Показатели неспецифической резистентности у крыс на этапах длительной гипокинезии

Indicators of nonspecific resistance in rats at the stages of long-term hypokinesia

Ivan Chernov

doctor of science, Professor, Ryazan State Medical University, Russia, Ryazan

Raisa Voronina

senior lecturer, Ryazan State Medical University, Russia, Ryazan

Daria Sirotkina

assistant, Ryazan State Medical University,  Russia, Ryazan

Mikhail Chernov

student, Ryazan State Medical University, Russia, Ryazan

Аннотация. В эксперименте на растущих крысах-самцах изучали в динамике трехмесячной гипокинезии работоспособность животных, показатели активности системы мононуклеарных фагоцитов, осмоти­ческую резистентность эритроцитов. Выявленные колебания данных показателей авторы связывают с фазовыми изменениями гомеостаза организма.

Abstract. In the experiment on growing male rats, the performance of animals, the activity of the mononuclear phagocyte system, osmotic resistance of erythrocytes were studied in the dynamics of three-month hypokinesia. The authors associate the revealed fluctuations of these indicators with the phase changes of homeostasis of the organism.

Ключевые слова: гипокинезия; крысы; показатели резистентности; изменения гомеостаза.

Keyword: hypokinesia; rats; resistance indices; changes in homeostasis.

В настоящее время утвердилось положение о неблагоприятном влиянии гипокинезии на общую и иммунологическую резистентность организма [1, с. 320; 2, с. 93-95; 3, с. 110-113]. Однако в ряде исследо­ваний на отдельных этапах гипокинезии обнаруживали нормальную, или даже повышенную устойчивость к химическим и физическим воздействиям [4, с. 64-82; 5, с. 286; 6, с. 59-60; 7, с.  46-49; 8, с. 134]. Другим аргументом в пользу неоднозначных изменений резистентности организма при гипокинезии является развитие стресс-синдрома в начальном периоде этого состояния [9, с. 224], который характеризуется фазовыми колебаниями обмена веществ, структурных и функцио­нальных показателей различных органов и систем организма.

Целью данной работы было изучение интегральных и частных показателей неспецифической резистентности организма в динамике трехмесячного ограничения подвижности.

Эксперимент проведен на беспородных растущих крысах-самцах, массой 130-150 г. Состояние гипокинезии достигается помещением животных в индивидуальные клетки – пеналы из органического стекла, смонтированных в виде блоков на едином основании. Ежедневно проводили контроль массы тела, забой осуществляли декапитацией под тиопентановым наркозом через 4 часа, 1, 3, 5, 10, 20, 30, 45, 60 и 90 суток. На срок исследования брали по 8-10 опытных и контрольных крыс.

Состояние неспецифической резистентности организма и его клеток в течение трехмесячной гипокинезии оценивали по физической работо­способности животных, активности систем мононуклеарных фагоцитов (СМФ) и осмотической резистентности эритроцитов. О физической работоспособности опытных и контрольных животных судили по продолжительности удерживания в теплой (30-32 ºС) воде с грузом, равным 1/I0 массы тела. Показателями функциональной активности СМФ были общая численность перитонеальных макрофагов на 1 мкл экссудата и жизнеспособность этих клеток [10, с. 220]. Реакция тканевых макрофагов изучалась на замороженных срезах селезенки и печени, импрегнированных азотнокислым серебром по стандартной методике [11, с. 31-39].

Осмотическую резистентность эритроцитов оценивали по их способности противостоять гемолизу в забуферных гипотонических растворах хлористого натрия определенной концентрации [12, с. 314-318].

Работоспособность как интегральный показатель неспецифической резистентности организма, в контрольной группе растущих животных нарастала параллельно с увеличением массы тела. В течение трех­месячного наблюдения масса тела увеличилась в среднем в два раза, а работоспособность в три с половиной раза (таблица 1).

У опытных крыс работоспособность уменьшилась резко уже в раннем периоде гипокинезии. Так, на 3-и сутки она сократилась в 4,4 раза по отношению к исходной. В периоде между 10-30-ми сутками работо­способность у обездвиженных крыс имела тенденцию к нормализации, однако достигала только 50 % уровня контрольной группы На втором и третьем месяцах гипокинезии отмечали повторное уменьшение работо­способности животных, которое было не только более продол­жительным, но и более существенным. Время удержания опытных крыс на воде снижалось в десятки раз не только по отношению к показателям контрольных животных, но и к исходным значениям.

Таблица 1.

Физическая работоспособность крыс (плавание с грузом равным 1/10 массы тела) в течение трехмесячной гипокинезии (М±m)

Таким образом, при исследовании работоспособности у опытных животных не был обнаружен период повышенной резистентности орга­низма, но изменения этого показателя имели тенденцию к нормализации.

Неожиданным было значительное уменьшение продолжительности плавания на начальном этапе ограничения подвижности. Его невоз­можно объяснить снижением функциональных возможностей мышечной системы, так как мышечная атрофия развивается позже. Более вероятным представляется объяснение [13, с. 259], которое связывает снижение адаптационных возможностей с нарушением функции ЦНС. Об этом свидетельствуют наблюдения над людьми, находящимися в огра­ниченном пространстве [14, с. 216]. У них наблюдали симптоматику астенизации организма, снижение работоспособности. Видимо, гипо­кинетический стресс обуславливает колебательный характер изменений работоспособности в первые 30 суток эксперимента. Следующее за этим периодом стойкое и прогрессивное уменьшение времени плавания связано, вероятно, уже с атрофией скелетных мышц.

Осмотическую резистентность эритроцитов в течение трех­месячной гипокинезии оценивали по их способности противостоять гемолизу в забуферных гипотонических растворах хлористого натрия определенных концентраций. Определяли значения минимальной и максимальной резистентности, соответствовавшие началу и концу гемолиза, а также интенсивность его путем сопоставлений значений экстинций надосадочной жидкости различных концентраций соли с экстинцией в 0,1% растворе хлористого натрия, принятой за 100 %.

У контрольных животных гемолиз начинался в 0,55-0,50 % рас­творе и завершался при снижении концентрации солей до 0,40-0,35 %. На ранних этапах гипокинезии наблюдали снижение осмотической резистентности эритроцитов, что проявлялось смещением начала и завершения гемолиза в сторону изотонического раствора, а также увели­чением интенсивности этого процесса. К 10-м суткам гипокинезии показатели резистентности эритроцитов приблизились к значениям контроля, а на 20-е сутки они уже статистически значимо превышали этот уровень. Об этом свидетельствует и ослабление темпов разрушения эритроцитов. По значениям экстинций надосадочной жидкости 0,50 и 0,45% растворов соли интенсивность гемолиза на этом этапе снижалась в 1,50-1,85 раза. В дальнейшем следовала повторная волна уменьшения резистентности эритроцитов, причем ее глубина нарастала с увеличением продолжительности гипокинезии. Снижение резистентности мембран проявлялось смещением начала и окончания гемолиза в сторону изото­нического раствора. Кроме этого, отмечали нарастание темпов гемолиза с увеличением продолжительности гипокинезии. Интенсивность гемолиза эритроцитов у опытных крыс в 0,50% растворе хлористого натрия, например, превышала значения контроля на 45-е сутки – в 1,6 раза, а на 90-е сутки – в 2 раза.

Существование коррелятивной связи между неспецифической резистентностью организма и активностью системы мононуклеарных фагоцитов [15, с. 256] позволяет использовать данный показатель в качестве теста изменений резистентности животных при длительной гипокинезии.

В течение эксперимента отчетливо выявляли неоднозначную реакцию данной системы. Между двумя различными по длительности и степени выраженности периодами увеличения численности перито­неальных макрофагов регистрировали период, когда исследуемый показатель имел тенденцию к восстановлению. Он приходился на 10-е и 30-е сутки и совпадал по времени развития с периодами нормализации работоспособности животных и повышения осмотической устойчивости их эритроцитов.

Общее количество нежизнеспособных перитонеальных макрофагов изменялось в ином направлении по отношению к изменениям числен­ности всей популяции. В начальном периоде гипокинезии количество погибших фагоцитов резко возрастало. Уже через 4 часа после начала опыта оно увеличивалось по сравнению с исходным уровнем более чем в 7 раз. Максимальное увеличение числа нежизнеспособных клеток в перитонеальном экссудате регистрировали к концу первых суток. В последующие сроки наблюдения число нежизнеспособных клеток в исследуемой популяции постепенно уменьшалось и на 30-е сутки оно не отличалось от данных контроля. Дальнейшее пребывание животных в условиях гипокинезии приводило к повторному увеличению нежизне­способных клеток в перитонеальном экссудате. К концу третьего месяца численность таких клеток у опытных крыс более чем в 12 раз превысила исходный уровень.

Таким образом, наши исследования показателей неспецифической резистентности демонстрируют фазовый характер изменений, что несомненно является отражением изменения гомеостаза организма.