Исследование длительного комбинированного влияния бензола и хрома на морфофункциональное состояние нейроэндокринной и иммунной систем крыс Вистар

Воздействие комплекса химических веществ в концентрациях, наиболее часто встречающихся в реальных условиях, в большинстве случаев вызывает неспецифические реакции организма разной степени выраженности, которые зависят от морфофункционального состояния тканевых и клеточных структур [5]. В последние годы все большее значение приобретают исследования комплексного влияния органических и неорганических соединений как в эксперименте, так и в клинике. К одним из наиболее распространенных загрязнителей окружающей среды можно отнести хром и бензол, широко используемые в различных видах промышленного производства [1, 2]. Вместе с тем до настоящего времени в литературе имеется крайне ограниченное число исследований, посвященных комплексному влиянию хрома и бензола на параметры нейроэндокринной и иммунной систем организма [6-8].

Ермолина Евгения Вячеславовна, младший научный сотрудник проблемной лаборатории по изучению механизмов естественного иммунитета

Цель работы: оценка динамики морфофункционального состояния нейроэндокринной и иммунной систем в экспериментальных условиях длительного комбинированного воздействия хрома и бензола.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования проведены на 20 здоровых, половозрелых крысах-самцах Вистар массой 250-300г. Все животные были разделены на 2 группы по 10 животных в каждой и содержались на стандартном пищевом рационе. Первая группа – контроль – получала воду. На протяжении 90 суток животные 2-ой группы вместе с питьевой водой получали смесь бихромата калия (20 мг/кг) и бензола (0,6 мл/кг). Выбор доз, способа введения и длительности эксперимента обоснован выполненными ранее исследованиями [4]. На 45-ый и 90-й дни у крыс обеих групп проводилось гистологическое исследование гипоталамуса, гипофиза, надпочечников, тимуса, селезенки, лимфатических узлов на светооптическом и электронно-микроскопическом уровне. Количественная информация о размерах ядер, ядрышек, цитоплазмы, ядерно-цитоплазматических (ЯЦО) и ядрышко-ядерных (ЯдрЯО) отношениях была получена путем морфометрических исследований гистологических препаратов с использованием винтового окуляр-микрометра МОВ-1. Ультратонкие срезы, изготовленные на ультратоме LKB-5 (Sweden-Bromma), после двойного контрастирования в цитрате свинца и растворе уранилацетата исследованы с помощью электронного микроскопа ЭВМ-100 АК. Результаты обрабатывались статистически методами вариационной статистики с использованием пакета программ для ПК «Microsoft Excel 7.0», «STATISTICA 5.0».

Результаты и их обсуждение. Результаты светооптических и электронно-микроскопических исследований крупноклеточных (супраоптических и паравентрикулярных) ядер гипоталамуса крыс показали значительную ци-тофизиологическую активизацию нейросекреторных клеток (табл. 1). Это выражалось в увеличении объемов цитоплазмы, ядер и ядрышек «светлых», функционально активных нонапептидсекретирующих нейронов. Следует отметить, что при комбинированном действии бензола и хрома потенцируется эффект активизации процессов нейросекреции в нонапепти-дергических нейросекреторных центрах гипоталамуса, которое имеет место и через 90 суток наблюдений. С другой стороны, было установлено существенное изменение соотношения между нонапептидергическими терминалями аксонов нейросекреторных клеток и моноаминерги-ческими нервными волокнами (табл. 2).

Таблица 1. Морфометрические показатели нейросекреторных клеток супраоптических (СО) и паравентрикулярных (ПВ) ядер гипоталамуса крыс Вистар (мкм)

Примечание: здесь и далее * - достоверные отличия (р < 0,05) по отношению к контролю

Морфометрический анализ состояния аксонов НСК, расположенных на уровне аксова-зальных контактов нейрогипофиза, показал, что у животных 2-ой группы происходит значительное накопление секреторных гранул в аксонах НСК, что не сопровождается адекватной экструзией секретируемых продуктов и указывает на снижение поступления гипоталамических нонапептидных гормонов в общий кровоток.

Таблица 2. Соотношение нонапептид- и моноаминергических структур в срединном возвышении гипоталамуса крыс Вистар при комбинированном воздействии бензола и хрома (%)

Усиление секреторной деятельности кор-тикотропоцитов (табл. 3) не только не сопровождалось адекватной реакцией коры надпочечников, но, напротив, отмечалось уменьшение протяженности пучковой зоны органа. Иными словами, будучи эффекторным звеном ГГАКС, надпочечники не проявили структурных особенностей, свидетельствующих об их усилении функционирования. Определенный вклад в формирование подобных расстройств регуляторной системы вносит описанный нами феномен блокировки высвобождения адаптивных гипоталамических нонапептидов на уровне нейрогипофиза и срединного возвышения гипоталамуса, что лимитирует реализацию параденогипофизарного пути нейроэндокринной регуляции выработки кортикостероидов [3].

Тимус. В экспериментальных условиях в корковом веществе долей тимуса происходило уменьшение плотности тимоцитов на фоне хорошо определяемой ретикулоэпителиальной стромы органа. В мозговом веществе в 2-3 раза возрастало число тимоцитов. В ретикулоэпите-лиоцитах и тимоцитах (как в корковом, так и мозговом веществе долек) появлялись крупные липосомы. В них отмечалось набухание митохондрий, просветление матрикса и деструкция крист. В большинстве ретикулоэпителиоцитов регистрировались миелиноподобные структуры. При этом нарушались эпителиолимфоци-тарные контакты. Среди ретикулоэпителиаль-ных клеток отмечались явления кариопикноза и кариорексиса, а тельца Гассаля идентифицировались не только в мозговом, но и корковом веществе долек тимуса. Ретикулоэпителиоциты в субкапсулярной зоне имели глубокие инвагинации, в которых локализовывались лимфоциты. Таким образом, у экспериментальных животных развивался комплекс структурно-функциональных изменений тимуса, свидетельствующий об акцидентальной инволюции органа.

Таблица 3. Протяженность зон коры надпочечников крыс Вистар при комбинированном действии бензола и хрома (мкм)

Селезенка. Гистологическое изучение серийных срезов селезенки экспериментальных животных показало выраженное полнокровие трабекулярных и пульпарных сосудов. Гиперпластическая реакция герминативных зон сочеталась с накоплением в них плазмоцитов и макрофагов. Морфометрический анализ показал увеличение массы белой пульпы селезенки за счет возрастания территории В-зон. На фоне активации плазмоцитарно-макрофагальных элементов в реактивных зонах регистрировались клетки с признаками кариопикноза и кариорек-сиса. Значимого возрастания Т-зависимых (периартериальных) зон не происходило (табл. 4). При этом в селезенке обнаруживались многочисленные сидерофаги в красной пульпе органа. Появление подобных клеток и нарастание их числа свидетельствует о высокой загруженности межклеточных структур селезенки гемосидерином, неуспевавшим элиминироваться. В некоторых участках селезенки вокруг резко расширенных пульпарных сосудов отмечены мелкие очаги некроза и диапедезные кровоизлияния. С другой стороны, отмечено формирование вторичных лимфатических узелков с герминативными центрами, содержащими макрофагальные клетки. Здесь же регистрировались плазматические клетки, которые зачастую имели контакты с лимфоцитами. Данное обстоятельство, возможно, связано с выраженной дилятацией кровеносных сосудов и явлениями экстравазации плазмы крови, которые сохранялись у экспериментальных животных и на стадии 90 дней наблюдений.

Таблица 4. Морфометрические показатели белой пульпы селезенки крыс при комбинированном действии бензола и хрома (мкм)

Лимфатические узлы. Установлено, что при комбинированном воздействии бензола и хрома происходило увеличение размеров лимфатических узлов и резкое их полнокровие, приводящее к дискомплексации клеточных элементов. Размеры лимфоидных фолликулов увеличивались (за счет центров размножения, в которых появляется большое количество плазмобластов и плазмоцитов). Ретикулоэндотелиальные клетки краевых, промежуточных и воротных синусов резко гипертрофировались и многие из них реорганизовывались в макрофаги. Ультраструк-турный анализ паракортикальной зоны, расположенной между вторичными узелками и мозговым веществом лимфоузлов, выявил нарушения внутриклеточных компартментов ретикулярных клеток и лимфоцитов. В цитоплазме регистрировались мелкие митохондрии с признаками разрушения крист, а также появлялись липосомы. Ядра интердигидрирующих клеток, а также контактирующих с ними лимфоцитов, характеризуются конденсацией хроматина (маргинация гетерохроматина), инвагинациями кариолемм.

Выводы: полученные данные позволяют сделать заключение о том, что при комплексном влиянии бензола и хрома в ГГАКС крыс Вистар возникает разбалансировка (диспропорция) между уровнем продукции нонапептидов и уровнем их высвобождения из терминалей аксонов нейросекреторных клеток, что является признаками «изнашивания» ГГАКС и ограничения ее адаптивных возможностей. При морфологическом исследовании органов иммунной системы животных установлено развитие комплекса структурно-функциональных изменений тимуса, свидетельствующего об акцидентальной инволюции органа. Напротив, выявлена активизация реактивных центров лимфоидных фолликулов (В-зон) в селезенке и лимфатических узлах.