Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

ИССЛЕДОВАНИЕ КАТЕХОЛАМИНСОДЕРЖАЩИХ СТРУКТУР ТИМУСА МЫШЕЙ ПРИ ВВЕДЕНИИ ХОРИОНИЧЕСКОГО ГОНАДОТРОПИНА

Гордова В.С. 1 Ялалетдинова Л.Р. 2 Ястребова С.А. 2 Сергеева В.Е. 2
1 ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»
2 ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»
Работа посвящена изучению гистохимических и иммуногистохимических характеристик тимуса мышей (n=100) после инъекций хорионического гонадотропина в течение 1, 2, 3, 4 недель в дозе 2 МЕ/мышь два раза в неделю. Для изучения процессов апоптоза использовались моноклональные антитела к белку p-53. Поступление гормона приводит к изменению морфологии тимусной дольки, пропорционально времени воздействия уменьшается содержание катехоламинов в клетках тимуса. Также пропорционально времени воздействия гормона увеличивается количество клеток, содержащих белок p-53 как в корковом, так и мозговом веществе долек тимуса. Обнаруженные нами изменения в первичном лимфоидном органе под влиянием хорионического гонадотропина позволяют ответить на некоторые вопросы о механизмах модулирования иммунного ответа с участием катехоловых аламинов.
хорионический гонадотропин
катехоламины
тимус
1. Заморина С.А. Хорионический гонадотропин – фактор индукции иммунной толерантности при беременности / С.А. Заморина, С.В. Ширшев // Иммунология. – 2013. – Т. 34, № 2. – С. 105–107.
2. Ялалетдинова Л.Р. Морфологическая характеристика тимуса небеременных мышей при введении хорионического гонадотропина / Л.Р. Ялалетдинова, В.С. Гордова, С.А. Ястребова, В.Е. Сергеева // Acta medica Eurasica. – 2016. – № 3. – С. 59-65.
3. Ажипа Я.И. Нервы желез внутренней секреции и медиаторы в регуляции эндокринных функций /Я.И. Ажипа. – М.: Наука, 1976. – 438 с.
4. Elenkov I.J. The sympathetic nerve an integrative interface between two supersystems: the brain and the immune system / I.J. Elenkov, R.L. Wilder, G.P. Chrousos, E.S. Vizv // Pharmacol. Rev. – 2000. – Vol. 52. – P. 595–638.
5. Kin N. W. It takes nerve to tell T and B cells what to do / W. N. Kin, V. M. Sanders // Journal of Leukocyte Biology. – 2006. – Vol. 79. – P. 1093-1104.
6. Чумаков П.М. Белок р53 и его универсальные функции в многоклеточном организме / П.М. Чумаков // Успехи биологической химии. – 2007. – Т. 47. – С. 3–52.
7. Ялалетдинова, Л.Р. Содержание нейромедиаторных биогенных аминов в тучных клетках тимуса при длительном введении хорионического гонадотропина небеременным крысам лабораторных мышей / Л.Р. Ялалетдинова, В.С. Гордова, В.Е. Сергеева // Перинатальная медицина настоящее и будущее: сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции по актуальным вопросам перинатальной медицины и репродуктивного здоровья населения / МЗ ЧР; ФГБОУ ВО ЧГУ им. И.Н. Ульянова. – Чебоксары. – 2016. – С. 88–90.
8. Иммуногистохимические методы: руководство / Ed. By George L. Kumar, Lars Rudbeck: DAKO: перевод с англ. / под ред. Г.А. Франка, П.Г. Малькова. – М., 2011. – 224 с.
9. Анисимов В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения / В.Н. Анисимов: в 2 т. – 2-е изд., перераб. и доп. – Санкт-Петербург: Наука, 2008. – Т. 1. – 481 с.
10. Самотруева М.А. Пути реализации нейро-иммунно-эндокринных взаимодействий / М.А. Самотруева, Д.Л. Теплый, И.Н. Тюренков // Естественные науки. – 2009. – № 4 (29). – С. 112–130.
11. Rakers F. Transfer of maternal psychosocial stress to the fetus. / F. Rakers, S. Rupprecht, M. Dreiling, C. Bergmeier et al. // Neurosci Biobehav Rev. 2017 Feb 22. pii: S0149-7634(16)30719-9. doi: 10.1016/j.neubiorev.2017.02.019.
12. Rakers F. Role of catecholamines in maternal-fetal stress transfer in sheep. / F. Rakers, Bischoff S, Schiffner R, Haase M. et al. // Am J Obstet Gynecol. – 2015. – Nov. 213(5). – Р.684.e1-9. doi: 10.1016/j.ajog.2015.07.020.

Известно, что хорионический гонадотропин, являясь ключевым гормоном беременности, способен оказывать действие на иммунную систему на уровне предшественников зрелых Т-лимфоцитов [1], в результате этого происходит активация гуморального и подавление клеточного иммунного ответа. Так, в тимусе небеременных мышей при введении хорионического гонадотропина увеличивается количество Ki-67 позитивных клеток, что доказывает влияние этого гормона на пролиферативные процессы [2]. Вместе с тем торможение пролиферации и снижение числа митозов при ускорении дифференцировки лимфоцитов в тимусе наблюдается при выключении периферического отдела симпатической нервной системы [3]. Существует прямая зависимость морфофункционального состояния тимуса от активности симпатоадреналовой системы [4]. Тимус быстро и разнообразно реагирует на любые воздействия благодаря тому, что на лимфоцитах имеются рецепторы к катехоламинам [5].

Важную роль для различных стадий дифференцировки лимфоцитов играет ядерный белок р-53 – фактор транскрипции, который регулирует клеточный цикл и активирует белки, участвующие в репарации поврежденной ДНК. Если поврежденную ДНК восстановить невозможно, то белок р-53 запускает апоптоз [6], процессы которого, наряду с процессами пролиферации, являются основными механизмами, контролирующими иммунный гомеостаз. В связи с этим участие катехоламинов в процессах с участием белка p-53 при адаптации тимуса мышей к поступлению хорионического гонадотропина представляет определенный научный интерес.

Целью исследования явилось изучение морфологических, иммуногистохимических характеристик и катехоламинсодержащих структур тимуса мышей на фоне введения хорионического гонадотропина.

Материал и методы

Объектом исследования служил тимус 100 белых лабораторных небеременных четырехнедельных мышей-самок, содержавшихся в условиях лабораторного вивария на стандартном рационе со свободным доступом к воде и корму. Животные были разделены на 3 группы: I – интактная группа (n=20); II – контрольная группа: внутримышечно вводили 0,02 мл физраствора (Люблинский фармацевтический завод, Польша) на животное 2 раза в неделю: II А – в течение одной недели (n=10); II Б – в течение двух недель (n=10); II В – в течение трех недель (n=10); II Г – в течение четырех недель (n=10); III – опытная группа: мышам вводили 2 Международных единицы (МЕ)/животное раствора хорионического гонадотропина (ФГУП «Московский эндокринологический завод», Россия), 2 раза в неделю: III А – в течение одной недели (n=10); III Б – в течение двух недель (n=10); III В – в течение трех недель (n=10); III Г – в течение четырех недель (n=10).

Дозировку гормона рассчитывали в зависимости от веса животных так, чтобы она была эквивалентна 500 МЕ – дозировке, применяемой в клинической практике. Все инъекции проводились с соблюдением правил асептики и антисептики. Процедуры по уходу за животными осуществляли согласно «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных» («Приказ МЗ РФ от 19.06.2003 г. № 267») и в соответствии с «Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях».

Тимус извлекался в одно и то же время суток с 16 до 18 часов, непосредственно после декапитации животных, часть органа замораживали для последующего приготовления криостатных срезов и постановки люминесцентно-гистохимических реакций, часть органа фиксировали в 10 % растворе формалина с последующей заливкой в парафин и проведением иммуногистохимических реакций.

Люминесцентно-гистохимический метод Фалька – Хилларпа в модификации Е.М. Крохиной [7] применялся для выявления в тимусе адренергических нервных волокон и клеток, содержащих катехоламины. Криостатные срезы тимуса инкубировали в камере в парах формальдегида («Лабтех», Россия) в течение 60 минут при температуре 80 °С. Люминесцентный метод основан на реакции моноаминов с формальдегидом, в ходе которой образуются флуоресцирующие соединения. При этом происходит цепь химических реакций, в результате которых с начала катехоламины превращаются в 6,7-диокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин и 4,6,7-триокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин, а затем в процессе дегидрогенизации из них образуются флуоресцирующие соединения – 3,4-дигидро-изохинолины. При просматривании препаратов под люминесцентным микроскопом с использованием запирающегося фильтра низкие концентрации флуоресцирующих соединений визуализируются изумрудно-зеленым цветом, высокие – желтым цветом. Микроскопия препаратов тимуса производилась под люминесцентным микроскопом при длине возбуждающего света 360 нм (люминесцентный микроскоп ЛЮМАМ-4А (ЛОМО, СССР).

Количественный уровень катехоламинов в тимусе определяли методом цитоспектрофлуориметрии с использованием люминесцентной фотометрической насадки ФМЭЛ-1А (ЛОМО, СССР) и выражали в условных единицах флуоресценции (усл. ед.).

Клетки, экспрессирующие белок p-53, выявляли иммуногистохимическим методом непрямого иммуноферментного анализа [8]. Применяли поликлональные антитела к белку апоптоза р-53 (Santa Cruze, CША). Согласно протоколу производителя окрашивание проводили ручным и аппаратным способами с использованием иммуногистохимических автоконтейнеров AUTOSTAINER-360 (THERMO, Великобритания) и Leica BOND-MAX (Германия). Продукты иммунной реакции визуализировались при помощи стрептавидин-биотинового пероксидазного метода («Dako», LSAB+Kit,HRP), раствор диаминобензидина («Dako», Liguid DAB+) применяли в качестве красящего соединения.

Статистическая обработка полученного цифрового массива проводилась с помощью программы Microsoft Office Excel, оценка статистической значимости различий средних величин проводилась с применением критерия Манна – Уитни. Определяли значимость различий показателей контрольных (введение физраствора) и опытных групп (введение ХГ) между собой и по сравнению с интактной группой: * – различия с контрольной группой, p < 0,05; ** – различия с контрольной группой, p < 0,001; ри – различия с интактной группой, ри < 0,05 и ри < 0,001. Средние значения (M) далее в тексте приведены со стандартной ошибкой среднего значения (m).

Результаты исследования. Люминесцентная микроскопия тимусной дольки мышей позволяет идентифицировать мозговое вещество (МВ), корковое вещество (КВ), границу между корковым и мозговым веществом. В корковом веществе долек тимуса и вокруг мозгового вещества дольки располагаются люминесцирующие гранулосодержащие клетки (ЛГК), при иммерсионном увеличении (х900) в них видны отдельные гранулы беловато-желтого цвета (рис. 1).

Рис. 1. Введение ХГ в течение четырех недель.

Катехоламинсодержащие клетки коркового вещества долек тимуса мыши.

Метод Фалька – Хилларпа. Микроскоп ЛЮМАМ-4А. Об.40. Ок.10

Люминесцентная микроскопия выявляет в тимусе и тучные клетки [2]. Также определяются адренергические нервные волокна, проникающие в дольки тимуса в виде периваскулярных сплетений. Нервные окончания располагаются в корковом веществе долек тимуса в непосредственной близости с ЛГК между корковым и мозговым веществом и ЛГК коркового вещества, они имеют изумрудно-зеленый цвет.

Поступление в организм физиологического раствора на разных сроках эксперимента визуально не изменяет ни люминесцентно-морфологическую картину долек тимуса мышей, ни яркость свечения гранул в содержащих их клетках. В свою очередь, введение хорионического гонадотропина сопровождается появлением на границе коркового и мозгового вещества долек тимуса второго ряда люминесцирующих клеток – «удвоением» кортико-медуллярной границы, при этом визуально увеличивались размеры мозгового вещества, а гранулосодержащие клетки казались менее яркими.

Проведенная цитоспектрофлуориметрия показала, что введение гормона существенно изменяет интенсивность люминесценции катехоламинов в изучаемых структурах тимуса, при этом для интактной группы и всех контрольных групп показатели были вполне сопоставимы (Таблица 1a, 1b). Данные таблицы показывают, что в подавляющем большинстве структур, содержащих катехоламины, на всех сроках введения гормона наблюдается снижение интенсивности их люминесценции.

Таблица 1а

Интенсивность люминесценции катехоламинов в структурах тимуса мышей

(усл. ед. х102, M±m) при введении хорионического гонадотропина (ХГ)

Структуры

тимуса

Интактная

группа мышей ( I )

Длительность опыта

1 неделя

2 недели

Группы мышей

Группы мышей

III А ( ХГ )

II А

(Физ. р-р)

III Б (ХГ)

II Б

Физ. р-р

ЛГК на границе КВ и МВ

8,80±2,59

3,60±0,13**

ри <0,001

8,10±0,24

4,83±1,92**

ри <0,001

8,45±1,34

ЛГК КВ долек

7,84±1,38

3,59±0,18**

ри <0,001

7,15±0,36

6,27±2,43**

ри <0,001

7,50±2,08

Лимфоциты МВ долек

8,67±2,69

3,47± 0,12**

ри <0,001

8,20±0,18

8,25±0,24**

ри <0,001

8,45±1,06

Лимфоциты КВ долек

9,90±0,55

3,81± 0,27*

ри <0,001

9,55±0,46

5,29±2,09**

ри <0,001

9,35±0,78

Адренергические нервы

6,90±0,86

5,95±2,00*

6,40±1,51

7,90±1,11*

6,70±2,99

Примечание:

* p < 0,05; ** p < 0,001 – уровень достоверности различий по отношению к контрольной группе мышей;

ри < 0,05; ри < 0,001 – уровень достоверности различий по отношению к интактной группе мышей.

Таблица 1b

Структуры

тимуса

Интактная

группа мышей ( I )

Длительность опыта

3 недели

4 недели

Группы мышей

Группы мышей

III А ( ХГ )

II А

(Физ. р-р)

III Б (ХГ)

II Б

Физ. р-р

ЛГК на границе КВ и МВ

8,80±2,59

2,73±0,9**

8,70± 0,75

3,49± 0,07

ри<0,05

7,85±0,67

ЛГК КВ долек

7,84±1,38

2,49±0,79**

7,00±0,75

3,49±0,11

7,20±0,73

Лимфоциты МВ долек

8,67±2,69

2,88±0,73**

ри<0,001

8,75±0,28

3,52±0,08

ри<0,001

8,55±0,97

Лимфоциты КВ долек

9,90±0,55

3,25±0,07**

ри<0,05

9,60±0,22

3,54±0,07**

ри<0,001

9,60±0,73

Адренергические нервы

6,90±0,86

3,45±0,93*

ри<0,001

5,90±0,29

2,80±1,39

ри<0,001

5,87±0,88

Интенсивность люминесценции катехоламинов в структурах тимуса мышей (усл. ед. х102, M±m) при введении хорионического гонадотропина (ХГ)

Примечание:

* p < 0,05; ** p < 0,001 – уровень достоверности различий по отношению к контрольной группе мышей;

ри < 0,05; ри < 0,001 – уровень достоверности различий по отношению к интактной группе мышей.

Иммуногистохимическая реакция с использованием антител к маркеру апоптоза белку р-53 позволила нам выявить клетки с коричневой окраской цитоплазмы и цитоплазматической мембраны разной степени интенсивности в корковом и мозговом веществах долек тимуса и произвести их подсчет (рис. 2, таблица 2).

Рис. 2. Позитивная реакция на белок p-53 в клетках мозгового (слева) и коркового (справа) вещества долек тимуса мыши. Клетки, содержащие белок p-53, имеют коричневую окраску. Микроскоп Leica DM4000B. Об.40. Ок.10

Таблица 2

Количество клеток, содержащих белок р-53, в поле зрения в морфофункциональных зонах долек тимуса экспериментальных мышей, шт.

 

Корковое вещество долек

Мозговое вещество долек

Группы мышей

Интактные

Получавшие ХГ

Интактные

Получавшие ХГ

1 неделя

4,0±0,5

3,6±0,5

0

0

2 недели

3,0±0,3

12,0±0,9*

0

6,7±0,4

3 недели

4,0±0,6

18,2±0,8*

0

3,6±0,3

4 недели

4,0±0,4

25,2±1,3**

0

2,5±0,2

* – различия с интактной группой статистически значимы, p < 0,05;

** – различия с интактной группой статистически значимы, p < 0,001.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что имеет место прямая зависимость между длительностью введения хорионического гонадотропина и увеличением количества клеток, содержащих белок р-53 в корковом веществе долек тимуса мышей. Кроме того, обращает на себя внимание появление клеток, содержащих белок р-53, в мозговом веществе долек тимуса мышей, получавших гормон.

Обсуждение полученных данных. Поступление хорионического гонадотропина приводит к увеличению экспрессии белка р-53 в клетках коркового вещества долек тимуса прямо пропорционально длительности воздействия. На протяжении всего срока эксперимента интенсивность люминесценции катехоламинов в структурах тимусной дольки мышей опытных групп снижена по сравнению с интактными животными, что может свидетельствовать о возможном участии нейромедиаторных биогенных аминов, в частности катехоламинов, в процессах апоптоза в клетках тимуса мышей при действии хорионического гонадотропина. Результаты нашего исследования хорошо согласуются с имеющимися литературными данными. Так, обнаружена прямая связь между катехоламинергической иннервацией и экспрессией белков апоптоза: просходит усиление синтеза белка р-53 при обеднении иннервации в нейронах гипоталамуса [9]. Роль рецепторов к адреналину в развитии CD4+ лимфоцитов подчеркивается в работе W. N. Kin, V. M. Sanders [5]. Моделирование иммунного ответа in vitro показывает, что при добавлении в среды культивирования норадреналина наблюдается максимальное приближение результатов опытов к процессам, происходящим в живом организме. Роль катехоламинов в микроокружении лимфоцитов в становлении и развитии иммунного ответа рассмотрена и М. А. Самотруевой и соавторов [10]. В то же время литературный обзор, посвященный медиаторам стресса матери и плода во время беременности, свидетельствует, что стресс обеспечивается многими синергетическими механизмами передачи, к которым, наряду с кортизолом, можно отнести катехоламины, серотонин, цитокины и материнскую микрофлору [11]. Заслуживает внимания публикация, в которой роль катехоламинов в процессе влияния материнского стресса на развитие плода выделяется в качестве самостоятельной научной проблемы [12]. Проведенные нами исследования дают основание предположить, что, хорионический гонадотропин, изменяя выделение катехоламинов из периферических нервных волокон и тучных клеток, наряду с иммуномодулирующей функцией, наблюдаемой нами в тимусе лабораторных мышей, осуществляет еще и другую функцию – снижает для плода риск от возможных негативных последствий стресса, которым является для материнского организма беременность.

Заключение

Введение хорионического гонадотропина на всех сроках воздействия приводит к уменьшению интенсивности люминесценции в подавляющем большинстве катехоламинсодержащих структур тимуса лабораторных мышей. При этом в корковом веществе долек тимуса имеет место прямая зависимость между длительностью введения хорионического гонадотропина и увеличением количества клеток, содержащих белок р-53.


Библиографическая ссылка

Гордова В.С., Ялалетдинова Л.Р., Ястребова С.А., Сергеева В.Е. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТЕХОЛАМИНСОДЕРЖАЩИХ СТРУКТУР ТИМУСА МЫШЕЙ ПРИ ВВЕДЕНИИ ХОРИОНИЧЕСКОГО ГОНАДОТРОПИНА // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 4.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=26713 (дата обращения: 19.06.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252