Между тем систематизированных сведений о влиянии микро- и макроэлементов на качественно-количественные показатели статуса ТК в доступной литературе нет. В связи с этим целью данной публикации является обобщение известных нам сведений о влиянии химических элементов на ТК.
Краткая характеристика тучных клеток как объекта исследования. ТК считаются неудобным объектом исследования, поскольку сложилось мнение, что изменение числа тучных клеток, например почки, не постоянно и не закономерно, и поэтому не может быть использовано для целей научного или клинического исследования [40]. Видимо, по этой причине популяция тучных клеток некоторых органов до сих пор практически не изучена, так, ТК почечной капсулы называют забытыми клетками [43], несмотря на то что ТК капсулы почки участвуют в развитии почечного фиброза [34]. Поскольку ТК быстро реагируют на любое изменение внешней среды [5], даже на введение физиологического раствора [19], большое значение имеют сроки взятия гистологического материала для исследования. А это значит, что автор, исследующий реакции ТК на какие-либо воздействия, должен четко представлять, что он изучает: быстрые эффекты или долгосрочные последствия. Кроме того, поскольку существует как минимум две субпопуляции тучных клеток: 1) ТК слизистых оболочек (содержат триптазы, а химазы не обнаруживаются), 2) ТК соединительной ткани (содержат и химазу, и триптазу) [19], - результат исследования будет сильно зависеть от того какой орган и какая его часть исследовались. Так, например, у интактных крыс в почечной капсуле, развернутой на стекле, тучных клеток в поле зрения наблюдается примерно в 8 раз больше, чем на сагиттальных срезах в кортикальной области интактной почки, взятой вместе с капсулой. Тогда как в мозговом слое почки ТК встречаются как единичные находки. В связи с обнаруженным фактом авторами был сделан вывод, что ТК кортикальных отделов почки, возможно, мигрируют сюда из почечной капсулы [17; 18]. Соответственно, исследовать реакцию только какого-то одного органа, считая, что в остальных органах клеточный ответ будет таким же, является общепринятым заблуждением, поскольку тип клеточного ответа зависит от клеточной потребности в данное конкретное время в данном конкретном месте. Известны два принципиально разных типа реакции ТК на внешнее воздействие: 1) экзоцитоз (анафилактическая дегрануляция) - быстрое высвобождение ТК гранул с развитием аллергической реакции немедленного типа; 2) поэтапная дегрануляция - медленное высвобождение, являющееся причиной хронического воспаления или онкогенеза [42]. По этой причине, если не исследуются механизмы анафилаксии, то во всех остальных случаях при изучении реакций ТК на какое-либо воздействие животные в эксперименте для получения воспроизводимого результата должны находиться долго.
Реакция тучных клеток на поступление в организм ионов цинка. Как и другие клетки эукариот, ТК содержат микрофиламенты и тубулиновые трубочки, в том числе непосредственно рядом с цитолеммой [31]. В гранулах ТК найдено высокое содержание цинка, образующего комплекс гепарин-цинк-гистамин [3].
В хроническом эксперименте на крысах питьевое потребление Zn2+ 5 мг/л в режиме свободного доступа в почечной капсуле крысы вызывало снижение количества гистамина, но в кортикальных отделах почки - увеличение. Все ТК были β‑метахроматичными [13; 14]. Но питьевое потребление цинка не меняло общее число и количественный состав отдельных форм тучных клеток в почечной капсуле и субкапсулярной области коркового вещества по сравнению с интактными животными, причем 70-80% клеток в обоих случаях находилось в состоянии дегрануляции, 20-30% было представлено целыми формами, все клетки являлись β‑метахроматичными [2; 12]. Таким образом, несмотря на то что длительное (6 мес.) питьевое потребление цинка меняет тканевое содержание гистамина в различных отделах почки, это не сказывается на качественно-количественном составе популяций тучных клеток в этом органе.
В тех же экспериментах шестимесячное потребление цинка вызывало снижение в 3,2 раза общего числа ТК (p < 0,0001) и в 5,5 раз целых форм (p < 0,0001) в септах тимуса по сравнению с интактным органом. Наблюдавшиеся изменения объясняют, почему в больших дозах цинк тормозит гуморальные и клеточные иммунные реакции [11].
Питьевое потребление Zn2+ 50 мг/л как в почках, так и тимусе резко уменьшало количество ТК, вплоть до полного исчезновения в тимусе [37; 38]. Вероятно, такая реакция сопоставима с тем фактом, что увеличение цинка в диете (2 г/сут в виде глюконата) вызывает медь-дефицитную анемию и клинически значимый нефроз [32]. В тимусе цинк вызывал появление T0 форм ТК (клетки с четко дифференцируемым ядром и малым количеством гранул) в ответ на дополнительную нагрузку водой в объеме 6% от массы тела, то есть «омолаживал» популяцию ТК [2; 12].
Таким образом, реакция тучных клеток почек и тимуса на цинк дозозависима, но популяция ТК тимуса к содержанию цинка в организме более чувствительна, чем почек и почечной капсулы.
Реакция тучных клеток на поступление в организм ионов меди. Питьевое потребление Cu2+ 1 мг/л в режиме свободного доступа в течение шести месяцев было причиной снижения содержания гистамина в строме тимуса [35]. Уменьшение гистамина в тканях тимуса, индуцированное потреблением меди, может быть вызвано увеличением активности гистаминазы, являющейся медьзависимым ферментом [26].
Питьевое потребление Cu2+ 10 мг/л с водой снижало число ТК в капсуле почки на 65%, в основном за счет целых клеток. Тогда как в септах тимуса наблюдалось увеличение целых и дегранулирующих ТК на 50% ( р < 0,05), а субсептальных отделах - в три раза (р < 0,01) [36].
Питьевое потребление Cu2+ 1 мг/л в режиме свободного доступа не меняло количество ТК в почках крыс, однако в тимусе наблюдался пролиферирующий эффект в септах и субсептальной зонах. При этом увеличивалась и степень зрелости мукополисахаридов ТК (увеличивается доля γ‑метахроматичных клеток). В субсептальной зоне тимуса питьевое потребление Cu2+ увеличило число всех форм ТК в 1,7 раза (p < 0,05), а целых - в 3,6 раза (p < 0,0001) и инициировало появление тотально распавшихся ТК, которые отсутствовали в интактном органе [35; 36].
Представленные результаты наглядно демонстрируют наличие дозозависимого эффекта на прием соединения меди с водой со стороны популяции тучных клеток почки и тимуса. Тучные клетки тимуса на повышение концентрации в воде меди отреагировали однонаправленно увеличением их численности, в том числе и разрушенных ускорением созревания мукополисахаридов.
Реакция тучных клеток на поступление в организм ионов молибдена. Питьевое потребление в течение 24 недель Mo2+ 2,5 мг/л в режиме свободного доступа увеличило число ТК в почке и ее капсуле, в 4 и 3 раза соответственно (p < 0,05). При этом вся популяция была представлена γ-метахроматичными формами, что свидетельствует о высокой степени зрелости ТК [15; 16; 39]. Различие реакций на питьевое потребление меди и молибдена, видимо, обусловлено тем, что между медью и молибденом, как микроэлементами, наблюдается физиологический антагонизм [4; 30].
Возможно, что ТК активно реагируют на Mo2+, потому, что они экспрессируют синтазу оксида азота (iNOS) [10; 20]. Молибдензависимый фермент iNOS [27; 41] является цитоплазменной частью NADPH‑дегидрогеназы [25].
Реакция тучных клеток на поступление в организм ионов кремния и кальция. При водном поступлении кремния и кальция увеличивается площадь долек тимуса преимущественно за счет коркового вещества, в котором возрастает число тимоцитов на единицу площади. Употребление лабораторными животными в течение двух месяцев воды с концентрацией 235 мг/л кальция привело к увеличению в 1,25 раза по сравнению с контрольными животными в ТК серотонина и незначительному катехоламинов. Кремний в концентрации 10 мг/л в два раза увеличил интенсивность люминесценции в ТК и серотонина и катехоламинов [7; 9]. При окраске срезов тимуса по методу Гимза было установлено, что общее количество ТК при употреблении крысами указанных выше концентраций кальция и кремния не меняется, но изменяется в сравнении с контрольными животными количество метахроматичных ТК, что особенно выражено в паренхиме тимуса животных, употреблявших кремний. В группе с кальцием увеличилось число ТК, у которых обнаружен выход гранул за пределы цитоплазматической мембраны, сопровождаемый ее разрушением [8]. Поступление с питьевой водой кремния в концентрации 10 мг/л также отражается и на тинкториальных свойствах тучных клеток селезенки [6].
Таким образом, результаты представленного обзора демонстрируют, что тучные клетки являются чувствительными маркерами, реагирующими на поступление с питьевой водой макро- и микроэлементов как изменением степени «зрелости» содержащихся в них мукополисахаридов, так и изменением численности, в том числе и разрушающихся клеток. Характер изменений, происходящих в популяциях тучных клеток изучаемых органов, позволяет утверждать, что необоснованный прием рассмотренных макро- и микроэлементов может усиливать тканевый метаболизм биологически активных веществ и тем самым влиять на пролиферативную активность клеток.
Рецензенты:
Герасимова Л.И., д.м.н., профессор, ректор АУ Чувашии «Институт усовершенствования врачей» Министерства здравоохранения и социального развития Чувашской Республики, г. Чебоксары;
Долгов И.Ю., д.м.н., профессор, заместитель главного врача по хирургии БУ ЧР «Республиканский клинический онкологический диспансер», г. Чебоксары.