Журнал «Здоровье ребенка» 1 (28) 2011
Морфогенез ткани тимуса у экспериментальных животных с моделированным адъювантным артритом
Авторы: Каладзе Н.Н., Загорулько А.К., Меметова Э.Я. Крымский государственный медицинский университет им. С.И. Георгиевского, г. Симферополь
Версия для печатиВ статье представлены морфологические изменения ткани тимуса при моделировании адъювантного артрита на 12 белых лабораторных чистопородных крысах линии Wistar. В условиях данного эксперимента выявлены дистрофические изменения клеточных элементов тимуса.
Адъювантный артрит, эксперимент, тимус, крысы.
Ювенильный ревматоидный артрит (ЮРА) — хроническое аутоиммунное системное заболевание соединительной ткани, развивающееся в возрасте до 16 лет, с поражением суставов и внутренних органов. В патогенезе данного заболевания лежит активация клеточного и гуморального звеньев иммунитета [1]. Уникальным комплексным органом нейроэндокринной и иммунной системы, способным продуцировать различные биологически активные вещества, играющие главную роль в иммунологических и многих других физиологических процессах, является тимус (вилочковая железа) [2].
В связи с этим в разрешении проблемы патогенеза, лечения и профилактики ЮРА, а также при поиске и разработке новых лекарственных средств (способов коррекции) большую роль должно сыграть создание адекватной модели на животных [3]. Широкое распространение в настоящее время получила экспериментальная модель артрита у крыс при внутрикожном или подкожном введении полного адъюванта Фрейнда [4]. Масляную эмульсию адъюванта иногда называют неполным адъювантом Фрейнда в отличие от полного адъюванта, который содержит убитые микобактерии, суспензированные в масле [5, 6]. Адъювантный артрит сопровождается типичной аутоиммунной реакцией, основным звеном которой является Т-клеточный иммунитет (О.В. Синяченко и др., 1991; L. Klareskog et al., 1995; S.J. Oliver, E. Brahn, 1996).
Наиболее распространенная разработанная модель ревматоидного полиартрита у крыс по клиническому течению, патологическим и гистологическим данным близка к ревматоидному артриту человека. Она надежна в отношении воспроизведения и позволяет изучать звенья патогенеза ревматоидного артрита, а также выявлять профилактическое и терапевтическое действие лекарственных средств.
Целью нашей работы явилось выявление и изучение изменений в ткани тимуса у экспериментальных животных с моделированным адъювантным артритом.
Материалы и методыИсследование проведено на 12 белых лабораторных чистопородных крысах (самцы и самки) линии Wistar, 3-месячного возраста, со средней массой 80–120 г. Крысы содержались в одинаковых условиях вивария при 12-часовом дневном и 12-часовом ночном цикле в течение проведения всей экспериментальной части работы. Все эксперименты на животных проводились с соблюдением международных принципов Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (Страсбург, 1985), а также в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» [7, 8]. Так как наша экспериментальная модель сопоставима с детским возрастом человека, то нами были взяты белые крысы породы Wistar в возрасте 14–18 дней (8–10 месяцев жизни человека), массой 16–20 г.
Способ моделирования выполняли следующим образом: под кожу задней лапки крыс (субплантарно) вводили полный адъювант Фрейнда в количестве 0,01 мл, который содержал 0,01 мг БЦЖ, 1–2 р/нед, после 2–3 нед. жизни. Моделировался аутоиммунный процесс путем сенсибилизации организма животного в течение 25 дней.
Животные, у которых предполагалось исследовать ткань вилочковой железы, были разделены на 2 группы, в каждой группе по 6 крыс (n = 6): 1-я группа — здоровые животные породы Wistar (КГ — контрольная группа); 2-ю группу составили животные этой же породы с моделью адъювантного артрита, не получавшие лечения.
У всех экспериментальных животных к 6–7-й неделе развивался полиартрит с преимущественной локализацией в коленных, тазобедренных и плечевых суставах, с менее выраженным поражением мелких сочленений. Клинически отмечалась болезненность суставов при пальпации, ограничение движения в них, особенно в задних конечностях; снижение мышечного тонуса и дряблость мышц; снижение аппетита и потеря массы.
Через 10 дней после окончания эксперимента животных забивали под эфирным наркозом. Забор материала проводился во всех группах, в течение 15 минут отпрепарированную вилочковую железу фиксировали в растворе 2,5% буферного глютаральдегида, для электронной микроскопии. Полутонкие срезы органов (1 мкм) изготавливались на ультратоме УМПТ-7 (Украина). Ультратонкие срезы просматривали и фотографировали на электронных микроскопах ПЭМ-100 (Украина). Увеличение подбиралось адекватно целям исследования и колебалось в пределах 2000–10 000 крат.
Результаты и их обсуждениеПолученные при электронной микроскопии морфологические результаты свидетельствовали о том, что в ходе эксперимента удалось смоделировать хроническое системное воспаление, характерное для ревматоидного артрита, а также выявить изменения в ткани тимуса у экспериментальных животных.
В исследуемой контрольной группе здоровых экспериментальных животных ткань тимуса неизмененная, имеет физиологическое строение. Дольки тимуса состоят из коркового и мозгового вещества. В строении этих компонентов существуют весьма тонкие морфологические различия, не относящиеся к принципиальным. Поэтому при описании ультраструктуры клеток исследуемого органа мы сочли возможным не выделять отдельно клетки мозгового и коркового вещества, тем более что обнаруженные нами изменения в ходе эксперимента имели сходный, однонаправленный характер.
Основу дольки тимуса составила рыхлая, губкоподобная сеть из звездчатых эпителиоцитов (тимоцитов), петли которой инфильтрированы лимфоцитами (рис. 1).
При этом эпителиоциты имели звездчатую форму и контактировали между собой десмосомальным путем за счет длинных цитоплазматических отростков. Ядра звездчатых клеток имели округлую или фестончатую форму, содержали умеренное количество хроматина, преимущественно представленного эуформой с частичной конденсацией вблизи ядерной мембраны в виде глыбок гетерохроматина. В цитоплазме содержится комплекс хорошо развитых органелл, среди которых выделялись митохондрии с параллельными плотно упакованными кристами и матриксом средней электронной плотности, а также канальцы гранулярной и агранулярной цитоплазматической сети, комплекс Гольджи и т.д. Лимфоциты по своей ультраструктурной организации более всего напоминали малые лимфоциты и содержали округлой формы ядро с большим количеством электронно-оптически плотных скоплений хроматина и узкий ободок цитоплазмы (рис. 2).
В цитоплазме содержался обычный набор внутриклеточных органелл. Местами, преимущественно в подкапсулярной зоне коркового вещества, встречались немногочисленные лимфобласты с явлениями высокой митотической активности. Характерной особенностью мозгового вещества является наличие телец Гассаля, которые представляют собой концентрические скопления перерождающихся звездчатых эпителиоцитов. Кроме того, в мозговом слое присутствовали крупные эпителиальные клетки с округлым слабой или средней электронной плотности ядром и присутствием в цитоплазме гранул или вакуолей, заполненных аморфным веществом (рис. 3), по-видимому представляющим собой скопления кислых и нейтральных мукополисахаридов.
Помимо этих клеток в корковом и мозговом веществе встречались в небольшом количестве лейкоциты, тучные клетки, а также то или иное количество макрофагов, в цитоплазме которых обнаруживаются фагосомы с материалом различной электронно-оптической плотности (рис. 4).
Наконец, обязательным компонентом дольки вилочковой железы являются сосуды, построенные по общему плану, то есть имеющие эндотелиальную выстилку, базальную мембрану и внешнюю соединительнотканную оболочку (рис. 5).
В нормальном состоянии зародышевые центры, характерные для лимфатических узлов и селезенки как сходных лимфоидных органов, в вилочковой железе отсутствуют. Пролиферация лимфоцитов тимуса происходит вне связи с определенными реактивными центрами, что обусловливает достаточно частое присутствие митозов.
Изменения в клетках тимуса животных второй группы при моделированном адъювантном артрите не имеют характерной локализации и стереотипны как в корковом, так и в мозговом веществе.
Прежде всего обращает на себя внимание разрыхленность соединительнотканного каркаса вилочковой железы, что может быть расценено как проявления экстрацеллюлярного отека и сопровождается снижением плотности лимфоцитарного инфильтрата в петлях звездчатых эпителиоцитов (рис. 6).
В самих эпителиоцитах имеют место явления, свидетельствующие о гидропической дистрофии. Причем число клеток с такими изменениями по сравнению со здоровыми животными значительно возрастает (рис. 7).
Вместе с тем во многих эпителиоцитах отмечается разрыхление цитозоля с уменьшением оптической плотности цитоплазмы, снижение плотности матрикса митохондрий с просветлением органелл и нарушением упорядоченного расположения в них крист, расширение профилей канальцев цитоплазматической сети, а также снижение уровня содержания хроматина в ядрах.
Описанные ультраструктурные изменения расценивались нами как проявления гидропической дистрофии, имеющей, однако, обратимый характер. Аналогичные изменения наблюдались и в лимфоцитах вилочковой железы (рис. 8).
Так, в частности, в ядрах клеток отмечалось резкое снижение содержания хроматина, что приводило к просветлению центральной части ядер и конденсации небольших количеств гетерохроматина вблизи ядерной мембраны (рис. 9).
Изменения отечного характера, описанные в отношении внутриклеточных органелл звездчатых эпителиоцитов, имели место и в лимфоцитах (рис. 10).
Выводы1. Для воспроизведения ревматоидного артрита в эксперименте оптимальной моделью являются лабораторные чистопородные крысы линии Wistar.
2. Полученные при электронно-микроскопическом исследовании результаты свидетельствуют о развитии в клеточных элементах вилочковой железы при воспроизведенном адъювантном артрите обратимых изменений по типу гидропической дистрофии.
3 На основании полученных результатов можно полагать, что данные изменения при указанной патологии оказывают негативное влияние на иммунный статус организма, что требует соответствующей медикаментозной коррекции.
1. Детская кардиоревматология / Приходько В.С., Гончарь М.А., Лысиков Я.Е., Рига Е.А., Хаин М.А. — К.: Здоров’я, 2005. — С. 390-409.
2. Анисимова В.П. Роль морфофункциональных перестроек тимуса в обменно-эндокринных нарушениях организма // Рос. вестник перинатологии и педиатрии. — 1994. — Т. 39, № 1. — С. 35.
3. Ундрицов М.Н., Розен В.Б., Чернин Л.С. // Вопросы ревматологии. — 1964. — № 1. — С. 7.
4. Кейтель В., Лопатенок А. Вопросы ревматологии. — 1970. — № 3. — С. 24.
5. Руководство по иммунофармакологии: Пер. с англ. / Под ред. М.М. Дейла, Дж.К. Формена. — М.: Медицина,1998. — С. 83-86, 233, 288.
6. Allison A.S., Byars N.E. An adjuvant formulation that selectively elicits the formation of antibodies of protective isotypes and of cell-mediated immunity // J. Immunol. Methods. — 1986. — 95. — 157-168.
7. Науково-практичні рекомендації з утримання лабораторних тварин та роботи з ними / Ю.М. Кожемякін, О.С. Хромов, М.А. Филоненко, Г.А. Сайфетдінова. — Київ: Авіценна, 2002. — 156 с.
8. Западнюк В.И., Западнюк И.П., Захария Е.А. Лабораторные животные. — К.: Высшая школа,1985. — 385 с.