Автореферат диссертации по ветеринарии на тему Морфофункциональные основы механизмов гомеостаза лимфоидной ткани в отногенезе животных
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ВЕТЕРИНАРНЫЙ ИНСТИТУТ
На правах рукописи
СОКОЛОВ Владимир Иванович
УДК 619:611.42.018:591.8
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ МЕХАНИЗМОВ ГОМЕОСТАЗА ЛИМФОИДНОЙ ТКАНИ В ОНТОГЕНЕЗЕ ЖИВОТНЫХ
Специальность: 16.00.02 — Патология, онкология и морфология животных
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1992
Работа выполнена на кафедре цитологии, гистологии и эмбриологии Санкт-Петербургского ветеринарного института.
Научный консультант — доктор биологических маук Чумасов Е.' И.
Официальные оппоненты: доктор ветеринарных наук, профессор Буянов А. А.; доктор медицинских наук, профессор Белянин В. Л.; доктор биологических наук Пигаревский П. В.
Ведущее учреждение — Омский ветеринарный институт.
на заседании Специализирован;) . , 20.20.01 при Санкт-Петер-
бургском ветеринарном институте.
Адрес института: 196084, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 112.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского ветеринарного института.
Защита состоится « Ч »
1993 г. в 13 часов
Автореферат
1992 г.
Ученый секретарь Специализированного совета, доцент
Никишина И. В.
\
....... ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ
Актуальность теш. Перевод производства цродуктов Животноводства на основу промышленной технологии способствовал появлению большого количества стрессовых факторов - высокая концентрация поголовья на ограниченной территории, изменение микроклимата, частые перегруппировки животных, а также неполноценность и несбалансированность рационов при безвыгульном содержании. В сочетании с вирусными, бактериальными и мико-плазменными инфекциями они увеличили заболеваемость и смертность, привели к нарушении иммунного статуса (И.А. Болотников и др.,1983; A.A. Новых,1988; м. Muimer et al., 19885 Ä.H.M, Reddy, P.R. Reddy, 1988). Влияние стресса на иммунцую -систему зависит не только от его природы и продолжительности действия, но и от исходного функционального состояния организма, которое изменяется в онтогенезе, в течение года и подвержено циркадным ритмам. Поэтоцу требуются совместные усилия в разработке вопросов кммуноморфологии, успешно проводимые на ряде кафедр ветеринарных и медицинских ВУЗов: М.Е. Пилипенко, 1965; П.А. Ильин,1979; М.С. Жаков, И.М. Карпуть, 1980; Ю.И. Бородин и др.,1989; М.Р. Сапин,1989; З.С. Хлыстова,1987).
Иммунодефицитные заболевания чаще возникают у молодых животных, что связано с этапноеты» развития ищунной системы в онтогенезе (И.М. Карпуть, 1981; В.И. Яаптенок, 1986; B.C. Прудников, 1991). Особенно несовершенна иммунная защита у молодняка птиц, что связано с биологией развития. Поэтому у молодняка самые различные стрессорные факторы могут приводить • к состоянию.иммуносупрессии или быть причиной вторичных им(^у-нодефицитов. Проблемой иммунологии сегодня является изыска- ' ние способов компенсации функций отдельных звеньев иммунной системы или веществ, модулирующих конкретные звенья, что модно было бы использовать при коррекции вторичных иммунодефи-цитов (Р.Б. Петров,1983), являющихся причиной инфекционных
осложнений в хирургической и акушерской практике, а также хронических болезнях молодняка сельскохозяйственных животных.
3
Несмотря на значительные успехи в области теоретической и клинической иммунологии, представления о структурной организации органов лимфоцитоаоэза с учетом онтогенетических и видовых особенностей, поддержании их тканевого гомеоотаза в связи с возрастными и стрессовыми изменениями уровня гормонов в организме являются фрагментарными и малоизученными, хотя без сомнения составляют фундамент, на котором строятся научные подходы к познанию механизмов иммунных реакций. Так как гормоны способны проникать через фето-плацентарный барьер, необходимы системные исследования по их влиянию на гистогенез иммунной и нейроэндокринной систем у плодов, когда закладывается ход иммунных реакций в процессе динамического
развития тканевого состава органов иммуногенеза под регу-ляторным воздействием нзйроэвдокринного комплекса. Очевидно, что изучение закономерностей гистогенеза и становления центральных органов иьщуногенеза в пре- и постнагальном онтогенезе животных под влиянием экзо- и эндогенных гормонов актуально для раскрытия регуляторных механизмов гомеостаза лимфоидной ткани, что кроме общебиологического значения имеет и перспективу для осуществления направленной коррекции отих процессов при выращивании молодняка.
Цель и задачи исследования. Работа является самостоятельным разделом комплексной совместной темы кафедры анатомии сельскохозяйственных животных и гистологии Санкт-Петербургского ветеринарного института (номер государственной регистрации 018600ТО328). Цель исследования предусматривала выяснение структурно-функциональных особенностей лимфоидной ткани в онтогенезе в норме и при воздействии различных гормонов и ионов кальция у животных. Поставлены следующие задачи:
- изучить последовательность и этапы в' развитии тимуса и бурсы Птиц в онтогенезе;
- исследовать особенности дифференцировки и развития лим-фоэпителиальной ткани тимуса и бурсы при изменении в организме уровня гормонов тимуса; .
4
- изучить реакцию клеточных элементов тканей иммунной и эндокринной систем в онтогенезе птиц и млекопитающих на изменение уровня кортикостероадов в организме;
- выявить структурные изменения в лимфовдных органах птиц при введении экзогенных половых стероидных гормонов в пре-и постнатальном онтогенезе;
- оценить степень пролиферативной активности клеток лимфо-идной ткани при изменении в организме уровня гормонов гипофиза (пролактина и соматотропного);
_ выяснить роль свободного кальция в регуляции тканевого
гомеостаза в лимфоидных органах при гормональной модуляции и антигенной стимуляции.
Научная новизна работы; Впервые на большом экспериментальном материале проведено комплексное сравнительное морфологическое исследование эмбрионального и постнатального развития тканей тимуса и бурсы в условиях нормального развития и на фоне воздействия различных гормонов. В результате исследования получены новые данные о закономерностях цито- и морфогенеза, установлены реципрокные функциональные взаимосвязи в развитии тканей тицуса и бурсы птиц.
Впервые исследованы морфологические изменения в тимусе, во вторичных органах иммуногенеза и железах внутренней секреции новорожденных поросят после воздействия экзогенным гид- . рокортизоном в системе мать-плод. Установлено патологическое влияние экзогенного гидрокортизсна через фето-плацентарный барьер на развитие иммунной и эндокринной системы плодов.
• Выявлено модулирующее действие пептидных гормонов ти-1^са и гипофиза (пролактина и соматотропного) на эмбриональный гистогенез тимуса и бурсы птиц.
Получены новые данные о ингибирующем влиянии половых и надпочечниковых стероидных гормонов на развитие тимуса и бурсы птиц в эмбриональный период.
Выяснена роль катионов кальция в процессах гормональной модуляции и антигенной стицуляции органов лимфоидноЙ системы. • . . • 5
Теоретическая и практическая значимость работы. Результата работы существенно дополняют сведения о возрастной гистологии тимуса и бурсы птиц и углубляют знания о роли строма-льных компонентов в процессах дифференцировки гемопоэтических клеток. Установлена связь пролиферативной активности лимфоцитов тимуса и бурсы птиц и способность гормонов тимуса, гипофиза, надпочечных желез и гонад модулировать пролиферацию и
дифференцировку лимфоцитов тимуса и бурсы в пре- и постната-лыюм онтогенезе. Выявлена реципрокная связь в морфофункцио-нальной активности тимуса и бурсы. Выяснена роль катионов кальция в регуляции имцуногенеза.
Представлены доказательства о возможности возникновения иммунодефицитпых состояний у новорожденных поросят в результате хронического повышения уровня кортикостероидов в материнском организме. Показана возможность повышения антиген-ности вакцин сочетанным введением с катионами кальция.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Особенности и этапы развития тицуса и бурсы в 'пре- и постнатальном онтогенезе птиц.
2. Хроническое повышение уровня кортикостероидов у супоросных свиноматок приводит к гипоплазии тимуса, задержке в развитии кишечно-ассоциированной лимфоццной ткани и желез внутренней секреции.
3. Экзогенные пептиды тимуса в пренатальном онтогенезе стимулируют морфогенез и цитодифференцировку тицуса, но тормозят развитие бурсы. В постнатальный период их эффект-зависит от длительности введения тимопептидов. •
4. Половые стероидные гормоны оказывают на лимфовдкую ткань
бурсы прямое и опосредованное влияние через изменение метаболизма сгроыалькых клеток. . ■
б. Пептидные гормоны' гипофиза (пролактин и соматотропный) вызывают стимуляцию митотической активности в I- и В-лимфо-цитарных системах.
6. Введение свободного кальция сопровождается модуляцией . митотической активности лимфоцитов тимуса и бурсы. Катионы .6
кальция коррегируют эффекты действия гормонов на лимфоидную ткань и антителообраэование при введении антигенов. '
Реализация результатов исследования. Материалы диссертации используются в учебном процессе и при проведении научно-исследовательских работ и лаборяторно-практических занятий со студентами и слушателями повышения квалификации сельскохозяйственных высших учебных заведений, в частности: Украинской ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии, Белгородском, Дагестанском ордена Дружбы народов, Кировском и Одесском сельскохозяйственных институтах, Литовской ордена Трудового Красного Знамени ветеринарной академии, Всесоюзном научно-исследовательском ветеринар-, ном институте птицеводства, Санкт-Петербургском ветеринарном институте, что подтверждено соответствующими справками и заверено Заместителем начальника Главного управления высших учебных заведений, подготовки и переподготовки кадров от 2ВЛ1.1991 - № 092-115.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на:, Мевдународных симпозиумах -- "Проблемы моделирования патологических процессов у человека и животных и испытание биологически активных препаратов" (Санкт-Петербург,1992) и "Пептидные биорегулпторн-цитомедины"(Санкт-Петербург,1992); 2-м всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Ленинград, 1988); Республиканской научной конференции "Морфю-
экологические проблемы в ветеринарии и животноводстве" (Киев,' В91); 2-й региональной научной конференции морфологов Сибири и Дальнего Востока "Возрастная, видовая и адаптационная морфология животных (Улан-Удэ, 1992); 1-й (1989) и 2-й (1990) межвузовской научно-практической конференции "Новые фармакологические средства в ветеринарии'ЧЛенинград); 1сЗ-й научно-практической конференции "Физиология спорта" (Ленинград,
ВВ6); научной конференции, посвященной 150-летию П.Ф. Лес-гафга (Ленинград, 1937); научной конференции "Гистогенез и регенерация" (Ленинград, 1986) и "Реактивность и регенерация тканей (Ленинград, 1У90); обсуждены на 753 (1987) и 811(1991)
7
заседаниях Ленинградского отделения Всероссийского общества анатомов, гистологов и эмбриологов и научных конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского
ветеринарного института с 1981 по 1992 год.
Публикация результатов исследования. Основные положения диссертации изложены в 25 работах, опубликованных в тематических сборниках, материалах съездов, конфзренций и совещаний, депонированы в ЗИН.ИШ.
Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических предложений, списка использованной литературы и включает 259 страниц машинописного текста, 65 микрофотографий, 7 графиков, 23 таблицы. Список литературы включает 378 работ, из них 181 иностранных авторов.
СОБСТВЕННЫЕ ШСЛНДОВАНШ Материал и методика исследования.Исследование закономерностей гистогенеза, стандартизации возрастных параметров тканевого гомеостаза лимфоидных органов и их реактивных изменений в ответ на введение экзогенных гормонов и катионов кальция выполнено в основном на птицах, так как у них Т- и В-лим- ' фоцитарная системы органотипически связаны с тимусом и бурсой. Кроме того эмбрионы птиц являются удобной моделью для контролируемого изучения динамики развития и взаимодействия лимфоидных и стромальных компонентов в период становления межсистемных .связей, что выполнить на эмбрионах млекопитающих животных методически затруднительно.
Работа выполнена на куриных эмбрионах и курах различного возраста порода белый леггорн, полученных из ГППЗ "Нагорный" Ленинградской области. Эмбриональный материал точно датировался по закладке яиц на инкубацию, а постнатальный - по дню вылупления ццплят. Общее число исследованных эмбрионов - 270, птиц постнатального периода - 335.
8
Для сравнительных морфологических исследований использовано 27 новоро?вдэиных и 30-суточных поросят крупной беЯой породи, полученных из свинокомплекса "Восточный" и совхоза "Шушары" Ленинградской области, а тагосе 267 белых крыс линии Вистар с массой тела 180-200 грамм из племпитомника "Раппо-лово".
Кусочки исследуем« органов фиксировали в жидкости Кар-нуа или Буэна и по общепринятой методике зализали в парафин. Срезы толщиной 5 мкм окрашивали гематоксилином с докраской эозином,,азур-эозином, азановым методом, метиловым зеленым и пиронином по Уина, импрегнировали серебром по Бильшовско-ьлу и проводили Шй^реакцию. Для дифференцировки клеток гипофиза применяли окраску паральдегид-фуксином по Гомори и оран-жем G, а также трехцветной окраской по Маллори..
Для электронномикроскопического исследования ¡усочки органов фиксировали в глютаровом альдегиде с дофиксацией в тетроксцде осмия и после дегидратации в этаноле зализали в аралдит. Срезы получали на ультратоме 1KB (Швеция). Полутонкие срезы изучали после окраски толуидиновым синим, а ультратонкие после контрастирования в уранилацетате и цитрате свинца по Рейнольдсу просматривали и фотографировали в электронном микроскопе JEM-1 оо сх (Япония).
Проводили морфомегрию органов и клеток. С помощью окулярной сетки определяли плотность клеток на единице площади и митотический коэффициент. Цифровой материал обрабатывали статистически по методике, предложенной B.C. Стефановым и
Н.С. Кухаренко (19в8).
Проведены биохимические исследования концентрации ДНК 1 и РНК в ткани тимуса и бурсы по остаточному фосфору на спектрофотометре С»-26 по методике, разработанной Р.Г. Цаневым и Г.Г. Марковым (I960).
Методом прямой погенциометрии ионоселективными электродами в сыворотке крови или культуральной жидкости определяли катионы Са^+, К+ и натрия. Перевод разности потенциалов в абсолютные показатели концентрации ионов производили по ^программе на ivih-56 (А.В. Святковский, 1966). g
Для выяснения роли гормонов в тканевом гомеостазе гицу-са и бурсы животным вводили фармакопейные гормональные препараты: тималин, Т-активин, гедрокоргизон (XSEÜ "Гедеон Рихтер") , масляный раствор гестостерона-пропионата, прогестерона и эстрадиола-дипропионата, пролакгин NIH-P-S12 и сомато-тропшй гормон гипофиза. Гормоны 5- и 12-сугочным куриным эмбрионам вводили на хориоаллантоисную оболочку, а в постна-тальный период - внутримышечно.
Для сравнительного морфологического анализа в эксперименте использован метод органных культур тимуса и бурсы от 15- и 20-сугочных эмбрионов, культивируемых на среде 199 с добавлением гетерологической сыворотки по методу Е.А. Лурия (1966). Кроме того в эксперименте использовались кратковременные переживающие культуры моноцуклеаров крови, клеток трипсинизированной ткани тимуса, бурсы и гипофиза (Р.Адаме, 1983) для выяснения роли свободного Са^+ в механизмах действия гималина.
Специальные исследования проводились в содружестве с кафедрами и лабораториями Санкт-Петербургского ветеринарного института: кафедрой биохимии (зав. проф. tí.d. Рудаков), кафедрой патологической анатомии (зав. проф. A.A. Буянов), кафедрой физической культуры (зав. проф. М.Я. Левин), лабораторией по изучению бруцеллеза и тубер1улеза (зав. ст. научный сотрудник В.В. Велик).
Диффвренцировка тканей тимуса и бурсы
в онтогенезе и in vitro Анализ данных литературы о гистогенезе центральных органов лимфоидной системы птиц - гицусе и бурсе показывает, что сведения об источниках развития и сроках дифференциров-ки объединенных в их составе клеток неоднозначны, часто противоречивы и не отличаются достаточной полнотой.
Исследование 6-суточных куриных эмбрионов показало, что тицус представлен двумя парами эпителиальных тяжей, погруженных в мезенхиму вблизи к закладывающимся магистральным 10
кровеносным сосудам. В месте смыкания тяжей клетки окружающей мезенхимы проникают в закладку тимуса. Эпителиоциты йе-рифирии тяжа лежат компактно, а в центре формируют подобие синцития. Интенсивное митотическое деление эпителиоцитов (МИ 0,9±1,0%) приводит к увеличению массы органа. У 8-суточ-ных эмбрионов в тимусе формируется капсула, местами внедряющаяся в закладку'и разделяющая её на дольки. На 10-е сутки в тимусе выделяется 5-6 неравных долек, отделенных от окружающей ткани аргирофильными волокнами. В орган начинают врастать гемокапилляры, а среди эпителиоцитов зачатка встречаются лим-
фоцитоподобные клетки с грубыми глыбками хроматина в ядре.
Б эпителиоцитах, находящихся в контакте с вселившимися мезенхимными клетками, в цитоплазме появляются мелкие ШИК-положительные гранулы и усиливается пиронинофилия цитоплазмы. С 12-х до 15-х суток эмбрионального развития васкуляри-зация закладки тимуса усиливается и одновременно возрастает лимфоидная инфильтрация тимуса извне, а также за счет интенсивного митотического деления лимфоцитов формирующегося органа. С 16-17 суток дольки тицуса начинают дифференцироваться на корковое и мозговое вещество. Происходит стабилизация плотности клеток на единице площади и соотношения различных видов лимфоидных клеток.
К моменту выдупления в дольках тимуса отчетливо выражены.3 зоны: субкапсулярная, где располагаются эпителиоциты и бластные формы лимфоцитов с пиронинофильной цитоплазмой, обладающие максимальной митотической активностью. Их диаметр в среднем составляет 12,7*0,3 мкм, В корковом веществе преобладают лимфоциты с диаметром ядер 9,3*0,2 мкм, митотичес-' кое деление здесь менее интенсивно и встречаются лимфоциты с пикнотическими ядрами. Третью зону составляет мозговое вещество, где лимфоциты немногочисленны, а эпителиоциты образуют групш, в которых клетки подвергаются цитолизу, выделяя в межклеточное пространство ШИК-положительное содержимое. С двухмесячного возраста в органе появляются признаки ин-волотивных изменений, четко выраженные у 5-месячных птиц.
II
Закладка бурсы у 6-суточных эмбрионов представляет выпячивание дорсальной стенки задней кишки. К 9-м суткам в слизистой оболочке бурсы образуется до десятка различной высоты выростов из которых в дальнейшем разовьются складки. Они выстланы изопризматическим эпителием, а вокруг формирующихся в мезенхиме стромы гемокапилляроз располагаются очалски эритроичного кроветворения. К 11-му дню эмбрионального развития покровный эпителий складок становится высоким псевдомногорядным, а в апикальных концах клетки содержат ШИК-полояштельные гранулы. На этот срок степень васхуляризации стромы складок возрастает и в ней по мере дифференцнровки мезенхимы появляются аргирофильные волокна. Л просвете гемокапилляров и в омбрио-нальной соединительной ткани встречаются стволовые гемопоэтические клетки; эритропоээ прекращается, заменяясь активным гранулоцитопоэзом.
На 12-13 сутки в покровном эпителии складок за счет локального размножения эпителиоцитов образуются утолщения - "эпителиальные почки". У 14-15-суточных омбрионов эти.образования вместе с базальной мембраной погружаются в строму, где они инфильтрируются стволовыми гемопоэтическими клетками, Уто образование дает начало развитию мозгового иогцества фолликулов бурсы. По мере их разрастания за счет пролиферации клеток и дифференцнровки клеток стромы, гранулоцитопооз в складках затухает. У Х8-суточных эмбрионов фолликулы занимают почти исю строму и разделены тонкими прослойками аргирофильных волокон. К моменту вылупленил фолликулы, размеры которых.в среднем сос-тавляюг 516 902-1 992 мкм^, представлены мозговым веществом, отграниченным оу окружающей стромы базальной мембраной, на которой с внутренней стороны лежит сплошной слой эпителиоцитов, а в центре лимфоидше и эпителиальные клетки перемешаны. Снаружи к мембране примыкают многочисленные капилляры, образуй-щие гексагональную сеть, около которой скапливаются лимфовдные' клетки, дающие начало развития коркового вещества фолликула бурсы. Полное формирование лимфоэпителиальшх фолликулон бурсы заканчивается к двухнедельному возрасту. Максимально раз-■ 12 •
вита бурса у цыплят месячного возраста, а с двухмесячного в ней, как и в тимусе, начинаются инволютивше изменения. ' Таким образом в центральных органах лимфоидной системы птиц - тимусе и бурсе - определенная последовательность развития и взаимодействия клеточных элементов, относящихся к различным дифферонам, наблюдается в раннем эмбриогенезе. Стволовые гемопоэтические клетки заносятся в органы извне. Лимфоци-гопоэтической функции в тимусе и бурсе предшествует цитодиф-
фвренцировка стромальних клеток и секреторных эпителиоцитов. Трансформации эпителиальных клеток зачагка тимуса в лимфовд-ные, как это наблюдал r. Auerbnch (1966), но удалось получить И в условиях тканевых культур эмбрионального тимуса и бурсы.
Влияние пептидов тимуса на развитие лимфоидной ткани в онтогенезе и в условиях in vitro По данным литературы известно, что низкомолекулярные пептиды гимуса стимулируют клеточный иммунитет (В.Г. Морозов, В.Х. Хавинсон, I97d; З.Я. Арион, 1901"). 0 влиянии их на морфоф/нкциональную активность клеток, относящихся к 8-лимфо~ цитарной системе известно меньше, а денные о действии тимо-пептидов на эмбриогенез лимфоидной ткани отсутствуют.
Влияние тималина на развитие тимуса .и бурсы эмбрионов исследовано до становления секреторной активности тимуса (5-, суточные эмбрионы) и после её появления (12-суточные эмбрионы). Введение 0,2 мг тималина 5-суточным эмбрионам сопровождалось значительным усилением митотической активности клеток лимфюэпителиялыюго зачатка тимуса (на 25% превышала интакт-ных), ускорением морфогенеза органа и дифференцировки его клеток, продолжавшимися до 15-х суток.
В бурсе наблюдалась задержка в-закладке "эпителиальных почек" и торможение пролиферации их клеток. Однако к вылуп-лению в тимусе наблюдалось замедление процессов пролиферации тимоцитов, а в фолликулах бурсы митогическая активность лимфоцитов возрастала вдвое. Тем не менее размеры фолликулов у вылупквпихся шплят были в среднем на 20t меньше, чем 'у интакгних .газетных. гп
Введение тималина 12-суточным эмбрионам сопровождалось усилением пролиферации тимоцитов, ускорением их дифференци-ровки и экстраорганной миграции. Об эммиграции тимоцитов можно судить по снизившейся плотности клеток на единице площади при возросшей пролиферации. В фолликулах бурсы митотичес-кая активность лимфоцитов была снижена. К вылуплению наблюдалось снижение митотической активности тимоцитов при возрастании пролиферативных процессов в бурсе. Однако у вылупившихся цыплят бурса была меньше чем у интактных. Таким образом в про-лиферативной активности лимфоцитов эмбриональных тимуса и бурсы наблюдаются реципрокные связи.
Внутримышечное введение как тималина, так и Т-активина 30-дневным цыплятам сопровождалось в течение 7 дней повышением митотической активности тимоцитов (на 30-40$), усилением их дифференцировки и эммиграции. В мозговом веществе возрастало количество тимусных телец. В лимфоидной ткани бурсы на указанный срок отмечена тенденция к снижению пролиферации лимфоцитов. Уровень нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) в ткани ги-муса соответственно усилению пролиферации и дифференцировки клеток - возрастал, а в бурсе - понижался. .
Следует отметить, что введение тималина сопровождалось незамедлительным снижением в крови концентрации катионов Са^+ ' и натрия и возрастанием - ионов калия.
При параллельном исследовании гипофиза через 2 часа после введения тималина отмечено снижение электронной плотности ци-' топлазмы аденоцитов, смещение секреторных грацул к плазмалемме й частичное просветление их содержимого, набухание митохондрий и расширение каналов эедоплазматической сети. Отмеченные ультраструктурные изменения позволяют судить о влиянии тималина на усиление функциональной активности гипофиза.
Для выяснения связи активации тималином эвдокриноцитов гипофиза и снижения уровня катионов Са^+ проведены исследования по влиянию тималина на концентрацию свободного Са^+ в переживающих кратковременных культурах клеток (моноцуклеаров' .
14
крови, ткани тимуса, бурсы и гипофиза). После добавления ти-малина к культуре моноцуклеаров крови снижение концентрации ионов и изменение концентрации моновалентных ионов натрия и К+ наблюдалось через 5 минут. Снижение концентрации ионов кальция носило дозозависимый характер и было максимальным во времени при наименьшей исследованной дозе - 0,003 мг тима-лина. В культуре 'клеток тимуса снижение концентрации свободного Са^+ происходило через 15 минут, после внесения тималина. Предварительное внесение в культуру трифлюоперазина, блокирующего перенос ионов Са + через плазматические мембраны . вцугрь клеток, при последующем внесении тималина ингибирова-ло снижение свободного кальция в культуре.
о.
В культуре клеток бурсы снижение концентрации ионов Са происходило через 30 минут после внесения тималина и такие блокировалось предварительным внесением трифлюоперазина.•
В культуре клеток гипофиза снижение концентрации ионов ' кальция происходило через 15 минут после внесения тималина. Возможность фармакологической блокады трифдюоперазином эффекта снижения концентрации ионов Са^+ в ^лыуре клеток, позволяет предположить, что он связан с активацией кальциевых каналов плазмалеммы клеток тималином. Возможно катионы Са^+ в эффектах действия тималина играют роль вторичного посредника, о чем свидетельствует и одновременное изменение уровня моновалентных ионов калия и натрия, обуславливающих поляризацию клеточных мембран и. связано с усилением ионотран-спортных процессов в активированных клетках (А.А.Вереинов и др.,1991; И,И. Марахова, 1991).
Таким образом тимопептиды способны оказывать стимулирующее действие на гистогенез тимуса в ранние сроки эмбрионального развития, но при этом тормозят развитие бурсы. Реципрок-ные связи в морфофункциональной активности тимуса и бурсы
при введении экзогенных пептидов тицуса наблюдались и в пост-натальный период. Пептиды тицуса могут играть роль афферентного сигнала при сопряжении функции иммунной системы и гипофиза - центрального органа эндокринной системы.
Влияние кортикостероцдов на развитие лимфоидной системы птиц и млекопитающих в'пре- и посгнатальном онтогенезе Изучение взаимосвязей лимфоидных органов с железами внутренней секреции представляет особый интерес, гак как только при сбалансированном их взаимодействии возможен тканевой гоме-остаэ органов иммуногенеза. £тим вопросам, начиная с работ Г. Селье (1936), посвящены многочисленные исследования (В.$. Чеботарев, 1979; Е.А. Норнава, ö.K. П1хинек,1988 и другие), тем не менее вопросы видовых и онтогенетических особенностей взаимодействия этих систем требуют углубленного изучения, так как " смещение баланса гормонов может быть одной из причин возникновения иммунопатологии.
Введение 0,025 мг гидрокортизона (ГК) у 5-еуточных эмбрионов вызывало торможение пролиферации клеток в тимусе до вылупления, что приводило к гипоплазии органа. В бурсе до 15 суток- эмбрионального развития формирование фолликулов протекало активнее, чем у интактных эмбрионов, а затем сменялось торможением, что возможно был. связано и с задержкой в развитии
эндокринной системы плода. В строме складок бурсы было снижено коллагенообразование, а гранулоцитопоэз сохранялся до вылуп-ления. Бурса подопытных цыплят была меньше по размерам.
У 12-суточных эмбрионов ГК вызывал торможение митотической активности лимфоцитов тимуса и бурсы и усиливал их гибель. Перед вылуплением в покровном эпителии наблюдалась повторная закладка, "эпителиальных почек" и формировались новые фолликулы. Грануле- ■ • цитопоэз сохранялся в бурсе до вылупления.
' При введении экзогенного.ГК супоросным свиноматкам с массой тела 200 кг по 0,25 мг/кг с 55 по 80-й (1гр) и с 75 по 100-й (2гр) день гестации у их потомства обнаружены существенные отличия в структуре органов иммунной системы и железах внутренней секреции. У новорожденных поросят 1-й группы масса тимуса была на 30^ ниже, че».. у интактных животных. Ор-. ган был гипоплазивен. Корковое вещество в дольках занимало площадь на IO'S ниже и в нем была снижена плотность тимоци-,. тов на единице площади и их пролиферативная активность.
В слизистой оболочке тонкого отдела кишечника у подопытных животных снижалось количество лимфовдных узелков. *
Передняя доля гипофиза была гипертрофирована. Б ней снижена доля базофильных аденоцитов и возрастало количество ок-сифилов, часть из которых была гипертрофирована, а часть находилась в состоянии цитолиза.
В надпочечниках наблюдалась задержка в инволюции клеток 'Детальной" коры и дифференцировке дефинитивной в сравнении с интакгными животными и данными литературы (З.С. Кацнельсон, 1967). По сравнению с интактными животными и данными литера-эдзы (М.З. Атагимов, 1974) торможение в инволюции "фзтальных" гландулоцитов имело место и в паренхиме семенников.
У подопытных поросят 2-й группы пролиферация в тимусе была усилена параллельно с эммиграцией. В селезенке более сильно развита периартериальная лимфоидная ткань. В узелках кишечно-
ассоциированной лимфоидной ткани возрастало количество иммуно-н плззмобластоп. В мезентериальных лимфатических узлах увеличивалась доля лимфоцитов, а в паракортикальной зоне чаще встречались лимфоциты с пикнотичзскими ядрами, В гипофизе гипертрофирована передняя доля и тубэральная часть. Наряду с увеличением
количества хромофилов усиливался и их цитолиз. Дценоциты подопытных жнвотных имели меньше секреторных гранул, а в их цитоплазме часто встречались вакуолярные структуры. В коре надпочечников была лучше 'выражена зональность, а в щитовидной железе преобладали мелкие фолликулы с признаками резорбции коллоида, что свидетельствует об активации функции.
. Повышенному морфофункциональному состоянию органов лимфоидной и эндокринной системы соответствовал и более низкий уровень свободного в крови новорожденных поросят подопытной группы. Он составлял 3,46-0,4 при 4,52^0,4 мМ/Л у ин-тактных. Концентрация К+ равнялась 7,9-1,2 при 6,03-0,5, а натрия - 165±П при 15В-13 ш!/Л соответственно.
Многократное введение экзогенного ГК оказывало такой же эффект на тканевой гомеостаз лимфоидных органов и железы внутренней секреции, как и при повышении уровня эндогенных кор. 17
тикостероидов.. Так в эксперименте с применением физической нагрузки разной направленности и интенсивности у самцов крыс адаптивные изменения в лимфоидной ткани и железах: внутренней се1феции прямо коррелировали с величиной стрессорцого фактора и уровнем кортикосгероццов в крови. При умеренных физических нагрузках динамического характера (плавание) наблюдались адаптивные перестройки в гипофизе и надпочечниках. Существенных различий с интактными крысами в морфо^ункциональной активности лимфоидных органов не выявлено. При сильных динамических нагрузках резервы эндокринных желез истощались, а в тицусе наблюдалась ингибиция пролиферации и усиление гибели тимоци-тов, что приводило орган в состояние акциденральной трансформации. Обьем лимфоцитов в селезенке и лимфатических узлах был значительно снижен. При статических нагрузках (вис на шесте) отмечалось торможение эммиграции тимоцитов и как следствие -снижение их плотности на единице площади во вторичных, органах.
Многократное введение ГК в дозе 5 мг/кг поросятам месячного возраста сопровождалось снижением площади коры и увеличением площади мозгового вещества в тимусе. Плотность тимоцитов на единицз площади была снижена, но пролиферация в субка-псулярной зоне была высокой. В слизистой оболочке кишечника , возрастало количество лимфовдных узелков и усиливалась диф-ференцировка входящих в них лимфоидных клеток.
В мякотных шцурах ыезентериальных лимфатических узлов усиливалась дифференцировка В-лимфоцитов и возрастало их ко- • личесгво на единице площади. ..
Таким образом у птиц и млекопитающих животных гидрокортизон на ранних этапах эмбриогенеза тормозит развитие, становление тканевого гомеостаза и цитодифференцировку органов
лимфоидной и эндокринной систем, а на поздних - стимулирует эти процессы. В посткатальный период ингибирующее действие гормона (как экзогенного, гак и эндогенного при нагрузках сгрессорного характера) сильнее проявляется на клетках, относящихся к Т-лимфоцигарной системе. ' 16
Реакция развивающейся и дефинитивной лимфоидной ткани
в ответ на введение половых стероидных гормонов Введение 0,1 мл 1/5 тестостерона на 5-е сутки эмбрионального развития куриных эмбрионов сопрововдалось до 15-х суток
замедлением пролиферации клеток тимуса. Процессы клеточной диффзренцировки в нем были несколько ускорены. На более поздних этапах различий в морфогенезе органа с интактными животными не отмечено. Б бурсе закладывающиеся единичные "эпителиальные почки" ле погружались в строму, так как мезенхима в ней • подверглась ускоренной диффзренцировке в соединительную ткань, богатую коллагеновыми волокнами, что затрудняло их погружение. Очаги гранулоцитопоэза сохранялись в центре складок, где кол-лагеногенез был менее выражен. К вылуплению бурса атрофировалась полностью, или имела размеры и структуру как у 12-суточ-ных эмбрионов и сильцую коллагенизацию сгромы.
Введение гормона 12-суточным эмбрионам не вызывало различий в струк1уре тимуса подопытных животных в сравнении с интакгщши. В бурсе это сопровождалось разрушением эвложившихся фолликулов и образованием в покровном эпителии новых "эпителиальных почек". Гранулоцитопоэз наблвдался до вылуп-ления. Размеры бурсы были уменьшены.
Многократное введение гормона у самцов крыс ингибирова-ло пролиферацию гимоцигов в субкапсулярной зоне и мозговом веществе тицуса, а также сопровождалось значительной гибелью лимфоцитов. Напротив через 15 суток после кастрации митоти-ческая активность лимфоцитов в субкапсулярной зоне возрастала втрое. У 30-суточных цыплят многократное введение ГК не отражалось существенно на пролиферации тимоцитов, но вн-• зывало значительную гибель, что и служило причиной атрофии органа. В фолликулах бура: торможение пролиферации лимфоцитов наблюдалось в коре, но усиленный коллагеногеНез в сгроме » оттеснял фолликулы от покровного эпителия, нарушая восполнение их мозгового вещества эпителиоцитами и нарушая гомеос-таз, что и'вызывало их атрофию.
Прогестерон у 5-суточиых эмбрионов вызывал кратковремзы-
19
нов усиление пролиферации клеток зачатка тимуса и его морфогенеза, но к вылуплению различий в структуре тицуса и бурсы у подопытных животных в сравнении с интактными не выявлено. Не оказал существенного влияния гормон и на развитие тимуса при его введении 12-сугочным эмбрионам. Однако в бурсе в этом случае.отмечается задержка в развитии фолликулов, а гра-нулоцитопоэз в ней задерживался до вылупления.
В постнагальный период многократное введение гормона
самцам крыс, вызывало достоверное усиление пролиферации ти-моцитов. В связи с замедлением при этом и их 'эммиграции, границы крры в -дольках тимуса расширялись за счет сужения мозгового вещества. В последнем было мало пщусных телец и ослаблена ШИК-реакция секреторных гранул в эпителиоцитах.
Возрастала митотическая активность лимфоцитов тимуса и после многократного введения гормона цыплятам. Особенно ■ существенным было возрастание пролиферации в коре фолликулов бурсы, а их размеры и величина органа у подопытных птиц были существенно больше по размерам, чем у интактных.
Введение 0,1 мл 1% эстрадиола-дипропионата 5-Ьуточным эмбрионам сопровождалось торможением митотической активности клеток тимуса, продолжавшимся до 15-х суток. В дальнейшем различий в форм :ровании органа подопытных животных не наблюдалось. В бурсе кроме" торможения пролиферации клеток фолликулов, имело место и торможение иммиграции клеток-предшественников гемопоэза. Об этом свидетельствует слабое развитие гра-цулоцитопоэза и преобладание эпителиоцитов над лимфоидными клетками в фолликулах. При вылуллении бурса у подопытных цыплят была меньше по размерам, чем у контрольных.
При введении эстрвдиола 12-суточным эмбрионам различий в разви?ии тимуса в сравнении с контрольными эмбрионами не било. Развитие лимфоидной ткани бурсы было.замедлено, . как за счет ингибиции пролиферации, так и за счет снижения иммиграции клеток-прекурсоров лимфоцитопоээа.
В пестнатальный период введение гормона вызывало у цыплят позшение пролиферации и дкфференцировки лимпгеидных кле-20 '
ток тимуса, но ШИК-реакция цитоплазмы элителиоцигов была ослаблена. Усиление пролиферации и дифференцировки клеток наблюдалось и в фолликулах бурсы.
Таким образом в раннем эмбриогенезе птиц экзогенные репродуктивные гормоны оказывают ингибирунцее действие на гистогенез гицуса и бурсы. В постнатальный период структурные изменения в лимфоидцых органах зависели от природы гормона и длительности его воздействия.
Морфологические изменения в органах иммунной системы птиц и млекопитающих при введении пептидных гормонов
гипофиза (пролактина и соматотропного) После введения пролактина (Пр) в дозе 0,005 мкг 5-суточным эмбрионам у них до вылупления наблюдалось повышенное ми-готическое деление клеток тимуса и их дифференцировка. С 15-х суток развития у подопытных эмбрионов была снижена и плотность клеток на единице площади, что при повышенной пролиферации может свидетельствовать об усилении зммиграции. Более сформированными на момент вилупления были и фолликулы бурсы.
Введение гормона в той же дозе'12-суточным эмбрионам вызывало торможение пролиферации и усиливало гибель лимфоцитов в развивающихся тимусе и бурсе.
В постнатальный период вг.едение гормонов гипофиза - Пр и соматотропного {СТГ), оказывало стимулирующее влияние на пролиферацию клеток как Т- так и В-лимфоцитарной линии.
После введения Пр 30-суточным цыплятам у них наблюдалось повышение пролиферации лимфоцитов тимуса п течегшо 7 суток.
В мозговом веществе органа увеличивалось количество селрегорных, эпителиоцигов. Часто они окружали группы тимоцитов с ¡гипнотическими ядрами. Нередло эшггели'оциш подпергалиеь цитолизу с образованием кис топодобных структур. В йурсе пролиферация * лимфоцитов в течение первых 7 суток понижалась, а а последующем. к 15-м суткам наблюдений достоверно повышалась в сравнении с интактными кивстными.
У крыс многократное введение СТГ усиливало пролифэра-
¿1
цию и экстраорганцую миграцию лимфоцитов тимуса. Трехкратное введение гормона поросятам месячного возраста в дозе 0,002 мкг/кг усиливало пролиферации лимфоцитов в субкапсу-лярной зоне тицуса. В органе возрастала плотность лимфоцитов на единице площади и наблюдалось расширение границ коркового вещества долек за счет сужения мозгового. В слизистой оболочке тонкого отдела кишечника увеличивалось количество солитарных лимфовдных узелков на сМ^ площади, а в толстом - снижалось. В аоне купола узелков и герминативных центрах возрастала плотность клеток, увеличивалась доля им-•мунобластов и зрелых плазмоцитов. Пролиферация лимфоидных клеток достигала 4% при 0,5$ у интакгннх животных.
Таким образом пептидные гормоны- гипофиза - пролактин и сомагогропный являются мощными стимулирующими факторами лим- . фоцитопооза в Т- и В-лимфоцитарных системах.
Роль ионов кальция в процессах дифференцировки
лимфоидной ткани при антигенной__сгинуляции_________
В последнее десятилетие получены убедительные данные об
участии ионов Са^"1", как вторичного мессенщжера в механизмах межклеточных взаимодействий: митозе, локомоции, секреций, сокращении и регуляции важнейших процессов жизнедеятельности (Д.О. Левицкий,1990; П.Н. Шевчук,1990: Р.В. Петров, Р.И. Атаул-лаханов,1991). Однако о роли ионов Са в и ммуногенезе имеют-, ся единичные работы ( Т. В1агаап^е1п, М.У. 0аема1й»1974).
Исследование проведено на 8 группах цыплят в возрасте 30 суток и самцах белых крыс линии Бистар. Животным 1-й группы вводили по 0,3 мл вакцины (птицам - противоколибакгериоз- ' ной, крысам - противокампилобактериозной); 2-й гр - по 0,5 мл 103 глюконата-кальция; 3-й гр глюконат кальция и Через 15" минут вакцину; 4-й гр - по 0,5 мл 4$ ЭДТА, являющейся хелато-ром ионов Са ,• 5-й гр - ЭДТА и через 15 минут вакцину; 6-й' гр - по 0,2 мг грифлюоперазина, блокатора переноса ионов Са^+ через плазматические мембраны клеток; 7-й гр - грифлюоперазин
и через 15 минут вакцину; птицы и крысы 8-й группы были ин-
£2
тактными и служили контролем.
У подопытных цыплят и крыс 1-й группы после введения вакцины с 3-х по 10-е сутки возрастала пролиферация и экстраорганная миграция лимфоцитов в тимусе, В мозговом веществе органа увеличивалось количество тимусных телец с ШИК-положительной реакцией цитоплазмы эпителиоцитов. В ткани тимуса возрастала концентрация нуклеиновых кислот, а в бурсе - РНК. Титр антител в реакции агглютинации определялся на 3-й посг-вакцинальные сутки в разведении 1:20, на 10-е - 1:40, а на 20-й день в разведении 1:640.
Усиление пролиферации лимфоцитов в тимусе наблюдалось и после введения глюконата кальция -.у крыс на 10-е, а у цыплят
- на 7-е сутки после инъекции. Была усилена и экстраорганная миграция тимоцитов. В тимусе цыплят на 7-е сутки уровень ДНК был достоверно выше, чем у интактных птиц, а на 14-е сутки в органе был повышен и уровень РНК. В лимфоцдной ткани бурсы не отмечено изменений и уровень нуклеиновых кислот не имел достоверных различий с контрольными животными.
При сочеганном введении глюконата кальция с вакциной пролиферативная активность лимфоцитов в тицусе подопытных животных была высокой более продолжительное время, чем в подопытной группе №1. Концентрация ДНК в ткани тимуса в группе Ш возрастала с 7-го по 14-й день, со 155±12 до 176±10 мгД Р, тогда как в группе №1 - со Í35ÍI0 до I5QÍI2 мгД соответственно. Уровень'РНК в ткани тимуса в группе №3 с 7-го по 14-й день возрастал с 220±15 до 24QÍIÍ3 мгД при 1ТО±12 и 230±17 мг/3 Р у цыплят, где вводилась только вакцина. Концентрация РНК в.ткани бурсы у цыплят с ссчетанным введением вакцины с глюконатом Са была выше на 255, чем в группе I и на 6й% выше, чем у интактных животных. Титр антител в крови крыс на третьи сутки определялся в разведении I:ti0, на 10-е - 1:1Ш и через 20 су*. ток после введения вакцины с глюконатом кальция - в разведении. 1:1250, вдвое превшая показатели 1-й подопытной группы.
Кратковременное снижение уровня катионов Саза счет связывания их ЭДТА у крыс'на 3-й сутки, а у цчпляг - на 7-е
г. 23
сопровождалось всплеском пролиферативной активности лимфоцитов тицуса, но различия в концентрации ДНК в ткани тимуса подопытных и контрольных не были достоверны статистически. Митотическая активность лимфоцитов бурсы достоверно снижалась, что совпадало и со снижением концентрации ДНК в ткани органа до 60 мг/% Р при 115-13 мгД в контроле.
При введении вакцины на фоне сниженной концентрации катионов в организме животных.подопытной группы 35 сопровождалось менее существенным повышением уровня митотической активности лимфоцитов в тимусе, чем в группе №1.-Замедление синтеза нуклеиновых кислот в ткани тимуса и бурсы отмечено •у птиц этой подопытной группы. У крыс титр антител в сыворотке крови определялся на третьи сутки в разведении 1:20, на 10-е - 1:80, а на 20-е - 1:320, то есть был вдвое ниже, чем в группе, где вводилась только вакцина.
■ Введение трифлюоперазина не вызывало изменений в морфо-ф/шциональной активности в лимфоидной ткани подопытных жи-.вотньк, Предварительная фпрмакологическая блокада переноса ио-. нов в активированные клетки трифлюоперазином.перед введением вакцины-в подопытной группе 7-сопровождалось ретардацией пролиферации гимоцигов и смещением её максимума на более поздний срок, чем в группе М. У крыс медленнее нарастал титр антител, которые на 3-й сутки определялись в разведении 1:20, на 10-е --1:80, а на 20-е - 1:320.
В аденоцитах гипофиза животных через 2 часа после введения препаратов (кроме группы !«6) при электронномикроскопичес-ких исследованиях отмечается снижение количества секреторных гранул,- расширение каналов эцдоплазматической сети, гипертрофия митохоцдрий, что можно расценивать, как повышение функциональной активности энцокриноцитов аденогипофиза.
В крови•подопытных животных уже через 15 минут после введения препаратов наблюдалось достоверное снижение концентрации свободного Са~+ в группах 1,2,4. В группах 3,5 и 7, где вакцина вводилась через £5 мицут после инъекции глюконата кальция или ЭДТА, уровень ионов кг.льц.чя бьтл вниз, чем у-¿>нтактиых жи-24
вотных. Вероятно это можно объяснить тем, что транзитно повысившийся в клетках ионный вызвав в них запуск биохимических реакций, вновь откачивается через иоиотранспортную систему в межклеточную среду (Д.О. Левицкий, 1990) и требуется определенное время, чтобы клетка подготовилась к ответу на новый стимул, что и имело место в ¡эксперименте.
Таким образом катионы кальция при совместном введении с вакциной усиливают её влияние на пролиферацию и дпффирен-цировку лимфоцитов, синтез нуклеиновых кислот в центральных лшфоидшх органах, антителообразование п повышают антиген-ность вакцины, Можно полагать, что ультраструктурные изменения в эндокриноцитах гипофиза обусловлены выбросом тимопеп-1ГИД0В после введения антигена. Вероятно пептиды тимуса играют роль афферентного сигнала для эндокринной системы.
Роль ненов кальция в тканевом гомеосгазе тимуса и о.урсы при гормональной стимуляции Гормональная стимуляция органов иммуногенеза осуществлялась многократным (трехкратное с интервалом в 46 часов) введением гормонов (тималпна по 0,2'мг; гидрокортизона по 0,2
мг; тестостерона по 0,3 мл 1%; прогестерона по 0,2 ми 1%\ пролактина по 0,002 мкг) на фоне ежедневного введения глэко-ната кальция по 0,3 мл Ю'4 и ьа фоке "дефицита" ионсв Са^ за счет их связывания ежедневным введением Эд'ГА по 0,5 мл
В отличии от однократного введения глюконата кальция, сопровождавшегося стимуляцией пролиферации лимфоцитов тшдусь, после продолжительного введения препарата в корковсм и мозговом веществе тиъуса митотичееки делядиося клетки составляли 0,2^0,1'', вероятно за счет исчерпания запасов клеток, способных перейти из ингзрфаиы в митоз. Наблюдались и ульгоа-структурные измзшнил т.моцитов: образовании мчзгечмелунных выростов в плазмалемме клеток и повивать- электронной плотности цитоплазм. Капали эндоплазматичиекоЛ сети р^с.аи-рены, мнтохондрич набухгана с частичной редукцией крнс-г. Набухание митохондрий с вакуолизацией матрикса и разрывом крисг
2э
наблюдалось и в эпителиоцитах мозгового вещества тимуса. Здесь значительное количество митохондрий превращалось в мультиламеллярные тельца. Секреторные эпителиоциты нередко образовывали кисты с содержимым средней электронной плотности. Поверхность эпителиоцитов, обращенная в полость кисты, имела многочисленные высокие микроворсинки.
Митотическая активность лимфоцитов в бурсе в это время в 4 раза превышала пролиферацию у интакгных животных.
При исследовании гипофиза выявлена гипоплазия аденоци-
тов и ослабление тинкториальной способности их-цитоплазмы. Электронномикроскопическое исследование показало снижение количества секреторных гранул в эндокриноцитах, гипертрофию ми-' тохоцдрий и расширение межклеточных пространств и многочисленные мультиламеллярные дельца в аденоцитах. • '
Таким образом изменения, которые появляются в эпителиоци-тах тицуса и аденоцигах гипофиза, свидетельствуют о высокой функциональной нагрузке этих клеток при продолжительном введении глюконата кальция. Перерождение митохондрий в клетках этих органов, возможно связано с аккумуляцией свободного Са^+ в этих органеллах. Это в свою очередь активирует дыхание с ингибицией внутриклеточного фосфорилирования и нарушением других ферментных "ансамблей", приводящих к перерождению органелл, как это показано в исследованиях В.В. Виноградова (1989).
Продолжительное связывание катионов кальция ВДТА не ока-■ зало существенного влияния на митогическую активность лимфоцитов тимуса. Ультраструктурные изменения тимоцитов характеризовались сильным расширением каналов эндоплазматического ретикулума, набуханием митохондрий и появлением в цитоплазме многочисленных везикулярных структур.
Пролиферативная активность лимфоцитов бурсы при многократном введении ЗДТА существенно возрастала. О повышенной .
функциональной активности свидетельствовали и ультраструктуд-ные изменения аденоцитов гипофиза. Количество свободного Са * в периферической крови в сравнении с интактными "животными было снижено на 231.
Введение тималина, проводимое на фоне ежедневных инъекций глюконата кальция, способствовало восстановлению пролифе-
ративного пула лимфоцитов, утративших свои потенции к митозу в результате активной пролиферации при стимуляции глюконатом кальция, а также, возможно, усилению миграции юга ток-прекурсоров Т-лимфоцитов извне. II фолликулах бурсы пролиферация лимфоцитов несколько снижалась в сравнении с введением только глюконата кальция, но была выше, чем при введении одного тималина. Введение тималина на фоне "дефицита" ионов Са^+ в результате его хедатироаания, пролиферация лимфоцитов тимуса снижалась, а в бурсе - возрастала, что подгверждает реципрок-тше связи морфоф/нкциональной активности тимуса и бурсы. При сочетанием введении тималина с &ДТА в снижении концентрации катионов в периферической крови наблюдался аддитивный эффект и она была па нижней границе физиологической нормы.
Продолжительное введение гидрокортизона сопровождалось ак-ццдентальной трансформацией тимуса и лизисом лимфоидных клеток в фолликулах бурсы. Кортизонрезистентными оказались только эпителиоциты, расположенные на базальнсй мембране, разграничивающей корковое и мозговое вещество фолликулов. Литотическая активность тимоцитсв при введении ГК на фоне ежедневного введения глюконата кальция составляла 0,6±й>2й, а на фоне &ДТА -0,4-0,1^, тогда как при введении только ГК она составляла 1,2-0,2£- В бурсе во всех грех вариантах опыта пролиферация
лимфоцитов была на одном уровне и составляла ?.,Ь±0,2£. Не столь значительные различия в уровне пролиферации лимфоцитов тимуса при введении гидрокортизона на фоне различного уровня ионов кальция в организме возможно связано с влиянием самого ГК на обмен кальция. При общем катаболическом дейстэии гормона на обмен катионов складывающемся из снижения его поглоще-
ния в кишечнике, повышения экскреции Спочками и снижения ^ активности остеобластов, ГК при резорбции кости способствует переходу связанного кальция в ценную форму.
В отличии от глюкокортпкоидов половые стероидные гормоны оказывают прямое анаболитическое действие на костную ткань,
27
стимулируя функцию остеобластов и снижая секрецию с мочой. Однако действие на лимфоидную ткань тимуса и бурсы в условиях "избытка" и "дефицита" катионов оказалось различным для тестостерона и прогестерона.
Тестостерон, вызывающий при продолжительном введении торможение пролиферации, усиление гибели лимфоцитов в тимусе и ■ атрофию бурсы, при его введении на фоне ежедневных инъекций глюконата кальция оказывал меньшее ингибирующее действие на лимфоидНУ» ткань тимуса, а пролиферация лимфюцитов бурсы в втом случае возрастала. При введении гормона на фона хелати-:рования ионов Са^+ ЗДТА пролиферация лимфоцитов в тимусе йоз-растала, а в бур^е - снижалась.
Прогестерон, стимулирующий при длительном введении пролиферацию лимфоцитов тимуса и бурсы, в сочетании с глюконатом кальция тормозил пролиферацию лимфоцитов в тимусе и стимулировал - в бурсе. При сочетанном введении гормона с ЭДТА ми-тотическая активность лимфоцитов снижалась в тимусе и бурсе.
Гормон гипофиза проляктин, повышающий концентрацию ионов Са^"*" в крови за счет усиления их всасывания в кишечнике я почках, а также образования активных метаболитов витамина Д, при
•3
длительном введении стимулировал пролиферацию лимфоцитов тимуса и бурсы. На фоче введения глюконата кальция митотическая активность лимфоцитов снижалась вдвое в том и другом органе. Еще -более значительная ингибиция пролиферации ьаблюдалась при соче-,^тайном введении гормона с ЭДТА..
Таким образом катионы не только модулируют лимфоци-.... топоэтическую и секреторную функцию тимуса, но участвуют в рефляции тканевого гомеостаэа лимфоидных органов как посредники в механизмах действия гормонов.
ВЫВОДЫ:
I. Эмбриональное развитие центральных органов лимфоидной системы птиц (тимуса и бурсы) происходит в определенной последовательности цитодифференцировки и гистогенеза взаимоподчиненных клеточных дифферонов (эпителиального, гемопоэтического и 28
стромального) и находке я под постоянным гормональным контролем.
2. В эмбриогенезе птиц экзогенный тималин ускоряет развитие лимфоидньгх н эпителиальных клеток тимуса, но тормозит развитие бурсц. В постнатальный период экзогенные петида тимуса (тималин и Т-активин) при однократном введении отполируют пролиферация, диффгренцировку и аммиграцию гимоцитов, а также иммиграцию клеток-прекурсоров Т-лимфоцитов в тимус, но замедляют митотическуя активность лимфоцитов бурсц. Продолжи-
■ тельное введение тималина сопровождается торможением проли-феративной активности лимфоцитов тицуса и стимуляцией в бурсэ,
3. Снижение концентрации свободного кальция после введения тималина з крови животных и в условиях клеточных культур (мо-нонукяеаро» крови, ткани тимуса, бурсы, гипофиза) обусловлено его переходом из межклеточной среды в цитоплазму активирован!™ клеток. Предполагается, что катионы кальция играют
роль вторичного посредника в эффектах действия тималина. . 4. В пренатальном онтогенезе птиц введение экзогенного гидрокортизона тормозит митотическую активность лимфоидных кло-ток и сопровождается усилением их гибели в тимусе и бурсе.
Наблюдаемая при этом задержка в дифференцировке мезенхимных
клеток сгромы бурсы способствует преобладанию в ней грануло-цитопоэза над лимфоцитоповзом." В постнатальный период инги-бирущее действие гормона сильнее проявлялось на пролнфера-тивной активности лимфоцитов тицуса.
5. Повышение уровня кортикостероидов у супоросных свиноматок за счет введения 0,25 мг/кг экзогенного гидрокортизона во втором и третьем триместрах гестации сопровождается нарушением в становлении тканевого гомеостада лимфоцдной и эндокринной систем новорожденных поросят. У новорожденных поросят от свиноматок, получавших гормон во втором триместра гестации, наблюдается гипоплазия тимуса, задержка а развитии кнчгечно-ас-соцйированной лимфоидиой ткани, а также задержка в развитии желез внутренней секреции. В лимфоидных органах и железах внутренней секреции новорожденных поросят от свиноматок, по-
29
дучавших гормон в третьем триместре гестации, отмечается ускорение в развитии и дифференцировке клеток.
6. Структурные изменения, вызываемые в лимфоидной ткани птиц экзогеннымн половыми стероидными гормонами зависят от химической природы гормона, длительности воздействия и стадии гистогенеза ткани:
- тестостерон ингибирует митотическую активность лимфоцитов тимуса, вызывая его атрофию, во все периоды гистогенеза. В бурсе кроме торможения митотической активности лимфоцитов, он стимулирует коллагенообразовательную функцию стромальных клеток. Нарушение диффвренцировки стромальных клеток, угнетение пролиферации и к миграции клеток-прекурсоров лимфоцитопоэза на ранних этапах развития приводят к. бурсэктомии, а на поздних стадиях развития и в постнатальный период - к атрофии бурсы;
- эстрадиол и прогестерон тормозят митотичес1сую активность лимфоидных клеток тимуса и бурсы в эмбриональном гистогенезе, а в постнатальный период стимулируют пролиферацию лимфоцитов в тимусе и бурсе птиц.
7. В эффектах действия репродуктивных гормонов на лимфоид-ную ткань важное значение имеет уровень свободного кальция в организме. Сочетанное введение половых стероидных гормонов с глюконатом кальция усиливает митотическую активность лимфоцитов бурсы; при недостатке катионов Са^+, вьпванньтм та хелати-рованием ЭДТА, миготическая активность в лимфоидной ткани бурсы угнетается.
8. На ранних этапах развития куриных эмбрионов введение экзогенного пролактина стимулирует митотическую активность и ускоряет диффзренцировку лимфоидных клеток тимуса и бурсы, а в позднем плодном периоде - тормозит пролиферацию и усиливает' гибель лимфоцитов, как Т- так и В-клеточной поцуляции. В постнатальный период и пролактин и соматотропный гормон гипофиза
у птиц и млекопитающих животных при однократном и продолжительном введении стимулируют пролифервтивную активность клеток Т- и В-лимфоцитаркых систем.
30
9. Лимфоцитопозтическая и секреторная активность тимуса возрастают при кратковременном применении свободного кальция в виде глюконата. Продолжительное введение препарата птицам сопровождается истощением пролиферативного гула лнмфомдных клеток тнцуса и патологическими изменениями секреторных эпителиоци-тов при возрастании митотической активности лимфоцитов бурсы.
10. При сочетанном введении животным вакцины с глюконатом кальция в лимфоидной ткани интенсивней протекают процессы синтеза цуклеинопых кислот (ДНК и РНК), антителообразованиэ и пролиферация лимфоцитов, чем при введении одного антигена.
11. В морфофункциональной активности центральных органов лимфоидной сие теш птиц - тимусе и бурсе существуют функционально обусловленные рецнпрокные связи.
ПРАКТИЧЕСКИ ПРЗДЛОКЕНШ Результаты исследований диссертации могут быть использованы в лекциенно-лабораторньгс курсах ветеринарных факульте-. тов и ВУЗов страны; при составлении соответствующих разделов учебных пособий, руководств и монографий по сравнительной гистологии живот«; могут быть полезны при разработке научных программ.
Установленные нами данные о роли свободного кальция в гормональной модуляции иммуногенеза и иммунных процессах могут быть использованы в клинической практике и научно-исследовательских лабораториях.
СПШОК ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДЮСЕРТАЦШ!
1. Соколов В„И. Гистогенез и цитоархитектоника лимфоидной ткани фабрициевой сумки птиц // Морфология сельскохозяйственных животных / Сб. научн. трудов Леи. нет. ин-тя. Л., -1981, »65, -с. 64-63.
2. Соколов В.И. Межклеточные и тканевые взаимосвязи в гистогенезе тимуса птиц // Морфология сельскохозяйственных животных /Сб. няучн. трудов Лен. вет. ин-та. Л,, -1905,
- с. 91-97.
3. Соколов В.И., В.А. Антонова, М.Я. Левин. Реактивность тканей эндокринной системы и иммунокомпэтентных органов при интенсивных физических нагрузках // Гистогенез и регенерация / Тезисы докл. н^учн. конф. Л., -с4 100.
4. Левин М.Я., В.И. Соколов, М.Г, Ткацук. Влияние физических нагрузок на состояние системы иммунитета // Физиология спорта / Тезисы докл. 18 Всесоюзн. научно-практ. конф. М., -1986, -о. 119.
б. Соколов В.И., В.А. Антонова, М.Я. Левин. Морфофункцио-
нальные особенности органов внутренней секреции и иммунной защиты при долговременной адаптации к физическим нагрузкам • // Морфология сельскохозяйственных животных / Сб. научн, трудов Леи. вет. ин-та. Л., -1986, -6. 93-97.
6. Подгорный В.И., В.И. Соколов, Р.Н. %каловская, В.А. Антонова. Действие физических нагрузок на иммунный потенциал и эндокринную систему // Современная морфология физической культуре и спорту / Тезисы Всесоюзн. конф. Л., -1987, -с. 47.
7. Соколов В.И. Действие тестостерона на гистогенез и дифь ■ ференцировку клеток лимфоэлигелиальных органов птиц И Морфология сельскохозяйственных животных / Сб. научн. трудов Лен. вет. ин-та. Л., -1987, -с. 94-99.
8. Соколов В.И. Действие гидрокортизона на органы иммунной защиты птиц в различные периоды онтогенеза Ц Эколого-экспз-риментальные аспекты функциональной и возрастной морфологии • домашних животных / Межвузовский сб. научн. трудов. Воронеж. -1988, -с. 94-99.
9. Соколов В.И. Действие стероидных гормонов на лимфоидцую ткань птиц в различные периоды онтогенеза // Рукопись депонирована в ВИНИТИ №2779 - 1388 от 12.04. -1988, 21 стр,
10. Подгорный В.И., В.И. Соколов, Р.Н. Цукаловская, В.А. Антонова, Н.В. Донкопа, Т.В. Москалева. Цитологические, цитохимические и ультраструктурные исследования некоторых органов кур
в онтогенезе // 2-й Всероссийский съезд анатомов, гистологов и . эмбриологов / Тезисы докл. М., -1988, -с. 97.
11. Соколов В.И. Влияние низкомолекулярных пептидов тимуса
на пролиферацию и миграцию лимфоцитов в вилочковой железе и бурсе птиц в различные периоды онтогенеза // Рукопись депонирована в ВИНИТИ » 3269 - В89 от 16.05. -1989. 20 стр.
12. Соколов В.И. Влияние пептидов тимуса на морфофункцио-нальнув активность органов иммуногенеза у птиц // Новые фармакологические средства.в ветеринарии / Тезисы докл. 1-й меж-вузовск. конф. Л., -1989, -с. 122-123.
13. Левин И.Я., В.И. Соколов, В.А. Антонова, Ю.ф. Мартынчик, 8,В. Лесных. Влияние физических нагрузок на морфофункциональ-
' ныв характеристики эндокринной и иммунной системы // Актуальные проблемы спортивной медицины / Труды Моск. обл. ГИ5К. Малаховка. -1989, -с. 76-84.
14. Соколов В.И. Влияние тималнна на пролиферации и миграцию лимфоцитов в вилочковой железе птиц // Морфофункциональ-шэ особенности строения и реактивности органов и ткана № с/х
' животных и пушных зверей / Сб. научн. трудов Лен. нет. нн-та, Л., -1989, -с. 164-168.
15. Соколов В.И., В.А. Антонова. Влияние экзогенных половых стероидов на гистоструктуру органов иммунной защити и эндокринных желез з онтогенезе птиц // Эколого-эксперим. аспекты функциональной, породной и возрастной морфологии домашних птиц / Меявузовск. сб. работ. Воронеж. -1989, -с. 133-142.
16. Соколов В.И. Реактивные изменения лимфоидной ткани в процессе развития под воздействием экзогенных пептидов тимуса '// Реактивность и регенерация тканей / Тезисы докл. научн. конф. Л., -1990, -с. 62.
17. Соколов В.И. Роль ионов кальция в активации иммунной
н эндокринной систем на начальных этапах иммуногенеза // Рук. депонирована в ВИНИТИ Ж3575-В90 от 03.10 -1990. 21 стр.
18. Левин М.Я., В.И. Соколов, Ю.Ф. Мартынчик, В.А. Антонова. Адаптационные перестройки органов эндокринной и имцун-ной систем у животных при различных физических нагрузках // Физиологические и биохимические основы повышения продуктивности сельскохозяйствен»« животных, птиц и пушных зверей / Сб. научн. трудов Лен. вег. ин-та. Л.,-1990,-И11,-с.62-и7.
33
19. Соколов В.И. Роль ионов кальция на начальных опалах иммуногенеза // Новые фармакологические средства в ветеринарии / Тезисы докл. 2-Й межвуэ. конф. Л., -1990, -с.84-85.
20. Антонова В.А., В.И. Соколов, A.B. Панфилов, A.A. Кудря-шов. Реактивные изменения в эндокринных железах новорожденных поросят после пренатального воздействия кортикостероцца-ми с системе "мать-плод"" // Актуальные проблемы ветеринарии/ Тезисы докл. научн. конф. Л., -1991, -о. 8-9.
21. Соколов В.И. Морфологические параллели в функциональной активности аденогипофиза и именной системы при изменении уровня свободного кальция // Актуальные проблемы ветеринарии / Тезисы докл. научн. конф. Л.-, -1991, -с. 85-86.
22. Соколов В.Й. Влияние пролакгина на центральные органы иммуногенеза птиц // Морфофункциональные особенности строе-, ния и реактивности органов и тканей с/х животных: / Сб.научн. трудов Лен.вет.ин-та. Л., -1991, -MI6, -с. 81-84.
23. Соколов В.Й., В.А. Антонова, A.B. Панфилов, A.A. Куд-ряшов. Морфофункциональные изменения в иелезах внутренней секреции и органах иммуногенеза у новорожденных поросят в результате изменения гормонального фона в системе мать-плод // Морфофункциональные особенности строения и реактивности органов и тканей с/х животных / Сб. научн. трудов Лен. вет. ин-та. Л., -1991, -№116, -с. 85-90.
24. Соколов В.И. Действие гормонов тимуса на трансмембранный транспорт ионов кальция в аденоцитах гипофиза // Морфо-экологические проблемы в животноводстве и ветеринарии / Тезисы докл. Республ. конф. морфологов. Киев.-1991, -с. 122.
, 25. Соколов В.И. Влияние гидрокортизона на морфогенез и . цитоархигектонику лимфоидной ткани плодов свиньи // Возрастная, видовая, адаптационная морфология животных / Материалы региональной научн. конф. морфологов Сибири и Дальнего Востока. Улан-Удэ. -1992, -с, ,87-88.
PTn.Tan.B:'?.3ÄK.753.,TiiD.IQü, .16Л1.92.Беоши.гао. -(Ч1
34 '"'" * . ,