CC BY
46
УДК 612.438.014.2:615.357 ББК Е60*737.15:Е60*725.381.81
О.А. ШАТСКИХ
РЕАКЦИЯ АМИНОСОДЕРЖАЩИХ СТРУКТУР ТИМУСА НА ВВЕДЕНИЕ МЕЛАТОНИНА ПРИ РАЗНЫХ РЕЖИМАХ ОСВЕЩЕНИЯ
Ключевые слова: мелатонин, тимус, биогенные амины.
Экспериментальные животные получали ежедневно мелатонин в дозе 0,03 мг/сут. и находились в различных световых условиях (при естественном освещении и искусственном затемнении). Для оценки изменений нейромедиаторного статуса тимуса применяли люминесцентно-гистохимические методы Фалька и Кросса, и метод цитоспектрофлуориметрии. Исследования показали, что мелаксен приводит к перераспределению биогенных аминов в структурах тимуса. Длительное введение мелатонина в условиях искусственного затемнения оказывает иммуностимулирующее действие: увеличивается концентрация катехоламинов при снижении серотонина. Отмечено, что различаются и серотониновые индексы имму-нокомпетентных клеток у интактных и подопытных животных.
O A SHATSKIKH THE REACTION AMINE CONTAINING STRUCTURES OF THYMUS ON THE INTRODUCTION OF MELATONIN AT DIFFERENT CONDITIONS OF LIGHTING Key words: melatonin, thymus, biogenic amines.
The experimental animals were given melatonin in dose of 0,03 mg per day under different conditions of lighting (by daylight and artificial darkening). The content of neuromediators in the structures of the thymus was determined using luminescent-histochemical methods of Falk and Cross. The research showed that the introduction of melaxen leads to a redistribution of biogenic amines in the structures of the thymus. The long introduction of melatonin by artificial darkening it has an immune stimulating influence which is confirmed by increase in the concentration of catecholamines and decrease of serotonin. It was noted that differ serotonin indices of immunocompetent cells in the intact and experimental animals.
Биологические ритмы - это уникальное свойство живых организмов, обеспечивающее их выживание и адаптацию в циклически меняющихся условиях внешней среды. Несмотря на связь с внешними стимулами, биологические ритмы имеют эндогенное происхождение, представляя, таким образом, «внутренние часы» организма. Наибольшее значение имеют циркадные ритмы, синхронизацию которых обеспечивает эпифиз, входя в состав фотоней-роэндокринной системы [1, 7, 13].
Мелатонин (М) - это нейропептид, синтезирующийся главным образом эпифизом и обладающий уникальным влиянием на организм человека и животных [1, 3, 14]. В организме М выполняет множество различных функций: влияет на гипоталамо-гипофизарные гормоны, участвует в синхронизации циркадных ритмов, оказывает иммуностимулирующее действие, обладает нейротрансмиттерными функциями [1, 2, 14], влияет на все виды обмена [4], является сильным антиоксидантом [3], обладает снотворным эффектом, угнетающе влияет на развитие опухолей [1, 2, 8, 14], обнаружена роль М в замедлении старения организма [5, 8]. Выявлено, что выработка гормона происходит только в ночные часы, поэтому бодрствование в это время может иметь ряд неблагоприятных последствий для живого организма [1].
Известно, что экзогенный М способен увеличивать клеточность тимуса, усиливая пролиферацию клеток [10, 16]. Влияние М в разных условиях освещенности на биоаминное обеспечение тимуса изучено недостаточно.
Цель исследования - изучение реакции биоаминосодержащих структур тимуса на введение М животным, содержащимся в условиях различного освещения.
Материалы и методы исследования. Объектом гистологического исследования служили селезенки 40 половозрелых белых мышей-самцов 2-месячного
возраста. Животные были распределены на 7 групп: I - интактная (п = 6) - животные, которые содержались в обычных условиях вивария (естественное освещение 400 лк, влажность воздуха 90%, кормление животных в период 800-900);
II и V - контрольные (п = 10), животные получали обычный корм и в течение 2 и 4 недель, соответственно, находились в условиях искусственного затемнения;
III и IV - экспериментальные (п = 12), животные получали препарат мелаксен (М, применяющийся для регуляции сна как адаптоген при повышенных нагрузках, быстрой смене часовых поясов [8]) ежедневно в дозе 0,03 мг/сут. в течение 2 недель и находились в условиях обычного освещения и искусственного затемнения, соответственно; VI и VII - экспериментальные (п = 12), животные получали препарат мелаксен ежедневно в дозе 0,03 мг/сут. в течение 4 недель и находились в условиях обычного освещения и искусственного затемнения, соответственно. Тимус у животных забирался на 14-е и 28-е сутки эксперимента во второй половине дня (1400-1500).
Криостатные срезы тимуса толщиной 10 мкм обрабатывались следующими методами:
1) метод Фалька-Хилларпа в модификации Е.М. Крохиной применялся для избирательного выявления катехоламинов (КА) и серотонина (С) [6];
2) метод Кросса, Эвена, Роста для выявления структур, содержащих гистамин (Г) [6];
3) метод цитоспектрофлуориметрии для идентификации и количественного измерения содержания КА, С и Г в исследуемых лимфоидных органах. Для этого на люминесцентом микроскопе ЛЮМАМ-4 была установлена дополнительная насадка ФМЭЛ-1А с выходным напряжением 900 В. Для определения С использовался светофильтр № 8 с длиной волны 525 нм, для Г - № 7 с длиной волны 515 нм и для Ка - фильтр № 6 с длиной волны 480 нм. Показания снимались с табло усилителя У-5 в условных единицах флюоресценции (у. е.);
4) вычисление серотонинового индекса с целью определения влияния того или иного биогенного амина на общий процесс, являющийся средней величиной от суммы частных соотношений содержания исследуемых аминов.
Результаты исследования и их обсуждение. При изучении нейромедиа-торного обеспечения структур тимуса после введения М учитывались исходные уровни биогенных аминов у интактных и контрольных животных. Было выяснено, что введение мелаксена приводит к перераспределению биогенных аминов в клеточных структурах тимуса. Флюориметрические исследования показали, что содержание Г в тимоцитах коркового вещества (ТКВ) снижается у всех мышей на фоне М - у животных III, IV и VI экспериментальных групп в 2-2,5 раза, а у VII экспериментальной группы - в 4,5 раза. Концентрация С и КА у животных на введение мелатонина сохраняется в пределах значений контрольных животных, однако у мышей VII экспериментальной группы обнаружено снижение концентрации С в 2 раза по сравнению с таковой в контрольной группе (рис. 1).
На фоне введения М концентрация Г в макрофагах субкапсулярной зоны (МСЗ) значительно изменилась у животных VII экспериментальной группы, где было выявлено снижение исследуемого биоамина в 2 раза. Содержание С в МСЗ увеличилось у животных IV группы в 2 раза на фоне мелаксена, концентрация КА также повысилась на фоне гормона у животных III, IV и VI экспериментальных групп (рис. 2).
В макрофагах кортико-медуллярной зоны (МКМЗ) увеличение концентрации Г в 2 раза выявлено у животных III и IV экспериментальных групп, однако у животных VII группы содержание исследуемого биоамина снижается в 1,5 раза по сравнению с контрольной группой мышей. М приводит к увеличению содержания С и КА в МКМЗ зоны в 2-3 раза у мышей IV и VI экспериментальных групп (рис. 3).
12
10
8
6
4
2
0
Рис. 1. Динамика интенсивности свечения Г, С и КА в ТКВ после введения М. По оси абсцисс - группы животных, по оси ординат - концентрация Г, С, КА в у.е.
I - стандартная ошибка
30 25 20 15 10 5 0
I II III IV V VI VII
и Га си ка
Рис. 2. Динамика интенсивности свечения Г, С и КА в МСЗ после введения М. По оси абсцисс - группы животных, по оси ординат - концентрация Г, С, КА в у.е.
I - стандартная ошибка
30 25 20 15 10 5 0
I II III IV V VI VII
■ Г □ С □ КА
Рис. 3. Динамика интенсивности свечения Г, С и КА в МКМЗ после введения М.
По оси абсцисс - группы животных, по оси ординат - концентрация Г, С, КА в у.е.
I - стандартная ошибка
Содержание Г в тимоцитах мозгового вещества (ТМВ) на фоне введения мелаксена снижается в 2-3 раза у животных III, IV и VII экспериментальных групп и увеличивается в 2 раза у животных IV экспериментальной группы. Концентрация С и КА в исследуемых структурах тимуса животных IV и VI экспериментальных групп увеличивается в 4-5 раз, в то время как у животных VII экспериментальной группы было обнаружено изолированное увеличение концентрации КА в 2,5 раза по сравнению с таковой в контрольной группе мышей (рис. 4).
-4-
та ■н
■ Г □ Сп КА
■ Г □ С □ КА
Рис. 4. Динамика интенсивности свечения Г, С и КА в ТМВ после введения М.
По оси абсцисс - группы животных, по оси ординат - концентрация Г, С, КА в у.е.
I - стандартная ошибка
В научной литературе имеются данные о различном влиянии биоаминов на деятельность иммунных клеток. Избыток С свидетельствует об иммуносупрессии [12], а КА усиливают процессы пролиферации и дифференцировки клеток [15]. Таким образом, из полученных нами данных видно, что длительное введение М в условиях искусственного затемнения приводит к перераспределению биогенных аминов: увеличивается обеспеченность иммунокомпетентных клеток КА, в то время как концентрация иммуносупрессорного С снижается.
Был определен серотониновый индекс (Лс/кА) для понятия особенностей распределения биогенных аминов в различных структурах тимуса. Серотониновый индекс больше 1 свидетельствует о преобладании в клетке С, а меньше 1 - о преобладании в клетке Ка. Результаты исследований показали, что после введения М серотониновый индекс во всех исследуемых структурах тимуса становится менее 1, что указывает на преобладание КА над депрессорным моноамином С. Повышение обеспеченности КА можно рассматривать как активацию пролиферации клеток, так как известно, что КА стимулируют иммунные процессы [11].
Изменение биогенных аминов приводит к достоверному снижению соотношения (С+Г)/КА на фоне введения М во всех исследуемых структурах тимуса всех экспериментальных групп животных, причем наиболее выраженная реакция наблюдается у животных, получавших мелаксен при условии искусственного затемнения. Известно, что снижение соотношения (С+Г)/КА в клетках иммунной системы приводит к стимуляции их физиологической активности [9].
Выводы. 1. Введение М в организм мышей в условиях обычного освещения и искусственного затемнения приводит к изменению функциональной морфологии нейромедиаторных систем структур тимуса, увеличивая обеспеченность иммунокомпетентных клеток КА при снижении концентрации иммуносупрессорного С.
2. Наиболее выраженное иммуностимулирующее действие мелаксена выявлено у мышей, длительно получавших препарат в условиях постоянной темноты.
Литература
1. Арушанян Э.Б., Бейер Э.В Гормон мозговой железы эпифиза мелатонин - универсальный естественный адаптоген // Успехи физиологических наук. 2012. Т. 43, № 3. С. 82-100.
2. Бакшеев В.И., Коломоец Н.М. Мелатонин в системе нейрогуморальной регуляции у человека. Ч. 1 // Клиническая медицина. 2011. Т. 89, № 1. С. 4-10.
3. Беспятых А.Ю., Бурлакова О.В., Голиченков В.А. Мелатонин как антиоксидант: основные функции и свойства // Успехи современной биологии. 2010. Т. 130, № 5. С. 487-496.
4. Джериева И.С., Рапопорт С.И., Волкова Н.И. Мелатонин как регулятор метаболических процессов // Клиническая медицина. 2012. Т. 90, № 10. С. 27-30.
5. Князькин И.В. Экстрапинеальный мелатонин в процессах ускоренного и преждевременного старения у крыс // Успехи геронтологии. 2008. Т. 21, № 1. С. 80-82.
6. Лузикова Е.М. Морфо-физиологическая реакция аминосодержащих структур тимуса на введение АКТГ1-24: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Чебоксары, 2005. 25 с.
7. Мелатонин, введенный крысе, эффективно синхронизирует ритм синтеза белка в первичных культурах гепатоцитов, выделенных из этой крысы / В.Я. Бродский, С.И. Рапопорт, Т.К. Дубовая и др. // Онтогенез. 2010. Т. 41, № 2. С. 101-106.
8. Мендель В.Э., Мендель О.И. Мелатонин: роль в организме и терапевтические возможности. Опыт применения препарата Мелаксен в российской медицинской практике // Человек и лекарство. 2010. Т. 18, № 6. С. 336-342.
9. Морфологические изменения тимуса после применения Полиоксидония / ГЮ. Стручко, Л.М. Меркулова, О.Ю. Кострова и др. // Фундаментальные исследования. 2012. № 5-1. С. 197-202.
10. Перцов С. С. Роль супрахиазматического ядра гипоталамуса в реализации эффектов мелатонина на тимус, надпочечники и селезенку у крыс // Бюл. эксп. биол. мед. 2006. Т. 141, № 4. С. 364-367.
11. Сарилова И.Л. Морфофункциональная характеристика структур тимуса при экспериментальной тестэктомии: автореф. дис.....канд. мед. наук. Саранск, 2009. 24 с.
12. Cloez-Tayarani I., Petit-Bertron A.F., Venters H.D., Cavaillon J.M. Differential effect of serotonin on cytokine production in lipopolysaccharide-stimulated human peripheral blood mononuclear cells: involvement of 5-hydroxytryptamine2A receptors // Int. Immunol. 2003. Vol. 15. Р. 233-240.
13. Hardelan R, Madrid J.A., Tan D.-X, Reiter R.J. Melatonin, the circadian multioscillator system and health: the need for detailed analyses of peripheral melatonin signaling // Journal of Pineal Research. 2012. Vol. 52, № 2. Р. 139-166.
14. New perspectives in melatonin uses / A. Carpentieri, G. Diaz de Barboza, V. Areco et al. // Pharmacological research. 2012. Vol. 65, № 4. Р. 437-444.
15. Patay B, Kurz B, Mentlein R. Effect of transmitters and cotransmitters of the sympathetic nervous system on interleukin-6 synthesis in thimic epithelial cells // Neuroimmunomodulation. 1999. Vol. 6, № 1-2. P. 45-50.
16. Srinivasan V., Maestroni G.J.M., Cardinali D.P., Esquifino A.I. Melatonin, immune function and aging // Immunity & Ageing. 2005. Vol. 29. P. 2-17.
ШАТСКИХ ОКСАНА АЛЕКСЕЕВНА - аспирант кафедры медицинской биологии с курсом микробиологии и вирусологии, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары ([email protected]).
SHATSKIKH OKSANA ALEKSEEVNA - post-graduate student of Medical Biology Chair with the Microbiology and Virology Course, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
УДК 612.438.06:612.018.2:577.175.32 ББК Е 60:737
Л.Р. ЯЛАЛЕТДИНОВА, С.А. ЯСТРЕБОВА CD4-ПОЗИТИВНЫЕ КЛЕТКИ ТИМУСА ПРИ ВВЕДЕНИИ ХОРИОНИЧЕСКОГО ГОНАДОТРОПИНА*
Ключевые слова: тимус, хорионический гонадотропин, CD4-позитивные клетки.
Введение мышам хорионического гонадотропина приводит к уменьшению количества CD4-позитивных крупных клеток в корковом веществе долек тимуса; к увеличению количества CD4-позитивных клеток в мозговом веществе долек и кортикомедуллярной зоне.
L.R. YALALETDI NOVA, S.A. YASTREBOVA CD4-POSITIVE THYMUS CELLS AT THE INTRODUCTION OF THYMUS CHORIONIC GONADOTROPIN Key words: thymus, human chorionic gonadotropin, CD4-positive cells.
Introduction of chorionic gonadotropin results in fewer CD4-positive large cells in the cortex of the thymus lobes of mice and in increase of the number of CD4-positive cells in medullar lobes and corticomedullar zone.
Тимус является центральным органом иммуногенеза, обеспечивая диф-ференцировку лимфоцитов [3]. В настоящее время известно, что CD4-позитив-ные клетки - маркеры Т-хелперов-индукторов. Отмечено, что ко-рецептор CD4
* Работа выполнена на кафедре медицинской биологии с курсом микробиологии и вирусологии. Госбюджетная тема 0120.085.1887 от 2008 г. «Гистохимия биогенных аминов в морфофункциональном состоянии органов и тканей в норме и эксперименте».
