5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Регенерация_скелетных_мышц_и_реакция_иммунной_системы_млекопитающих
.pdfРис. 34. Регенераты икроножных мышц через 60 сут после локаль-
ного облучения в дозе 20 Гр и поперечной перерезки. Ув. Ч 7.5.
резорбции продуктов тканевого распада (табл. 6). В ходе восстановительного процесса абсолютная и относительная масса 60-суточных регенератов снижались в 1.4 и 2 раза, соответственно. В регенератах сохранялось в среднем 63–64% мышечной ткани, а увеличение соединительной ткани с 25.7±2.9% до 36.7±3.2% (р<0.05) через 60 сут свидетельствовало об усилении склеротизации облученных травмированных мышц.
На протяжении всего периода регенерации локально облученных (20 Гр) мышц уровень метаболических процессов практически не изменялся
50
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
Таблица 6. Морфометрические показатели регенератов икроножных
мышц у крыс после локального облучения в дозе 20 Гр без лазерного
воздействия
Исследуемый показатель |
Срок регенерации |
|
|
|
|
|
14 сут |
60 сут |
|
n=5 |
n=5 |
|
|
|
Масса мышечных регенератов, мг |
800.7±162.0 |
556.7±32.2 |
|
|
|
Отношение массы мышцы к массе |
0.30±0.05 |
0.15±0.01* |
тела крысы, % |
|
p<0.01 |
|
|
|
Регенераты, % тканей |
|
|
мышечной |
64.0±3.2 |
63.3±3.2 |
соединительной |
25.7±2.9 |
36.7±3.2* |
|
|
p<0.05 |
фибрина |
10.3±1.0 |
0 |
|
|
|
(табл. 7). Нарушения обмена веществ в тканях регенератов, отмеченные
через 14 сут, в дальнейшем уже не прогрессировали. На 60-е сут в мышеч-
ной ткани облученных регенератов содержание ДНК, РНК и неорганичес-
кого фосфата, уровень первичных продуктов ПОЛ (диеновых и кетотрие-
новых коньюгатов) и антипротеиназная активность ферментов в сыворот-
Таблица 7. Метаболические показатели регенератов икроножных мышц и
сыворотки крови у крыс после локального облучения в дозе 20 Гр и травмы
Исследуемый показатель |
Срок регенерации |
||
|
|
|
|
|
14 сут |
|
60 сут |
|
n=5 |
|
n=5 |
|
|
|
|
Содержание: |
|
Мышца |
|
ДНК, мкг/мг |
|
|
|
7.6±1.8 |
|
6.0±1.7 |
|
РНК, мкг/мг |
3.7±1.4 |
|
4.6±1.2 |
неорганического фосфата, мкг/мл |
10.9±1.5 |
|
13.3±2.6 |
диеновых коньюгатов, усл. ед. |
0.74±0.18 |
|
0.45±0.17 |
кетотриеновых коньюгатов, усл. ед. |
0.95±0.07 |
|
0.77±0.23 |
|
|
|
|
|
Сыворотка крови |
||
Активность эластазы |
|
|
|
- |
|
194.1±29.8 |
|
антипротеиназная активность |
|
|
|
α1-ПИ, иЕ/мл |
13.1±2.2 |
|
15.9±0.6 |
α2-МГ, иЕ/мл |
2.2±0.3 |
|
4.9±0.5* |
|
|
|
p<0.01 |
|
|
|
|
Примечание. Прочерк (-) исследования не проводились.
51
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
Таблица 8. Показатели функциональной активности тимуса крысы при регенерации обеих локально облученных в дозе 20 Гр
икроножных мышц без лазерного воздействия
Исследуемый показатель |
Срок регенерации |
|
|
|
|
|
14 сут |
60 сут |
|
n=5 |
n=5 |
|
|
|
Масса тимуса, мг |
485.3±21.1 |
364.3±37.9* |
|
|
p<0.02 |
|
|
|
Отношение массы тимуса к массе тела крысы, % |
0.18±0.03 |
0.10±0.03 |
|
|
|
Число ядер ТМ на единицу массы тимуса, млн/мл |
105.4±14.7 |
102.8±3.7 |
|
|
|
Связывание АО ядром ТМ, отн. ед. |
0.35±0.11 |
0.16±0.04 |
|
|
|
Удельная активность генома ТМ, отн. ед. |
83.1±18.6 |
36.5±5.2* |
|
|
p<0.05 |
|
|
|
ке крови достоверно не изменялись. Активность α -МГ к концу наблюдае-
2
мого срока достоверно увеличивалась, что говорит не только о снижении свертываемости крови и повышении проницаемости кровеносных сосудов, но и о снижении активности органов иммунной системы в условиях локального воздействия ионизирующей радиации (20 Гр).
ТИМУС. В ответ на локальное облучение обеих икроножных мышц крысы в дозе 20 Гр и их травму функциональная активность тимуса значительно снижалась. В ходе восстановительного процесса в мышцах на 60-е сут абсолютная масса тимуса и удельная активность генома тимоцитов находились на достоверно низком уровне (табл. 8). Остальные показатели активности тимуса имели тенденцию к снижению.
КОСТНЫЙМОЗГ. В течение всего периода регенерации скелетных мышц в клетках костного мозга сохранялся высокий уровень цитогенетических повреждений, вызванных действием радиации (табл. 9). Число митозов с хромосомными аберрациями через 14 и 60 сут составляло 46 и 51%. При этом отмечалось увеличение процента клеток с более тяжелой патологией хромосом. Количество аберрантных митозов с фрагментами увеличилось в 3 раза, с мостами и фрагментами (смешанная патология) в 2 раза.
КОЖА. Локальное облучение в дозе 20 Гр способствовало появлению лучевых язв в области кожно-мышечной раны. Через 14 сут на оперированных конечностях уже в 60% случаев образовались кожно-мышечные язвы различной степени тяжести. Отмечался отек тканей. К двум месяцам на оперированных конечностях сохранялись глубокие гнойные кожно-мышечные язвы в 33.3% случаев, неполное срастание краев раны, истончение и гиперемия кожи – в 16.7% случаев. На поверхности остальных оперированных ко-
52
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
Таблица 9. Цитогенетические изменения в клетках костного мозга крысы в условиях регенерации локально облученных в дозе 20 Гр
обеих икроножных мышц
|
Исследуемый показатель |
Срок регенерации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 сут |
60 сут |
|
|
|
n=5 |
n=5 |
|
|
|
|
|
|
|
Клетки с аберрантными митозами |
|
|
|
|
(анафазный метод), % |
46.0±3.1 |
51.0±1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
Из них в процентном соотношении: |
|
|
|
|
мосты |
44 |
38 |
|
|
фрагменты |
4 |
13 |
|
|
смешанная патология |
|
|
|
|
(мосты+фрагменты) |
3 |
7 |
|
|
«прочие» аберрации |
49 |
42 |
|
|
|
|
|
|
нечностей выявлялся грубый деформированный рубец. На месте, где волосы были удалены перед операцией, отрастал редкий шерстный покров.
Зависимость эффекта излучения He-Ne лазера от периода воздействия
на облученные регенерирующие мышцы
Было поведено 10 процедур по 2 мин каждая в течение 15 сут (ежедневно за исключением выходных) или 30 сут (по 2–3 процедуры в неделю) после рентгеновского облучения и травмы. Плотность мощности на облученной поверхности голени была равна 2.5–3.0 мВт/см2. Суммарная доза на курс лазерной терапии составила на одну конечность 3.0–3.6 Дж/см2, в целом на каждое животное 6.0–7.2 Дж/см2. Срок исследования 60 сут после травмы облученных мышц. Схема эксперимента представлена на рисунке 35.
МЫШЦЫ. Гистологическая структура регенератов. При воздействии He-Ne лазера на регенерирующие мышцы в течение первых 15 сут после травмы в мышечной ткани 60-суточных регенератов уменьшалась выраженность деструктивных процессов. В соединительной ткани выявлялись признаки оздоровления: отмечалось большее количество клеточных элементов, более активное формирование коллагеновых волокон. Восстановительный рост мышечной ткани наблюдался по расширенным септам проксимальной культи мышцы (рис. 36) и по краям обеих мышечных культей. Мышечные волокна, регенерирующие от проксимальной и дистальной культей, враста-
53
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
20 Ãð |
20 Ãð |
He-Ne лазер |
He-Ne лазер |
Рис. 35. Схема эксперимента с попереч-
ной перерезкой локально облученных ик-
роножных мышц и последующим воздей-
ствием излучения He-Ne лазера.
ли в область травмы (рис. 37). Пучки коллагеновых волокон располагались продольно.
При воздействии He-Ne лазера в течение месяца регенерация мышечных волокон также наблюдалась как по краям культей, так и в септах. Между ними встречались макрофаги с бурым пигментом и тучные клетки. Мышечные волокна не прорастали глубоко в рану. Пространство между обеими мышечными культями заполнялось соединительной тканью, содержащей узкие пучки коллагеновых волокон, и рыхлой неоформленной соединительной тканью с небольшим количеством клеточных
Рис. 36. Область септы в проксимальной культе облученной (20 Гр) перерезанной
икроножной мышцы после воздействия He-Ne лазера в течение 15 сут: мышечная
ткань, регенерирующая от концов нетравмированных мышечных волокон. Срок ре-
генерации 60 сут. Ув. Ч 80.
54
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
Рис. 37. Область травмы в облученной (20 Гр) икроножной мышце при воздействии
излучения He-Ne лазера в течение 15 сут после поперечной перерезки: регенериру-
ющие мышечные волокна и участки соединительной ткани. Срок регенерации 60
ñóò. Óâ. × 25.
элементов, среди которых встречалась лейкоциты и фрагменты распадающихся мышечных волокон.
Как показали морфометрические данные, в условиях действия излучения He-Ne лазера на ранних сроках восстановления локально облученных мышц абсолютная масса 60-суточных регенератов не отличалась от контрольных, относительная масса мышечных регенератов уменьшалась на 17%, но различия были недостоверны (рис. 38). При этом сохранялся мышечный тип строения регенератов. Количество мышечной ткани в них составляло 129% от контроля (59.7±1.7% в контроле и 77.0±4.5% в опыте, p<0.01), а количе- ство соединительной ткани было достоверно низким. В условиях пролонгированной лазерной экспозиции облученная травмированная мышца на 60-е сут теряла большее количество мышечной массы. Абсолютная и относительная масса мышц составила 79 и 75% от контроля, соответственно, p<0.01, но количество мышечной ткани в регенератах также увеличивалось и составляло 117% от контроля (59.7±1.7% в контроле и 69.6±0.9% в опыте, p<0.01).
Биохимические показатели мышечных регенератов. Данные представлены на рисунке 39. При лазеротерапии облученных в дозе 20 Гр травмированных икроножных мышц в режиме 10 процедур в течение 15 сут к концу
55
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
Рис. 38. Морфометрические показатели облученных (20 Гр) мышечных регенера-
тов в условиях воздействия He-Ne лазера (суммарно в дозе 3.0–3.6 Дж/cм2). Ñðîê
регенерации 60 сут после травмы.
Примечание. Ось ординат – процент средних значений исследуемых показателей к
соответствующим показателям в контроле (регенерация облученных мышц без
лазерного воздействия). Достоверные различия по сравнению с контрольными
регенератами.
наблюдения биосинтетические и биоэнергетические процессы в мышце находились на сравнительно низком уровне. Содержание белка в тканях регенератов было на 15% выше, чем в контроле, но различия не достоверны. На положительную динамику восстановительного процесса в 60-суточных регенератах указывало снижение уровня ПОЛ до 67% от соответствующего
показателя в контроле, а также повышение активности α -ПИ до 167%
1
(р<0.02) в сыворотке крови. Активность α -МГ снижалась до 75% (р<0.05),
2
что говорит о повышении активности свертывающей системы крови и снижении проницаемости кровеносных сосудов, а также о некотором повышении активности иммунной системы.
Воздействие дробного пролонгированного излучения He-Ne лазера было менее эффективным. В этих условиях существенного усиления активности метаболических процессов в 60-суточных регенератах не отмечалось. Более того, содержание РНК оставалось на низком уровне (5.4±0.5 в контроле и 3.5±0.3 в опыте, p<0.02). Тенденция к усилению ПОЛ в тканях регенерата на 28% по сравнению с контролем указывала на то, что равновесие между окислением мембранных структур клетки и активностью эндогенных антиоксидантов еще окончательно не восстановилось. В сыворотке крови животных
активность α -ПИ не отличалась от контрольных величин, а в то же время
1
56
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
Рис. 39. Метаболические показатели облученных (20 Гр) мышечных регенератов и сы-
воротки крови в условиях воздействия He-Ne лазера (суммарно в дозе 3.0–3.6 Дж/cм2).
Срок регенерации 60 сут после травмы.
Примечание. Ось ординат – процент средних значений исследуемых показателей к
соответствующим показателям в контроле (регенерация облученных мышц без
лазерного воздействия). Достоверные различия по сравнению с контролем.
активность α -МГ снижалась на 35% (р<0.01). Это говорит о том, что состо-
2
яние сосудистой системы в тканях регенератов и активность органов иммунной системы практически не различались при воздействии лучей He-Ne лазера в течение двух недель или месяца.
ТИМУС. В условиях воздействия He-Ne лазера в течение 14 сут после травмы мышц отмечалось снижение функциональной активности тимуса (рис. 40). На 60-е сут исследования абсолютная масса тимуса имела тенденцию к увеличению, но относительная масса не отличалась от контроля. Число ядер тимоцитов составляло 50% от контроля, связывание АО в геноме тимоцитов и удельная активность генома тимоцитов уменьшились по сравнению с контролем до 36 и 18% соответственно (р<0.01). При воздействии He-Ne лазера на травмированные икроножные мышцы в течение месяца по 2–3 процедуры еженедельно наблюдалась тенденция к снижению относительной массы тимуса и количества ядер ТМ. Снижение удельной активности генома тимоцитов и способности их ядер связывать АО было достоверным (р<0.01). Можно отметить только, что в отличие от лазеротерапии мышц в течение 14 сут этот эффект был выражен в меньшей степени.
57
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
Рис. 40. Показатели активности тимуса в условиях воздействия He-Ne лазера (сум-
марно в дозе 3.0–3.6 Дж/cм2) на обе облученные (20 Гр) поврежденные икроножные
мышцы. Срок регенерации 60 сут после травмы мышц.
Примечание. Ось ординат – процент средних значений исследуемых показателей к
соответствующим показателям в контроле (регенерация облученных мышц без
лазерного воздействия). Достоверные различия по сравнению с контролем.
КОСТНЫЙ МОЗГ. При обоих режимах воздействия He-Ne лазера через 60 сут усиливались процессы пострадиационного восстановления в клетках костного мозга, что выражалось в снижении процента митозов с хромосомными аберрациями (табл. 10). В контроле число клеток с хромосомными аберрациями равнялось 52.3±0.6%, при лазеротерапии в течение 14 сут – 44.5±1.2% (p<0.01), а в условиях воздействия лазера в течение 30 сут – 45.8±1.0% (p<0.01). Качественный состав хромосомных аберраций не претерпел существенных изменений.
КОЖА. Лазеротерапия облученных травмированных икроножных мышц в течение 14 сут была более эффективной для заживления кожно-мышечной раны на оперированных конечностях крыс. К концу 60-х сут в большинстве случаев на оперированных конечностях кожные швы были чистые, сухие. Только в 13% случаев кожный шов срастался не полностью, но без признаков нагноения. Наблюдения за состоянием кожно-мышечной раны в условиях лазеротерапии в течение 30 сут показали, что к концу исследования (60 сут) гнойные кожно-мышечные язвы также не появлялись, но в 60% случаев кожный шов срастался не полностью.
58
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/
Таблица 10. Цитогенетические изменения в клетках костного мозга крысы в условиях воздействия He-Ne лазера (суммарно в дозе
3.0–3.6 Äæ/ñì2) на обе облученные (20 Гр) травмированные икроножные мышцы в различные периоды их реабилитации.
Срок наблюдения 60 сут после травмы мышц
|
Контроль |
Воздействие |
Воздействие |
Исследуемый |
(травма |
лазера в |
лазера в |
показатель |
облученных |
течение 14 сут |
течение 30 сут |
|
мышц) |
после травмы |
после травмы |
|
|
мышц |
мышц |
|
n=5 |
n=5 |
n=5 |
|
|
|
|
Клетки с аберрантными |
|
|
|
митозами (анафазный |
52.3±0.6 |
44.5±1.2* |
45.8 ±1.0* |
метод), % |
|
p<0.01 |
p<0.01 |
|
|
|
|
Из них в процентном |
|
|
|
соотношении: |
|
|
|
мосты |
51 |
52 |
54 |
фрагменты |
7 |
7 |
6 |
смешанная патология |
|
|
|
(мосты+фрагменты) |
1 |
0.5 |
1 |
«прочие» аберрации |
41 |
40.5 |
39 |
|
|
|
|
Примечание. * Достоверные различия по сравнению с контролем.
Зависимость эффекта излучения импульсного ИК лазера
от периода воздействия на облученные регенерирующие мышцы
Исследовано 2 режима лазерного воздействия: 10 экспозиций на каждую оперированную конечность в течение первых 14 сут или в течение первого месяца, по 2–3 процедуры еженедельно, длительность экспозиции 3 мин. Плотность энергии за время одной процедуры была 0.36 Дж/см2, общая доза на курс лазеротерапии каждой конечности составляла 3.6 Дж/см2. В целом животное получало дозу воздействия ИК лазера, равную 7.2 Дж/см2. Срок исследования 60 сут после облучения и травмы мышц. Схема эксперимента представлена на рисунке 41.
МЫШЦЫ. Гистологическая структура регенератов. При воздействии ИК лазерного излучения в течение первых 14 сут после травмы обе мышеч- ные культи к этому сроку скреплены слабо. В области травмы 14-суточных регенератов сохранялся еще фибрин. В формирующейся грануляционной тка-
59
Книга в списке рекомендаций к прочтению и покупке сайта https://meduniver.com/