелочную фосфатазу и площадь, занимаемую фосфатазопозигивными клетками. Учитывали распределение продуктов реакции в лимфоидных узелках, паракорти-кальной и межузелковой зоне, мозговом веществе. Лимфатические узлы замораживали в изооктане, охлажденном жидким азотом до t° = -70°С, крио-статные срезы толщиной 10 мкм инкубировали в средах для выявления щелочной фосфагазы методом азосочетания. Среднюю оптическую плотность (у.е.) и площадь продуктов реакции (у.е.) определяли на установке МАКС -1005 и относили на единицу площади среза Величиной показателя оптической плотности продуктов реакции на ЩФ оценивали активность фермента в ткани лимфоузла.

С помощью электронного микроскопа (ЭМ-125) исследовали ультратонкие срезы лимфатических узлов, приготовленные на ультра-

томе LKB 111 808А. Кусочки фиксировали в глютаровом альдегиде на фосфатном буфере и дофиксировали в 2% растворе четырехокиси осмия (Y.B.Coufield, 1957). Заливка материала осуществлялась в аралдит. Для прицельной заточки блоков изготавливали полутонкие срезы, которые окрашивали метиленовым синим.

Морфометрический анализ проводили методом стереологической морфометрии на IBM-совместимой морфометрической установке МАКС -1005 (Кочетков А.Г., Силин Е.В., Савельев В.Е. и соавт., 1999).

Цифровой материал обрабатывали с применением методов вариационной статистики (Лакин Г.Ф., 1980, Мерков A.M., Поляков Л.Е., 1974, Стефанов С.Б., 1974, Автандилов Г.Г., 1990), а также математического анализа (корреляционный, кластерный, факторный) на электронных вычислительных машинах типа IBM PS (В.Н. Носов, 1990).

Данный выбор методов исследования позволил оценить распределение клеточных популяций (цитоархитектонику), состояние лимфоид-ной паренхимы коркового и мозгового вещества, изменения в микроанатомической организации стромальных элементов ПЛУ и сформировать представление о структурно-функциональных эквивалентах адаптивных реакций лимфатического узла при действии на организм физической нагрузки различной интенсивности.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ результатов исследования показал, что под действием фактора физической нагрузки изменяются элементы структуры лимфатического узла и степень их интеграции.

Проявления адаптивных реакций оценивали с точки зрения усиления или ослабления структурно-функционального обеспечения иммунологического потенциала лимфоидной ткани лимфатического узла.

Действие однократных «оптимальных» нагрузок (время бега 14±1,64 мин), в первую очередь, проявляется изменениями в корковом веществе. У большинства животных наблюдается высокий корко-во/мозговой индекс, увеличивается площадь лимфоидных узелков (на 20% по отношению к контрольной группе), заметна тенденция к их слиянию, уменьшается четкость ободка активных лимфоцитов в маргинальной зоне, увеличивается процент узелков с герминативными центрами (на 6%) (Рис.1). Адаптивные изменения ретикулярной стромы преобладали в корковом плато (увеличение объемной плотности ретикулярных волокон на 11%) и в герминативных центрах (уменьшение на 32%) (Рис.2). В мозговом веществе выраженное увеличение объемной плотности ретикулярных волокон наблюдалась только у одного животного. В светлых центрах снизилась плотность популяции малых (на 47%, Р<0,01) и средних (на 46%, Р<0,01) лимфоцитов, возросло количество макрофагов, измененных и митотически делящихся клеток. В па-ракортикальной зоне увеличилась плотность популяции малых (на 66%, Р<0,01) и уменьшилось средних (на 21%, Р<0,05) лимфоцитов при увеличении количества макрофагов и измененных клеток. Таким образом, значительное уменьшение плотности популяции малых лимфоцитов в герминативных центрах и увеличение в паракортикальной зоне говорит в пользу миграции клеток из лимфоидного узелка в направлении «глубокой» коры (область вен с высоким эндотелием). Косвенным подтверждением процесса миграции клеток является наблюдаемое «разбегание» фосфатазопозитивных лимфоцитов в маргинальной зоне лимфоидных узелков, приводящее к снижению концентрации клеток и, соответственно, к уменьшению показателя оптической плотности продуктов реакции на ЩФ (на 25%) и увеличению площади, занимаемой фосфатазопози-тивными клетками (на 22%). Миграционные «пути» клеток в этом направлении при действии различных факторов отмечали Сапин М.Р., 1992; Агоева С. Д., 1992; Вихрук Т.Н., 1996.

II

0 12 3 4

л у —ш— %лусгц -гг-элу

Рис.1. Количество лимфоидных узелков на единицу площади среза (ЛУ), доля узелков с ГЦ (%ЛУс ГЦ), средняя площадь лимфоидного узелка (Злу).

0,1, 2,3,4 - группы животных.

0 12 3 4

■ КП ИМВ ПГЦ

Рис.2. Объемная плотность ретикулярных волоков в корковом плато (КП), мозговом веществе (МВ), герминативных центрах (ГЦ), у.е.

0, 1,2,3,4 - группы животных.

Одновременное увеличение плотности популяции малых лимфоцитов в паракортикальной зоне и мякотных тяжах отмечается у трех животных. На субклеточном уровне наблюдается просветление матрик-са митохондрий, появление митохондрий с размытыми мембранами, расширение цистерн ЭПР.

Нагрузки до 4 стадии приводят к изменению системных отношений между структурными элементами лимфатического узла. Нарушаются корреляционные связи между показателями объемной плотности ретикулярных волокон в корковом плато и мозговом веществе, уменьшается зависимость между объемной плотностью ретикулярных волокон и плотностью популяции лимфоцитов и ретикулярных клеток в герминативных центрах. В сторону выраженного уменьшения количества связей (на 29%) изменяется структура корреляционных отношений между типами клеток.

Таким образом, у собак первой группы наблюдается снижение плотности популяции лимфоцитов в В-зоне лимфоидных узелков и увеличение в Т-зоне (глубокая кора), снижение интегрированное™ структурно-функциональных элементов лимфатического узла с сохранением морфологического потенциала системы и преимущественной реализацией комплекса адаптивных реакций в зоне коркового вещества.

Воздействие нагрузок умеренной мощности (бег животного «до отказа» со скоростью 10 км/ч) сопровождается признаками активации коркового вещества, характерного для первой группы животных (увеличение количества животных с высоким корково/мозговым индексом, увеличение площади лимфоидных узелков и процента узелков с ГЦ, слияние узелков в более крупные образования, уменьшение объемной плотности ретикулярных волокон в ГЦ).

Наряду с этим, в процесс адаптации более энергично вовлекаются элементы мозгового вещества: значительно возрастает плотность популяции средних (на 68% к контролю, Р<0,01) и малых (на 39%, Р<0,01)

лимфоцитов, более выражено, чем в корковом плато, увеличение объемной плотности ретикулярных волокон, формируются мелкие лимфо-идные узелки, увеличивается количество макрофагов, измененных клеток, митозов. Усиление миграции фосфатазопозитивных клеток из лим-фоидных узелков (как и в первой группе) в область вен с высоким эндотелием. приводит к дальнейшему «разрежению» и деструкции кольца активных лимфоцитов в маргинальной зоне и, соответственно, к уменьшению средней оптической плотности (на 35%) и увеличению площади, занимаемой фосфатазопозитивными клетками (на 71%). По результатам кластерного анализа выявлены различные варианты распределения продуктов реакции на ЩФ в связи с уровнем работоспособности. Для подгруппы животных с низким уровнем работоспособности (время бега 145,14±33,77 мин) характерно снижение оптической плотности (на 45% к контролю) при незначительном увеличении площади продуктов реакции на ЩФ (на 10%). В подгруппе со средним уровнем работоспособности (224±91,5 мин) наблюдается дальнейшее снижение оптической плотности (на 55 %) и значительное увеличение площади продуктов реакции (та 258%). В подгруппе с максимальным уровнем работоспособности (333,5±11,5 мин) отмечен рост оптической плотно-:ти (на 20%) при относительном снижении площади продутов реакции га ЩФ (увеличение 65% к контролю). На субклеточном уровне актива-дня систем энергообеспечения сочетается с признаками альтерации (пе-зицеллюлярный отек, митохондрии с разрушенными или фрагментиро-занными кристами, дефекты в кариолемме). В структуре корреляционное связей наблюдаются существенные изменения, выражающиеся в сачественном и количественном усилении взаимодействия в поле плот-юсти популяции клеток и между показателями ретикулярной стромы в сорковом и мозговом веществе, увеличение тесноты связей между пока-¡ателями объемной плотности ретикулярных волокон и типами клеток.

Таким образом, при нагрузках «до отказа» со скоростью бега 10 км/час у большинства животных наблюдается усиление иммуноморфо-логических процессов как в корковом, так и в мозговом веществе, которые сопровождаются увеличением числа внутритканевых связей при явлениях повреждения структур на субклеточном уровне. Все это свидетельствует о предельной допустимости используемых нагрузок, увеличение продолжительности которых может привести к снижению уровня функционирования иммунной системы .

У животных, получавших нагрузки «до отказа» высокой мощности (скорость бега 15 км/ч) наблюдается уменьшение «плотности» лимфоидных узелков, выраженная неоднородность распределения продуктов реакции на ЩФ в маргинальной зоне, клеточное «опустошение» в герминативных центрах, увеличение количества узелков с «грубыми» фрагментами ретикулярной ткани, расширенный подкапсульный синус. На клеточном уровне определяется повреждение структур, ин-терстициальные и перинуклеарные отеки, отеки в соединительной ткани. В паракортикальной зоне и мякотных тяжах имеется тенденция к подавлению процессов дифференцировки клеток (уменьшение количества средних лимфоцитов). Фосфатазопозитивные клетки, одиночные и группами, наблюдаются по всему полю среза. Количество статистически достоверных связей в поле плотности популяции клеток значительно уменьшается. Выраженная неоднородность адаптивных реакций в ретикулярной строме коркового и мозгового вещества позволяет выделить несколько типов реагирования на нагрузку. По данным кластерного анализа в подгруппе животных с высоким уровнем работоспособности (время бега 200±82,6 мин) налюдается значительное увеличение плотности ретикулярных волокон в мозговом веществе (на 52% к показателю интактной группы) и корковом плато (на 30%); в подгруппе со средним уровнем работоспособности (время бега 105,3±34,5 мин) увеличение составляет в МВ 10%, в КП - 0%; в подгруппе с низким уров-

нем работоспособности (время бега 73,5±35,5 мин) обьемная плотность ретикулярных волокон меньше, чем в контрольной группе животных в МВ на 15%, в КП - на 17%. В структуре клеточных популяций выделяются подгруппы с преимущественным увеличением количества лимфоцитов в мякотных тяжах (148% по отношению к интактной группе, время бега 144,6±17,8 мин) и увеличением лимфоцитов в паракортикальной зоне (160%, время бега 207,7±7б, 1 мин).

Таким образом, наблюдаемое у животных третьей группы уменьшение количества структурно-функциональных элементов лимфоидной ткани, альтерация на всех структурных уровнях, ослабление тесноты связей, характеризующих стромально-паренхиматозные отношения, заметное увеличение фосфатазопозитивных лимфоцитов в мозговом веществе свидетельствуют об избыточности и повреждающем характере используемой нагрузки.

В группе животных, получавших многократные нагрузки до III пика работоспособности, доля собак с высоким корково/мозговым индексом выше, чем в интактной группе, но ниже, чем в других экспериментальных группах. На усиление адаптивных возможностей лимфатического узла указывает уменьшение площади, занимаемой плотной соединительной тканью (на 40% к контролю, Р<0,1), значительное увеличение средней площади лимфоидных узелков (на 33%, Р<0,05), образование «узелковых полей», увеличение процента узелков с ГЦ (на 11 %, Р<0,05), формирование узелков с ГЦ в мозговом веществе, выраженная макрофагальная реакция и увеличение бластов в ГЦ. Наблюдается характерное для второй экспериментальной группы увеличение дифференцирующихся клеток (средние лимфоциты) в паракортикальной зоне и мякотных тяжах. Увеличивается количество фосфатазопозитивных клеток в мякотных тяжах и герминативных центрах. Распределение продуктов реакции на ЩФ в маргинальной зоне лимфоидных узелков становится крайне неравномерным. Величина оптической плотности

уменьшается на 20% при увеличении площади продуктов реакции на ЩФ на 53% по отношению к контролю.

На электронно-микроскопическом уровне выявляются признаки деструктивных изменений: изменение формы ядер, перинуклеарные отеки, нарушение распределения хроматина, фенестры в кариолемме, большое количество гранулоподобных образований в цитоплазме клеток и клеточного детрита. Ретикулярные волокна в корковом плато образуют утолщения различной формы, не характерные для других групп животных. В ретикулярной строме мозгового вещества наблюдается значительное уменьшение размера петель, увеличение оптически плотных образований различной формы, утолщение волокон вокруг сосудов. Обьемная плотность ретикулярных волокон достоверно увеличена на 17%. Структура связей свидетельствует о значительно более тесном взаимодействии элементов лимфатического узла, чем в других группах. При этом наиболее интегрированные отношения наблюдаются в корковом веществе. Прямые сильные связи устанавливаются между показателями оптической плотности, площади продуктов реакции на ЩФ и плотностью лимфоидных узелков, а также между площадью и плотностью лимфоидных узелков и плотностью популяции клеток в ГЦ. Количество связей между показателями, характеризующими плотную соединительную ткань, ретикулярные волокна, капсулу и типы клеток увеличивается на 246%. Тесная структура связей наблюдается в поле плотности популяции клеток (увеличение сильных связей более чем в три раза).

Таким образом, многократные нагрузки до достижения III пика работоспособности приводят к значительному уменьшению числа степеней свободы и увеличению напряженности в системе внутритканевых связей лимфатического узла. Увеличение структурного обеспечения на тканевом уровне сопровождается деструктивными изменениями на клеточном, что указывает на избыточность используемой нагрузки и слиш-

ком высокую «цену» за формирование высокого уровня работоспособности.

ВЫВОДЫ

1. У животных интактной группы в лимфоидных узелках 1-П стадий развития ретикулярная строма представлена тонкими волокнами, образующими крупнопетлистые сети. В узелках 1П-ГУ стадий наблюдается утолщение и фрагментация волокон. При этом обьемная плотность ретикулярных волокон в светлых центрах в значительной мере определяется плотностью популяции малых и средних лимфоцитов, ретикулярных клеток.

2. Комплекс адаптивных реакций при нагрузках до достижения животными оптимального состояния кардиореспираторного аппарата (4 стадия) проявляется:

• снижением плотности популяции клеток и обьемной плотности ретикулярных волокн в В-зонах и увеличением этих показателей в Т-зонах коркового вещества;

• уменьшением количества корреляционных связей между показателями, характеризующими стромально-паренхиматозные отношения лим-фоидной ткани.

3. Нагрузки «до отказа» животных от бега со скоростью 10 км/час формируют более высокий уровень интеграции взаимодействующих элементов лимфатического узла (увеличение тесноты и силы корреляционных связей).

3.1. Наблюдается усиление структурного обеспечения иммунно-морфологических реакций: увеличивается корково/мозговои индекс, площадь лимфоидных узелков и доля узелков с герминативными центрами, возрастает плотность популяции малых и средних лимфоцитов, макрофагов в мякоти ых тяжах.

3.2. Выявлены различные варианты распределения продуктов реакции на ЩФ в связи с уровнем работоспособности:

• у подгруппы с низким уровнем работоспособности (время бега 145,14 мин) наблюдается снижение оптической плотности продуктов реакции на ЩФ (55% к контролю) при незначительном увеличении площади, занимаемой фосфатазопозитивными клетками (110%);

• у подгруппы с высоким уровнем работоспособности (время бега 333,5 мин) наблюдается увеличение оптической плотности (120%) и площади продуктов реакции на ЩФ (165%).

4. Нагрузки «до отказа» животных от бега со скоростью 15 км/час определяются как избыточные, о чем свидетельствует:

• истощение структурно-функциональных резервов лимфатического узла (уменьшение количества лимфоидных узелков, клеточное «опустошение» в герминативных центрах, увеличение количества узелков III-1У стадий развитя);

• повреждение структур на клеточном (дефекты в кариолемме, разрушение матрикса митохондрий, перинуклеарные отеки) и тканевом (большое количество клеточного детрита, интерстициальные отеки) уровнях.

4.1. У животных наблюдается нарушение структуры фосфатазопозитив-ных зон лимфоидных узелков (фрагментация кольца лимфоцитов, окружающего светлый центр) и увеличение количества фосфатазопози-тивных клеток по всему полю среза.

4.2. Увеличение времени бега «до отказа» сопровождается снижением площади продуктов реакции на ЩФ. При этом у животного с максимальным уровнем работоспособности (358 мин) наблюдается наиболее низкое значение площади продуктов реакции на ЩФ (8 у.е., 20% к контролю) и высокое — оптической плотности (0,99 у.е., 143%).

5. Адаптация иммунной системы животных к многократным нагрузкам (количество тренировок от 48 до 64 до достижения III пика работоспособности) проявляется:

• усилением структурно-функционального резерва лимфоидной ткани (увеличение площади лимфоидных узелков, доли узелков с герминативными центрами, формирование узелков в мозговом веществе);

• усилением морфологического обеспечения иммунных реакций (увеличение количества дифференцирующихся и бластных клеток, макрофагов);

• изменением соотношения элементов стромы в сторону уменьшения доли плотной соединительной ткани и увеличения обьемной плотности ретикулярных волокон;

• деструктивными изменениями на клеточном уровне (перинуклеарные отеки, нарушение распределения хроматина, дефекты в кариолемме). 5.1. При многократных нагрузках количество корреляций между показателями стромально-паренхиматозного комплекса возрастает более чем в три раза, что свидетельствует об усилении напряженности в системе внутритканевых связей лимфатического узла.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Состояние соединительной ткани в надпочечниках и лимфатических узлах при индивидуально дозированных физических нагрузках // Морфология. - 1996.-Т.106, №2. - С.92 (соавт. Стельникова И.Г., Кольтюко-ва Н.В.).

2. Структурно-функциональные взаимодействия в органах иммунной и эндокринной систем при воздействии на организм физической нагрузки различной интенсивности // Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов. Проблемы экологии в медицине / Мат-лы межд. конф., Астрахань." 1996.- С. 162 (соавт. Никонова Л.Г.).

3. Щелочная фосфатаза лимфатического узла на этапах адаптации организма к физическим нагрузкам // Нижегород. мед. журнал.-1999.-№3.-С.74-75.

4. Система морфомегрического анализа изображения МАКС-1000 в медико-биологических исследованиях // Нижегород. мед. журнал.-1991.-№1.-С. 54-57 (соавт. Кочетков АГ., Силин ЕВ. и др.).

5. Соединительная ткань лимфатического узла при двигательной активности различного характера // Морфология. - 1998.-Т.113, №3.- С.104 (соавт, Силин ЕВ.).

6. Индивидуальные адаптации как компонент здоровья. // Актуальные вопросы курортологии и реабилитации / Тез. докладов- Науч. практич. конф. Нюкне-Ивкино-Киров.-1997.-С. 48 (соавт.НиконоваЛ.Г.).