Лимфатические узлы в суточной пространственно

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РСФСР
НОВОСИБИРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ
МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ
───────────────────────────────────────────────────────
На правах рукописи
ЛЕТЯГИН Андрей Юрьевич
УДК: (611.41/42+612.43/45):577.49
ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ В СУТОЧНОЙ
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
ЛИМФОИДНОЙ СИСТЕМЫ
14.00.02 - анатомия человека
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора медицинских наук
НОВОСИБИРСК - 1991
.
Работа выполнена в Научно-исследовательском институте клинической и
экспериментальной лимфологии Сибирского отделения Академии медицинских наук СССР
и на кафедре нормальной анатомии Новосибирского ордена Трудового Красного Знамени
медицинского института Министерства здравоохранения РСФСР.
Научный консультант: академик АМН СССР, доктор медицинских наук, профессор
Ю.И.БОРОДИН
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор
М.Д.ШМЕРЛИНГ
доктор медицинских наук, профессор
Л.Е.ЭТИНГЕН
член-корреспондент АМН СССР, доктор медицинских наук, профессор
С.И.КОЛЕСНИКОВ
Ведущая организация: Институт морфологии человека
АМН СССР
Защита состоится "____"_____________1991 г. в ______ ч. на заседании
специализированного совета Д 084.52.02 Новосибирского ордена Трудового Красного
Знамени медицинского института (630091, г. Новосибирск, Красный проспект, 52).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского медицинского
института по адресу: г. Новосибирск, Красный проспект, 52.
Автореферат разослан "____"____________1991 г.
Ученый секретарь специализированного совета
доцент
А.Н.МАШАК
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Биоритмологический аспект функционирования
любой биосистемы в норме и при нарушенном режиме жизнедеятельности представляется
актуальной проблемой (Парин В.В., Баевский Р.М.,1970). Феномен ритмичности
функционирования лимфоидной системы не может быть исключением: в течение суток даже
в интактном организме в несколько раз изменяется сила ответа на антигенный стимул,
уровень устойчивости к цитотоксическим веществам и другие параметры резистентности
организма (Haus E.,et al.,1983).
Из всего спектра колебательных процессов именно формирование суточных
биоритмов лимфоидных органов оказывает заметное влияние на состояние естественной
резистентности (Лозовой В.П., Шергин С.М.,1981) и хронорезистентности (Агаджанян Н.А.,
и др., 1990), поражаемых в ситуациях, десинхронизирующих совокупность биоритмов
организма: дальние перемещения с большими скоростями, работа в условиях вахтовой
организации труда, работа в ночные смены или по "скользящему" графику и другие
ситуации, частично или полностью ломающие привычный уклад жизни (Оранский И.Е.,
1988).
Совокупность лимфатических узлов, где каждый орган контролирует свой регион,
играет одну из ведущих ролей в формировании резистентности животного организма к
антигенным воздействиям, а также в адаптации к изменениям рутинных факторов. Пока
остаются неясными механизмы участия лимфатических узлов в перестройке суточного
внутреннего временного порядка лимфоидной системы.
Перемещение лимфоцитов весьма значимо для формирования клеточного состава
лимфоидных органов и лимфоидных структур лимфатических узлов наряду с
пролиферативными и деструктивными процессами. В связи с этим стоит проблема создания
способов непрямой оценки миграционных потоков лимфоцитов (Комаров Ф.И., и др., 1990)
и способов усиления выброса в кровь или торможения рециркуляции депонированных в
тканях лимфоцитов (Марчук Г.И., Петров Р.В., 1988).
Нет данных о суточном порядке и механизмах реализации накопления, перемещения
(внутри органа) и выхода лимфоидных клеток из лимфатического узла. Не разработан
вопрос о суточной ритмике дренажных возможностей лимфатического узла и о
соотношении дренажных и миграционных процессов для нормальных и адаптивных
ситуаций в суточном периоде. Не разработана проблема генетических различий в
организации системы суточных биоритмов лимфоидных органов и структур (в том числе
лимфоузлов), хотя имеются указания на генетический контроль лимфоэндокринных
отношений и суточных биоритмов иммунной системы (Казначеев В.П., и др.,1980).
Цель исследования. В связи с вышеизложенным цель исследования состояла в
изучении феномена суточной пространственно-временной организации лимфоидной
системы и места лимфатических узлов в ней.
Для этого предполагалось решить следующие задачи.
1. Изучить роль рутинных синхронизирующих факторов: режимов питания,
двигательной активности и сна-бодрствования в формировании пространственно-временной
организации органов лимфоидной системы: тимуса, селезенки, лимфоидных структур
лимфатических узлов различной локализации; а также лимфоидного пула периферической
крови по хрономорфологическому анализу динамики содержания клеточных элементов в
этих органах и структурах.
2. Изучить роль тимических, глюкокортикоидных гормонов и инсулина в механизме
формирования суточной пространственно-временной организации лимфоидной системы на
моделях ежедневных синхронизирующих инъекций гормональных препаратов в
физиологических дозах с использованием хрономорфологического анализа динамики
содержания лимфоидных клеток в тимусе, селезенке, лимфоидных структурах
лимфатических узлов различной локализации и в лимфоидном пуле периферической крови.
3. Выявить различия в формировании суточных пространственно-временных
организаций лимфоидных систем у животных с генетически предопределенным различным
иммунным ответом (на SRBC) по хрономорфологическому анализу суточных динамик
количества лимфоидных клеток в тимусе, селезенке, лимфоидных структурах лимфоузлов и
в лимфоидном пуле периферической крови.
4. Изучить суточную пространственно-временную организацию лимфоидной системы
при антигенной стимуляции по данным хрономорфологического анализа суточных динамик
количества клеток в тимусе, селезенке, лимфоидных структурах лимфоузлов и в
лимфоидном пуле периферической крови.
5. Изучить механизмы формирования суточной пространственно-временной
организации дренажных систем и клеточных перераспределений в лимфатических узлах
различной локализации в норме у животных с различным уровнем иммунного ответа
(предопределенным генетически), при изменениях рутинной схемы (режимов снабодрствования, питания, двигательной активности) и при антигенной стимуляции.
Для этого были разработаны и использованы оригинальные методики, дающие
представление об абсолютном объеме лимфоидных органов и их структур, а также об
абсолютном количестве клеточных элементов в них. С помощью математических методов и
логических операций, объединенных в оригинальные автоматизированные экспертные
системы, выявлялись ритмические составляющие в динамических рядах, сформированных в
24-часовом периоде, оценивалась направленность и мощность перемещений лимфоидных
клеток в системе лимфоидных органов, состояние микроокружения в лимфоидных
структурах и дренажная деятельность лимфатических узлов.
Практическая
значимость
диссертации.
Созданные
в
ходе
работы
автоматизированные экспертные системы для непрямой оценки перемещений лимфоидных
клеток в лимфоидной системе, состояния дренажных систем и микроокружения лимфоидной
ткани лимфатических узлов являются новым шагом в автоматизации и объективизации
процесса интерпретации экспериментальных данных и имеют прямую перспективу для
перенесения в клинические условия. Реализованные в виде программных средств,
экспертные системы внедрены в практику научно-исследовательской работы в Институте
клинической и экспериментальной медицины СО АМН СССР и в Научно-исследовательской
лаборатории клинической и экспериментальной лимфологии СО АМН СССР. Результаты
исследования позволяют значительно дополнить представления о функционировании
лимфатических узлов в различных адаптивных и "функционально" напряженных ситуациях,
показывают конкретные (лимфоэндокринные) механизмы генетического контроля над
лимфоидной системой и лимфоузлами. Теоретические результаты внедрены в учебный
процесс на кафедре нормальной анатомии в Новосибирском медицинском институте.
В ходе исследования был разработан, всесторонне апробирован и компьютеризирован
"Способ определения количества клеточных элементов в лимфатическом узле" (авторское
свидетельство No 1629791 от 23.10.90 г., приоритет изобретения 29.07.88 г.). Этот способ
реализован в виде пакетов диалоговых программ, позволяющих "превратить" персональный
IBM-совместимый компьютер в автоматизированное морфометрическое место с
"безбумажной" технологией: при этом реализованы помимо вышеупомянутого способа и
основные общепринятые методики морфометрии.
Научная новизна результатов исследования.
1. Впервые представлены комплексные данные по механизмам формирования
системы суточных биоритмов морфо-функционального состояния лимфатических узлов
различной локализации как компонента единой суточной пространственно-временной
организации лимфоидной системы (феномен суточной пространственно-временной
организации).
2. Впервые описаны суточные биоритмы абсолютного количества клеточных
элементов в структурах лимфатических узлов различной локализации в норме, при
изменении схемы действия рутинных факторов (режимы питания, двигательной активности,
сна-бодрствования), суточной динамики некоторых гормонов (глюкокортикоидных и
инсулина) и при антигенной стимуляции.
3. Впервые показаны возможные лимфоэндокринные механизмы (через
глюкокортикоидные гормоны и инсулин) действия рутинных синхронизирующих факторов:
пищевого режима, чередования сна-бодрствования и двигательной активности на
формирование суточной пространственно-временной организации лимфоидной системы и
лимфатических узлов.
4. Впервые показаны регионарные различия в формировании суточных биоритмов
активности дренажных систем и лимфоидных структур лимфатических узлов в норме, при
измененной рутинной схеме и иммунизации, а также возможная роль в этих процессах
генетического фактора и лимфоэндокринных отношений.
5. Впервые описана пространственно-временная организация ответа дренажных
систем и лимфоидных структур лимфатических узлов в индуктивной фазе иммунного ответа
на SRBC вне региона дренирования лимфоузлов.
6. Впервые представлены результаты, полученные при использовании разработанных
автором метода количественного стерео-морфометрического анализа гистологического
материала и автоматизированных экспертных систем для непрямой оценки перемещений
лимфоидных клеток, состояния микроокружения лимфоидных структур и активности
дренажных систем лимфатических узлов.
На защиту выносятся следующие положения.
1. Существует суточная пространственно-временная организация лимфатических
узлов, входящая в суточную организацию лимфоидной системы и состоящая из чередования
в 24-часовом периоде временных морфо-функциональных комплексов (структуры, их
функции, связи между ними и с управляющими факторами); комплексы формируются под
действием чередования внешних (режимы сна-бодрствования, питания, двигательной
активности) и внутренних (лимфоэндокринные отношения с участием тимических,
глюкокортикоидных гормонов, инсулина и факторов микроокружения) синхронизаторов при
опосредованном влиянии генетического фактора.
2. Лимфоидные структуры и дренажные системы лимфатических узлов различной
локализации в оппозитных точках суточного цикла являются то источником, то конечным
пунктом перемещений лимфоидных клеточных элементов в зависимости от силы и места
действия на животный организм внешних факторов, характера лимфоэндокринных
отношений с участием глюкокортикоидных гормонов, инсулина, а также генетического
фактора.
3. Лимфатические узлы, их лимфоидные структуры и дренажные системы участвуют
в индуктивной фазе иммунного ответа (на SRBC), развивающегося вне дренируемого
региона: в 1-е сутки накоплением жидкости и лимфоидных клеток путем создания
измененных морфо-функциональных комплексов; во 2-3 сутки происходит восстановление
временных морфо-функциональных комплексов и их чередования на фоне понижающегося
тренда параметров и уменьшающегося размаха колебаний.
Апробация материалов диссертации. Основные положения и результаты были
доложены на: 1) Всесоюзной конференции "Проблемы функциональной лимфологии",
Новосибирск, 20-21 сентября 1982 г.; 2) 3-ей зональной научно-практической конференции
анатомов, гистологов и эмбриологов Сибири и Дальнего Востока, Иркутск, 28-29 сентября
1982 г.; 3) Всесоюзной конференции "Функциональная морфология лимфатических узлов и
других органов иммунной системы и их роль в иммунных процессах", Москва, 22-23
декабря 1983 г.; 4) Научно-практической конференции "Актуальные проблемы медицинской
науки и техники", Новосибирск, 10-11 февраля 1984 г.; 5) Всесоюзном симпозиуме "Стресс,
адаптация и функциональные нарушения", Кишинев, 13-14 июня 1984 г.; 6) 1-ом съезде
физиологов Сибири и Дальнего Востока, Новосибирск, 24-26 июля 1986 г.; 7) Регионарной
научной конференции "Функциональная морфология лимфатической системы",
Новосибирск, 12-13 апреля 1988 г.; 8) 2-ом Всероссийском съезде анатомов, гистологов и
эмбриологов, Ленинград, 14-15 декабря 1988 г.; 9) 1-ой Республиканской конференции
"Управление морфогенезом тканей и органов в процессе адаптации", Иркутск, июнь 1989 г.;
10) Всесоюзной конференции "Стресс и иммунитет (психонейроиммунология)", Ростов-наДону, 31 августа - 1 сентября 1989 г.; 11) Республиканской конференции "Гистофизиология
соединительной ткани", Новосибирск, 10-11 октября 1989 г.; 12) 1-ом Международном
конгрессе Международного Общества Нейроиммуномодуляции (ISNIM), Флоренция
(Италия), 23-26 мая 1990 г.; 13) 3-ей Всесоюзной конференции по хронобиологии и
хрономедицине. Ташкент, 26-29 сентября 1990 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 26 научных работ, из них 1 изобретение, 1 - коллективная монография, 6 - статьи в центральных научных журналах, 2 за рубежом.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 684 страницах
машинописного текста (собственно текста - 318 страниц), состоит из введения, 7 глав
(включая обзор литературы), выводов, указателя литературы (цитируется 100 источников на
русском языке и 193 - на иностранных языках) и приложения, включающего в себя 115
таблиц, 18 черно-белых микрофотографий, рекомендации и документы по внедрению
результатов исследования в практику. Работа иллюстрирована 139 рисунками (графического
содержания). Получение морфологического и морфометрического материала, его обработка,
графическое представление и анализ проведены лично автором на разработанных и
реализованных им же оригинальных программных средствах.
***
Данная работа является самостоятельной частью комплексного исследования по
проблеме "Изучить закономерности компенсаторно-приспособительных и адаптивных
изменений лимфатического и кровеносного русел в условиях воздействия
дестабилизирующих факторов (гипо- и гипертермия, вибрация, фотопериодика)"
(Государственная регистрация No 01.86.0041038), проводимого в Научно-исследовательской
лаборатории клинической и экспериментальной лимфологии СО АМН СССР и на кафедре
нормальной анатомии Новосибирского медицинского института. Руководителю темы и
своему учителю академику АМН СССР Юрию Ивановичу Бородину автор приносит
сердечную благодарность за советы и поддержку в течение всех лет выполнения работы.
Все эксперименты производились на базе лаборатории иммуноморфологии
Института клинической иммунологии СО АМН СССР (ныне - в составе НИЛКЭиЛ СО АМН
СССР), руководителю которой, академику АМН СССР В.А.Труфакину и его сотрудникам:
ст.н.с. А.В.Шурлыгиной и инженеру 1-ой категории И.Б.Белану автор приносит глубокую
благодарность за помощь и консультации. Автор также благодарен м.н.с. Л.Г.Волковой
(Крымской) (ИКИ СО АМН СССР) и н.с. В.М.Чесноковой (ИЦИГ СО АН СССР) за помощь
в определении кортикостерона в плазме крови экспериментальных животных. Заместителя
директора по научной работе НИЛКЭиЛ д.м.н. В.Н.Григорьева автор благодарит за
поддержку и помощь.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Было использовано 708 инбредных мышей-самцов, традиционно используемых в
иммунологических исследованиях: CBA, C57Bl, F1(CBAxC57Bl), а также аутбредные
животные "SWISS". Все эксперименты организовывались по методу динамического ряда: в
каждой временной точке число наблюдений сокращалось до одного, но в периоде число
точек увеличивалось до технически максимального предела (Катинас Г.С., 1978), что дало
возможность судить о закономерности динамики процесса (Катинас Г.С., Быков В.А.,1976).
Были выполнены все известные технические требования к проведению биоритмологических
экспериментов: тишина в виварии, постоянный технический персонал, высокий уровень
чистоты в помещении. Мыши содержались в пластиковых клетках "Animark" (Финляндия),
что позволяло наблюдать за их поведением при естественном световом режиме и адекватном
кормлении. Предварительная синхронизация сообществ была не менее 40-45 суток при
постоянном составе. Эксперименты проводились в разные времена года, но в каждом случае
был свой контроль. Мыши забивались декапитацией; биопсийный материал забирался в
течении 3-5 минут от момента извлечения животного из клетки.
Адаптация к внешним синхронизирующим факторам изучалась при "навязывании"
животным модифицированного двигательного (плавание в 14.00) и пищевого режимов
(кормление раз в сутки в 13.30-14.30) в течение 10 суток (мыши CBA).
Для выявления роли внутренних синхронизирующих факторов гормональной
природы, действующих на лимфоидную ткань, использовалось инъецирование экзогенных
гормональных препаратов тимических (тимоптин, тактивин), глюкокортикоидных
(кортикостерон, гидрокортизон) гормонов и инсулина в определенное время суток и с
определенной длительностью. Тимоптин вводился в течение 4 суток в 10.00 или в 20.30,
внутрибрюшинно, по 0,05 мкг/особь. Тактивин вводился 10 раз ч/з день (20 дней) в 09.30 или
в 20.30 в/бр по 0,01 гамм/особь. Гидрокортизон - 10 суток в 14.00 в/бр по 3 мкг/г веса.
Кортикостерон - 4 суток в 10.00 или в 20.30, в/бр по 0,05 мг/особь. Инсулин - 10 суток в
14.00, п/к по 0,01 ЕД/особь. Каждая экспериментальная серия сопровождалась своим
контролем - интактным и в части случаев функциональным (с введением физиологического
раствора по аналогичной схеме).
Для изучения лимфоэндокринных связей глюкокортикоидных гормонов
использовалось определение концентрации эндогенного кортикостерона (КС) в сыворотке
периферической крови методом конкурентного связывания гормонов с белками.
Для создания Т-клеточнозависимого В-клеточного иммунного ответа (Davies A., et al.,
1969) взвесь эритроцитов барана (SRBC) вводилась животным однократно внутрибрюшинно
в дозе 200 млн. клеток на мышь в объеме 0,5 мл. Для оценки уровня иммунного ответа через
4 суток от иммунизации в селезенках животных определялось абсолютное количество
ядросодержащих элементов и бляшкообразующих клеток (IgG-продуцирующие клетки) в
жидком монослое в модификации ст.н.с. А.В.Шурлыгиной. Мыши двух линий низкоотвечающей C57Bl и высокоотвечающей F1(CBAxC57Bl) - иммунизировались на
максимуме суточного ритма ответа (утром) для изучения состояния лимфоидной системы и
лимфоузлов в индуктивной фазе иммунного ответа (3 суток).
В органах лимфоидной системы определялось абсолютное количество
ядросодержащих клеток путем ресуспендирования в точном объеме среды-199: костный
мозг - 2 мл, тимус - 3 мл, селезенка - 5 мл, лимфоузел - 2 мл. В суспензии с помощью камеры
Горяева определялась плотность клеток и затем рассчитывалось количество клеток в органе.
Для гистологического исследования использовались лимфатические узлы:
соматические - паховые, аксиллярные; висцеральные - мезентериальные (латеральные из
lymphocentrum subiliacum), бифуркационные (в некоторых сериях). При этом анализ
охватывал все локализации лимфоузлов, что позволяло судить о всей совокупности
лимфоузлов организма. С помощью ротационного микротома изготавливались тотальные
серийные или полусерийные парафиновые срезы толщиной 5-7 мкм. Срезы подсчитывались
при изготовлении с помощью специального счетчика, установленного на микротоме,
окрашивались азур-2-эозином или гематоксилин-эозином и заключались в бальзам.
Совместно с академиком АМН СССР Ю.И.Бородиным и д.м.н. В.Н.Григорьевым
автором была разработана методика стереоморфометрического анализа, дающая
представление о количестве клеток и абсолютном объеме структур лимфатического узла
(авторское свидетельство No 1629791 от 23.10.90 г., приоритет изобретения 29.07.88 г.,
название: "Способ определения количества клеточных элементов в лимфатическом узле").
Методика состоит из нескольких этапов.
1 этап. Изготовление серийных или полусерийных срезов.
2 этап. Калибровка квадратной тест-системы с высокой плотностью узлов в
абсолютных размерах; морфометрия всей серии срезов: каждый элемент органа учитывается
отдельно.
3 этап. Расчет площади, представляемой одной точкой тест -системы: по отношению
площади, ограниченной всей тест-системой к количеству точек в тест-системе. "Переход" к
объему, представляющему одну точку тест-системы, путем умножения предыдущей
величины на среднюю толщину среза и отношение общего количества срезов к числу
использованных для исследования.
4 этап. Расчет абсолютного объема каждой структуры через умножение числа точек
на объем, представляющий точку тест-системы.
5 этап. Определение численной плотности укладки клеток в каждой структуре
(Автандилов Г.Г., и др., 1981).
6 этап. Подсчет количества клеток в структуре как произведения абсолютного объема
структуры и численной плотности укладки клеток в ней.
Способ был реализован в виде автоматизированного рабочего места на базе ПЭВМ
ДВК-2М и PC IBM XT/AT. Массивы полученных данных обрабатывались в
последовательности: гармонический анализ Фурье, единичный и двухэтапный COSINOR анализ (Nelson W.,et al.,1979) с пробными периодами 24 и 12 часов. Средние уровни
сравнивались с использованием непараметрического критерия U Вилкоксона-Манна-Уитни
(Катинас Г.С.,1978, Гублер Е.В.,1978). Достоверность аппроксимации оценивалась
следующими способами: 1) при сравнении расчетной амплитуды процесса c доверительным
интервалом разброса параметра вокруг среднего уровня; 2) при сравнении совокупности
отклонений исходных данных (исходного динамического ряда) от регрессионной кривой с
совокупностью отклонений исходных данных от среднего уровня; 3) при наличии
достоверного различия между двумя любыми экстремумами динамического ряда или
плексограммы по пробному периоду с использованием U-критерия. Количественные
различия в динамике выявлялись с помощью специальной программы, позволяющей в
скользящем режиме сравнивать экстремумы, совпадающие по времени, с помощью Uкритерия.
Экспертная система SMD статистико-логического типа предназначалась для оценки
перемещений мигрирующих и рециркулирующих клеток (с учетом их пролиферации и
деструкции) в лимфоидной системе по цифровым данным абсолютного количества клеток в
органах и структурах. Дополнительно использовались данные: временной ряд, уровень
двигательной активности в баллах, концентрация КС в плазме крови. Основной идеей
формирования алгоритма программы было то, что в различных отрезках времени имеются
различные направления передвижения лимфоидных элементов. Экспертная система SMLN
(статистико-логическая) предназначалась: 1) для оценки состояния микроокружения в
структурах лимфатического узла на основе динамики параметров каждой структуры: ее
абсолютного объема, численной плотности укладки клеток в единице объема и абсолютного
количества клеток (как произведение двух предыдущих); 2) для оценки баланса клеток и
жидкости (активность дренажных систем по динамике их абсолютного объема) в лимфоузле.
Реализация программных средств выполнена на PC IBM XT/AT (язык программирования
GWBasic).
Автор благодарен профессору В.В.Губареву (НЭТИ) и ст.н.с. А.С.Толстикову
(СИБНИИМ) за консультативную помощь при создании экспертных систем.
***
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Морфо-функциональные временные комплексы в суточной пространственно-временной
организации лимфоидной системы и лимфатических узлов.
В суточном периоде можно выделить два оппозитных функциональных комплекса,
соответствующих оппозитным состояниям в любом феномене живой и неживой природы.
Можно связывать их с фазами функциональных процессов: двигательной активности,
режимом кормления или сна-бодрствования, чтобы иметь адекватный способ отсчета
биологического времени организма.
Комплекс-A.
В период отсутствия функциональной нагрузки идет накопление количества
лимфоцитов в центральных и периферических лимфоидных органах. Это происходит за счет
двух процессов: 1) активизации митотических процессов в органе, 2) вхождения клеток из
других структур или из периферической (дренируемой) ткани. Первый процесс имеет
высокое значение для центральных лимфоидных органов по сравнению с периферическими,
поскольку 5-бром-2-дезоксиуридин метил за сутки не более 2% клеток в лимфоузле, но 25%
клеток в тимусе (Westermann J., et al., 1989), а в костном мозге (человека) ежедневно
образуется около 100 млн. лимфоцитов (Rosse C., 1981). Поэтому перемещения лимфоцитов
считаются основой морфообразования периферической лимфоидной ткани, и особенно
лимфатических узлов (Харлова Г.В., 1975).
В лимфоузлах различной регионарной специализации в морфо-функциональном
комплексе-A имеет место значительное (по мощности) рециркуляторное перемещение
лимфоцитов, чаще всего в рамках одного лимфоидного органа (между его структурами),
либо со структурами лимфоузлов аналогичной регионарной специализации. Во втором
процессе активно участвует лимфоидный пул крови, который в это время значительно
увеличивается в числе.
Проникновение лимфоцитов в лимфоузел осуществляется путем фагоцитирования
последних эндотелиальными клетками специализированных венул и регулируется как
энергозависимый процесс (активный транспорт). Действительно, прямое введение ц-АМФ
(Moore T., Lachmann P., 1982), простагландина Е2, гистамина, трипсина и других агентов,
увеличивающих содержание в лимфоцитах ц-АМФ (Strom T., et al., 1973, Plaut M., et al.,
1975) снижает прохождение лимфоцитов через лимфоузел (Ford W., et al., 1976, Moore T., et
al., 1980). Можно отметить, что комплекс-A создает все условия для энергетического
обеспечения транспорта лимфоцитов внутрь лимфоузла и удержания их там.
Для комплекса-A наиболее типичным можно признать формирование лимфоидных
структур лимфоузла по типу DS, что предполагает наличие "симметричной" активности
факторов динамического и стационарного микроокружения. Динамические компоненты
микроокружения можно связать с комплексом биологически активных веществ, такими как
неспецифические хелперные факторы, секретируемые активированными Т-клетками. Сюда
можно отнести и лимфокины, обеспечивающие целостность иммунной (лимфоидной)
системы, к которым относятся: интерлейкины, гематопоэтические колониестимулирующие
факторы, факторы, модулирующие активность макрофагов, интерфероны и фактор
хемотаксиса (Smith K., 1988); то есть, те полипептиды, которые секретируются
лимфоцитами для "общения" между собой и которые обладают свойствами гормонов и
нейромедиаторов (Smith K., 1988).
С другой стороны, стационарные компоненты микроокружения связываются с
факторами
продукции
и
аутораспознавания
продуктов
главного
комплекса
гистосовместимости, таких как антиген CD44 (рецептор хоминга), обнаруживаемый на
лимфоцитах, и антиген HECA-452, экспрессирующийся на венулах вблизи кортикальномедуллярного соединения лимфоузла. Они имеют прямое отношение к регуляции
интенсивности перемещений лимфоцитов через высокий эндотелий специализированных
венул (Horst E., et al., 1990).
Равновесие этих двух компонентов и обеспечивает в лимфатическом узле: 1)
накопление функционально полноценных лимфоидных клеток, которые распознают
специфическое стационарное микроокружение лимфоузла, 2) активную рециркуляцию
лимфоцитов внутри лимфоузла по сигналам динамического микроокружения, чему
способствует постепенное накопление жидкости (крови и прежде всего лимфы) в
лимфоузле. Вероятно, что на время комплекса-A должны приходиться периоды
"эффективной" иммунизации, определяемой по количеству антигенспецифических и
антителопродуцирующих клеток.
Комплекс-B1.
Функциональная нагрузка (двигательная активность, кормление и т.п.) приводит к
уменьшению количества лимфоцитов в лимфоидных органах, чувствительных к нагрузке
(через нейрогуморальные или гормональные механизмы, вероятно). Из центральных
лимфоидных органов (костный мозг, тимус) развивается эмиграция клеток-прекурсоров на
периферию. В конечном счете они достигают периферических лимфоидных органов. Из
последних, в свою очередь, также выходят клетки, устремляясь либо в другие лимфоидные
органы и структуры, либо в рыхлую соединительную ткань (для лимфоузла - в регионе
дренирования).
В лимфатическом узле начало нагрузки в регионе вызывает значительное и быстрое
увеличение крово- и лимфотока в органе и 2-3-кратное увеличение объемов сосудистой и
синусной сетей. При этом ответственность за первичное изменение проницаемости сосудов
несут, по-видимому, тучные клетки и базофилы, которые в это время активно
дегранулируют в ткани лимфоузла (Бородин Ю.И., Летягин А.Ю., 1989). Во время движения
и форсированного дыхания количество лимфы, выделяющееся по дренажу грудного
протока, увеличено. Изменяются параметры гемодинамики: происходит повышение
систолического и падение диастолического давления; повышенное венозное давление
начинает снижаться (Заславская Р.М., 1979). Это опосредует динамические параметры
лимфотока: лимфоток увеличивается при ходьбе (Schad H., Brechtelsbauer H., 1977), после
приема пищи и водной нагрузки (Бородин Ю.И., и др., 1982). В лимфоузле во временном
морфо-функциональном комплексе-B1, как правило, сначала развивался "дефицит оттока"
(чему способствовала временная флебогипертензия), и лишь затем - эвакуация и лимфы, и
крови из лимфоузла. Реже наблюдалось "синхронное" уменьшение объемов и синусной, и
сосудистой систем (более вероятный вариант для висцерального лимфоузла). Редко в
висцеральных (еще реже - в соматических) лимфоузлах наблюдалась ситуация "дефицита
притока" или накопления жидкости.
В результате лимфоузел, "переполненный" к этому моменту клетками (как результат
комплекса-A), начинает "выбрасывать" их в периферическую циркуляцию вместе с
жидкостью (прежде всего с эфферентной лимфой). Этому способствует значительное
возрастание лимфотока не только через синусную систему, но в значительной мере и
"диффузно" через лимфатическую ткань (Бородин Ю.И., 1969), что обеспечивается через
активацию симпатической части вегетативной нервной системы (McHale N., Thornbury K.,
1989). Клетки вначале устремляются в кровь, лимфу и периферические ткани, поскольку
конечного пункта их перемещений среди лимфоидных органов и структур во время
комплекса-B1 обнаружить не удавалось. Это может реализоваться через активацию
протеинкиназы С, приводящей к снижению поверхностной плотности MEL-14 (рецепторов
хоминга лимфоцитов), из-за чего лимфоциты теряют способность связываться с высоким
эндотелием венул и проникать внутрь лимфоузла (Huang Kun, et al., 1989). Более того, при
первом контакте с эндотелием только 10-19% лимфоцитов проникает в лимфоузел, а
повторные контакты повышают это количество до 26% (Bjerknes M., et al., 1986). Учитывая,
что время от момента контакта до проникновения лимфоцита в лимфоузел составляет
несколько десятков минут, можно представить, какое время потребуется для "обретения"
лимфоцитом нового места в лимфоидной структуре. Ослабление роли факторов
стационарного микроокружения в это время зафиксировано в виде формирования
лимфоидных структур в это время по типу D (вместо предыдущего DS) или DS (вместо S).
Факторы динамического микроокружения не остаются в стороне от этого процесса:
происходит активация лимфокинов, высвобождение гистамина из тучных клеток и
базофилов, увеличение уровня простагландина, действующих на уровень внутриклеточного
ц-АМФ (Parker C., 1980). Это приводит (1) к уменьшению митотической активности в
лимфоидной ткани и (2) к уменьшению перемещений лимфоцитов внутри лимфоузла (в
некоторых случаях SMD-система не регистрировала никаких перемещений лимфоцитов,
кроме эмиграции в неопределенном направлении).
Наличие комплекса-B1 должно свидетельствовать о неэффективности или
невозможности ответа на антигенный стимул, поскольку большинство лимфоидных клеток
находится в периферической циркуляции, и возможности для их кооперации понижены.
Комплекс-B2.
Во второй половине двигательной активности (для соматических лимфоузлов) или
после кормления (для висцеральных) лимфоциты начинают вхождение в структуры как
лимфоузлов (причем часто в "несоименные": из пахового - в мезентериальный, например),
так и в центральные органы (костный мозг и тимус). Проникновение лимфоцитов в "чужие
территории" в данный момент возможно из-за временного блокирования хоминг-рецепторов
(стационарного микроокружения) и значительной активации факторов динамического
микроокружения, о чем упоминалось выше. Именно в этот момент имеются выраженные
межлинейные различия репертуара и мощности потоков между "несоименными" или
"чужими" структурами: мыши SWISS, например, "превосходят" CBA, C57Bl и F1 по
репертуару и мощности потоков между соматическими и висцеральными лимфоузлами,
вхождению лимфоцитов из периферических лимфоидных органов или вовсе из
неопределенного источника в костный мозг и тимус.
В морфо-функциональном комплексе-B2 формируется высоколабильная и
многообразная динамика цитоза лимфоидных органов и структур. Именно в это время
регистрируются "дополнительные" "реактивные" пики цитоза лимфоидных органов и
структур. Баланс жидкости приобретает неопределенную волнообразную динамику: чаще
всего в это время на фоне уменьшающегося объема сосудистой системы происходит
накопление лимфы ("дефицит притока"). Этот отрезок связан с нарастанием вязкости крови
и тканевой гипоксии (Галенок В.А., и др., 1990), которые через медиаторы (брадикинин и
серотонин) увеличивают уровень ц-ГМФ в клетках (Stoner J., et al., 1973, Sandler J., et al.,
1975, Clyman R., et al., 1975) и повышают рециркуляцию лимфоцитов через лимфоузлы
(Moore T., et al., 1980, Moore T., Lachmann P., 1982) (как проявление активации факторов
динамического микроокружения). Такая ситуация, когда факторы динамического
микроокружения способствуют ретенции лимфоцитов в лимфоидных органах и структурах,
а факторы стационарного микроокружения "восстанавливают" свою активность,
регистрировалась в виде наличия в одном органе структур с оппозитными типами
формирования (S и D) или в виде "промежуточного" типа DS во всех структурах органа.
Присутствие комплекса-B2 должно обусловливать невысокий, но достаточно
эффективный ответ на антигенный стимул.
Обязательное чередование морфо-функциональных комплексов в последовательности
A - B1 - B2 приводит к формированию ритмической структуры лимфоидной системы и
лимфатических узлов. У лабораторных грызунов за сутки серия комплексов проходит
дважды, продуцируя полусуточную и суточную периодичности (последняя - обыкновенно за
счет "количественного" фактора неодинаковой длительности нагрузки, например).
Необходимо отметить, что границы комплексов (и их серий) в астрономическом времени
имеют большие межлинейные различия на основе лимфоэндокринных связей (различная
"чувствительность"
к,
казалось
бы,
одинаковому
количеству
эндогенных
глюкокортикоидов). Имеются и значительные регионарные особенности лимфоузлов: в
висцеральных лимфоузлах, например, чаще встречается вариант, когда в серии комплексов
укорочен комплекс B1; в некоторых контрольных сериях обнаруживалось укорочение
комплекса-A или его "совмещение" с комплексом-B2. Наличие "диссонанса" в ритмах
двигательной активности и пищевого режима вызывает "разобщенность" времени начала и
окончания комплексов в соматических и висцеральных лимфоузлах, что совмещается с
соответствующими эффектами в функционировании центральных лимфоидных органов.
Более того, различные комплексы опосредуются различными лимфо-эндокринными
отношениями (с участием тимических, глюкокортикоидных гормонов, инсулина и других):
для комплекса-B1, например, характерно отсутствие коррелятивных связей с уровнем
эндогенного КС; обратная ситуация - для комплекса-A.
***
Общие моменты и межлинейные различия в суточной пространственно-временной
организации лимфоидной системы и лимфатических узлов.
Динамика содержания эндогенного КС в крови соответствовала схеме двигательной
активности. Во время дневной активности - подъем, накладывающийся на плавное
повышение параметра, которое заканчивалось суточным максимумом перед началом
темновой двигательной активности, когда концентрация гормона в крови падала до
суточного минимума. Отмечалось единообразие средних уровней, суточной динамики и
мест расположения акрофаз 24- и 12-часовой составляющих у животных разных генотипов,
в противоположность параметрам лимфоидной системы и лимфоэндокринным отношениям.
Динамика количества лимфоцитов в лимфоидном пуле крови имеет зависимость от
уровня двигательной активности животных, повышаясь во время сна и снижаясь при
движении: при двухфазном режиме двигательной активности регистрируется двухфазная
динамика количества лимфоцитов в крови у всех линий, кроме SWISS - здесь кривая
монофазная (вечерний пик отсутствует). Наиболее четкая суточная динамика у мышей
линий F1(CBAxC57Bl) и CBA. У C57Bl - велик вклад высокочастотных составляющих.
В среднесуточных уровнях цитоза тимуса межлинейные различия весьма обильны: у
мышей SWISS - самый низкий уровень, у СВА - промежуточный, у С57Bl и F1(CBAxC57Bl)
- высокий. Динамика цитоза тимуса у всех животных укладывалась в схему: увеличение
днем, падение вечером, в течение ночи - спад, на фоне которого наблюдается краткий
"реактивный" подъем цитоза. Заметно, что дневная двигательная активность наиболее ярко
отражается в виде дополнительного спада цитоза тимуса у линий F1(CBAxC57Bl) и SWISS.
Околополуночный пик, который можно объяснить механизмом послестрессовой миграции
лимфоцитов (комплекс-B2) из периферического лимфоидного пула в тимус (Бородин Ю.И.,
и др., 1987), был отмечен у животных СВА и F1(CBAxC57Bl) (у F1 пик смещен "вправо" за
счет "запаздывания" комплекса-B1 в лимфоузлах в начале темновой активности); у
остальных линий - отсутствовал.
Уровень антителопродуцирующих клеток в селезенке не имел прямой связи с
уровнем цитоза органа в момент иммунизации, хотя среднесуточный уровень цитоза
селезенки у низкоотвечающей на SRBC линии С57Bl был ниже, чем во всех остальных.
Суточная динамика цитоза селезенки характеризуется наличием высокочастотных
составляющих, что создавало противофазность с динамикой количества лимфоцитов в крови
и соматических лимфоузлах. Принимая во внимание высокое содержание В-клеток (42,9%) в
селезенке, а Т-клеток - в лимфоузлах и крови (Westermann J., et al., 1989), а также
оппозитное реагирование Т- и В-клеток на глюкокортикоиды (Голиков П.П., 1988), можно
считать эту противофазность закономерной.
Суточный ритм цитоза лимфоузлов - лабильный показатель, поскольку суточные
ритмы количества клеток в их лимфоидных структурах являются также неустойчивыми
феноменами, зависящими от места расположения узла, уровня перемещений и
пролиферации лимфоцитов и других факторов, но тенденция к повышению цитоза в период
"функционального" покоя имеется всегда.
В корковом плато лимфатических узлов различных локализаций были обнаружены
различия суточной динамики цитоза, но морфометрическое "разделение" коркового плато на
субмаргинальную и межфолликулярную зоны в ряде случаев позволило выявить
закономерное следование во времени сначала пика цитоза в субмаргинальной, а затем - в
межфолликулярной зоне. Это можно объяснить изменением скорости прохождения
лимфоцитов через ткани дренируемого региона (с одной стороны) и через высокий
специализированный эндотелий сосудов под действием последовательности или сочетания
таких факторов, как объем и скорость крово- и лимфотока, динамическое давление в
сосудистой и лимфатической системах, динамика лимфоэндокринных взаимодействий с
участием глюкокортикоидов (Fernandes G., et al., 1977), тем более, что эта ситуация чаще
всего совпадает с периодом двигательной активности животных (для соматических
лимфоузлов) или моментами потребления корма (для мезентериальных лимфоузлов), то
есть, с комплексом-B2.
Обращает на себя внимание однонаправленность формирования суточных ритмов
цитоза паракортикальной зоны и коркового плато лимфоузлов: пики количества лимфоцитов
в паракортикальной зоне опережают аналогичные пики в корковом плато, что еще раз
подтверждает функциональную связь клеточных массивов этих лимфоидных структур. В
соматических лимфоузлах обнаруживалось совпадение пиков цитоза паракортикальной
зоны и концентрации эндогенного КС в крови, что указывает на наличие возможной
глюкокортикоидной регуляции процессов прохождения лимфоцитов через эту структуру,
сосудам которой принадлежит главная роль в обеспечении передвижения лимфоцитов в
орган из кровотока (Yoffey J., 1966, Ford W., Marchesi V.,1971).
Можно отметить, что суточная динамика количества лимфоцитов в лимфоидных
узелках лимфатических узлов увеличивается в периоды сна животных и уменьшается в ходе
двигательной активности (характерно для соматических лимфоузлов). Подобную
зависимость можно выделить между ритмом питания и состоянием лимфоидных узелков
мезентериального лимфоузла. Наличие хорошо выраженных спадов указывает на
локальность во времени процессов выселения лимфоцитов из лимфоидных узелков. Поэтому
можно считать реальностью эмиграцию лимфоцитов во время двигательной активности из
лимфоидных узелков соматических лимфоузлов, и во время кормления - из лимфоидных
узелков висцеральных лимфоузлов.
Лимфоидные узелки традиционно считаются преимущественно В-зависимыми
зонами (наряду с субмаргинальной зоной коркового плато и мякотными тяжами). Темп
рециркуляции лимфоидных клеток из В-зон лимфоузлов значительно ниже, чем из Т-зон
(Metcalf N.,et al.,1971). Полученные с помощью SMD-системы непрямые данные указывают
на возможность значительных клеточных перемещений и в В-зонах, особенно в мякотных
тяжах. Последние у интактных животных не являются строго В-зонами и не имеют поэтому
биоритмологических параллелей с лимфоидными узелками, но демонстрируют подобие
динамике цитоза субмаргинальной и межфолликулярной зон коркового плато и
паракортикальной зоны. Мякотные тяжи в неактивном лимфоузле играют роль демпфера
(накопителя) лимфоидных клеток, поскольку прослеживается закономерность, когда вслед
за уменьшением (увеличением) количества лимфоцитов в паракортикальной зоне следует
аналогичное явление в межфолликулярной зоне, и затем (или одновременно) - в мякотных
тяжах.
Подъемы абсолютного объема сосудистой сети аксиллярного лимфоузла следуют
(или совпадают) за периодами двигательной активности животных. У мезентериального
лимфоузла, наоборот, подъемы параметра совпадают с периодами отдыха, когда у животных
идет процесс утилизации пищи, принятой во время двигательной активности и во время
кратких пробуждений. В бифуркационном лимфатическом узле подъемы абсолютного
объема сосудистой сети совпадают как с периодами двигательной активности (CBA, C57Bl,
F1), так и с периодами отдыха (SWISS), что, видимо, отражает регионарную специализацию
органа.
Динамика абсолютного объема синусной сети лимфоузлов как бы следует во времени
за динамикой объема сосудов, но имеет более высокий разброс данных во временном ряду,
что можно отнести на счет высокочастотных составляющих, существующих благодаря
высокой чувствительности этой структуры к внешним воздействиям. Суточные максимумы
объема синусной системы аксиллярного лимфоузла совпадают с дневной и ночной
двигательной активностью, мезентериального - с периодами отдыха, бифуркационного - с
ночной двигательной активностью.
Помимо общих моментов имеются обильные "формальные" межлинейные различия
между одноименными параметрами лимфоузлов. Тем не менее, по-отдельности признать их
"межлинейными" можно с большой осторожностью. С другой стороны, во временных
комплексах этих параметров и их лимфоэндокринных связях можно выделить межлинейные
различия при принятии условия, что животные обитали в стандартизированных условиях, о
чем свидетельствуют характеристики уровня эндогенного КС.
Регистрировалось
оппозитное
положение
лимфоэндокринных
связей
у
"аутоиммунных" мышей SWISS при сравнении с другими ("здоровыми") линиями. Это
характерно для связей с участием лимфоидного пула крови, тимуса, селезенки, пахового
лимфоузла, субмаргинальной и паракортикальной зон аксиллярного лимфоузла,
субмаргинальной зоны и лимфоидных узелков бифуркационного лимфоузла, всех структур
мезентериального лимфоузла. Инъекции гидрокортизона в 14.00 вызывают у животных
SWISS усиление предсуществующих или появление новых потоков эмиграции из костного
мозга, тимуса, селезенки (в момент инъекции), из пахового лимфоузла и лимфоидного пула
крови (чуть позднее), в том числе из пахового лимфоузла в селезенку. Аналогичное
воздействие у животных CBA вызывало, наоборот, "блокирование" перемещений и
рециркуляцию лимфоцитов внутри лимфоузлов.
Имеются различия в паре CBA - C57Bl для лимфоэндокринных отношений с
участием лимфоидных пулов крови, селезенки, субмаргинальной, межфолликулярной зон
лимфоидных узелков и мякотных тяжей аксиллярного лимфоузла, мякотных тяжей
бифуркационного лимфоузла, всех структур мезентериального лимфоузла, что еще раз
подтверждает различия эндокринного статуса этих линий (Гущин Г.В., Фомичева Е.Е.,
1982). В этой паре имеются и различия в реакции на вечернее инъецирование экзогенного
тимического гормона: отношение тимического пула к эндогенному КС инвертировалось у
C57Bl, но сохранялось и даже акцентировалось у CBA.
С другой стороны, имеются следующие параллели в парах родитель - потомок. Пара
CBA - F1(CBAxC57Bl): в лимфоэндокринных связях с участием лимфоидного пула крови,
селезенки, межфолликулярной зоны бифуркационного лимфоузла, межфолликулярной и
паракортикальной зон мезентериального лимфоузла. Пара C57Bl - F1(CBAxC57Bl): в
лимфоэндокринных связях с участием пулов субмаргинальной, межфолликулярной зон,
лимфоидных узелков и мякотных тяжей аксиллярного лимфоузла.
В суточном периоде были выявлены межлинейные различия в расположении
временных комплексов в соматическом (аксиллярном) лимфатическом узле. В начале
утреннего отдыха обнаруживался комплекс-B2 (все линии), но если окончание его и переход
к комплексу-A у "здоровых" линий (CBA, C57Bl, F1) происходил ко второй половине
отдыха, то у животных SWISS (аутоиммунная патология) комплекса-A выделить было
невозможно, по всей видимости, его элементы "накладывались" на комплекс-B2 (возможно,
что причиной этому было позднее начало комплекса-B1, см. ниже). Дневная двигательная
активность у всех животных "запускала" комплекс-B1, но у животных SWISS он был,
видимо, "редуцирован" (по времени) и сразу же переходил в комплекс-B2, хотя у "здоровых"
животных этот переход произошел чуть позднее, в 1-й половине дневного отдыха. Дневной
отдых у всех линий совпадает с комплексом-A, но его окончание (переход в комплекс-B1)
происходит в различное время: у C57Bl - во 2-й половине дневного отдыха, у CBA и SWISS в начале, а у F1(CBAxC57Bl) - лишь в середине темновой активности.
Еще более значительные различия были выявлены в сериях временных комплексов
висцеральных (мезентериальный и бифуркационный) лимфоузлов, но признать их
"межлинейными" не позволяет отсутствие количественных данных о пищевом режиме
животных в это время. Можно отметить наличие длительного комплекса-B2 в
бифуркационном лимфоузле у мышей SWISS (утром-днем; аналогично аксиллярному
лимфоузлу), хотя несколькими годами ранее была исследована серия интактных мышей
CBA, где в лимфоузлах всех локализаций можно было выделить аналогичные длительные
комплексы-B2, "замещавшие" собою комплексы-A во время утреннего и дневного отдыха.
Межлинейные различия в состоянии лимфоидной системы, обнаруживающиеся в
дневные часы (комплекс-A), но отсутствующие в период темновой двигательной активности
(комплекс-B1 или B2), могут зависеть от различий в организации потоков перемещений
лимфоцитов в лимфоидной системе (маршруты, мощность и расположение во времени), что
приводит к качественным и количественным различиям лимфоидных пулов, "обязанных"
отвечать на антигенный стимул. Имеются и конкретные различия в формировании
индуктивной фазы иммунного ответа у животных с различным генотипом (см. далее). Один
из возможных путей реализации этого - генетически предопределенные различия в
лимфоэндокринных отношениях с участием эндогенных глюкокортикоидов, базирующиеся
на оппозитных морфо-функциональных комплексах лимфатической и лимфоидной систем
(см. далее).
***
Биоритмологические механизмы адаптивной перестройки лимфоидной системы и
лимфатических узлов.
Для лимфоидной системы внешние и внутренние синхронизирующие факторы
образуют причинно-следственные цепочки и сети: влияние ритма освещения зависит от
биологической значимости этого фактора для животных, что определяется
индивидуальными и биосоциальными реакциями животных на фотопериод и его изменения.
Реализация поведенческих реакций может быть легко зафиксирована в виде периодичностей
режимов пищевой и двигательной активности, что, в свою очередь, прямо отражается на
состоянии
ритмов
нейро-эндокринной
системы
(внутренние
синхронизаторы).
Закономерности изменения последних уже могут обеспечить перестройку лимфоидной
системы.
Различные датчики времени оказывают преимущественное синхронизирующее
воздействие на различных уровнях живого организма, а создание суточного ритма может
рассматриваться как формирование следовых реакций через перестройку амплитуднофазовых и частотных характеристик ритмических процессов. В состоянии полной адаптации
они характеризуются простым спектральным составом, а после нарушения адаптационного
равновесия возникают ритмически структурированные адаптивные реакции, затухающие по
мере развития адаптивной компенсации. Поэтому закономерные изменения суточных
биоритмов могут служить критерием оценки состояния адаптированности и
хронорезистентности организма (Агаджанян Н.А., и др., 1990).
Если предположить, что исходное состояние системы биоритмов является
адаптированным к наличным условиям жизни, то введение новых условий (нового
синхронизатора) приведет к перестройке части (или всех) биоритмов организма. При этом
наблюдается смещение акрофаз циркадных ритмов за счет появления добавочных
экстремумов с объяснимой физиологической или патологической природой, либо
сглаживание предсуществующей схемы ритма на основе появления дополнительных
экстремумов.
Скорость и характер перестройки формируется в зависимости от степени
чувствительности лимфоидной системы к воздействию. Так, введение нового
синхронизатора в виде "навязанного плавания" было "малоэффективным" по сравнению с
ограниченным пищевым режимом, поскольку биоритмы центральных и периферических
(нерегионарных нагрузке) лимфоидных органов либо не изменялись вовсе, либо имели
короткие дополнительные экстремумы в момент воздействия. Наиболее чувствительным
параметром циркадных биоритмов лимфоидной системы являются акрофазы (и батифазы)
их аппроксимационных 24-часовых кривых: положение экстремумов отдельно взятого
суточного ритма может сдвигаться во времени (в довольно широких рамках разброса) изо
дня в день даже у контрольных животных. Чаще всего это наблюдалось в параметрах
периферических лимфоидных органов и приводило к изменению формы отдельного ритма,
что выражалось в усилении или (реже) ослаблении вклада высокочастотных составляющих.
Это в свою очередь отражалось на величине амплитуд. В системе ритмов это вызывало
изменение времени разрыва между акрофазами отдельно взятых биоритмов - так начинается
первая фаза адаптивной перестройки (десинхроноза) внутреннего временного порядка
лимфоидной системы.
Изменения в положении экстремумов сопровождаются изменениями величин
амплитуды суточного биоритма. Амплитуда аппроксимационной кривой зависит и от вклада
колебаний с периодом, меньшим периода аппроксимации, что опять же проявляется в
появлении дополнительных экстремумов. В случае высокой чувствительности параметра
или сильном внешнем синхронизаторе биоритмы приобретают период синхронизатора, а
более высокочастотные составляющие сглаживаются. В ситуациях, когда происходит
изолированное изменение амплитуды (без фазовых сдвигов), можно предположить
совпадение фазы действия синхронизатора и фазы биоритма ("раскачивание" биоритма).
Среднесуточный уровень параметра изменяется при значительных нагрузках, что
свидетельствует о переходе в новое биоритмологическое состояние через полом
предсуществующей схемы ритма и/или через формирование нового биоритма.
Последовательность перестройки биоритма: фаза - амплитуда - средний уровень, как
правило, выполняется. Отмечено, что среднесуточный уровень цитоза костного мозга,
селезенки и мякотных тяжей лимфатических узлов в адаптивных условиях не изменяется.
Для этого требуется более значимый фактор, например, иммунизация. Хотя даже в этих
условиях сохраняются суточные биоритмы митотической активности в костном мозге
(Субботин А.М., 1977), цитоза селезенки и структур лимфоузлов. Другим отклонением от
стереотипа было то, что суточный биоритм цитоза тимуса не изменял амплитудно-фазовую
схему даже при значительных сдвигах среднесуточного уровня. Межлинейные различия
также "затрагивали" только его средний уровень и очень незначительно - амплитудноакрофазную схему. Эти факты можно, видимо, трактовать как проявление жесткой
закрепленности и генетической предопределенности суточных биоритмов центральных
иммунокомпетентных органов - костного мозга и тимуса.
С другой стороны, все эти результаты имели под собой морфо-функциональное
содержание в виде адаптации суточной пространственно-временной организации
лимфоидной системы к действию "нового" синхронизатора (плавание в 14.00).
После окончания темновой двигательной активности, как и в контрольных
сообществах, мыши становятся неактивными спят. В это время увеличивается содержание
лимфоцитов в крови и центральных лимфоидных органах (как в контроле): лимфоциты
перемещаются между центральными и периферическими лимфоидными органами и
рециркулируют внутри лимфоузлов. В паховом лимфоузле регистрируется комплекс-B2, в
бифуркационном - комплекс-B1 (как в контроле), в мезентериальном - смена комплекса-B2
на комплекс-A (в контроле - комплекс-B2). Плавание, прерывая сон животных, обрывало
или сглаживало подъемы количества клеток в лимфоидных органах: это происходило как изза снижения темпов пролиферации, так и из-за усиления эмиграции клеток в
неопределенном направлении и между лимфоидными структурами, переходя в
рециркуляцию внутри лимфоузлов с "захватом" центральных лимфоидных органов. В
лимфоузлах определялось: в паховом и бифуркационном - комплекс-B1 сменяется на
комплекс-B2, в мезентериальном - комплекс-B2. В контроле подобная ситуация была 3-4
часа назад, во время дневной двигательной активности; и смещение ее на время
"навязанного" плавания можно рассматривать как пример сдвига акрофаз.
После плавания, когда животные отдыхают, происходит перераспределение
лимфоидных элементов в сторону лимфоидного пула периферической крови, селезенки,
структур лимфатических узлов. Продолжается рециркуляция с участием как центральных
(тимус), так и периферических (селезенка, лимфоузлы) лимфоидных органов. В паховом
лимфоузле - комплекс-B2, в бифуркационном - комплекс-A переходит в комплекс-B1 (как в
контроле), в мезентериальном - комплекс-A (в контроле - переход комплекса-B1 в комплексB2; видимо, плавание изменило режим питания животных).
Начавшаяся темновая двигательная активность животных вызывает эмиграцию
лимфоцитов в неопределенном направлении из крови и лимфоузлов, выделяется поток из
пахового лимфоузла в костный мозг, где дополнительный подъем регистрируется от 11-го до
16-го часа от момента воздействия. После полуночи начинается рециркуляция лимфоцитов
внутри лимфоузлов и между ними: с 11-го до 19-го часа обнаруживались добавочные
положительные и отрицательные экстремумы в суточных динамиках цитоза
паракортикальных зон пахового, мезентериального и бифуркационного лимфоузлов. В
лимфоузлах всех локализаций единообразно регистрируется переход комплекса-B1 в
комплекс-B2 (в контроле такое только в паховом лимфоузле, а в висцеральных переход из
комплекса-B2 в комплекс-B1). Это также можно рассматривать как проявление
синхронизации амплитудно-акрофазной схемы лимфатических узлов.
Аналогично представим создание новой суточной пространственно-временной
организации лимфоидной системы и лимфоузлов при ограниченном пищевом режиме с
однократным (за сутки) кормлением в "нефизиологические" часы (13.30-14.30).
В послеполуночные часы и до начала кормления животные спали. В это время, как в
контроле, повышалось количество лимфоцитов в крови, в костном мозге, тимусе, селезенке
и висцеральных лимфоузлах за счет как пролиферативных, так и миграционных процессов.
При этом миграционные потоки шли как в неопределенном направлении, так и между
периферическими, а также между центральными и периферическими лимфоидными
органами, совмещаясь с рециркуляцией клеток внутри лимфоузлов, между ними и с
захватом других лимфоидных органов (в том числе и центральных). В лимфатических узлах
в это время регистрировались следующие комплексы: в паховом - B2 (вместо перехода B2 A); в бифуркационном - B1, B2, и затем A (вместо перехода B2 - B1); в мезентериальном B2 и A (вместо перехода B1 - B2).
Двигательная активность перед кормлением и само кормление вызывали снижение
числа лимфоцитов в крови, костном мозге, тимусе, селезенке. В этот момент заканчивались
все предыдущие маршруты и наступал короткий "блок" перемещений клеток
(предположительно из-за увеличения уровня эндогенных глюкокортикоидов и инсулина, что
в этой ситуации вполне вероятно). Выделялся только поток из селезенки в мезентериальный
лимфоузел. В лимфоузлах всех локализаций "запускался" комплекс-B1, что можно
рассматривать как проявление "синхронизации" суточных биоритмов.
После окончания кормления на фоне двигательной активности волнообразно
увеличивалось количество клеток в костном мозге, тимусе и, незначительно, в селезенке.
Эти процессы шли за счет перераспределения мигрирующих клеток: в неопределенном
направлении, между лимфоидными органами по типу направленных потоков и в виде
рециркуляции. Во всех лимфатических узлах в это время регистрируются комплексы-B2
(также "синхронизация").
Таким образом ограниченный пищевой режим из двукратного (за сутки)
"переделывал" в однократное прохождение серии комплексов в лимфоузлах и лимфоидной
системе, создавая в каждом отдельно взятом параметре "новый" суточный биоритм (в этой
серии много смещений среднего уровня).
Таким образом, суточная ритмичность параметров лимфоидной системы связана с
ритмами двигательной активности, сна-бодрствования и пищевого режима животных, но не
по принципу коррелятивной связи (прямой или обратной), а по "сигнальному"
(информационному) принципу. То есть, очередность развития тех или иных реакций в
лимфоидной системе (комплексов - в лимфоузлах) происходит в ответ на очередность
прохождения во времени фаз поведенческого суточного цикла животного (и/или их
сообщества). Поскольку действие десинхронизирующего фактора отражается на отдельных
биоритмах в последовательном изменении их параметров: смещение акрофазы - изменение
амплитуды - изменение среднего уровня, то при преобладании одного из моментов или их
сочетании можно выделить амплитудно-фазовый (по ее изменению; цитоз костного мозга,
например), среднеуровневый (по изменению среднего уровня, как цитоз тимуса) и
смешанный (структуры лимфоузлов) типы реакции биоритмов лимфоидной системы.
***
Лимфоэндокринные отношения в суточной пространственно-временной организации
лимфоидной системы и лимфатических узлов.
Имеется суточная последовательность лимфоэндокринных взаимодействий у мышей
в суточном цикле. В гипоталамусе формируются циркадные ритмы синтеза и инкреции
рилизинг-факторов для тропных гормонов гипофиза, синхронизированные с 24-часовым
астрономическим циклом световым режимом (Menaker M., Binkly C., 1984). После
окончания темновой двигательной активности увеличивается продукция соматотропного
гормона гипофиза с дневным максимумом, который стимулирует пролиферацию
лимфоцитов (Kirk H., 1972) и эндокринную функцию тимуса (Goff B., et al., 1987) на фоне
низкого уровня кортикостероидогенеза. Эта ситуация приводит к активации утренней
эмиграции из центральных лимфоидных органов (тимуса). Ее можно "смоделировать"
инъекцией экзогенного тимического гормона в любое время суток. Утренняя инъекция
тимического гормона приводит лишь к модификации предсуществующей схемы
перемещений лимфоидных клеток (акцентируются предсуществующие процессы
эмиграции) и почти не изменяет лимфоэндокринные отношения с участием эндогенного КС
(мыши C57Bl), либо изменяет отношения к КС тимуса и селезенки (у мышей CBA).
Инъецирование низких доз экзогенного КС в это время приводит к эмиграции клеток только
из периферических лимфоидных органов за счет быстрого падения "артифициального" пика
КС в крови.
Утренне-дневное повышение гормонов тимуса в плазме крови через обратные связи
запускает функцию оси гипоталамус-гипофиз-надпочечник и инициализирует секрецию
АКТГ гипофизом и, следовательно, повышает продукцию глюкокортикоидов корой
надпочечников (Hall J., et al., 1985). Поэтому во 2-й половине светового периода (животные
отдыхают) повышается уровень КС в крови, что содействует "удержанию" лимфоцитов в
лимфоидных органах. В лимфоузлах в это время, как правило, развиваются комплексы A
или B2 (или их сочетание), во время которых структуры имеют высокую чувствительность к
уровню эндогенного КС, воздействующего на процессы лимфообразования и перехода
лимфоидных клеток через эндотелий лимфатических и кровеносных капилляров в
лимфатических узлах и соединительной ткани (Айнсон Х.Х., 1985). При этом вероятный
механизм действия глюкокортикоидов будет "работать" через факторы динамического
(усиливающегося в это время) и стационарного (через регуляцию глюкокортикоидами
экспрессии хоминг-молекул) микроокружения. Это подтверждается тем, что введение
низких ("физиологических") доз гидрокортизона в это время приводит лишь к очень
кратковременной эмиграции из лимфоидных органов (у животных SWISS эмиграция была
выражена сильнее, чем у CBA), а затем активируется рециркуляция внутри лимфоузлов,
сокращается репертуар направленных потоков, подавляется митотическая активность, а
через 5-6 часов SMD-система вообще не выделяет никаких перемещений клеток в
лимфоидной системе, хотя идет темновая двигательная активность, и в лимфоузлах
активируются факторы динамического микроокружения (комплекс-B1). Это подтверждает
"запаздывание" по фазе гормонзависимых процессов от суточного максимума концентрации
гормона в крови на 5-6 часов, то есть, на время, близкое к продолжительности действия
гормона.
Эти данные позволяют утверждать, что "сигналом" к эмиграции клеток из
лимфоидных органов (центральных и периферических) является не только и не столько
максимум уровня эндогенных глюкокортикоидов в крови в вечерне-ночное время суток,
сколько его спад (как в ситуации с утренними инъекциями КС, см. выше). Более того,
вечером повышается продукция тиреотропного гормона гипофиза и тиреоидных гормонов,
которые стимулируют функцию тимуса (Романов Ю.А., 1982, McGillis J., et al., 1983).
Ночное повышение уровня гормонов тимуса в крови также, как и утреннее (возможно, что
это две части одного подъема), стимулирует эмиграцию тимоцитов на периферию. Вечерний
же пик глюкокортикоидов по принципу обратной связи через некоторое время сокращает
секрецию АКТГ гипофизом и снижает глюкокортикоидогенез, что совместно с усилением
метаболизма гормона приводит к глубокому падению уровня КС в крови во время темнового
периода суток.
Введение в это время небольших доз КС приводит к повышению уровня гормона в
крови на очень короткое время (видимо, из-за высокого метаболизма) и не приводит к
каким-либо кардинальным изменениям - только акцентируются предсуществующие потоки
эмиграции. Одной из причин этого может быть и то, что в лимфоузлах в это время
регистрируются комплексы B1 и B2, во время которых чувствительность структур к
эндогенному КС крайне низка. Вечернее же инъецирование экзогенного тимического
гормона (на фоне суточного минимума эндогенного) вызывает усиление эмиграции из
тимуса и выход клеточных пулов периферических лимфоидных органов из-под контроля
эндогенного КС (вместо эмиграции клеток возможна рециркуляция между периферическими
лимфоидными органами). Клеточный пул тимуса либо инвертирует (C57Bl), либо
акцентирует (CBA) эти отношения.
Можно отметить "высокую эффективность" вечерних инъекций препаратов,
содержащих тимические гормоны, хотя можно выделить и "повторяющиеся" моменты (как
утром, так и вечером): изменение времени эмиграции из тимуса и усиление взаимосвязей
селезеночного пула и пула пахового лимфоузла. Последнее наталкивает на мысль, что
тимические гормоны помимо прямого влияния на лимфоидные органы и структуры имеют и
опосредованное - через уровень глюкокортикоидных гормонов, и часто представляется
невозможным разделить эти эффекты тимических гормонов. Можно отметить, что
отношение тимических и глюкокортикоидных гормонов неоднозначно только при вечернем
введении тимоптина мышам C57Bl; в остальных случаях можно указать на обратную связь:
повышение уровня тимических гормонов (инъекция) вызывает падение уровня эндогенного
КС в крови.
Помимо вышеупомянутых гормонов в формировании суточной пространственновременной организации лимфоидной системы свою роль играет инсулин. Суточный ритм
уровня инсулина в свободном виде в плазме крови, как правило, не обнаруживается, а
уровень связанного с мембранами эритроцитов имеет ритм содержания (у людей) наподобие
"глюкокортикоидного" (Кретинина Л.А., и др., 1990, Мардарь А.И., и др., 1990).
Артифициальный пик инсулина (инъекция в 14.00), так же как и подъем уровня эндогенного
гормона (кормление), оказывает наибольшее влияние на структуры висцеральных, в первую
очередь мезентериальных, лимфоузлов, вызывая эмиграцию клеток в неопределенном
направлении и в сторону других периферических лимфоидных органов, изменение баланса
факторов динамического и стационарного микроокружения (развитие комплексов B1 и B2).
Это согласуется с данными о различном содержании Т- и В-клеток в висцеральных и
соматических органах (Westermann J., et al., 1989), различным уровнем экспрессии факторов
микроокружения (MEL-14) в этих органах и различной чувствительностью к
глюкокортикоидам (Голиков П.П., 1988). Можно указать, что это один их возможных
механизмов "раздельного" функционирования (в том числе и биоритмологических различий)
соматических и висцеральных лимфоузлов, особенно в ситуации "рассогласования" режимов
питания и двигательной активности.
***
Пространственно-временная организация лимфоидной системы и лимфатических
узлов при антигенной стимуляции.
Через считанные минуты после поступления в организм антиген с током лимфы
попадает в лимфатический узел или с током крови - в селезенку (внутрибрюшинное
введение SRBC обеспечивает оба пути) и захватывается фагоцитами и фибробластами,
которые дегранулируют поглощенный материал через 30 минут после фагоцитоза, а к концу
1-х суток происходит его презентация иммунокомпетентным лимфоцитам. При этом
изменения происходят не только в лимфоидном органе, куда попадает антиген, но и в
других, "нерегионарных" воздействию. В рамках предсуществующей суточной схемы в
лимфоузлах (паховом и мезентериальном) начинается накопление крови, лимфы и клеток,
возникает рециркуляция внутри него, возможно (у "слабоотвечающей" линии C57Bl)
усиление митотических процессов в их лимфоидных структурах. При этом потоки клеток из
периферических лимфоидных органов могут "захватывать" центральные: либо направленной
миграцией в тимус (F1), либо рециркуляцией с ним (C57Bl) буквально в первые же часы
процесса, возможность чего подтверждалась уже в прямых исследованиях (Ruuskanen O.,
Kouvalainen K., 1972, Hirokawa K.,et al.,1989). В 1-е сутки тимический пул ведет себя
неоднозначно: у C57Bl - на сутки "блокируется" эмиграция тимоцитов на периферию и
вероятно усиление митотической активности в нем - эмиграция идет "строго" в начале 2-х и
3-х суток после стимуляции; у F1(CBAxC57Bl) эмиграция начинается спустя несколько
часов ("согласуясь" с предсуществующей суточной схемой), а во 2-е и 3-и сутки частота
эмиграционных потоков из тимуса увеличивается (расчетная мощность не меньше, чем у
C57Bl). Есть основания считать, что селезеночный пул (иммунный ответ развивается именно
в нем) в 1-е сутки рециркулирует или "обменивается" направленными потоками с
лимфоузлами через лимфоидный пул крови, сохраняя суточную динамику. Во 2-е и 3-и
сутки на фоне ниспадающего тренда ритм цитоза селезенки либо сохраняется (C57Bl), либо
полностью разрушается (F1). Это согласуется с данными о накоплении в селезенке в 1-е
сутки антигенспецифических Т-хелперов, которые во 2-3 сутки возвращаются в циркуляцию
в качестве делящихся эффекторных клеток (Rowley D., et al., 1972).
Число лимфоцитов в структурах лимфоузлов нарастает в 1-е сутки за счет их
вхождения в орган через паракортикальную зону лимфоузлов (хорошо выражено у C57Bl),
но в рамках предсуществующей ритмической схемы. Затем плавно снижается во 2-е и 3-и
сутки, "опускаясь" в некоторых случаях ниже контрольного уровня. Это соответствует
данным (Moore T., et al., 1989), свидетельствующим о многократном повышении содержания
малых и бластных форм лимфоцитов в эфферентной лимфе начиная со 2-3 часа до 6-х суток
процесса (с пиком на 3-и сутки). В лимфоузлах "разрушается" суточная схема чередования
морфо-функциональных комплексов и организация самих комплексов. Появляются
комплексы с длительным накоплением клеток и жидкости (как в A) на фоне
микроокружения, свойственного комплексу B1 или B2; и наоборот. Основной тенденцией
изменения микроокружения в мезентериальных лимфоузлах в первые полтора суток можно
признать активацию факторов динамического звена: временные отрезки с их преобладанием
становятся более продолжительными, чем в контроле, параллельно в 2-3 структурах: чаще
всего в лимфоидных узелках (C57Bl), мякотных тяжах и паракортикальной зоне (F1). В
паховых лимфоузлах - оппозитная схема у животных с различным генотипом. У C57Bl в 1-е
и с середины 2-х до середины 3-х суток - активация факторов стационарного
микроокружения в паракортикальной зоне. У F1 в первые полтора суток "контрольная"
схема, а с середины 2-х до середины 3-х суток преобладание факторов динамического
микроокружения в лимфоидных узелках, мякотных тяжах и паракортикальной зоне (в одной
из структур или сразу в нескольких). Причиной этому могут быть вазоактивные соединения
и медиаторы воспаления, проникающие через афферентную лимфу и вызывающие усиление
рециркуляции лимфоидных клеток через орган (Hall J., Morris B., 1965, Cahill R., et al., 1974,
Moore T., Lachmann P., 1982). Задержка лимфоцитов в "нерегионарных" стимуляции
лимфоузлах незначительна, так как "формально" вхождение и эмиграция лимфоцитов, хотя
и с искаженной суточной схемой, но сохраняются; в то время как в "регионарных"
лимфоузлах "арест" лимфоцитов происходит за счет сбрасывания своих хоминг-рецепторов
на срок около 3 суток (Reichert R., et al., 1983), хотя поступление антигена не изменяет
свойств сосудов дискриминировать клеточные элементы, поступающие с током крови
(Rouse R., et al., 1984).
Увеличение количества Т- и В-лимфоцитов внутри лимфатического узла в ходе
иммунного ответа обеспечивается как пролиферативными процессами бластных элементов
(см. далее), так и усилением миграции сюда зрелых клеток из-за увеличения циркуляции
крови через лимфоузел: есть данные, что в течение нескольких часов после антигенной
стимуляции кровоток через лимфоидную ткань усиливался более чем в 10-25 раз ангиометрические данные указывают на увеличение диаметра и плотности сети
микрососудов в регионарных лимфоузлах, что сопровождается открытием прямых
артериоло-венулярных шунтов (Hay J.,et al.,1980). В "нерегионарных" лимфоузлах
увеличение объемов сосудистой и синусной сетей в 1-е сутки не превышает 2-3-кратного,
занимая не свойственные этому часы суточного цикла (во время отдыха животных). Затем во
2-е и 3-и сутки начинался понижающийся тренд до контрольного уровня, а у животных F1 даже ниже контроля. Необходимо отметить, что динамика объемов синусной системы вела
себя аналогично, но здесь чаще наблюдалось снижение амплитуды размаха колебаний
(разрушение ритма), а среднесуточный уровень был более "устойчив", чем у сосудистой
системы. При этом происходило рассогласование в рамках морфофункциональных
комплексов: длительное "синхронное" накопление крови и лимфы могло сочетаться с
эмиграцией лимфоцитов, что не отмечалось вовсе, либо являлось кратковременным
состоянием в контрольных сериях.
Антигенная стимуляция изменяет схему удержания лимфоцитов внутри
лимфатического узла (после того, как эти клетки входят в орган): в паховом лимфоузле у
C57Bl видно, что лимфоциты к 3-м суткам "концентрируются" в субмаргинальной зоне
коркового плато и в мякотных тяжах. Считается, что это происходит за счет перестройки
фенотипа клеточных (стационарных) элементов микроокружения (Kraal G., Twisk A., 1984).
Прямой контакт между Т- и В-клетками в В-зонах может играть роль в В-клеточной
пролиферации (Berman M., et al., 1981), тем более, что морфологически ответ на сложные
антигены в первую очередь выражается в формировании светлых центров, как места Т-Ввзаимодействия (Rouse R., et al., 1984). В нерегионарных лимфоузлах, по крайней мере в
первые 3 суток после стимуляции, лимфоидных узелков со светлыми центрами обнаружено
не было - только первичные. При этом пролиферативные процессы в лимфоидных
структурах этих органов могут как угнетаться (у F1(CBAxC57Bl), так и активироваться (у
C57Bl). Это подтверждается данными о накопление клеток в лимфоузлах мышей C57Bl при
иммунизации за счет активной пролиферации и дифференцировки В-клеток памяти - как
первоначальная иммунная реакция на распространение антигена (Kuning F.J., 1972).
Известно, что с самого начала иммунного ответа лимфоузел (регионарный)
значительно увеличивается в размерах. Это происходит как за счет увеличения количества
клеток в узле (вход клеток из циркулирующего пула), так и за счет блокирования
эфферентных лимфатических путей (за счет повышения свертываемости лимфы и за счет
активации гладкомышечных элементов в эфферентном лимфатическом сосуде и воротах
лимфоузла). Активированные лимфоциты и тучные клетки выделяют растворимые факторы,
вызывающие местное увеличение проницаемости сосудов и приводящие к транссудации
плазмы в лимфоузел. Одновременно сюда устремляются макрофаги и фагоциты крови.
Скопление клеток и жидкости способствует временной закупорке мозговых синусов,
ведущих непосредственно к эфферентным лимфатическим коллекторам (Weissman I., et al.,
1978).
В "нерегионарных" лимфоузлах увеличение размеров менее значительное,
эфферентный лимфатический коллектор (хиларный синус) блокирован только в первые 20
часов (мыши C57Bl), а обыкновенно увеличен (в 1-е, иногда во 2-е сутки) в размере.
Суточный ритм сброса и накопления крови и лимфы в органе искажается (вплоть до
инверсии), но "формально" сохранен. "Нерегионарные" антигенной стимуляции лимфоузлы
к концу 2-х началу 3-х суток, как правило, возвращаются к "контрольным" размерам и
численности лимфоидных пулов структур. На 3-и сутки регистрируются суточные схемы
перемещений лимфоцитов, аналогичные контрольным, хотя отмечается уменьшенная
мощность потоков и обедненный репертуар маршрутов. В лимфоузлах восстанавливаются
морфо-функциональные комплексы и порядок их чередования. Этим заканчивается
"антигеннезависимые" процессы индуктивной фазы иммунного ответа.
***
Можно заключить, что лимфоидная система обладает строго организованной и
достаточно жесткой суточной пространственно-временной организацией, в которой
некоторые параметры имеют генетическую закрепленность. Лимфатические узлы занимают
в этой системе свое место, являясь источником и конечным пунктом перемещений
лимфоидных клеток, принимая "на себя" антигенные и неантигенные воздействия,
происходящие как в регионе дренирования, так и вне его пределов. При этом реагирование
на воздействие происходит в рамках "предсуществующей" суточной схемы, состоящей из
чередования во времени стереотипных временных морфо-функциональных комплексов
(состояние лимфоидного пула структур лимфоузла, активности его дренажных систем и
факторов микроокружения). Эти комплексы и их чередование составляют морфофункциональную основу биоритмологических феноменов, объединяемых в понятии
"хронорезистентность организма".
***
ВЫВОДЫ
1. Лимфоидная система имеет суточную пространственно-временную организацию,
основанную на единых лимфоэндокринных отношениях и потоках перемещений
лимфоидных клеток, связывающих центральные и периферические лимфоидные органы
между собой; эти связи модулируются суточной ритмичной схемой чередования внешних
синхронизирующих факторов: режимы освещения, сна-бодрствования, двигательной и
пищевой активности.
2. Суточная пространственно-временная организация лимфатического узла состоит из
временных морфо-функциональных комплексов, ритмично чередующихся во времени:
комплекс-A характеризуется увеличением численности лимфоидных структур лимфоузла за
счет рециркуляционных и пролиферативных процессов лимфоцитов на фоне сочетанной
активности факторов динамического и стационарного микроокружения и умеренного
накопления жидкости в органе; комплекс-B1 - значительным и быстрым уменьшением
количества лимфоцитов в органе за счет их эмиграции в периферическую циркуляцию на
фоне активации факторов динамического микроокружения и деятельности дренажных
систем, обеспечивающих сброс жидкости из органа; комплекс-B2 - неустойчивым балансом
клеток и жидкости в органе с тенденцией к повышению на фоне многочисленных
рециркуляционных и миграционных потоков лимфоцитов при активно действующих
факторах динамического и восстанавливающихся факторах стационарного микроокружения.
3. Суточные пространственно-временные организации лимфатических узлов
различной регионарной специализации в интактном животном организме, как правило, не
совпадают по астрономическому времени, поскольку имеют выраженные различия к
действию внешних синхронизирующих факторов; при этом оппозитная реакция органов на
инсулин и гидрокортизон является одним из факторов противофазности или асинхронности
суточных пространственно-временных организаций висцеральных и соматических
лимфоузлов.
4. Адаптивная ситуация при действии нового синхронизирующего фактора
сопровождается изменениями в суточной пространственно-временной организации
лимфоидной системы вообще и в суточной схеме чередования временных морфо-
функциональных комплексов лимфатических узлов в частности; это отражается на
отдельных биоритмах в виде изменения их характеристик в последовательности: смещение
акрофазы - изменение амплитуды изменение среднего уровня; преобладание одного из
моментов или их сочетание позволяет выделить амплитудно-фазовый, среднеуровневый и
смешанный типы реакции суточных биоритмов.
5. Баланс количества лимфоидных клеток в структурах лимфатических узлов
контролируется гормональными факторами: увеличение уровня гидрокортизона вызывает
накопление циркулирующих лимфоцитов преимущественно в соматических лимфоузлах, а
инсулина - в висцеральных; при этом глюкокортикоидные гормоны в физиологических
концентрациях имеют дозозависимое (во время различных морфо-функциональных
комплексов) действие: увеличение концентрации гормона от предельно низких значений до
суточного максимума вызывает задержку клеток в структурах лимфоузлов (комплекс-A), а
сам суточный максимум и следующее после него крутое падение уровня гормона на фоне
резкого увеличения активности дренажных систем органа приводит к эмиграции клеток из
него (комплекс-B1, B2).
6. Индуктивная фаза иммунного ответа на SRBC сопровождается перестройкой
суточных пространственно-временных организаций лимфоидной и лимфатической систем:
изменяются параметры центрального лимфоидного органа (тимуса) и органа,
непосредственно участвующего в ответе (селезенка); в ответ вовлекаются и другие
(нерегионарные) периферические лимфоидные органы (лимфоузлы), лимфоидные
структуры и дренажные системы которых в 1-е сутки накапливают жидкость и лимфоидные
клетки на фоне создания измененных морфо-функциональных комплексов; во 2-3 сутки
ситуация в нерегионарных органах "разрешается" в рамках предсуществующей суточной
ритмики на фоне понижающегося тренда параметров, уменьшающегося размаха колебаний,
восстановления морфо-функциональных комплексов и их чередования.
7. Суточная пространственно-временная организация лимфоидной системы и
лимфатических узлов (формирование морфо-функциональных комплексов и их чередование
в суточном периоде) имеет внутривидовые различия в норме и при антигенной стимуляции у
животных с различным генотипом (CBA, C57Bl, F1(CBAxC57Bl), SWISS), что основывается
на генетических различиях лимфоэндокринных отношений с участием глюкокортикоидных
гормонов.
***
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В ПРАКТИКУ
Непосредственным результатом исследований было создание оригинальных
автоматизированных экспертных систем для оценки перемещений лимфоидных клеток в
лимфоидной системе, состояния дренажных систем и микроокружения лимфоидной ткани
лимфатических узлов. Программные средства для отечественной и зарубежной
вычислительной техники, способы биоритмологической оценки лимфоидной системы и
приспособления для морфологического исследования _используются .в Институте
клинической и экспериментальной медицины СО АМН СССР и в Научно-исследовательской
лаборатории клинической и экспериментальной лимфологии СО АМН СССР. Результаты
исследования _внедрены .в учебный процесс на кафедре нормальной анатомии в
Новосибирском медицинском институте.
В ходе исследования был разработан и всесторонне апробирован "Способ
определения количества клеточных элементов в лимфатическом узле" (авторское
свидетельство No 1629791 от 23.10.90 г., приоритет изобретения 29.07.88 г.).
***
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Шурлыгина А.В., Летягин А.Ю. Биоритмы миграции лимфоцитов периферической крови
у мышей при аутоиммунной патологии. // Проблемы функциональной лимфологии Новосибирск,1982, с. 210-211.
2. Летягин А.Ю., Шурлыгина А.В. К вопросу о ритмичности функционирования
лимфатической системы. // Проблемы реактивности и адаптации. - Иркутск, 1982, с. 90.
3. Летягин А.Ю. Временная организация миграционных и рециркулирующих потоков
лимфоцитов у инбредных мышей. // Функциональная морфология лимфатических узлов и
других органов иммунной системы и их роль в иммунных процессах. - Москва, 1983, с. 104.
4. Бородин Ю.И., Федько Е.В., Машак А.Н., Зайко Т.М., Седова Л.Д., Летягин А.Ю. О
влиянии физических факторов на морфофункциональные показатели лимфатических узлов.
// Актуальные проблемы медицинской науки и медицинской техники. - Новосибирск, 1983,
с. 18-19.
5. Бородин Ю.И., Летягин А.Ю. Маркер-ритмы лимфатической системы. // Стресс,
адаптация и функциональные нарушения. - Кишинев: "Штиинца", 1984, с. 299.
6. Летягин А.Ю. Суточные биоритмы лимфоидной системы при изменении пищевого и
двигательного режимов мышей линии CBA.// Молодые ученые Красноярья - практическому
здравоохранению. Красноярск, 1984, с. 161.
7. Летягин А.Ю. Суточные биоритмы функционирования синусной и кровеносной систем
лимфатических узлов. // Венозное кровообращение и лимфообращение. - Таллин, 1985, с.
166.
8. Трясучев П.М., Пупышев Л.В., Чевагина Н.Н., Федько Е.В., Шурина А.М., Машак А.Н.,
Летягин А.Ю. Индивидуальные варианты конструкции лимфоузлов. // 50 лет НГМИ. Новосибирск, 1985, с. 25-26.
9. Козлов В.А., Шурлыгина А.В., Костерина Л.П., Волкова Л.Г., Летягин А.Ю. Реакции
иммунной системы на стрессорные воздействия в зависимости от биоритмов
лимфоэндокринных функций. - Вестник АМН СССР, 1985, N 8, с. 34-38.
10. Летягин А.Ю. Роль инсулина в формировании суточных биоритмов лимфоидной
системы у мышей линии CBA. // Здоровье человека в Сибири. - Красноярск, 1986, с. 67-68.
11. Бородин Ю.И., Григорьев В.Н., Летягин А.Ю., Робинсон М.В., Сапин М.Р., Труфакин
В.А., Шурлыгина А.В., Юрина Н.А. Функциональная морфология иммунной системы. Новосибирск: Наука, 1987. - 238 с.
12. Летягин А.Ю. Влияние экспериментальных факторов на миграционные и
рециркуляционные потоки клеточных элементов лимфатических узлов мышей линии CBA. //
Проблемы лимфологии. - Новосибирск: СО АМН СССР, 1987, с. 39.
13. Летягин А.Ю. Циркадная организация лимфоидной системы. // Актуальные проблемы
физиологических и структурно-функциональных основ жизнедеятельности. - Новосибирск,
1987, с. 111.
14. Трясучев П.М., Бикбулатов З.Т., Изранов В.А., Летягин А.Ю., Машак А.Н., Умбетов Т.Ж.
Корреляции индивидуальных вариантов структурной организации лимфоузлов и диапазонов
адаптивных реакций. // Тезисы докладов 2-го Всероссийского съезда анатомов, гистологов и
эмбриологов. - Ленинград, Москва, 1988, с.125-126.
15. Шурлыгина А.В., Летягин А.Ю. Влияние генотипа на суточный ритм пролиферации и
дифференцировки клеток в тимусе мышей. // Управление морфогенезом тканей и органов в
процессах адаптации. - Иркутск, 1989, ч. 1, с. 139.
16. Бородин Ю.И., Летягин А.Ю. Суточная динамика пространственно-временной
организации лимфатических узлов. // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии, 1989, т.
96, N 6, с. 50-57.
17. Шурлыгина А.В., Летягин А.Ю., Труфакин В.А. Хроноиммунологические эффекты
фармакологического стресса. // Стресс и иммунитет. - Ростов-на-Дону, Ленинград, 1989, с.
148.
18. Летягин А.Ю. Формирование суточной динамики цитоза лимфоидных структур
лимфатических узлов. // Проблемы гистофизиологии соединительной ткани. - Новосибирск,
1989, с. 109-111.
19. Летягин А.Ю. Двигательная активность и питание - биотические синхронизаторы
суточных биоритмов лимфоидной системы. - Бюллетень Сибирского отделения АМН СССР,
1989, N 3, с. 43-47.
20. Бородин Ю.И., Летягин А.Ю. Реакция циркадных ритмов лимфоидной системы на
глубокое экранирование от геомагнитного поля Земли. - Бюлл. эксп. биол. и мед., 1990, т.
CIX (109), N 2, c.191-193.
21. Borodin Y.I., Letyagin A.Y. Adaptation and circadian rhythmicity of lymphoid system. //
Community Health: Problems and Solutions in the North. - Yukon College, Whitehorse, Yukon,
Canada, 1990, p. 37.
22. Труфакин В.А., Шурлыгина А.В., Летягин А.Ю. Циркадная организация структурнофункциональных параметров иммунной и эндокринной систем у мышей-гибридов
(CBAxC57Bl)F1. - Иммунология, 1990, N 2, с. 43-45.
23. Trufakin V.A., Shurlygina A.V., Letjagin A.Yu.. Rearrangement of circulation circadian
rhythms of lymphocytes in mice by corticosterone injection during different time of the day. // 1-st
International Congress ISNIM (4-th International Workshop on Neuroimmunomodulation, May 2326 1990). Florence, Italy, 1990, p. 459 (abstr. 344).
24. Шурлыгина А.В., Летягин А.Ю., Труфакин В.А., Крымская Л.Г. Циркадная организация
лимфоэндокринных взаимоотношений у мышей в норме и при аутоиммунной патологии. //
Тез. 3-ей Всесоюзной конференции по хронобиологии и хрономедицине, Ташкент, 26-29
сентября 1990 г. - Москва-Ташкент, 1990, с. 374.
25. Шурлыгина А.В., Летягин А.Ю., Чеснокова В.М., Труфакин В.А. Модуляция суточного
ритма содержания глюкокортикоидных гормонов у мышей введением тимоптина в разное
время суток. - Проблемы эндокринологии, 1991, т. 37, N 1, с. 57-59.
26. А. с. No 1629791 (СССР). Способ определения количества лимфоидных элементов в
лимфатических узлах / Бородин Ю.И., Летягин А.Ю., Григорьев В.Н. - опубликовано в Б.И.,
1991, No 7.
***
Подписано к печати 27.06.91 г.
Объем 2 п.л.
Формат 60 х 84 1/16. Заказ Тираж 150 экз.
───────────────────────────────────────────────────
Отпечатано на ротапринтном участке типографии СО АМН СССР