Голохваст К.С.

Амурская государственная медицинская академия, г. Благовещенск

Ингаляторное введение цеолитов Вангинского месторождения Амурской области: гистофизиологические аспекты

 

Природные цеолиты – минералы, относящиеся к группе каркасных алюмосиликатов, – в последние десятилетия находят все большее применение в медицинской практике, что объясняется широким спектром фармакологического воздействия и, в первую очередь, их высокой ионообменной и адсорбционной способностью (Брек, 1976). Благодаря этим свойствам цеолиты оказывают выраженное антитоксическое и гепатопротекторное действие, участвуют в нормализации обмена, стимулируют регенераторные процессы в организме, а также имеют иммуномодулирующий эффект, в частности, стимулируя клеточный иммунный ответ (Убашеев, 1998; Гамидов, 2004; Pavelic et al., 2002, 2005; Ivkovic et al., 2004; Katic et al., 2006). Однако практически все научные работы, посвященные воздействию цеолитов на организм человека или животного, касаются их перорального введения. С учетом высокой биологической активности и возможности расширения применения в современной медицине, представляет несомненный интерес и воздействие этого минерала на дыхательную систему. Цель настоящей работы заключается в оценке влияния природных цеолитов Вангинского месторождения Амурской области на состояние клеточных популяций и морфологические показатели клеток бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ) крыс при ингаляционном пути введения в условиях длительного охлаждения. ной вышй выше целью мы

 

Материалы и методы

 

Исследования проводились на белых беспородных крысах. В опыт было взято 80 белых крыс. Для оценки иммуномодулирующего эффекта цеолитов Вангинского месторождения мы исследовали наиболее массово представленные клетки – макрофаги и лимфоциты бронхоальвеолярного лаважа. Для экспериментального подавления иммунной системы дыхательных путей животные охлаждались в климатической камере “ILKA” (Feutron, ГДР) при температуре –150С. Охлаждение проводилось в течение 15 суток по 3 часа в день. Часть животных до охлаждения подвергалась ингаляциям цеолитов в попытке компенсировать повреждающего действия холода. В соответствии с этим, все животные были разделены на 4 группы по 20 особей: “Контроль” – интактные животные; “Холод” – охлаждаемые животные; “Цеолит” – животные, которым ингаляционно вводились цеолиты; “Цеолит+холод” – охлаждаемые животные, которым ингаляционно вводились цеолиты. После экспериментальных воздействий проводился бронхоальвеолярный смыв и изготовление мазков. На препаратах идентифицировали клетки и в каждой группе производили подсчет относительного и абсолютного содержания всех жизнеспособных клеток, относительного числа макрофагов и лимфоцитов, а также морфометрическую оценку ряда клеточных параметров. Измерено по 50 макрофагов и 50 лимфоцитов из каждой группы. Статистическая обработка результатов заключалась в получении средних значений и доверительных интервалов к ним при уровне значимости р=0,05.

Результаты и обсуждение

Морфометрические исследования клеток разных экспериментальных групп животных показали следующую картину. Количество жизнеспособных клеток в группе “Контроль” составило 88,2% от общего количества клеток. При воздействии холода наблюдалось снижение количества жизнеспособных клеток до 61% (рис. 1), что объясняется повреждающим действием холода, неоднократно описанным в литературе (Герасин и др., 1981; Прокопенко, 2000).

 

Рис.1 Относительное содержание жизнеспособных и нежизнеспособных клеток в разных  группах животных

 

При этом абсолютное число клеток в одном мл возрастало с 1,5x105 в группе “Контроль” до 5,8x105 в группе “Холод” (рис. 2).

Рис.2 Абсолютное содержание жизнеспособных клеток в разных  группах животных

 

Подобное увеличение абсолютного числа клеток в легких происходит в результате холодовой пролиферации и отмечалось другими авторами (Прокопенко, 2000; Целуйко, Прокопенко, 2001). Ингаляторное введение цеолитов животным не оказало статистически значимого влияния на жизнеспособность клеток и на их число (рис. 1, рис. 2), хотя при воздействии холода добавление в ингаляционную среду цеолита носит явный защитный характер, – относительное число клеток в группе “Цеолит+холод” составило 77% (рис.1), а абсолютное – 1,8x105 (рис. 2). Таким образом, общее число клеток по сравнению с группой «Холод» снизилось в 2,3 раза, но все равно оказалось значительно выше, чем у контрольных животных. Это может свидетельствовать о наличии у цеолита компенсаторного эффекта при холодовом воздействии.

Нормальное соотношение макрофагов и лимфоцитов в группе “Контроль” составляет 70% и 30% соответственно. Под действием холода доля макрофагов падает до 28%, а относительное содержание лимфоцитов возрастает до 72% (рис. 3).

 

Рис.3 Относительное содержание макрофагов и лимфоцитов в разных  группах животных

 

Такая инверсия может объясняться тем, что кроме классических защитных функций, макрофаги также выделяют факторы, ингибирующие функцию Т-лимфоцитов (Бойчук и др., 1997). Ранее было показано, что инвертирование количества макрофагов и лимфоцитов можно объяснить возрастанием пула лимфоцитов, а не гибелью макрофагов (Прокопенко, 2000; Целуйко, Прокопенко, 2001); соответственно, ингибирующая функция макрофагов падает за счет снижения их синтетической активности. Об этом свидетельствуют результаты морфометрии некоторых клеточных параметров, приведенные в таблице. Так, у макрофагов из группы “Холод” можно отметить статистически достоверное уменьшение таких морфометрических показателей как округлость ядра, длина клетки, длина ядра, площадь клетки, площадь ядра, а также ядерно-цитоплазматического соотношения в 5 раз в сторону цитоплазмы по сравнению с контролем (таблица).

 

Морфологические параметры макрофагов в разных группах

Параметры/ группы

Контроль

    Холод

Цеолит

Цеолит + холод

Округлость клетки

1,62±0,14

1,82±0,13

2,01±0,18

1,75±0,16

Округлость ядра

1,21±0,11

1,12±0,09

1,23±0,12

1,14±0,13

Длина клетки

8,14±0,52

7,01±0,49

9,14±0,52

7,55±0,46

Длина ядра

5,12±0,38

4,22±0,41

6,39±0,54

4,65±0,39

 

При воздействии цеолитов на интактных животных картина популяционного соотношения статистически не отличалась от распределения в контрольной группе. При ингаляторном введении цеолитов охлаждаемым животным количество макрофагов и лимфоцитов стремилось к нормальным значениям: 53% и 47% соответственно, тем самым частично нивелируя повреждающее действие холода (рис. 3). В то же время у макрофагов животных из группы “Цеолит”, отмечалось увеличение округлости клетки, длины клетки, длины ядра и уменьшение площади клетки, площади ядра и ядерно-цитоплазматического соотношения, по сравнению с контрольной группой. Это может свидетельствовать о частичном восстановлении синтетической функции макрофагов и эффективности процессов ингибирования пролиферации лимфоцитов.

Таким образом, цеолиты Вангинского месторождения оказывают иммуномодулирующее и криопротекторное действие на систему местного иммунитета нижних дыхательных путей. Понимание конкретных механизмов этих процессов требует дальнейшего изучения.

 

 

Список использованной литературы

 

1. Бойчук Н.В. Гистология (введение в патологию) / Н.В. Бойчук, Р.Р. Исламов, Э.Г. Улумбеков, Ю.А. Челышев. – М.: ГЭОТАР, 1997. – 960 с.

2. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита / Д. Брек. - М.: Мир, 1976. - 781 с.

3. Гамидов М.Г. Эффективность использования цеолитов Приамурья при желудочно-кишечных болезнях животных и птицы: Автореф. дисс. … д-ра ветер. наук / М.Г. Гамидов. – Улан-Удэ, 2004. – 43 с.

4. Герасин В.А. Субсегментарный бронхоальвеолярный лаваж. / В.А. Герасин, Г.Ф. Паламарчук, Т.В. Ивчик // Содержимое бронхов при хроническом бронхите.- Л., ВНИИ пульмонологии МЗ СССР, 1981.- С.96 - 99.

5. Прокопенко А.В. Системный анализ структурных проявлений компенсаторно-приспособительных реакций нижних дыхательных путей: Дисс. … канд. мед. наук / А.В. Прокопенко. – Благовещенск, 2000. – 238 с.

6. Убашеев И. О. Природные лекарственные средства при повреждениях органов и тканей / И. О. Убашеев. - Улан – Удэ, 1998.–224 с.

7. Целуйко С.С. Системный анализ компенсаторно-приспособительных реакций в легких / С.С. Целуйко, А.В. Прокопенко. – Благовещенск, 2001. - 124 с.

8. Ivkovic S. Clinoptilolite: effects on immune system / S. Ivkovic, U. Deutsch, A. Silberbach, E. Walraph, M. Mann // J. Adv. Ther., 2004. - №21(2). – P. 135-147.

9. Katic M. Clinoptilolite – effects on cell culture in vitro / M. Katic, B. Bosnjak et al. // Frontiers in Biosciences, 2006. – Vol. 11. – p. 1722-1732.

10. Pavelic K.Immunostimulatory effect of natural clinoptilolite as a possible mechanism of its antimetastatic ability / Pavelic K., Katic M. et al. // J. Cancer Res. Clin. Oncol., 2002. – Jan. 128(1). – P. 37-44.

11. Pavelic K. New method detection HNE-gistidines conjugates in inflammation cells of the rats / K. Pavelic // Croatica Chemica Acta, 2005. – Vol. 78 (1). – P. 91-98.