научная статья по теме МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТИМУСА И МЫШЕЧНЫХ РЕГЕНЕРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И АЛЛОПЛАСТИКИ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ ВЗРОСЛОГО ЖИВОТНОГО В ОБЛАСТЬ МЫШЕЧНОЙ ТРАВМЫ Биология

Текст научной статьи на тему «МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТИМУСА И МЫШЕЧНЫХ РЕГЕНЕРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И АЛЛОПЛАСТИКИ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ ВЗРОСЛОГО ЖИВОТНОГО В ОБЛАСТЬ МЫШЕЧНОЙ ТРАВМЫ»

ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2ÜÜ9, № l, с. l8-26

= РЕГЕНЕРАЦИЯ :

УДК 591.862:615:57.089.64:577.34

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТИМУСА И МЫШЕЧНЫХ РЕГЕНЕРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И АЛЛОПЛАСТИКИ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ ВЗРОСЛОГО ЖИВОТНОГО В ОБЛАСТЬ МЫШЕЧНОЙ ТРАВМЫ

© 2009 г. Н. В. Булякова, В. С. Азарова

Институт проблем экологии и эволюции им. АН. Северцова РАН, 119071 Москва, Ленинский просп., 33

Е-тай:айт1п@8еу1п.ти Поступила в редакцию 28.12.2007 г.

Показано, что без лазерного воздействия (1-я серия) через 7 сут после аллопластики уже усиливалось восстановление тимуса, что характерно при реакции на операционный стресс. Однако в дальнейшем в нем постепенно развивались деструктивные изменения. Через 30 сут в области аллопластики формировалась соединительная ткань. Регенераты на 64 ± 2% состояли из мышечной ткани. При воздействии гелий-неонового лазера до операции только на мышцы крыс-реципиентов (2-я серия) в тимусе сразу же после аллопластики и до конца наблюдения отмечалось практически полное разрушение структуры на фоне низкого митотического индекса тимоцитов. При этом аллоплант сохранял способность к развитию. Мышечная ткань в регенератах, в целом, составляла 71 ± 2%. После лазерного облучения только мышечного аллопланта (3-я серия) деструкция тимуса в начале послеоперационного периода была выражена значительно меньше, чем во 2-й серии, но больше, чем в 1-й серии. В дальнейшем восстановление тимуса ускорялось. Аллоплант подвергался резорбции. Мышечная ткань в регенератах составляла 62 ± 3%.

В настоящее время для лечения различных патологических нарушений в органах и тканях разрабатываются методы клеточной терапии. Например, с помощью генной инженерии возможно выращивание in vitro миобластов, способных к синтезу белков и других веществ, недостающих в организме больного. При трансплантации таких миобластов в мышцу или эктопически некоторыми исследователями наблюдался положительный эффект при лечении гормональной недостаточности (Barr, Leiden, 1991; Dhawan et al, 1991), заболеваний, связанных c нарушением свертываемости крови, например гемофилии (Dai et al., 1992; Yao, Kurachi, 1992), нейро-дистрофических заболеваний (Jiao et al., 1993). Выращенные в культуре миобласты от генетически здоровых родственников могут снижать тяжесть заболеваний при наследственной мышечной дистрофии (Law et al., 1991).

Положительный эффект наблюдается также при аутоимплантации миобластов, полученных не в условиях культивирования, а содержащихся в скелетной мышечной ткани, извлеченной для аутопластики области повреждения в мышце животного в момент операции (метод тканевой терапии). Данный метод позволяет заметно улучшить регенерацию локально облученных ионизирующей радиацией (20 Гр) и необлученных травмированных скелетных мышц (Студитский, Игнатьева, 1961; Попова, 1984; Булякова и др., 1995).

Пластические возможности аллогенной мышечной ткани ограничены. В ряде исследований показано, что миобласты аллогенной мышечной ткани, будучи имплантированными другому животному, способны к пролиферации и формированию мышечных волокон (Гистогенез..., 1970; Gutmann, Hasek, 1974; Hasek et al., 1975; Becker et al., 1997). Аллогенные миобласты могут включаться в состав мышечного волокна хозяина и формировать гибридные мышечные волокна (Watt et al, 1982). В регенерирующих аллогенных мышечных волокнах может происходить реваскуляризация и реиннерва-ция. Но их жизнеспособность зависит от активности иммунной системы хозяина.

Известно, что восстановительные процессы в органах и тканях находятся под иммунологическим и морфогенетическим контролем клеток лимфоид-ной ткани, в частности, тимуса, как центрального органа иммунной системы (Бабаева, 1985). Показано, что в период регенерации поврежденных тканей повышается уровень антител, циркулирующих в крови, а лимфоциты приобретают способность усиливать пролиферативную активность клеток регенерирующих нелимфоидных тканей, выделяя факторы, стимулирующие рост (лимфокины). В ответ на операционный стресс в течение 7-10 сут в тимусе развиваются инволютивные изменения. Происходят выброс Т-лимфоцитов в кровь, массовая гибель лимфоидных клеток, нарушение четкости границ между корковым и мозговым слоями, разрастание

эпителиальной стромы тимуса. Эпителиальные клетки тимуса синтезируют тимические пептиды (тимозин а и в, тимопоэтин и тимулин), участвующие в миграции, пролиферации, дифференцировке, апоптотической гибели тимоцитов и необходимые для регуляции функции периферических лимфоид-ных органов (Ярилин, 2003). Изменения в периферических лимфоидных органах зависят от функционального состояния тимуса.

Если подавлять иммунную систему животного-реципиента, то аллогенная мышечная ткань более длительное время сохраняет свою жизнеспособность. В литературе есть сообщения о том, что низкоинтенсивное лазерное излучение (НИЛИ) при определенных условиях и дозах воздействия может оказывать влияние на трансплантационный иммунитет животного. Данные получены на кожных и костных аллоплантах (Калмыков и др., 1974; Name-nyi et al, 1975; Жирнов, Савельев, 1989). Нами также был описан подобный эффект лазерного излучения при аллопластике целых неповрежденных икроножных мышц крыс (Булякова, Азарова, 1998, 2000). В опытах in vitro показано снижение чувствительности Т-лимфоцитов к чужеродному антигену и подавление активности антителообразования в В-лимфоцитах под действием энергии лазерного излучения (Mester et al., 1978). Ингибирующее воздействие лазерного излучения на В-систему иммунитета наблюдали также у морских свинок при облучении головы и глаз (Кармолин, Калина, 1982), у мышей при облучении крови путем внутривенного введения моноволоконного оптического световода в период, предшествовавший иммунизации (Федор-чук, Скивка, 1989). Описаны деструктивные изменения в лимфоидных органах крысы (тимусе, селезенке, лимфоузлах) после продолжительного воздействия лучей гелий-неонового (He-Ne) лазера на наружную поверхность бедра, что свидетельствует о снижении активности иммунной системы животного (Харин, 1989).

Целью данного исследования было изучить в условиях воздействия НИЛИ реактивные изменения в тимусе крысы в ответ на аллопластику мышечного дефекта с помощью мышечной ткани взрослого животного, а также оценить структуру мышечных регенератов, степень склеротизации мышечной ткани в них на завершающем этапе восстановительного процесса.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Эксперимент выполнен на 30 взрослых беспородных крысах-самцах. У животных под нембута-ловым наркозом вскрывали кожу, кроющую мышцу и полностью перерезали икроножные мышцы, сохраняя неповрежденными нервно-сосудистый пучок, лежащий на поверхности мышцы, и подлежащий малоберцовый нерв. Затем в область поперечной перерезки имплантировали некоторое количество измельченной мышечной ткани от другой

крысы того же возраста. После аллопластики области мышечной травмы кроющую мышцу и кожу зашивали хирургическим шелком.

Эксперимент состоял из трех серий. В контроле (1-я серия) аллопластику области травмы в мышце проводили без воздействия лазера. В опыте действию лазерного излучения до операции подвергали или только обе задние конечности крысы-реципиента в области проекции икроножных мышц (2-я серия), или только задние конечности крысы-донора (3-я серия) в режиме 10 экспозиций по 3 мин в течение 14 сут ежесуточно за исключением выходных, суммарно в дозе 4.5-5.4 Дж/см2 на каждую конечность. В целом, животное получало дозу лазерного излучения, равную 9-10.8 Дж/см2. Условия воздействия Не-№ лазера (ОКГ-12, Россия): длина волны 632.8 нм, лазерный луч был расфокусирован с помощью линзы, диаметр поля облучения 2-2.5 см, плотность мощности составляла 2.5-3 мВт/см2.

О функциональном состоянии тимуса судили по данным гистологического, цитологического и мор-фометрического анализа органа через 7, 14 и 30 сут после операции. Определяли также относительную массу тимуса (процентное отношение к массе тела). Количество коркового и мозгового вещества в тимусе оценивали "методом полей" (Автандилов и др., 1981) с помощью тестовой окулярной сетки и бинокулярной лупы МБС-1 (ЛОМО, Россия) при увеличении: об. х2, ок. х12.5. Подсчет проводили только в дольках, сохранивших свою структуру. Количество точек, приходящихся на корковый или мозговой слои, выражали в процентном отношении к общему количеству точек, подсчитанных на всем гистологическом срезе тимуса. Митотический индекс клеток тимуса (Ми, %е) и число лимфоцитов с ка-риопикнозом (%) определяли отдельно в корковом и мозговом слоях. На 6-8 гистологических срезах выбирали произвольно по 2 поля в каждом слое. Было просчитано в корковом слое до 10000 клеток, в мозговом слое до 5000 клеток. Изучали также тимус интактных крыс того же возраста. На каждый срок исследования фиксировали по 3 животных.

Мышечные регенераты анализировали через 30 сут после операции. При травме мышцы полного ее восстановления никогда не бывает. Мышечная ткань в регенерате отличается от мышечной ткани интактной мышцы некоторым усилением ее склеротизации не только в области травмы, но и по всему регенерату. Степень склеротизации мышечного регенерата является одним из качественных показателей регенерации травмированной мышцы. В данном исследовании о качественных показателях восстановительного процесса в икроножной мышце при различных условиях воздействия лазерного излучения судили по гистологической структуре регенератов и количественному соотношению мышечной и соединительной тканей, подсчитанному также "методом полей" с помощью тестовой окулярной сетки и бинокулярной лупы МБС-1 при увеличении: об. х4, ок. х12.5.

Рис. 1. Тимус крыс-реципиентов через 7 сут после аллопластики области мышечной травмы: а - преобладание долек с сохранившейся структурой, четкими границами между корковым и мозговым слоями без лазерного воздействия до операции (1-я серия), б - практически полное разрушение структуры долек в тимусе в условиях предварительного воздействия Ые-Ке лазера на мышцы крыс-реципиентов (2-я серия), в - наличие долек с сохранившейся и разрушенной структурой в условиях предварител

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»