Статья: Морфофункциональные изменения органов иммунной системы крыс при длительном воздействии низких доз ДДТ

Морфофункциональные изменения селезенки при воздействии низких доз ДДТ

Выявленные изменения морфофункциональных показателей селезенки свидетельствуют о том, что длительное воздействие низких доз ДДТ приводит к изменениям как в белой пульпе, так и красной пульпе.

При потреблении ДДТ крысами в дозе 1,89±0,086мкг/кг/сут в течение 6 недель, отмечалось увеличение доли ПАЛМ, что вероятно связано с выявленным усилением пролиферативной активности клеток тимуса при воздействии аналогичной суточной дозы ДДТ на данном сроке исследования. Статистически значимо увеличилось количество узелков с гибелью клеток герминативных центров. Значительная гибель лимфоцитов подтверждается и данными других авторов, работавших с более высокими дозами (Kannan K., 1979; Rehana T. et al., 1992). При этом отмечено расширение герминативных центров в лимфатических узелках селезенки и значительное увеличение количества лейкоцитов в маргинальной зоне, происходившее за счет усиления пролиферативной активности клеток селезенки (табл.2). Однако доля маргинальной зоны во вторичных узелках уменьшилась за счет реактивного расширения герминативных центров (табл.2). Также выявлено значительное снижение индекса индуцированной пролиферации, что свидетельствует о нахождении большего количества клеток селезенки в различных стадиях митоза до введения митогена (рис.4). Данная реакция была вызвана усилением гибели клеток в герминативных центрах, отмеченным в этой группе. В красной пульпе выявлено увеличение численности лейкоцитов в единице площади среза селезенки, что, вероятно, является реактивным изменением в ответ на потребление этой дозы ДДТ. К низкой дозе инсектицида оказались чувствительны также мегакариоциты, что подтверждает отмеченное увеличение их количества в красной пульпе. Такое же увеличение отмечено в работах других авторов, изучавших воздействие различных веществ на селезенку. Так, выявлено, что длительное введение в организм крыс Т-2 токсина (продукта жизнедеятельности грибов рода Fusarium) приводило к увеличению количества мегакариоцитов в селезенке (Щебентовская О.Н., 2008). Также было установлено увеличение числа мегакариоцитов у мышей, обитающих в зоне Сибирского химического комбината, производящего ядерное топливо для атомной энергетики (Москвитина Н.С. и др., 1999).

В группе, потреблявшей ДДТ в дозе 7,77±0,17мкг/кг/сут в течение 6 недель, выявлено сужение доли ПАЛМ, что привело к уменьшению доли белой пульпы в селезенке данной опытной группы (табл.2). Также уменьшилась доля герминативных центров в лимфатических узелках. При этом узелки с большим количеством гибнущих клеток в герминативных центрах встречались чаще, чем в контрольной группе и группе крыс, потреблявших меньшую дозу ДДТ. Усиление гибели клеток селезенки при увеличении дозы подтверждается также уменьшением количества лейкоцитов в маргинальной зоне при сравнении с опытной группой, потреблявшей меньшую дозу ДДТ (табл.2). На фоне выраженной гибели клеток селезенки под действием ДДТ отмечено ответное реактивное усиление пролиферативной активности. Показатель же индуцированной пролиферации не отличался от значений контрольной группы (рис.4). Было отмечено увеличение количества первичных узелков, что также указывает на восстановление органа в ответ на значительную гибель клеток под действием ДДТ. Отмечено снижение численности лейкоцитов красной пульпы, что указывает на усиление инволютивных изменений органа под действием ДДТ (Рябикина А.И. и др., 2008). Отмечено также увеличение числа мегакариоцитов, как в сравнении со значениями контрольной группы, так и группы, потреблявшей меньшую дозу ДДТ. Данный факт указывает на их дозозависимую чувствительность к низким дозам инсектицида.

Изучение гистологического строения селезенки крыс контрольных групп выявило ряд возрастных морфофункциональных изменений органа через 10 недель после начала эксперимента. В этом сроке наблюдалось уменьшение доли белой пульпы, в основном за счет уменьшения размера лимфатических узелков. Возрастные изменения выявлены также и в строении лимфатических узелков, и в частности В-зависимых зон. Было отмечено сужение герминативных центров, а также увеличение числа узелков с опустошением герминативных центров. Известно, что возрастные изменения селезенки характеризуются сокращением доли белой пульпы, снижением доли периартериальных лимфоидных муфт и лимфатических узелков, постепенным исчезновением герминативных центров в узелках с возрастом (Сапин М.Р., 1980; Моталов В.Г., 2002; Молдавская А.А. и др., 2009).

В селезенке крыс, потреблявших ДДТ в дозе 1,89±0,086мкг/кг/сут в течение 10 недель, герминативные центры в лимфатических узелках заметно расширились по сравнению с контрольными значениями, а доля маргинальной зоны и количество лейкоцитов в ней уменьшились, что указывает на снижение количества более зрелых клеток (табл.2). Т.е. тенденция, наблюдаемая в опытной группе, получавшей ту же дозу ДДТ в течение меньшего срока исследования, сохранилась. При этом усиление пролиферации, выявленное через 6 недель, которое привело к расширению герминативных центров, на сроке 10 недель сменилось снижением пролиферативной активности. Однако, клеток, находящихся на ранних стадиях митоза, также как и через 6 недель исследования, было значительно больше, чем в контрольной группе. Это подтверждает снижение более чем в два раза значения индуцированной пролиферации по сравнению с данными контрольной группы (рис.4). В красной пульпе отмечено увеличение числа мегакариоцитов как по сравнению со значением контрольной группы.

После 10 недель потребления ДДТ в дозе 7,77±0,17мкг/кг/сут, значительно уменьшилась доля белой пульпы в селезенке. В ее составе было отмечено уменьшение доли ПАЛМ, вызванное, вероятно, статистически значимым снижением пролиферативной активности клеток тимуса, отмеченное в этой опытной группе. Было отмечено снижение доли первичных лимфатических узелков в составе белой пульпы (табл.2), что говорит об угнетении процесса новообразования узелков под действием данной дозы и указывает на ускорение под действием ДДТ начинающихся в данном возрасте инволютивных изменений. Доля гибнущих клеток в герминативных центрах была значительно больше, чем во всех остальных группах исследования. Ширина маргинальной зоны и количество клеток в ней уменьшились. При этом отмечено расширение герминативных центров, а также увеличение количества клеток на ранних стадиях митоза, что подтверждается снижением ответной реакции на введение митогена в данной группе (рис.4). Однако пролиферативная активность, как и в группе, потреблявшей меньшую дозу ДДТ, осталась сниженной по сравнению со значениями контрольной группы, т.е. реактивный ответ на гибель клеток под действием ДДТ с увеличением дозы и времени воздействия снижается. По данным других авторов более высокие дозы и более длительное воздействие ДДТ также снижали пролиферативную активность лимфоцитов селезенки (Rehana T. et al., 1992). Эти данные свидетельствуют об усилении размножения клеток в В-зависимых зонах лимфатических узелков, при увеличении темпов их гибели под действием ДДТ. В красной пульпе сохранилась тенденция увеличения числа мегакариоцитов, что подтверждает дозозависимый эффект инсектицида на эти клетки.

Рис. 4. Пролиферация ex tempore и индекс пролиферации клеток селезенки контрольной и опытных групп через 6 и 10 недель после начала эксперимента. Статистически значимое отличие: * - от контрольной группы; # - от группы, потреблявшей меньшую дозу ДДТ.

Таблица 2

Морфометрические показатели селезенки крыс, потреблявших ДДТ в дозе 1,89±0,086мкг/кг/сут и 7,77±0,17мкг/кг/сут в течение 6 и 10 недель и крыс контрольных групп (М±m)

Примечание:

Статистически значимое отличие: * - от контрольной группы; # - от группы, потреблявшей меньшую дозу ДДТ; ^ - от группы меньшего срока исследования

Изменения цитокинового профиля сыворотки крови крыс при воздействии низких доз ДДТ

Для изучения изменений цитокинового профиля под воздействием ДДТ нами были выбраны в качестве показателей функциональной активности T-хелперных клонов ИЛ-12 как основной цитокин, вызывающий дифференцировку Th0-лимфоцитов в Th1, и ИЛ-2 как один из Th1 цитокинов. Было также проведено определение уровня неоптерина как интегрального показателя выраженности реакций клеточного иммунитета, ИЛ-10, подавляющего продукцию ИЛ-2 Т-лимфоцитами (Mosmann T. et al., 1996), и ТФР-в1 как основного цитокина регуляторных Т-лимфоцитов, оказывающего иммуносупрессивное действие. Также как было отмечено ранее, изучался уровень кортикостерона, который в свою очередь обладает выраженной противовоспалительной активностью и является ингибитором продукции ИЛ-2 и ИЛ-1, подавляет пролиферацию Т-лимфоцитов, модулирует синтез и активность нуклеарных факторов АР и NFкB (Ланин Д.В. и др., 2010; Scudeletti M. et al., 1996).

Через 6 недель потребления ДДТ в дозе 1,89±0,086мкг/кг/сут началось усиление продукции ИЛ-2. Также отмечалось повышение концентрации неоптерина и снижение ИЛ-12. У крыс, потреблявших ДДТ в дозе 7,77±0,17мкг/кг/сут через 6 недель, также отмечалось увеличение концентрации неоптерина и снижение содержания ИЛ-12 (табл.3). Таким образом, на фоне пониженного уровня кортикостерона на данном сроке эксперимента отмечалось усиление показателей клеточного иммунитета.

При употреблении ДДТ в дозе 1,89±0,086мкг/кг/сут через 10 недель отмечалось увеличение концентрации продукции ИЛ-2 и неоптерина на фоне пониженного уровня кортикостерона. Столь резкое усиление синтеза ИЛ-2 неизбежно должно было привести к усилению секреции цитокинов регуляторными Т-лимфоцитами, что проявилось в повышении концентрации ТФР-в1, а также вызвало компенсаторное усиление продукции ИЛ-10 (табл.3).

Наметившееся снижение продукции ИЛ-10 прогрессировало и через 10 недель. Длительный прием ДДТ в дозе 7,77±0,17мкг/кг/сут по сравнению с дозой 1,89±0,086мкг/кг/сут приводил к более медленному увеличению уровня неоптерина и ИЛ-2, а также снижению в сыворотке крови концентрации как ИЛ-12, так и ИЛ-10 и снижению продукции ТФР-в1 по сравнению с предыдущим сроком исследования. Цитокиновый профиль крыс, потреблявших ДДТ в дозе 7,77±0,17мкг/кг/сут через 10 недель, соответствовал значениям, наблюдаемым у крыс, получавших меньшую дозу, через 6 недель приема ДДТ. Вероятно, это отставание проявлялось вследствие токсического воздействия ДДТ на организм в целом.

Усиление синтеза ИЛ-2 в сочетании с ростом продукции неоптерина, выявленное в настоящем исследовании, не позволяет согласиться с мнением авторов, утверждающих, что воздействие ДДТ приводит к подавлению синтеза ИЛ-2 и поляризации иммунного ответа по Th2 типу (Daniel V. et al., 2002; Ndebele K. et al., 2004; Karmaus W. et al., 2005).

Таблица.3

Изменения концентрации цитокинов и гормонов в сыворотке крови крыс, потреблявших ДДТ в дозе 1,89±0,086мкг/кг/сут и 7,77±0,17мкг/кг/сут в течение 6 и 10 нед и крыс контрольных групп (М±m)

Примечание: статистически значимое отличие: * - от контрольной группы; # - от группы, потреблявшей меньшую дозу ДДТ; ^ - от группы меньшего срока исследования.

При сопоставлении морфофункциональных характеристик тимуса и уровней цитокинов в сыворотке крови крыс, у крыс опытной группы, потреблявших ДДТ в дозе 1,89±0,086мкг/кг/сут в течение 6 недель, статистически значимые корреляции между морфологическими изменениями тимуса и концентрации неоптерина, ИЛ-2 и ТФР- в1 в сыворотке крови не наблюдались. Концентрация ИЛ-12 снижалась по мере роста продукции ИЛ-2, но чем медленнее это происходило, тем больше была толщина коркового слоя (R=0,79, p=0,000013) и количество тимических телец (R=0,51, p=0,015). В тимусе крыс, потреблявших ДДТ в дозе 7,77±0,17мкг/кг/сут в течение 6 недель, отмечена обратная зависимость между уровнем неоптерина в сыворотке крови и количеством тимических телец в мозговом веществе (R=-0,77, p=0,0006), а также количеством ретикулярных эпителиоцитов в составе телец (R=0,56, p=0,02).