Сезонные колебания неспецифической активности и сопротивляемости осмотическим и механическим воздействиям лейкоцитов
Сезонные колебания неспецифической активности и
сопротивляемости осмотическим и механическим воздействиям лейкоцитов
периферической крови
М.З.Федорова, В.Н.Левин, В.Д.Горичева, О.Н.Семенова
Согласно
современным представлениям сезонные ритмы являются одной из форм
приспособительных реакций организма к циклическим изменениям окружающей среды и
присущи всем уровням биологической организации. Циркануальные колебания
выявлены и описаны для многих показателей системы крови и иммунитета. Вместе с
тем, в хронобиологических исследованиях практически отсутствуют сведения о
сезонных изменениях неспецифической функциональной активности лейкоцитов, в
частности, взаимосвязанных стадий фагоцитарного процесса (движение, адгезия,
поглотительная способность), и сопротивляемости воздействиям окружающей среды.
Целью проведенной работы было изучение физиологических реакций лейкоцитов крови
интактных белых крыс в зимний (январь-февраль) и летний (май-июнь) периода.
Материал и методы исследования
Опыты
проведены на 24 беспородных крысах-самцах 300-400 г. Кровь для исследований
брали путем декапитации у предварительно наркотизированных животных. В качестве
антикоагулянта использовали гепарин (10 ед./мл). Кровь центрифугитровали,
собирали лейкоциты. Примесь эритроцитов разрушали 0,83% раствором хлорида
аммония. Клетки дважды отмывали изотоничным буфером (раствор Дюльбекко). Отмытые
клетки ресуспензировали в этом же растворе.
Для
изучения локомоционной активности использовали метод миграции под агарозой [1].
В работе применяли два стекла. На первом в агаровом геле вырезали одиночную
лунку, куда помещали суспензию лейкоцитов (7-10 х 105 клеток). По площади
распространения клеток оценивали спонтанную миграцию. Для оценки индуцированной
миграции на втором стекле вырезали группу из двух лунок – одну для клеточной
суспензии, вторую – для хемоаттрактанта. В качестве последнего использовали
свежую аутоплазму.
Адгезионную
способность оценивали по методу, описанному [2]. Подсчитывали число клеток в
исходной суспензии. После инкубации в термостате, капилляр с лейкоцитами
перфузировали раствором Дюльбекко при напряжении сдвига 30 Н/м2. Определяли
число клеток в смыве. Рассчитывали количество лейкоцитов, оставшихся в
капилляре (клетки с большой силой сцепления).
Для
изучения поглотительной способности использовали частицы латекса (0,8 мкм) [3].
Определяли число (%) фагоцитирующих (фагоцитарная активность) и среднее число
поглощенных частиц (фагоцитарный индекс).
Определение
осмотической стойкости лейкоцитов проводили классическим способом по методу
Storti [4]. Процент клеток, сохранившихся после часовой инкубации в 0,2%
растворе хлорида натрия служил показателем осмотической резистентности.
Ореолообразующую
способность оценивали по способу, описанному в [5]. Процент ореолообразующих
клеток через 10 мин. инкубации характеризовал скорость ореолообразования, а
через 2-24 часа – ореолообразующую активность.
Морфометрические
характеристики и механические свойства оценивали в опытах при перемещении
лейкоцитов в стеклянных капиллярах с сужением (4 мкм) при постоянном
отрицательном давлении 60 мм вод. ст. [6]. Определяли объем и площадь
поверхности покоящихся (сферических) и деформированных (эллипсоидных) клеток, а
также время восстановления до исходной формы.
Все
полученные результаты обработаны статистически. Достоверность различий
определяли по критерию t Стьюдента. Наличие связей между отдельными признаками
оценивали по коэффициенту линейной корреляции.
Результаты исследований и их обсуждение
Сравнительный
анализ данных, полученных при изучении морфометрических характеристик,
функциональных свойств и реактивности лейкоцитов интактных лабораторных крыс в
зимний и летний периоды показал наличие сезонных колебаний неспецифических
физиологических реакций белых клеток крови. В летние месяцы установлено
существенное снижение общей локомоционной а фагоцитарной активности
полиморфно-ядерных лейкоцитов (рис. 1 и 2): площадь распространения клеток при
спонтанной и стимулированной миграции в зимний период составляла 6,7±0,6 мм2 и
7,7±0,5 мм2, летом – 3,5±0,2 мм2 и 3,7±0,2 мм2; число фагоцитирующих
нейтрофилов, соответственно - 84±1,6% и 75±1,7%.
Меньшими,
по сравнению с зимним периодом, были также показатели реактивности белых клеток
крови. Зарегистрировано значительное снижение осмотической стойкости и
ореолообразования (табл. 1).
Таблица
1
Реакции
лейкоцитов в средах с низкой и высокой осмолярностью
Сезон года
|
Скорость ореолообразования (%)
|
Ореолообразующая активность (%)
|
Зима
|
70±7
|
0,6±0,05
|
6,2±1,90
|
Лето
|
47±5**
|
0,3±0,05**
|
1,0±0,06**
|
Примечание:
звездочка – достоверность различий по сравнению с зимним периодом (р<0,01).
Относительно
стабильными в течение года оставались морфометрические параметры клеток в
естественном “пассивном” и деформированном состоянии (объем и площадь
поверхности), скорость восстановления исходной формы лейкоцитов после
деформации, адгезионная способность. Незначительные сезонные колебания размера
лейкоцитов проявлялись как тенденция (табл. 2).
Таблица
2
Показатели
морфометрических характеристик и функциональных свойств лейкоцитов крови,
имеющие относительно стабильные величины в разные сезоны года
Сезон года
|
Объем лейкоцитов (мкм3)
|
Площадь поверхности клеток
(мкм2)
|
Изменения площади поверхности
при деформации (%)
|
Время восстановления исходной
формы после деформации (с)
|
Доля адгезирующих клеток (%)
|
189±26
|
152±14
|
31±5,6
|
59±8,2
|
51±8,6
|
Лето
|
170±19
|
147±17
|
21±4,4
|
63±8,1
|
51±4,3
|
Единственным
функциональным показателем, величина которого в летний период оказалась выше,
чем зимой, был фагоцитарный индекс (7,5±0,4 против 6,3±0,1, р<0,01, рис.3).
Корреляционный
анализ результатов исследования позволил выявить различия статистических
взаимосвязей между изученными показателями в разные сезоны года. Для зимнего
периода характерино наличие сильных достоверных (р<0,05) связей между
параметрами, отражающими функциональную активность лейкоцитов (табл.3). Летом
они не зарегистрированы. Такого рода различия свидетельствуют о значительной
напряженности в зимние месяцы физиологических реакций клеток, выполняющих в
организме защитные функции. Результаты, демонстрирующие усиление защитных
свойств организма в зимний период описаны и другими авторами. Установлено
увеличение доли Т- и В-клеток осенью и зимой за счет сокращения количества
малодифференцированных лимфоцитов (0-клеток) [7], а также числа нейтрофилов
[8]. [9] отмечено не только накопление Т- и В-лимфоцитов, но их активизация с
повышением уровня иммуноглобулинов G и М.
Таблица
3
Коррелирующие
показатели функциональных свойств лейкоцитов крови в зимний период
Показатели
|
Значения коэффициента
корреляции
|
1
|
2
|
Ореолообразующая активность
|
Осмотическая резистентность
|
0,89
|
Время восстановления после
деформации
|
0,90
|
Время восстановления после
деформации
|
Фагоцитарная активность
|
-0,86
|
Площадь поверхности клеток в
исходном состоянии
|
0,78
|
Площадь поверхности
деформированных клеток
|
0,77
|
Площадь растпространения клеток
при спонтанной миграции
|
Число адгезировавших клеток
|
-0,79
|
В
исследовании [10] в зимнее время зарегистрирован наибольший титр комплемента и
лизоцима.
Полученные
в исследовании данные позволяют констатировать, что усиление неспецифической
функциональной активности гранулоцитов и реактивности полиморфно-ядерных
лейкоцитов и лимфоцитов в зимние месяцы происходит на фоне напряжения
адаптационных реакций, вызванного сезонными изменениями метеорологических
параметров.
Список литературы
Безносенко
С.А., Барсуков А.А., Земсков В.М. Хемотаксис фагоцитов под агарозой.
Методические аспекты//Журн. микробиологии. Эпидемиологии и иммунобиологии.
1984. №6. С. 101-105.
Mege
J.-L.,Eon B., Saux P et al. Inhibition of Granulocyte Adhesion
by Pentoxifylline//Proccedings of the Workshop on Pentoxifylline and Analogues:
Effect on Leukocyte Function, 10-11 November 1989. Saint Paul-de-Vence,
France. P. 17-23.
Storti E, Pederzini A. Augmentation de la resistance des globules
blancs par l’administration de stiblene// Schweiz. Med. Wochenschr.
1955. V. 85. P. 38-39.
Кашулина
А.П., Александрова Л.М.,Терещенко И.П. и др. Функциональное состояние
нейтрофильных гранулоцитов периферической крови, определяемое по показателю ореолообразования,
в процессе опухолевого роста// Патол. физиол. и эксперим. терапия. 1990. № 4. С. 37-39.
Tran-Son-Tay R., Needham D., Yeung A., Hochmuth R.M. Time-dependent
recovery of passive neutrophils after large deformation// Biophys. J.
1991. V. 60. P. 856-866.
Деряпа
Н.Р., Мошкин М.П., Посный В.С. Проблемы медицинской биоритмологии. М.:
Медицина, 1985. 208 с.
Физиология
лейкоцитов человека. Л.: Наука, 1979. 232 с.
Земсков
В.М., Земсков Л.М., Золоедов В.И. Особенности иммунного реагирования при физиологических
и патологических процессах// Экология человека. 1997. № 2. С. 37-41.
Кузьмин
П.Н. Сезонные биоритмы иммунобиологической реактивности организма в условиях
Западной Сибири// Климато-медицинские проблемы и вопросы медицинской географии
Сибири. Томск, 1974, т. 1. С. 120-122.
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.yspu.yar.ru