EFFECT OF HIGH -INTENSITY LASER THERAPY ON MORPHOFUNCTIONAL CHARACTERISTIC OF THYMUS ON DIFFERENT TERMS OF EXPERIMENT

Full Text

Тимус является центральным органом иммуногенеза, где происходит антигеннезависимое созревание Т-лимфоцитов, завершающееся их миграцией. Процесс дифференцировки Т-лимфоцитов крайне чувствителен к действию различного рода факторов, таких как токсины, гормоны, различные физические и химические стимулы. Можно предполагать, что физиотерапевтические процедуры, в том числе и лазерное воздействие, затрагивающие область локализации тимуса, могут выступать пусковым фактором изменений иммунного гомеостаза. © Чесноков А.А., Головнева Е.С., Брюхин Г.В., 2022 В последние годы расширились показания для применения высокоинтенсивной лазерной терапии (ВИЛТ) в клинической практике. Этот вид воздействия применяется для лечения заболеваний суставов, болевых неврологических синдромов, длительно незаживающих язв и пролежней [1, 2]. Высокоинтенсивное лазерное воздействие в терапевтическом режиме оказывает сходные с низкоинтенсивной лазерной терапией (НИЛИ) биостимулирующие эффекты, однако благодаря большей плотности энергии и глубине проникновения терапевтическая поглощенная доза излучения достигается в несколько раз быстрее, часто за один сеанс [3]. При этом влияние высокоинтенсивной лазерной терапии на органы иммунной системы и, в частности, тимус остается не изученным. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить влияние высокоинтенсивной лазерной терапии на морфофункциональное состояние тимуса экспериментальных животных. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Работа была проведена на 54 крысах-самцах линии Wistar массой 200-250 г в возрасте 4 мес. Исследование проведено в соответствии с принципами Базельской декларации, СП 2.2.1.3218 и Директивой 2010/63/EU по охране животных, используемых в научных целях. Животные были разделены на 2 группы: 1-я группа - контроль, где воспроизводили все манипуляции с животными, исключая воздействие лазера; 2-я группа - лазерное воздействие на область локализации тимуса. Однократное лазерное воздействие осуществлялось с использованием Ar-Ga лазера «ИРЭ-Полюс» (Россия), длина волны 970 нм, доставка излучения через кварцевый световод, плотность мощности 1 Вт/см2, время воздействия 1 минута, непрерывный режим. При исследовании площади коркового вещества на 3-и сутки было выявлено ее увеличение на 5 %, без достоверных изменений на других сроках эксперимента. Площадь мозгового вещества к концу первых суток после лазерного воздействия увеличивалась JOURNAL OF VOLGOGRAD STATE j MEDICAL UNIVERSITY Выведение животных из эксперимента проводилось на сроках 1 час, 1, 3, 7 суток после воздействия. Животных умерщвляли передозировкой эфирного наркоза. Препараты тимуса фиксировали формалином и изготавливали парафиновые блоки по стандартной гистологической методике. Серийные микро-томные срезы (4-6 мкм) окрашивались гематоксилином и эозином для выявления структурных изменений в органе. Гистологические препараты изучали на микроскопе LEICA DMRXA (Германия) и цифровой видеокамеры LEICA DFC 290 (Германия). Изображения микропрепаратов в формате графических файлов TIFF в цветовом пространстве RGB использовали для морфометрических исследований с применением программы анализа изображений ImageScope М (Россия, Москва). Обработка полученных данных проводилась с помощью лицензированного пакета прикладных программ Excel 2016 и PAST версии 3.24. При обработке полученных данных использовались методы вариационной статистики. Для оценки достоверности различий использовали непараметрические методы (коэффициент Манна - Уитни). Данные представлены как среднее арифметическое значение и его ошибка (М ± m). Статистически значимыми считали различия р ^ 0,05. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Динамика площади зон тимуса (субкапсулярной, кортикальной и медуллярной) является отражением его функционального состояния. Площадь субкапсу-лярных зон тимуса крысы через час после лазерного воздействия практически не изменилась, однако последующие наблюдения показали постепенное увеличение площади данной зоны, достигающий максимального значения на 7-е сутки (табл. 1). Таблица 1 на 6 %, на 3-и сутки снижается на 15 % и к 7-м суткам наблюдения снижалась на 25 %. Таким образом, изменение площади тимичес -ких зон после лазерного воздействия происходило в основном за счет повышения площади субкапсу-лярной зоны и уменьшения медуллярной. Динамика относительной площади зон тимуса крысы после воздействия ВИЛТ, % Зоны тимуса Контроль 1 час 1-е сутки 3-и сутки 7-е сутки Субкапсулярная 8,12 ± 0,29 8,37 ± 0,34 8,14 ± 0,39 9,55 ± 0,40* 12,16 ± 0,50* Кортикальная 62,70 ± 3,17 63,40 ± 2,52 60,15 ± 1,81 65,73 ± 1,10* 62,18 ± 1,12 Медуллярная 29,19 ± 2,49 28,21 ± 2,42 31,23 ± 1,93* 25,22 ± 0,86* 23,21 ± 0,80* * Статистически достоверные отличия между опытной и контрольной группой (р « 0,05). Эти результаты согласуются с данными, полученными при анализе плотности расположения клеток тимуса в каждой из его функциональных зон (табл. 2). Клеточная плотность субкапсулярной зоны JOURNAL ОЕ VOLGOGRAD STATE MEDICAL UNIVERSITY достоверно снижалась на 62 % через час после воздействия лазера, затем постепенно увеличивалась, достигая максимума на 3-и сутки, а к 7-м суткам снова снижалась на 7 %. Таблица 2 Динамика клеточной плотности в различных зонах тимуса крыс после воздействия ВИЛТ (количество клеток/1000 мкм2) Зоны тимуса Контроль 1 час 1-е сутки 3-и сутки 7-е сутки Субкапсулярная 38,54 ± 1,90 23,75 ± 0,72* 36,75 ± 1,86 44,25 ± 1,79* 35,95 ± 1,25 Кортикальная 35,50 ± 1,05 42,75 ± 1,42* 52,05 ± 1,56* 52,75 ± 1,59* 51,05 ± 1,17* Медуллярная 23,375 ± 1,25 26,70 ± 0,91* 26,55 ± 1,05 27,55 ± 0,89* 26,95 ± 0,74 * Статистически достоверные отличия между опытной и контрольной группой (р « 0,05). Клеточная плотность коркового вещества стати- Количество телец Гассаля в тимусе после ВИЛТ стически значимо увеличивалась на всех сроках экс- достоверно увеличивалось, начиная с первых суток перимента. Плотность клеток мозгового вещества была эксперимента, и достигало максимального значения выше, чем в контроле на сроках 1 час после лазерного на 7-е сутки (рис. 1, 2). Наибольшее число телец Гассаля воздействия и на 3-и сутки. наблюдалось на 7-е сутки после воздействия лазера. ‘ Статистически достоверные отличия между опытной и контрольной группой (р « 0,05). Рис. 1. Количество телец Гассаля в тимической дольке после ВИЛТ Рис. 2. Тимус крысы опытной группы. Тельца Гассаля (указаны стрелками). Окраска: гематоксилин и эозин. Микрофото. Увеличение 400 (об.*40; ок.*10) Функционирование тимуса, в том числе интенсивность пролиферации и дифференцировки тимоци-тов, существенно зависит от характера кровоснабжения. В связи с этим нами был проведен анализ площади сосудистого русла тимуса крыс. 7 Под влиянием высокоинтенсивной лазерной терапии площадь сосудистого русла в тимусе увеличивалась, начиная с первого часа воздействия и достигала максимального результата на 3-и сутки исследования (рис. 3). 5,52 0х- О 3,27 2,86 т I I * 4,78 il Контроль 1 час 1 день 3 день 7 день Результаты являются статистически достоверными при р < 0,05. Рис. 3. Относительная площадь сосудистого русла тимуса после ВИЛТ Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что ВИЛТ оказывает выраженное влияние на строму и паренхиму тимуса, приводя к изменениям в количественном составе клеточных элементов даже при однократном воздействии. Согласно литературным данным [3, 4], многократное низкоинтенсивное лазерное воздействие приводит к уменьшению количества тимоцитов в корковом веществе тимуса на ранних сроках, с последующим увеличением, в то время как при однократном лазерном воздействии в нашем эксперименте количество клеточных элементов коркового вещества увеличивалось, начиная с 1 часа эксперимента. Сходные результаты наблюдаются как в субкапсулярной зоне, так и в мозговом веществе. В литературе имеются сведения, что под влиянием стрессовых факторов, к которым относится многократное лазерное облучение, возможна стимуляция миграции тимоцитов, вызванная воздействием кортизола при активации гипоталамо-гипофизарно-над-почечниковой оси [3]. Однократное лазерное воздействие при ВИЛТ не вызывает подобных эффектов. Полученные нами результаты согласуются с имеющимися в литературе сведениями о стимулирующем влиянии лазерного излучения, как на генетический аппарат лимфоидных клеток, так и на ретикулоэпите-лиальные клетки, которые вырабатывают тимические гормоны, стимулирующие процесс лимфоцитопоэза и клетки сосудистой стенки [5, 6]. Повышение количества телец Гассаля после ВИЛТ свидетельствует об активации процессов дифференцировки Т-лимфо-цитов и фагоцитоза клеток, что является отражением повышения функциональной активности тимуса. Известно, что воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения увеличивает количество монооксида азота (NO), синтезируемого eNOS, так как протопорфирин IX, входящий в состав NOS, является фотоакцептором лазерного излучения. Оксид азота критически важен для регуляции нормального сосудистого тонуса и быстрой регуляции тканевого кровотока [3, 6]. Лазерное воздействие также может влиять на долговременные механизмы активации кровотока за счет стимуляции клеток - источников факторов роста и ферментов [2, 7, 8, 9]. Полученные нами данные о стабильном увеличении площади сосудистого русла тимуса с первых по 7-е сутки эксперимента подтверждают, что эффекты ВИЛТ реализуются с вовлечением клеток сосудистой стенки. В связи с этим можно сделать вывод, что однократное воздействие ВИЛТ оказывает комплексный стимулирующий эффект на клеточные популяции тимуса. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что высокоинтенсивная лазерная терапия оказывает стимулирующий эффект на функциональную активность тимуса крыс, приводя к изменениям площади функциональных зон, увеличению клеточной плотности, количества телец Гассаля и увеличению относительной площади сосудистого русла. Наибольшие изменения в структуре органа наблюдались на 3-и сутки исследования, что может свидетельствовать о том, что эффекты однократно проведенной ВИЛТ максимально проявляются именно на этом сроке.

About the authors

Alexander A. Chesnokov

Multidisciplinary Center of Laser Medicine

Email: sanka-97-97@mail.ru
Master of Biological Sciences, Junior Researcher Chelyabinsk, Russia

Elena S. Golovaneva

Multidisciplinary Center of Laser Medicine; South Ural State Medical University

Email: micron30@mail.ru
Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Normal Physiology, South Ural State Medical University, Deputy Director for Research, Multidisciplinary Center for Laser Medicine Chelyabinsk, Russia

Gennady V. Bryukhin

South Ural State Medical University

Email: bgenvas@mail.ru
Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Histology, Embryology and Cytology Chelyabinsk, Russia

References

Supplementary files