Экзометаболиты Opisthorchis felineus и структурное преобразование печени в эксперименте

Актуальность. Механизм действия метаболитов изучаются в контексте метаболомики - области научного направления, где рассматриваются конечные и промежу- точные продукты обмена веществ в клетке, органе или организме. Экзометаболомика - как раздел метаболомики, включает исследования внеклеточных метаболи- тов. В научной литературе приводятся многочисленные материалы, содержание которых позволяет представить многофакторное влияние метаболома на организм человека. Отметим, что метаболиты грибов достаточно изучены, что позволяет применять их в практике [1, 11, 12].

Большая часть исследователей на основании своих выводов считают, что, метаболиты обладают широким спектром действия и активно участвуют в поддержании гомеостаза здорового организма человека. Экзометаболиты микробиоты человека постоянно исследуются с определением их состава. Так, проведенное внедрение экзометаболитов Bifidobacterium bifidum № 791 в регенерационный процесс показало ростстиму-лирующий и бактерицидный эффекты при повреждении костной ткани в эксперименте [10].

Метаболом описторхисов расшифрован только в последние годы и представлен большой группой сигнальных, несигнальных белков и других соединений [9]. Экзометаболиты Opisthorchis felineus изучались у различных хозяев: прослежены пути миграции, участие их в повреждении и пролиферации клеток [5, 7, 8], но некоторые авторы считают, что преобразования тканей хозяев инициируются не экзометаболитами, а другими представителями метаболома описторхисов [2, 4].

Цель исследования. Показать роль экзометаболитов описторхисов в структурном преобразовании тканей печени животного.

Материалы и методы. Модель суперинвазионного описторхоза (СО) создавали на грызунах, семейства хомяковых - сирийских хомяках (Mesocricetus auratus, Waterhouse, 1894) массой 96,5-110,5 г. Лабораторных животных (n = 168) заражали 50 метацеркариями O. felineus, суперинвазия 50 личинками. Инвазионный материал, метацеркарии O. felineus, выделяли из язей (ареал-Ханты–Мансийский район) посредством искусственного желудочного сока (0.25% пепсин + 1,5% соляная кислота + вода) по методам Глазкова Г. А. (1977) и PracobwongS. et al. (2009). Контрольная группа составила 10 здоровых грызунов.

Содержание животных, эвтаназия были составлены и реализованы по принципам биоэтики, изложенными в Международных рекомендациях по проведению медико–биологических исследований с использованием животных Животных умерщвляли под эфирным наркозом (передозировка) в разные сроки в зависимости от серии опыта (1, 3, 6, 16, 20, 30, 40, 60, 120, 240 сут). После 40 сут инвазии у забитых животных экзометаболиты выделяли из марит описторхисов по методу Каленовой Л. Ф. (2005) и вводили в желудок сирийским хомякам (20 животных). Ткань печени фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, после стандартной парафиновой проводки изготавливались срезы, которые окрашивали гематоксилином Майера и эозином, по Ван Гизону, Слинченко Н.З. (1964), СамсоновуВ. А. (1973), ставили ШИК-реакцию. Морфометрические параметры определяли на программном обеспечении для цитологического анализа в медицине и биологии «Vision Cyto», Австрия).

Площадь инфильтратов (ПИ), гранулём (ПГ) и некрозов в гранулёмах (ПНГ) определяли на программном обеспечении для цитологического анализа в медицине и биологии «Vision Cyto» (West Medica Produktions– und Handels-GmbH, Австрия) в мкм2, вычисляли индексы этих образований как отношение ПИ, ПГ, к площади препарата, а ПНГ - к площади гранулём в поле зрения микроскопа при увеличении х50. Окрашенные препараты подвергнуты светооптическому анализу, гистологические препараты оцифровывали с помощью микроскопа с цифровой фотокамерой Canon EOS 5D, при помощи программы «Image Tool for Windows V 2.04» определяли площади измененных участков и их индекс. Статистическая обработка фактического материала проводилась с использованием лицезионных программ «SPSS Statistics» (США) и «Microsoft Excel» из пакета Microsoft Windows, использовали однофакториальный дисперсионный анализ ANOVA. Различия являлись статистически достоверными при p < 0,05.

Результаты и обсуждение. Структурные преобразования экониш паразитов и других органов установлены разнообразные превращения структур печени, поджелудочной железы, желчного пузыря, сердца, легких, почек, органов ротовой полости [3, 4, 6]. Opisthorchis felineus питается исключительно холангиоцитами (рисунки 1, 2), поэтому химический состав экзометаболитов представлен продуктами распада данных печеночных клеток [9].

Рисунок 1 – Суперинвазионный описторхоз, паразит в протоке, 35 сут инвазии. Слизистая оболочка (1). Яйца в матке (2). Экзометаболиты в кишке (3). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х240

Рисунок 2 - Суперинвазионный описторхоз, холангиоциты в кишечнике паразита (1). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х180

Образование интердуктальных гранулём в печени наблюдается после 10 сут заражения метацеркариями. Развитие иммунного воспаления возникает в участках денудации выстилки протоков и контактирование тела паразита с эрозированной поверхностью. В этих участках появляются скопления моноцитов, макрофагов, эозинофильных и нейтрофильных лейкоцитов, лимфоцитов. Интердуктальные гранулёмы являются ответной реакцией, инициирующейся антигенными субстратом - секре-томом - экскреторно-секреторным продуктом паразита.

После 16 сут в протоковой системе экониш опистор-хисы приобретают нутритивный, следующий после постурального, вариант доминантного рефлекса, в результате которого гельминт ротовой присоской вскрывает большие пласты эпителия слизистой оболочки протоков. Индекс площади таких гранулём составляет - 0,016 мм. Площадь десквамации слизистой достоверно увеличивается и неизменно сопровождается большим поступлением секретома (МО) в стенку протока, что вызывает выраженную пролиферацию, их последующую дифференцировку в элементы холангио– и гепатоцеллюлярных дифферонов, а также формирование внутрипротоковых гранулём. В гепатоцитах отмечалось накопление гликогена, а вокруг протоков - формирование перидуктального склероза с мукоидной дистрофией коллагеновых волокон. В этот срок в составе гранулём можно обнаружить экзометаболиты описторхисов в виде зерен диаметром не более 3,0 мкм.

В более поздние сроки, после 30 сут, в морфогенезе внутрипротоковых гранулём участвуют яйца O. felineus. Гранулёмы имеют различную форму и размеры на тонкой и широкой ножках (рисунок 3), они постоянно подвергаются некрозу - индекс площади некроза гранулём (ИПН) достигает 0,303, наибольшие размеры (ИПН = 0,430) выявлены в крупных гранулёмах, Me = 0,348.

Рисунок 3 –. Гранулёма на тонкой ножке. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х100

Перидуктальные гранулёмы преимущественно мелкого и среднего калибров инициируются в основном экзометаболитами в сочетании с яйцами O. felineus. Отмечено, что гранулематозный процесс, инициируемый ЭМО, более интенсивно развивается при частичной гепатэкто- мии на фоне СО [6]. При введении сирийским хомякам только экзометаболитов в печени не наблюдались пролиферативная активность клеток репликативного потенциала, выстилки протоков и гепатоцитов, отмечалась лишь слабая реакция макрофагов вокруг зёрен и конгломератов ЭМО (Индекс площади инфильтратов - 0,014)

Заключение. Важное значение в формировании эмерджентных состояний имеют элементы секретома -экскреторно-секреторного продукта гельминта. В отличие от метаболитов, экзометаболиты описторхисов менее активны в индуцировании основных процессов хозяина, они не инициируют пролиферативные процессы регионального потенциала стволовых клеток.

Изучение описторхозной болезни у различных животных (сирийские хомяки, кролики, кошки, собаки) и человека показали роль различных факторов описторхисов и хозяина в самоорганизации и поддержании системы «паразит-хозяин». Независимо от локализации экзометаболитов описторхисов ответной реакцией тканей является: а) гранулематоз; б) очаговый и диффузный склерозы; в) контаминация клеток и их первичное повреждение. Многие патологические состояния и нозологические формы при суперинвазионном описторхозе являются эмерджентными состояниями, инициаторами, которых являются эндогенные и экзогенные факторы.