CC BY
45
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 611. 42 ББК Е 863.7
В. В. Альфонсов, Е. В. Альфонсова, Н. В. Бочкарникова, Л. А. Забродина, И. А. Парфенова
влияние экспериментального лактат-ацидоза на структурную организацию лимфатических узлов
Исследования посвящены изучению структурной организации лимфатических узлов при экспериментальном лактат-ацидозе. Показано, что изменения в различных регионах лимфатических узлов при лактат-ацидозе имеют общие закономерности. По данным морфометрии, при этом происходит увеличение поперечника капсулы, подкапсулярных трабекул, возрастают размеры синусов лимфоузлов коркового и мозгового вещества, наблюдается диффузная или очаговая делимфатизация лимфоидных фолликулов. Нарушается структура аргиро-фильного каркаса, в микроциркуляторном русле образуются сладжи эритроцитов и тромбы. По нашему мнению, это может быть причиной развития иммунодефицитных состояний при заболеваниях, сопровождающихся метаболическим ацидозом.
ключевые слова: лактат, ацидоз, морфология, лимфатические узлы, иммунитет.
V. V. Alfonsov, E. V. Alfonsova, N. V. Bochkarnikova, L. A. Zabrodina, I. A. Parfenova
the influence of experimental lactate acidosis on the structural organization of lymphatic nodes
The article is devoted to the investigation of structural organization of lymphatic nodes at experimental lactate acidosis. It is stated that changes in various parts of lymphatic nodes at lactate acidosis have common mechanisms. According to morphometric data the diameter of the capsule, subcapsular trabecule and dimensions of the lymphatic nodes sinus of cortical and medullary substance increase. Diffusive and local delymphatization of lymphoid follicle is observed. The structure of argyrophilous frame is broken; dysdiemorrhysis and thrombus are formed in microvasculature. In the authors' opinion it may serve as the ground of immunodeficiency conditions of illnesses with metabolic acidosis.
Key words: lactate, acidosis, morphology, lymphatic nodes, immunity.
Продукты анаэробного метаболизма, вызывающие ацидоз, представляют реальную опасность для организма, так как способны не только нарушать функции, но и приводить к морфологическим изменениям в различных органах и тканях. По данным ряда авторов, ацидоз приводит к нарушению иммунологической реактивности организма. В то же время влияние сдвига рН в кислую сторону на морфологию органов и тканей, в том числе и на структурную организацию органов иммунной системы, остается неизученным. В литературе встречаются единичные работы, которые свидетельствуют о морфологических изменениях в различных органах и тканях при метаболическом ацидозе [1; 2; 3; 4]. Наши исследования посвящены изучению структурной организации лимфатических узлов при экспериментальном лактат-ацидозе.
Метаболический лактат-ацидоз вызывали в эксперименте на кошках в/в инъекцией 3-ппрцентного раствора молочной кислоты в изотоническом растворе NaCl в бедренную вену до уровня рН 7,2-6,5 и продолжительностью до 30—180 мин. При проведении морфологических исследований кусочки тканей и органов размером 0,5 — 1,0 см фиксировались в 10 % забуферен-ном нейтральном растворе формальдегида (рН 7,0) при температуре 18 — 20°С в течение 24 — 48 ч. Методы окрашивания морфологического материала: гематоксилин-эозином, гематоксилин-пикрофуксином по Ван-Гизон, гематоксилином Вейгерта в модификации Харта, импрегнация азотнокислым серебром по Футу.
результаты и обсуждение. Лимфатические узлы при лактат-ацидозе визуально были исследованы в 12 регионах и проведена их качественная морфологическая оценка и мор-фометрия. Морфометрическое исследование и статистическая обработка данных были проведены в центральных, подчелюстных, илеоцекальных, брыжеечных и лимфоузлах сигмовидной кишки. Оценивались следующие параметры: поперечник капсулы, под-капсулярных трабекул, величина коркового синуса, промежуточных синусов коркового и мозгового вещества, число клеточных элементов в центрах размножения лимфоидных фолликулов на единицу площади. Описано состояние соединительно-тканной стромы, кровеносного русла органа.
Строма лимфатических улов представлена капсулой и отходящими от нее подкапсулярными трабекулами, где располагаются основные кровеносные сосуды. В контрольных срезах наблюдаются четкие контуры между промежуточным, мозговым и корковым веществом. Отчетливо выражено плато коркового вещества, которое полностью заполнено клеточными элементами. Ясно прослеживаются промежуточные синусы. Капсула на всем протяжении
прилежит к корковому веществу лимфоузла. В эксперименте животные подверглись воздействию молочной кислоты с развитием лактат-ацидоза различной глубины и продолжительности. Полученные данные были объединены в экспериментальные группы: лимфоузлы при рН 7,2 — 7,0 и экспозиции 30 — 60 мин для статистической обработки были объединены в одну груп-
пу, другую экспериментальную группу составили лимфатические узлы при более глубоком сдвиге рН 6,8 — 6,5 и экспозиции ацидоза 120—180 мин.
Изменения в различных регионах лимфатических узлов при лактат-ацидозе имеют общие закономерности. В центральных лимфатических узлах, по данным морфометрии, при экспериментальном лактат-ацидозе происходит увеличение поперечника капсулы и подкапсулярных трабекул, достоверно возрастают размеры синусов лимфоузлов, особенно коркового и в меньшей степени промежуточных синусов коркового и мозгового вещества. Коллагеновые волокна капсулы утолщены, разрыхлены с элементами нарушения их целостности (рис. 1). Значительным изменениям подвергается количество лимфоидных клеток в герминативных центрах центральных лимфатических узлов (табл. 1).
Рис. 1. Центральный лимфатический узел кошки. Отек и расслоение капсулы при рН крови 7,0 и продолжительности ацидоза 60 мин. Гематоксилин-эозин. Ув.: об. 40, ок. 7. Микрофотография
Таблица 1
Морфологические параметры центральных лимфатических узлов при метаболическом лактат-ацидозе у кошек (М ± т)
исследуемые параметры контрольные животные опытные животные
рН 7,4 -7,36 п = 16 рН 7,2 - 7,0 п = 16 рН 6,8 - 6,5 п = 16
Поперечник капсулы (мкм) 34,80 ± 1,99 61,38 ± 6,76** 86,38± 8,49***
Поперечник подкапсулярной трабекулы (мкм) 27,0 ± 1,9 35,7 ± 3,4* 41,0 ± 3,4**
Величина коркового синуса (мкм) 50,5 ± 2,57 87,6 ± 4,8*** 91,6 ± 6,1***
Величина промежуточного синуса коркового вещества (мкм) 32,9 ± 2,7 38,3 ± 3,9 61,3 ± 3,5***
Величина промежуточного синуса мозгового вещества (мкм) 53,2 ± 3,2 48,6 ± 1,96* 74,5 ± 7,3*
Количество клеток в герменативном центре фолликула на ед. пл. 197,0 ± 11,0 159,5 ± 6,8*** 150,0 ± 4,0***
Примечание: * - р <0,05, ** - р <0,01, ***- р <0,001 - различия достоверны между контролем и опытом
При этом наблюдается диффузная или очаговая делимфатизация зародышевых центров. В то же время клетки лимфоидного ряда обнаруживаются в краевом синусе, капсуле лимфатического узла, а также и в промежуточных синусах, что приводило к сглаживанию границ между корковым и мозговым веществом. При дальнейшем углублении ацидоза (рН крови 6,8 — 6,5) и его продолжитель-
ности явления делимфатизации нарастают как в центральных лимфатических узлах, так и в других группах лимфоузлов (рис. 2). По данным мор-фометрии, отмечается достоверное уменьшение клеточных элементов в герменативных центрах фолликулов лимфатических узлов. Подобные изменения наблюдаются и в подчелюстных лимфоузлах (табл. 2).
Таблица 2
Морфологические параметры подчелюстных лимфатических узлов при метаболическом лактат-ацидозе у кошек (М ± т)
исследуемые параметры контрольные животные опытные животные
рН 7,4 -7,36 п = 13 рН 7,2 - 7,0 п = 13 рН 6,8 - 6,5 п = 13
Поперечник капсулы (мкм) 38,8 ± 3,8 102,0 ± 6,3*** 113,0 ± 5,4***
Поперечник подкапсуляр-ной трабекулы (мкм) 32,0 ± 2,7 39,4 ± 2,6* 45,0 ± 2,5**
Величина коркового синуса (мкм) 58,2 ± 4,2 79,8 ± 5,6** 97,8 ± 7,3**
Величина промежуточного синуса коркового вещества (мкм) 34,8 ± 3,8 58,4 ± 4,8** 64,2 ± 4,6***
Величина промежуточного синуса мозгового вещества (мкм) 58,3 ± 4,3 48,7 ± 3,3** 83,6 ± 8,4**
Количество клеток в герменативном центре фолликула на ед. пл. 190,7 ± 10 160,6 ± 7,2** 130,3 ± 4,6***
Примечание: * - р <0,05, ** - р <0,01, ***- р <0,001 - различия достоверны между контролем и опытом
Рис. 2. Центральный лимфатический узел кошки. Выражены явления делимфатизации мозгового вещества, расширение промежуточных мозговых синусов. Тромбоз артериол мозгового вещества, отек сосудистой стенки при рН крови 6,8 и продолжительности ацидоза 120 мин. Гематоксилин-эозин.
Ув.: об. 8, ок. 7. Микрофотография
Морфология лимфатических узлов сигмовидной кишки при метаболическом ацидозе различной глубины и продолжительности меняется следующим образом (табл. 3). При метаболическом лактат-ацидозе со сдвигом рН крови до 7,2 — 7,0 промежуточный корковый синус достоверно увеличивается на 20,0 %, а промежуточный мозговой — на 80,8%. Выражены признаки делимфати-зации коркового и мозгового вещества лимфатических узлов. При смещении рН до 6,8 изменения в промежуточных синусах нарастают. Наблюдается их расширение, отек, они заполняются лимфоцитами, которые мигрируют из мякотных тяжей и коркового вещества лимфоузла. Особенно это выражено в структурах промежуточных мозговых синусов. Отмечается сглаживание гра-
ниц между корковым и мозговым веществом. В некоторых препаратах лимфоузлов происходит стирание границ между мякотными тяжами и промежуточными синусами мозгового вещества. При этом величина промежуточных синусов коркового и мозгового вещества достоверно увеличивается соответственно на 45,9 % и 160,04 %. С углублением степени ацидоза нарастают явления делимфатизации лимфатических узлов. Уменьшается количество клеточных элементов в герминативных центрах лимфоузлов, корковом плато, мякотных тяжах мозгового вещества. Явления де-лимфатизации, согласно морфометрической обработке, в илеоцекальных лимфозулах выражены меньше, чем в других группах лимфоузлов, описанных выше.
Таблица 3
Морфология лимфатических узлов сигмовидной кишки при метаболическом лактат-ацидозе у кошек (М ± т)
исследуемые параметры контрольные животные опытные животные
рН 7,4 -7,36 п = 13 рН 7,2 - 7,0 п = 13 рН 6,8 - 6,5 п = 13
Поперечник капсулы (мкм) 34,60 ± 2,10 47,07 ± 4,00** 90,15 ± 6,45***
Поперечник подкапсуляр-ной трабекулы (мкм) 32,9 ± 4,8 38,6 ± 5,7 38,1 ± 1,97*
Величина коркового синуса (мкм) 47,1 ± 2,4 88,5 ± 5,7*** 69,4 ± 4,2**
Величина промежуточного синуса коркового вещества (мкм) 36,5 ± 1,3 40,8 ± 3,2 68,0 ± 7,2**
Величина промежуточного синуса мозгового вещества (мкм) 42,3 ± 3,56 50,5 ± 2,8** 71,9 ± 4,02***
Количество клеток в герменативном центре фолликула на ед. пл. 186,0 ± 13,2 160,2 ± 5,6** 137,0 ± 3,47
Примечание: * - р <0,05, ** - р <0,01, ***- р <0,001 - различия достоверны между контролем и опытом
Строма коркового и мозгового вещества лимфатических узлов образована из ретикулярных волокон, которые импрегнируются серебром и хорошо контрастируются при окраске по Футу. Ретикулярные волокна и клетки образуют соединительнотканную сеть, расположенную во всех структурах лимфатического узла, лимфатических фолликулах и проникают в В-зону, осуществляя функцию каркаса, удерживая лимфоидные клетки. Ретикулярная ткань хорошо выражена по ходу кровеносных сосудов. Молочнокислый ацидоз различной глубины и продолжительности оказывает выра-
женное влияние на структуру и пространственную ориентацию аргирофильных волокон. При рН 7,2 и продолжительности ацидоза 30 мин ретикулярная ткань сохраняет свою специфичность, окружает лимфатический фолликул, отдельные волокна пронизывают герминативный центр (рис. 3). Однако уже при таком сдвиге рН в кислую сторону наблюдается очаговая делим-фатизация зародышевой области лимфоидного фолликула. Можно предположить, что наиболее тонкие волокна подвергаются разрыхлению и распаду, что и создает возможность для миграции лимфоцитов. Увеличение продолжи-
тельности ацидоза сопровождается утолщением ретикулиновых волокон и увеличением степени делимфатизации светлого центра. Более выраженные изменения в ретикулярной ткани наблюдаются при сдвиге рН до 7,0 и экспозиции 60 мин, возникает разрыв отдельных волокон, они становятся менее компактными (рис 4). В лимфатических фолликулах аргиро-фильные структуры практически исчезают, степень очаговой делимфатизации возрастает, но целостность лимфоидного фолликула сохраняется. Значительное повреждение арги-
рофильной субстанции лимфатического узла возникает при рН 6,8 и продолжительности ацидоза 120 мин. Ретикулиновые волокна набухают и утолщаются, отек, возникающий при сдвиге рН в кислую сторону, ведет к разрыхлению аргирофильной стромы узла, нарушению циркулярной направленности волокон. При сдвиге рН до 6,5 и экспозиции ацидоза 180 мин наблюдается распад ретикулинового каркаса, волокна соединительной ткани резко набухают и теряют способность удерживать клеточные элементы.
Рис. 3. Центральный лимфатический узел кошки. Отек и расщепление ретикулярных волокон промежуточного мозгового синуса лимфоузла при сдвиге рН крови 7,2 и продолжительности ацидоза 30 мин. Импрегнация серебром по Футу. Ув.: об. 20, ок. 10. Микрофотография
Рис. 4. Илеоцекальный лимфатический узел кошки.
Разрушение аргирофильного каркаса лимфоузла при рН крови 7,0 и продолжительности ацидоза 60 мин. Импрегнация серебром по Футу. Ув.: об. 8, ок. 7. Микрофотография
Таким образом, молочнокислый ацидоз существенным образом нарушает структуру ретикулинового каркаса, как лимфоидных фолликулов, так и в целом лимфатического узла, оказывает выраженное влияние на сосудистую систему лимфатического узла и агрегатное состояние крови. Сдвиг рН до 7,2 сопровождается возникновением агрегатов в сосудах различного калибра. При рН 7,2 — 7,0 наблюдается мозаичность кислотно-основного состояния крови в различных регионах сердечно-сосудистой системы, которая исчезает при более выраженном ацидозе, что отражается на процессах фи-бринообразования и в различных региональных лимфатических узлах. Сладжы эритроцитов и тромбы образуются в сосудах паренхимы органов, трабекул и капсулы. Тромбообразованию в сосудистом русле лимфатического узла способствуют прокоагулянтные соединения, высвобождающиеся при повреждении эндотелия. Процесс тромбообразования усиливается по мере сдвига рН в кислую сторону. При рН 7,0 в результате диссеминированного внутрисосу-дистого свертывания крови появляются нити фибрина, которые фиксируют образующиеся тромбы к субэндотелиальной мембране стенки сосудов в области десквамированного эндотелия. При рН 6,8 и продолжительности ацидоза 120 мин формируются тромбы, которые прикрепляются к стенке артерий. По мере нарастания ацидоза увеличивается отек сосудистых стенок и околососудистого пространства и паренхимы лимфатических узлов. Значения рН изменяются не только в крови, но и в лимфе, которая содержит фибриноген. Поэтому в лимфатических сосудах и синусах также образуется фибрин и нарушается лимфоток. Ацидоз вызывает целый комплекс структурных изме-
нений в различных образованиях лимфоидной ткани, относящихся к неспецифическим морфологическим изменениям.
Лимфатические узлы различных регионов имеют морфологические отличия, связанные как с их размером, так и со структурной организацией входящих в них компонентов. Основным опорным аппаратом во всех лимфатических узлах являются коллагеновые волокна, обеспечивающие форму и прочность органа. В капсуле лимфатических узлов различных регионов преобладают коллагеновые волокна, и лишь внутренняя ее поверхность содержит волокна эластина и гладкомышечные клетки, обеспечивающие возможность изменения объема и формы органа. У желудочных лимфоузлов капсула более толстая по сравнению с центральными и илеоцекальными узлами, преобладающим компонентом является корковое вещество и паракортикальная зона. Брыжеечные лимфоузлы кроме коллагеновых и эластических волокон содержат ретикулиновые волокна, имеющие параллельную ориентацию по ходу капсулы. Более толстые ретикулиновые волокна проникают в корковое вещество из капсулы и анастомозируют с аналогичными волокнами мякотных тяжей мозгового вещества, а также с лимфоидными клетками. Лимфоидная ткань имеет одинаковую структурную организацию. Таким образом, в наших опытах показано, что сдвиг рН в кислую сторону при лактат-ацидозе приводит к развитию ДВС-синдрома, выраженным изменениям морфологии лимфатических узлов, которые носят неспецифический характер. По нашему мнению, это может быть причиной развития иммунодифицитных состояний при заболеваниях, сопровождающихся метаболическим ацидозом.
список литературы
1. Альфонсов В. В., Альфонсова Е. В. Гемостаз, морфологический эквивалент ДВС-синдрома и нарушение структурной организации органов иммунной системы при метаболическом ацидозе // Вестник Иркутского РО АН ВШ России. 2003. № 1. С.156—164.
2. Behmanesh S., Kempski O. Mechanisms of endothelial cell swelling from lactacidosis studied in vitro // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2000. V. 279. № 4. P. 1512-1517.
3. Exercise-induced lactate increase in relation to muscle substrates in patients with chronic obstructive pulmo ary disease / Engelen M. P., Schols A. M., Does J. D. et al. // Am. J. Respir. Crit. Care. Med. 2000. V. 162, N 5. P. 1697-1704.
4. Kirschbaum B. Increased anion gap after liver transplantation // Am. J. Med. Sci. 1997. V. 313, N 2. P. 107-110.
