22 мая 2016г.
За более 130-летнюю историю изучения стало известно, что тучные клетки (ТК) – это сложная система способная синтезировать, депонировать и секретировать биологически активные вещества (гепарин, гистамин, простациклин, цитокины, лейкотриены, фактор активации тромбина и др.). Они принимают участие в физиологических реакциях и в развитии острого и хронического воспаления, аллергии, регенерации. Биологически активные вещества (БАМ) могут выделяться из ТК как меракриневой (гранулолизис), так и апокриновой (дегрануляция) секреции. Из-за многообразия выделенных БАФ ТК оказывают на один и тот же физиологический процесс диаметрально противоположное действие.
Тучные клетки оказывают вклад в пролиферацию эндотелиоцитов, фибробластов в ангиогенез и в гипокаогуляционные изменения крови при стрессорных воздействиях в нормальных и экстремальных условиях окружающей среды. В то же время остаются не изученными особенности структурной организации и функциональной активности ТК в экстремальных природных условиях высокогорья.
Целью данной работы является установление возможной сопряженности морфо-функционального состояния тучных клеток и ремоделирование микроциркуляторного русла в процессе адаптации животных к условиям высокогорья.
Материал и методы.
Объектом исследования послужили белые беспородные лабораторные крысы на 3, 7, 14, 30, 60-е дни пребывания на перевале Туя-Ашу (3200 м над ур.м.), материалом – тучные клетки подкожной соединительной ткани и брыжейки тонкого кишечника. Прижизненно МЦР исследовалось под контактным микроскопом «Люмам-К 1».
После смерти материал фиксировался в 12% нейтральном формалине, жидкости Лилли, окрашивался 0,1% раствором толуидинового синего при различных значениях рН. На препаратах подсчитывалось количество тучных клеток в пределах микроциркуляторного модуля на 15 полях зрения (при увеличении х 400) и определялся их размер. О функциональной активности тучных клеток судили по степени их зрелости (молодые формы – до 13 мкм, средние – 13-15 мкм, зрелые – свыше 15 мкм) и степени дегрануляции (I-я степень – с единичным выходом гранул за пределы клетки, II – с массовым выходом гранул, III – полностью разрушенные клетки).
Результаты и обсуждение.
Через три дня после транспортировки крыс на перевал Туя-Ашу количество тучных клеток снижается вдвое по сравнению с исходными данными. Их размер, составляет в среднем 16,5 мкм, что связано с преобладанием клеток крупных размеров над малыми. Значительно нарастает количество клеток с выраженной дегрануляцией, вплоть до полного распада в пределах микрососудистого модуля в паравазальном окружении.
На седьмой день количество тучных клеток продолжает снижается и составляет 23% от исходной величины. Напротив, в брыжейке тонкого кишечника наблюдается увеличение количества молодых и среднего возраста ТК с менее выраженной дегрануляцией чем в коже.
В эти сроки отмечается гиповаскуляризация субдермального слоя кожи, а также гиперваскуляризация брыжейки тонкой кишки. Однако изменения отдельных звеньев микроциркуляторного русла в том и другом случае отличаются по величине и направленности.
Так, морфометрические показатели артериол в субдермальном слое кожи, брыжейки тонкой кишки в большинстве своем снижены, а венул – повышены, хотя и не в равной степени. Следовательно, морфометрические показатели артериол, венул изменяются однонаправлено независимо от топографии и функции органа, а капилляров разнонаправлено, с четким органным градиентом. В пределах одного и того же органа выявляется сосудистый градиент изменений.
Так, ремоделирование пространственной ориентации, характера анастамозирования, результатов морфометрии наиболее выражена в капиллярном, умеренно – в прекапиллярном и наименее – посткапиллярном звене микроциркуляторного русла, независимо от снабжаемого ими органа.
Во всех органах происходит раскрытие меж- и внутрисистемных анастомозов, что ведет к усилению шунтового потока крови. Активация артерио-венозных, артерио-венулярных анастомозов и магистральных капилляров способствует перебросу значительной части крови из соматических органов в висцеральные, а в последних – предотвращению переполнение капиллярного русла, застойные явления, отеки, кровоизлияния. Генерализованный спазм артериального звена микроциркуляторного русла и усиление шунтового потока крови свидетельствует о том, что централизация кровообращения, т.е. перемещение ее части из соматических органов в висцеральные, связано не только с усилением кровоснабжения жизненно важных органов, но и поддержанием системной гемодинамики на новом уровне, адекватном сложившимся условиям.
Усиленная вазомоция постоянно меняет скорость и направление тока крови. Особенно ускорен кровоток в капиллярном звене микроциркуляторного русла брыжейки тонкой кишки. Однако большинство капилляров, посткапилляров брыжейки, становятся извитыми. В местах повышенной извилистости кровоток замедляется, но осевой характер сохраняется, и агрегации эритроцитов не наблюдается.
Таким образом, аварийная стадия адаптации к высокогорью характеризуется гиповаскуляризацией кожи в сочетании с уменьшением молодых и увеличением количества зрелых ТК, находящихся в состоянии выраженной дегрануляции. Одновременно отмечается гиперваскуляризация брыжейки тонкого кишечника в сочетании с увеличением числа молодых и слабо дегранулированных ТК.
К 15-му дню число клеток возрастает по сравнению с предыдущими данными. С одновременным максимальным уменьшением их размеров до 14,8 мкм. На этом фоне выявляются множество юных форм клеток.
В переходную фазу адаптации к условиям высокогорья наблюдается некоторое увеличение морфометрических показателей микрососудов субдермального слоя кожи по сравнению с предыдущими данными. В брыжейке тонкой кишки гиперваскуляризация сохраняется. Причем в брыжейке тонкой кишки регистрируется наибольшее за весь период наблюдения количество артериол. Появляется извилистость продольных капилляров в трапециевидной мышце, что способствует лучшей экстракции кислорода и питательных веществ из крови тканью. Проницаемость сосудистой стенки, вязкость и гематокрит крови снижаются.
Через 30 дней количество тучных клеток в коже приближается к фоновым данным. Средний диаметр клеток нарастает до 21-25 мкм. Частота дегранулирующих тучных клеток, уменьшается по сравнению с ранними сроками, но остается более высокой, чем в контроле. Особое внимание заслуживает групповое расположение (5- 10 клеток) или формирование длинных цепочек, содержащих по 10-20 клеток.
В брыжейке тонкой кишки уже встречаются зрелые дегранулирующие ТК.
Отмеченные в ранние сроки изменения микроциркуляторного русла, сосудистой проницаемости, реологических параметров и кининовой системы в основном регрессируют, хотя признаки перераспределения крови в системе микроооциркуляции частично сохраняются.
Спазм артериолярного звена микроциркуляторного русла может быть обусловлен действием катехоламинов, уровень которых повышается в ранние сроки адаптации к высокогорью.
Дать однозначную интерпретацию полученных данных не просто ибо ТК по своим морфологическим, цитохимическим и функциональным свойствам отличаются значительной гетерогенностью. Тем не менее можно выдвинут ряд предположений. Так, по данным авторов [1, 2, 3, 6] в ранние сроки адаптации к высокогорью у человека и животных отмечается гиперкоагуляционная направленность гемостаза, повышается активность ключевого фермента гомеостаза – тромбина. Это активирует опосредованно освобождение из тканевого и ТК гепарина, что предотвращает микротромбообразование в МЦР. Так появляется коррекция гепарина в ТК с антикоагуляционными свойствами крови. Стимуляторами выброса гепарина из тучных клеток путем гранулолизиса может оказаться увеличение в крови катехоламинов и АКТГ в аварийную фазу адаптация к высокогорью [3, 4, 5, 6]. В итоге гиперкоагуляционные изменения в крови в аварийной фазе адаптации уступают место гипокоагуляционным – в переходной и стабильной фазах.
Структурной основой для развертывания такой цепи может служиь наличие специфического рецептора- тромбина на тучных клетках РАК-1.
Обращает на себя внимание резкая дегрануляция ТК в коже и незначительная в брыжейке тонкой кишки в аварийную фазу адапации. Вполне возможно это связано с тем, что выброс биологически активных веществ тучными клетками кожи осуществляется в этой ситуации апокриновой секрецией (дегрануляцией), а в брыжейке – меракриновой (гранулолизисом). В переходной и стабильной фазах в тучных клетках брыжейки гранулолизис уступает место дегрануляции из-за затянувшегося постоянного действия высокогорной гипоксической гипоксии.
Напротив, в тучных клетках кожи выраженная дегрануляция в аварийной фазе сменяется регрануляцией в стабильной фазе. Можно предположить, что это имеет связь с централизацией кровообращения в первые дни пребывания на высокогорье и относительным нивелированием в последующем, что требует специального изучения.
Список литературы
1. Исабаева В.А. Система свертывания крови и адаптация к природной гиоксии.- Л.: Наука, 1983,- 152.
2. Закиров Д.З., Садыкова Г.С. Изучение функционального состояния эндокринных желез у постоянных жителей высокогорья // Вестник КНУ.- 2003.-Т.2.- биологические науки.- С.132-136.
3. Фроленко В.И., Исабаева В.А., Захаров Г.А., Горохова Г.И. Состояние тучных клеток у «аборигенов» средне- и высокогорья // Известия АН,Кирг.ССР.- Фрунзе, 1989.- № 1.- С.74-78.
4. Струкова С.М., Киреева Е.Г., Дугина Т.Н. Механизмы взаимодействия тромбина с клетками. Взаимодействие тромбина с клетками эндотелия, тучными и другими. // Вестн. МГУ, сер. биол., 1997, № 1, с. 8-14.
5. Умарова Б.А. Гепарин тучных клеток в адаптивных реакциях организма / автор. док. дисс. –М., 2000.- 30 с.
6. Шидаков Ю.Х-М, Каркабатов Х.Д., Текеева Ф.А Высокогорная кардиоангиология.- Бишкек, 2001.-227 с.
