УДК: 542.934:572.7:577.17.049:611:428:612.67

Возрастная динамика лимфоидных клеток компартментов

лимфоузлов из разных лимфатических регионов

Веременко Анастасия Сергеевна – студент Института медицины и психологии им. Зельмана Новосибирского государственного университета

Левченко Ирина Дмитриевна – студент студент Института медицины и психологии им. Зельмана Новосибирского государственного университета

Горчакова Ольга Владимировна – кандидат медицинских наук, научный сотрудник НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал Института цитологии и генетики СО РАН

Тумас Артем Сергеевич – студент Института медицины и психологии им. Зельмана Новосибирского государственного университета

Вергунова Екатерина Евгеньевна – студент Института медицины и психологии им. Зельмана Новосибирского государственного университета

Аннотация: Цель работы – это изучение возраст-обусловленных изменений клеточного профиля соматического и висцеральных лимфоузлов. Эксперимент выполнен на крысах-самцах Wistar молодого и старого возраста с применением гисто- и цитологического методов. Показано, что возрастная инволюция лимфоидной ткани сопровождается уменьшением численной плотности лимфоидных клеток и макрофагов и повышением числа ретикулярных клеток в компартментах лимфатических узлов независимо от их локализации. Характер изменения клеточных популяций указывает на снижение пролиферации клеток, что приводит к развитию разной степени иммунной недостаточности в лимфоузлах разной локализации.

Ключевые слова: лимфатический регион, лимфоузлы, клетки, геронтология.

Введение

В процессе старения организм приобретает ряд свойственных структурных преобразований, затрагивающих все органы и системы, этот процесс вовлекает и лимфатические узлы [1,3]. Лимфоузлы регулируют гомеостаз внутренней среды организма, они участвуют в механизмах иммунной защиты и обеспечивают дренаж лимфы в соответствующем лимфатическом регионе [4-6]. В основе морфологических изменений лежат клеточно-опосредованные реакции, ассоциироанные с компартментами периферических лимфоидных органов. Поэтому исследование клеточных популяций лимфоузла, а также их взаимодействия между собой имеет большое значение для прогноза иммуноморфологической перестройки и изучения механизмов старческого иммуннодефицита. Это позволит получить данные об адаптивных резервах и модификационном потенциале лимфоузлов [7], исходя из особенностей лимфатического региона при длительном контакте с внешней средой [1]. Представляется актуальным изучение цитоархитектоники отдельных компартментов лимфатических узлов с учетом их принадлежности к соматической или висцеральной группе.

Цель исследования – это изучение индуцированных старением изменений клеточного профиля соматического и висцеральных лимфоузлов.

Материалы и методы

Эксперимент на животных проведен в соответствии с принципами биоэтики, правилами лабораторной практики (GLP, European Communities Council Directives of 24 November 1986, 86/609/EEC), изложенных на Женевской конференции (1971), а также в документах «Об утверждении правил лабораторной практики», «О гуманном обращении с экспериментальными животными» (Минздрав СССР № 775 от 12.08.1977), «Международных рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985), руководство по лабораторным животным [8] и в соответствии с приказом МЗ РФ № 267 от 19.06.2003. Выведение из опыта и болезненные манипуляции на животных осуществляли под общим эфирным наркозом.

Научное исследование выполнено на крысах (Wistar, самцы, возраст – 4-6 и 15-15 месяцев). Данный возраст выбран исходя из соотношения возрастов человека и крысы с учетом поправочного коэффициента 1,7 [9]. Согласно данному коэффициенту мыши возрастом 4-6 месяцев соответствуют молодому возрасту человека, а животные возрастом 15-25 месяце соответствуют пожилому возрасту человека. Объектом исследования послужили трахеобронхиальные, брыжеечные и паховые лимфатические узлы. Все крысы в процессе исследования получали стандартную пищу на основе комбикорма ПК-120-1 и имели свободный доступ к воде. Для проведения исследования были использованы следующие методы:

Гисто- цитологический метод позволяет изучить структуру и цитоархитектонику лимфоузлов [2]. В основе метода – световая микроскопия. Сначала образцы лимфоузлов изымаются у животных, после чего их фиксируют в растворе формалина (10%), а затем осуществляют промывание и выполняют классическую схему проводки. В результате приготавливаются гистологические срезы, которые окрашиваются при помощи специальных красителей (гематоксилин и эозин, азур и эозин, толуидиновый синий, трихромный краситель по C. Masson). Далее при помощи световой микроскопии и морфометрического анализа производится определение удельной площади компартментов лимфоузлов и подсчет числа клеток на площади в 2025 мкм² (увеличение светового микроскопа Х900).

Статистическая обработка результатов исследвоания проводится с помощью программы Excel и StatPlus Pro, AnalystSoft Inc. Выборки данных взяты из нормально распределяющихся совокупностей, поэтому отдано предпочтение параметрическим критериям. Использован t-критерий Стьюдента, значимость достоверности между группами была принята p < 0,05, что является адекватным для медико-биологических исследований. 

Результаты

Клеточный состав компартментов лимфоузлов разной анатомо-топографической локализации изменяется в онтогенезе. В основе этих модификаций лежит возраст индуцированная перестройка лимфоидной ткани с формированием цитоархитектоники в зависимости от принадлежности лимфоузлов к лимфатическому региону. При старении изменения численной плотности клеток соотносятся с возрастом молодых животных.

Паховые лимфоузлы

Популяции клеток в структурах коркового и мозгового веществ подвергаются возрастной модификации в сравнении с молодыми животными. Так, в лимфоидных узелках отмечено снижение в 1,24 раза числа лимфобластов и в 1,4 раза малых лимфоцитов, при этом численность средних лимфоцитов возрастает в 1,6 раза. Популяция макрофагов имеет тенденцию к увеличению численности в лимфоидных узелках старых животных. В паракортикальной области наблюдается уменьшение в 1,5 раза численной плотности малых и средних лимфоцитов, в 1,4 раза плазмоцитов; число лимфобластов сохраняется на одном уровне у старых и молодых животных. В структуре старых паховых лимфоузлов разряжается паракортикальная область, обнаруживаются широкие периваскулярные зоны (рисунок 2), характеризующиеся снижением клеточной плотности, возникающей в результате возможного ухудшения миграционных потоков лимфоцитов из крови в лимфоидную ткань и обратно. В цитологическом профиле мозговых тяжей обнаруживаются клетки Мота (рисунок 1), свидетельствующие о нарушении созревания В-лимфоцитов. Лимфатические синусы, обеспечивающие транспорт лимфы, характеризуются увеличением в 1,7 раза числа лимфоцитов и в 1,4 раза макрофагов.

Рисунок 1. Клетки Мота среди плазмоцитов разной степени зрелости в мозговом веществе лимфоузла старых животных. Окраска гематоксилином и эозином. Общее увеличение 480х.

Рисунок 2. Свободная периваскулярная зона вокруг посткапиллярных венул с высоким эндотелием. Тучные клетки. Старые животные. Окраска толуидиновым синим. Общее увеличение 480х.

Брыжеечные лимфоузлы

В результате исследования было установлено, что количественный состав цитологического профиля брыжеечных лимфоузлов уменьшается с возрастом. Так, для лимфоидных узелков было показано, уменьшение количества малых лимфоцитов, бластов и макрофагов (соответственно в 1,5:1,2:1,2 раза). Морфометрическое исследование паракортикальной области определило уменьшение количественного состава для бластов, средних и малых лимфоцитов и макрофагов (соответственно 1,6, на фоне возросшего числа ретикулярных клеток (в 2,9 раза). Имеет место нарушение миграции лимфоцитов через посткапиллярную венулу с высоким эндотелием. В результате паракортикальная область у возрастных животных приобретает рыхлую структуру с отдельными участками, характеризующимися минимальным количеством клеток (рис.3). Для мозговых тяжей анализ при помощи морфометрической сетки, позволил установить увеличение доли соединительной ткани за счет увеличения числа ретикулярных клеток в 1,8 раза и инволюцию лимфатической ткани, выражающуюся в снижении числа плазмоцитов и макрофагов (в 1,2 и 1,3 раза соответственно). Мозговые лимфатические синусы на поздних этапах онтогенеза характеризуются увеличением количественного состава клеток лимфоидного ряда, за счет повышения числа макрофагов. При этом в мозговых лимфатических синусах отмечается повышение численной доли ретикулярных клеток и эозинофилов в 1,4 и 1,8 раза соответственно.

Рисунок 3. Локальные участки уменьшения численной плотности клеток в паракортикальной области. Посткапиллярная венула с высоким эндотелием и миграция лимфоцитов через её стенку. Старые животные. Окраска толуидиновым синим. Общее увеличение 960х.

Трахеобронхиальные лимфзоулы

Морфометрический анализ компартментов установил, что в лимфоузлах, принадлежащих старым животным, происходит статистически значимое уменьшение численного состава подавляющего числа клеток лимфоидного происхождения. Особенно этот процесс затрагивает лимфоидные узелки и паракортикальную область. Было установлено, что в лимфоидных узелках число лимфобластов, средних лимфоцитов и макрофагов сокращается (соответственно в 2,8:1,5:1,9 раза). В малых лимфоцитах цитологический профиль малоизменяется в процессе старения организма. Для паракортикальной области выявлено уменьшение количества таких лимфоидных клеток как: малые и средние лимфоциты, плазмоциты (соответственно: в 1,3:1,7:1,5 раза), однако в данном компартменте отмечается возрастание численности ретикулярных клеток в 2,1 раза. В мозговых тяжах выявлено повышение численного состава эозинофилов в 1,8 раза, на фоне снижения численности лимфоцитов и плазмоцитов (соответственно в 1,3 и 1,2 раза). Для мозгового лимфатического синуса цитологический состав практически остается постоянным, за исключением количества лимфоцитов, которых у старых животных меньше в 1,2 раза в сравнении с молодыми.

Сравнительный анализ выявил однонаправленные изменения количественного и качественного состава клеток в функциональных зонах лимфоузлов. Характерно для всех лимфоузлов снижение клеточной плотности и пролиферации клеток при изменении макрофагальной активности из-за появления дегенеративных клеток.

Заключение

Возраст-обусловленная морфокинетика цитологического состава в лимфоузлах разной анатомо-топографической локализации имеет связь с их компартментами. Изменения цитологического состава носят однонаправленный характер, характеризующийся снижением количества бластов и средних лимфоцитов в лимфоидных узелках, паракортикальной области, плазмоцитов в мозговых тяжах на фоне увеличения ретикулярных клеток, как свидетельство снижения иммунореактивности лимфоузлов независимо от локализации. Степень ответа клеточных популяций зависит от локализации лимфоузла. Полученные результаты являются основанием для поиска средств, увеличивающих число клеток, для повышения иммунного статуса стареющих лимфоузлов

Список литературы

1. Бородин Ю., Горчакова О., Суховершин А., Горчаков В., Фартуков А., Колмогоров Ю. и Демченко Г., Концепция лимфатического региона в профилактической лимфологии. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2018. 74 с.
2. Белянин В.Л., Цыплаков Д.Э. Диагностика реактивных гиперплазий лимфатических узлов. Санкт-Петербург-Казань, 1999. 328 с.
3. Возрастные изменения структуры лимфоидных органов: обзор литературы / И.В.Майбородин, М.К. Агзаев, Т.М. Рагимова, И.И. Майбородин // Успехи геронтологии, 2016 – Т. 29. – № 2. – С. 229-238.
4. Бородин,Ю.И. Лимфатическая система и старение / Ю.И. Бородин // Фундаментальные исследования, 2011. – № – С. 11-15.
5. Chang, J.E. Stromal infrastructure of the lymph node and coordination of immunity / J.E. Chang, S.J. Turley // Trends Immunol., 2015. – V.36. – P. 30-39.
6. Immune senescence: significance of the stromal microenvironment / A.R. Masters, L. Haynes, D.-M. Sir, D.B. Palmer // British Society for Immunology, Clinical and Experimental Immunology, 2016. – DOI: 10.1111/cei.12851.
7. Краюшкин,А.И. Функциональная анатомия лимфатического узла с аспектами медицины, основанной на доказательствах / А.И. Краюшкин, М.Ю. Капитонова, Л.И. Александрова // Вестник Волгоградского госуд. медиц. ун-та, 2010. – № 3 (35). – С.3-7.
8. Каркищенко, Н.Н. Лабораторные животные (положение и руководство) / Н.Н Каркищенко. – М.: Межакадемическое изд-во «ВПК», 2003. – 138 с.
9. Гелашвили, О.А. Вариант периодизации биологически сходных стадий онтогенеза человека и крысы / О.А. Гелашвили // Саратовский научно-медиц. журнал, 2008. – Том 4. – № 22. – С. 1251-26.