Статья: Восстановительные процессы в лимфатических узлах после интенсивных физических нагрузок

Восстановительные процессы в лимфатических узлах после интенсивных физических нагрузок

Красноруцкая И.С.

Петренко Е.В.

Аннотация

лимфоидный узелок тканевый базофил

Чрезмерные физические нагрузки приводят к истощению функциональных резервов организма, что проявляется, прежде всего, в структурно-функциональных нарушениях органов иммунной системы. Изучались восстановительные реакции лимфатических узлов белых крыс с разной степенью устойчивости иммунной системы после воздействия интенсивных физических нагрузок (плавание). У адаптирующихся к физическим нагрузкам животных через 2 недели после прекращения нагрузок наблюдается угнетение лимфо- и иммунопоэтической функции лимфатических узлов, протекающее на фоне отчетливо выраженных компенсаторных реакций, которое заканчивается полным восстановлением структуры и функции органов к концу срока наблюдения. У животных, не устойчивых к физическим нагрузкам, на протяжении всего срока наблюдения определяются выраженные изменения структуры и угнетение функции лимфатических узлов, что проявляется в деструктивных изменениях стромальных клеток, повышенной гибели клеток лимфоидного ряда, уменьшении площадей всех функциональных зон узла и численности лимфоидных узелков, угнетении лимфо- и иммунопоэза, нарушении миграционной активности лимфоцитов. Данные изменения достигают своей максимальной выраженности через 2 недели после прекращения нагрузок, и лишь к концу срока наблюдения определяется слабо выраженная тенденция к восстановлению структуры и клеточного состава лимфоузлов. В это же время отмечаются слабо выраженные компенсаторные реакции, заключающиеся в повышении содержания тканевых базофилов, оседающих преимущественно в мякотных тяжах. Вместе с тем еще сохраняются нарушения структуры стромальных клеток узлов, угнетение пролиферативной активности лимфоидных узелков, повышенная гибель лимфоидных элементов и снижение миграционной активности клеток лимфоидного ряда.

Ключевые слова: лимфатические узлы, физические нагрузки, структурно-функциональные нарушения, восстановительные реакции.

Recovery processes in the lymph nodes after intense physical loads

Krasnorutckaia I.S., Petrenko E.V.

Abstract

Excessive physical activity leads to the depletion of the body's functional reserves, which is primarily manifested in structural and functional disorders of the immune system. We studied the recovery reactions of the lymph nodes of white rats with varying degrees of immune system stability after exposure to intense physical exertion (swimming). In animals adapting to physical activity, 2 weeks after the cessation of exercise, suppression of the lympho- and immunopoietic function of the lymph nodes is observed, occurring against the background of clearly expressed compensatory reactions, which ends with a complete restoration of the structure and function of organs by the end of the observation period. In animals that are unstable to physical activity, pronounced changes in the structure and suppression of the function of the lymph nodes are determined throughout the entire observation period, which manifests itself in destructive changes in stromal cells, increased death of lymphoid cells, a decrease in the area of all functional zones of the node and the number of lymphoid nodules, and suppression of lymph nodes. - and immunopoiesis, impaired migratory activity of lymphocytes. These changes reach their maximum severity 2 weeks after the cessation of exercise, and only by the end of the observation period is a weakly expressed tendency to restore the structure and cellular composition of the lymph nodes. At the same time, mild compensatory reactions are noted, consisting in an increase in the content of tissue basophils, which are deposited mainly in the pulp cords. At the same time, disturbances in the structure of stromal cells of the nodes, inhibition of the proliferative activity of lymphoid nodules, increased death of lymphoid elements and a decrease in the migration activity of lymphoid cells still persist.

Keywords: lymph nodes, physical activity, structural and functional disorders, recovery reactions.

Воздействие интенсивных физических нагрузок на организм приводит к существенным изменениям структуры и функции лимфоидных органов [1]. Исследования, проведенные разными авторами, показывают наличие общих закономерностей адаптации органов иммунной системы к физическим нагрузкам [2-4]. В настоящее время принято выделять три типа ответной реакции иммунных органов на физические нагрузки, которые определяются индивидуальными особенностями организма: устойчивый тип, адаптирующийся к физическим нагрузкам тип и неустойчивый тип иммунной системы [5]. При этом адаптирующийся к физическим нагрузкам тип и неустойчивый тип иммунной системы встречаются примерно в одинаковых пропорциях и составляют до 82% случаев; около 18% приходится на устойчивый тип иммунной системы [6]. Восстановительные реакции, протекающие в лимфоидных органах при адаптирующемся типе иммунной системы, хорошо изучены. В первые 2-3 недели после прекращения физических нагрузок отмечается компенсируемая структурно-функциональная неполноценность центральных и периферических лимфоидных органов, проявляющаяся в некотором угнетении лимфо- и иммунопоэза [7]. Затем начинается восстановление структуры и функции лимфоидных органов, происходящее, прежде всего, в центральных органах иммунной системы и несколько позже - в периферических [8]. Особенности восстановительных реакций, протекающих в лимфоидных органах после воздействия физических нагрузок при неустойчивом типе иммунной системы, изучены в меньшей степени. Известно, что чрезмерные физические нагрузки могут привести к истощению функциональных резервов организма [9]. Одним из первых проявлений недостаточной адаптации организма к физическим нагрузкам являются структурно-функциональные нарушения лимфоидных органов. Неполноценность органов иммунной системы может, в свою очередь, привести к нарушениям морфофункциональной организации других систем организма [10, 11]. Таким образом, длительность и степень выраженности структурно-функциональных нарушений, возникающих в иммунных органах под воздействием физических нагрузок возрастающей интенсивности, позволяют судить об адаптационных резервах организма, его способности к срочной и долговременной адаптации. Анализ восстановительных реакций лимфоидных органов на воздействие интенсивных физических нагрузок при разных типах устойчивости иммунной системы отражает особенности реактивности организма.

Целью работы явилось изучение восстановительных реакций лимфатических узлов после воздействия интенсивных физических нагрузок у животных с разной степенью устойчивости иммунной системы.

Материал и методы исследования

Работа выполнена на 45 беспородных белых крысах-самцах в возрасте 3 месяцев весом 180-210 г. Животных на протяжении 4 недель подвергали ежедневным, постепенно возрастающим физическим нагрузкам (плавание). Для эксперимента были отобраны группа крыс, адаптирующихся к физическим нагрузкам, и группа животных, не устойчивых к физическим нагрузкам. Для определения индивидуальной реакции животных на физические нагрузки на протяжении опыта определялись масса тела, поведение животных и содержание лимфоцитов в периферической крови [2]. Изучались брыжеечные лимфатические узлы животных сразу после прекращения эксперимента, через 2 и через 4 недели после окончания опыта. Срединные продольные срезы окрашивали гематоксилин-эозином, азуром II-эозином, по Маллори и Ван-Гизону; изучали клеточный состав лимфоузлов, проводили морфометрию с помощью морфометрической сетки Г.Г. Автандилова и окулярной линейки. Цифровой материал обрабатывали общепринятыми статистическими методиками в модификации Г.С. Катинаса. Электронно-микроскопическое исследование лимфоузлов проводилось на электронном микроскопе JEM-2. Результаты сравнивали с данными контроля.

Результаты исследования и их обсуждение

У животных, адаптирующихся к физическим нагрузкам, сразу после окончания эксперимента все морфометрические показатели соответствуют контрольным данным. Отмечается небольшое повышение содержания лимфобластов в герминативных центрах и плазмоцитов в мякотных тяжах, но в паракортикальной зоне содержание лимфоцитов соответствует данным контроля, значимого повышения макрофагов также не выявлено. По основным показателям клеточный состав лимфоузлов в данной группе подопытных животных соответствует данным контроля. У животных, не устойчивых к физическим нагрузкам, сразу после прекращения нагрузки наблюдаются снижение численности и размеров лимфоидных узелков и герминативных центров - на 20-25% (табл. 1) и угнетение их лимфопоэтической активности.

Таблица 1. Количество лимфоидных узелков и герминативных центров в брыжеечных лимфатических узлах контрольных крыс и в восстановительном периоде после интенсивных физических нагрузок

В герминативных центрах на 25-30% снижено содержание больших лимфоцитов, лимфобластов и митозов, а количество макрофагов и дегенерирующих лимфоцитов повышено в 1,3 раза. Повышенное содержание макрофагов на фоне угнетения лимфопоэза связано с усиленной деструкцией и гибелью лимфоцитов, поскольку макрофаги в герминативных центрах лимфоидных узелков выполняют функцию своеобразных мусорщиков, убирая гибнущие лимфоциты или другие чужеродные структуры, оказавшиеся в центрах размножения [10].

В паракортикальной зоне лимфоузлов снижено количество малых лимфоцитов и макрофагов - в 1,1-1,2 раза. Также уменьшено содержание средних лимфоцитов и митозов на 14,2%. На фоне лимфоцитопении строма узлов обнажена, поэтому содержание ретикулярных клеток возрастает на 15,3%. В тимусе не устойчивых к физическим нагрузкам животных в этот срок было выявлено угнетение лимфопоэза [8], поэтому лимфоцитопения в паракортикальной зоне лимфоузлов является следствием снижения их миграции из тимуса.

В мякотных тяжах заметно снижено содержание плазмоцитов - на 27%, и в меньшей степени - содержание малых лимфоцитов, однако уменьшения их количества в промежуточных мозговых синусах не обнаружено, а сами синусы несколько расширены. Видимо, сохранение миграции малых лимфоцитов из лимфоузлов на фоне сниженного лимфопоэза является своеобразной компенсаторной реакцией, направленной на поддержание иммунологической функции организма.

Через 2 недели после прекращения физических нагрузок у адаптирующихся крыс выявлено снижение числа лимфоидных узелков на 15%, герминативных центров - на 22% (табл. 1). Выявляется угнетение лимфопоэтической функции герминативных центров, что проявляется в уменьшении содержания лимфобластов, макрофагов и больших лимфоцитов. В мякотных тяжах снижено содержание зрелых плазмоцитов на 22%, что свидетельствует о некотором угнетении иммунопоэтической функции лимфоузлов.

В то же время электронно-микроскопическое исследование показывает некоторое повышение электронной плотности цитоплазмы ретикулярных клеток за счет повышения содержания в ней свободных рибосом. В стромальных клетках определяются крупные митохондрии с четкими кристами, развитая эндоплазматическая сеть. Полученные данные свидетельствует о повышении функциональной активности ретикулярных клеток. Ретикулярные клетки играют важную роль в обеспечении лимфо- и иммунопоэтической функции лимфатических образований [12], повышение их функциональной активности предшествует реакциям пролиферации и дифференцировки клеток лимфоидного ряда.

У подопытных крыс обращает на себя внимание повышенное содержание тканевых базофилов (тучных клеток). В лимфоузлах они оседают обычно в капсуле, трабекулах, а также в паракортикальной зоне, где оседают периваскулярно, и в мякотных тяжах [10]. У адаптирующихся животных в этот срок содержание тканевых базофилов в мякотных тяжах повышено в 3,5 раза (табл. 2), там они образуют скопления (рис. 1).

Таблица 2. Количество тканевых базофилов в мякотных тяжах брыжеечных лимфатических узлов контрольных крыс и в восстановительном периоде после интенсивных физических нагрузок

Рис. 1. Тканевые базофилы в мозговом веществе брыжеечного лимфатического узла крысы, адаптирующейся к физическим нагрузкам, через 2 недели после прекращения нагрузок. Азур II - эозин, об. х 40, ок. х 10

Известно, что тканевые базофилы повышают интенсивность местного кровотока, создавая благоприятную среду для пролиферации и дифференцировки клеток лимфоидного ряда. Тучные клетки стимулируют активность макрофагов и лимфоцитов [1, 10], стимулируют иммунные реакции, и численность их всегда возрастает в процессе иммунного ответа [11]. Угнетение лимфо- и иммунопоэза, выявленное в лимфатических узлах адаптирующихся крыс в этот срок, стимулирует тучноклеточную реакцию, направленную на повышение функциональной активности ретикулярных клеток лимфоузлов и на восстановление их клеточного состава.

У неустойчивых животных через 2 недели после прекращения эксперимента наблюдается заметное снижение числа и площади лимфоидных узелков и особенно - их герминативных центров (табл. 1). Численность лимфоидных узелков уменьшена на 30%, а центров размножения - на 43%. Герминативные центры встречаются лишь в 65% лимфоидных узелков, тогда как в контроле в брыжеечных узлах они имеются более чем в 80% лимфоидных узелков. В паракортикальной зоне содержание малых лимфоцитов снижено в 1,5 раза, в связи с чем строма узла обнажена. Это свидетельствует о заметном угнетении клеточной миграции лимфоцитов из тимуса, которая становится более выраженной, чем в предыдущий срок исследования. В герминативных центрах лимфоидных узелков заметно снижено содержание больших лимфоцитов, лимфобластов и митозов. На этом фоне значительно возрастает содержание дегенегирующих лимфоцитов, а также макрофагов - в 1,7 раза по сравнению с контролем, поскольку макрофаги поглощают фрагменты погибших клеток.