Гисто-стереометрические механизмы поддержания гомеостаза в тонком и толстом отделе кишечника при дисбактериозе у крыс линии “Вистар”.

Афонюшкин В.Н., Коптев В., Леонов С.В.

Институт Экспериментальной Ветеринарии Сибири и Дальнего Востока.

Целью нашей работы являлось изучение механизмов стереометрической защитной реакции кишечника при дисбактериозе вызванном введением аньибиотиков. А также поиск индукторов защитно-приспособительных реакций стенки кишечника. Вся совокупность адаптационно-приспособительных реакций в кишечнике имеет как специфический так и неспецифический характер. В связи с чем, эти реакции можно рассматривать с позиций местного иммунитета и теории локального стресса.

Большинство авторов изучают патологические процессы в кишечнике, но при выраженной патологии адаптационно-приспособительные реакции сложно вычленить. В нашем случае это сделать проще. А главное, полезно было бы изучить не только как болеет кишечник но и как ему удается оставаться здоровым в неблагоприятных условиях. То есть способы поддержания гомеостаза и возможности управления этими процессами. Собственно говоря, данная работа носит предварительный характер. На этом этапе нашей задачей являлось:

Создание модели дисбактериоза на лабораторных животных.

Отработка методов анализа компенсаторно-приспособительных реакций протекающих в данной модели.

Использование созданной системы анализа для поиска препаратов-адаптогенов, запускающих местные реакции адаптивного характера, на примере пробиотика SL-бактерин.

Материалы и методы: опыт 1: проводили на белых крысах линии Вистар массой 150-200 г. Животных разделили на 3 группы:

1 группа – в течении 7 дней орально вводили тетрациклина гидрохлорид в лечебной дозе.

2 группа – в течении 7 дней подкожно вводили тетрациклина гидрохлорид в лечебной дозе.

3 группа – контроль.

На 8-й день опыта всем животным ввели “Бактерин – SL” в дозе, согласно наставлению по применению препарата. На следующий день животных усыпили эфиром и произвели посев кишечного содержимого из тонкого и толстого кишечника на МПА для определения количественного и качественного состава микрофлоры. Параллельно с целью гистологического исследования вырезали фрагменты тонкого и толстого отдела кишечника –intestinum tenue et intestinum colon. Зафиксированные в 10% формалине кусочки, проводили по общепринятой методике, пропитывали парафином и делали серийные продольные срезы кишечника толщиной 5 мкм. Срезы окрашивали гематоксилином Брусси и эозином.

Морфометрически изучали следующие параметры:

Высота кишечного эпителия, длинна ворсинок и крипт, индекс элонгации ворсинок, диаметры ворсинок и крипт, удельная доля энтероцитов, бокаловидных клеток и межэпителиальных лимфоцитов, соотношение длин ворсинок и крипт (Автандилов Г.Г., 1984). Для оценки линейных размеров использовали окулярную линейку. Данные обрабатывали методами вариационной статистики ().

Результаты собственных исследований.

Результаты бактериологических исследований : В тонком кишечнике у животных получавших тетрациклина гидрохлорид орально наблюдается резкое увеличение количества стафилококков до 47,22% (в контроле 2,3%), полное отсутствие гр(-) микрофлоры (в контроле 41,7%) и наличие сенной палочки, близкое к показателям контрольной группы (52,77% и 55,92% соответственно).

В толстом кишечнике у животных получавших тетрациклин орально, отмечен сплошной рост гр (-) микрофлоры. У животных, которым водили антибиотик подкожно, наблюдается подавляющее количество сенной палочки – 80%, при небольшом количестве гр(-) микрофлоры – 20%.

Результаты гистологических исследований.

Таблица№1. Данные стереометрического анализа стенки

тонкого отдела кишечника.

Номер группы	Группа 1	Группа 2	Группа 3
Длинна ворсин, мм	2,728+0,055⁰	2,365+0,123⁺	2,871+0,121
Длинна крипт, мм	0,6176+0,049⁰	0,4996+0,1105⁰	0,7791+0,095
Диаметр ворсин, мм	0,5607+0,058⁺⁺	0,7158+0,034⁺⁺	0,8934+0,071
Диаметр крипт, мм	0,7348+0,028⁺⁺	0,3944+0,019⁰	0,3698+0,036
Индекс элонгации ворсин	0,2055+0,0102⁺⁺	0,3026+0,015⁺⁺⁺	0,1288+0,0062
Соотношение длинны ворсин и крипт	4,4213+0,212⁺	4,739+0,241⁺⁺	3,685+0,1739

Примечание: ⁰соответствует Р<0,95-0, ⁺соответствует P>0,95, ⁺⁺соответствует- P>0,99,

^{+++соответствует P>0,999

Группа 1.
Тонкий отдел кишечника.
Слизистая тонкого отдела кишечника образована ворсинками крупного диа-
метра и криптами с гораздо меньшим диаметром. Поверхность ворсинок
представленна энтероцитами цилиндрической формы с овальными ядрами.
Хроматин прилежит к ядерной мембране, умеренно выражен, количество яд-
рышек 1-2. Бокаловидные экзокриноциты встречаются в ворсинках не очень
часто. Ядро экзокрингоцита прилежит к базальной мембране, гиперхромно.
Среди энтероцитов периодически встречаются межэпителиальные лимфоциты.
Крипты характеризуются большей высотой эпителия. Концентрация бокало-
видных клеток выше у устья крипты. На дне крипты встречаются экзокри-
ноциты с ацидофильными гранулами. Кровеносные сосуды артериального и
венозного типов локализуются преимущественно в подслизистом слое. В
стенке кишечника периодически встречаются лимфатические узелки. Имун-
ная система кишечника также представлена диффузно располагающимися
лимфоцитами, ретикулярными клетками собственной пластинки, гистиоцита-
ми локализующимися преимущественно по ходу сосудов.

Слизистая оболочка толстого отдела кишечника представлена криптами, которые расположены довольно редко и имеют небольшую глубину. На дне
крипт встречаются ацидофильные экзокриноциты. Количество бокаловидных экзокриноцитов визуально не отличается от нормы. Лимфатическая система предсталенна диффузно располагающимися лимфоцитами и периодически встречающимися лимфатическими узелками, которых больше, чем в тонком отделе кишечника. Воспалительных или дистрофических изменений не отмечалось.

Таблица№2. Гистоморфометрические параметры эпителия тонкого отдела кишечника.

Номер группы

Группа 1

Группа 2

Группа 3

Высота энтероцитов, мм

0,1225⁺⁺
+0,0089

0,17395⁰
+0,0129

0,196
+0,0161

Бокаловидные клетки,%

11,03+0.465⁺⁺⁺

11,82+0.591⁺⁺

16,15+0.648

Межэпителиальные лимфоциты,%

9,139+0.234⁰

12,825+0.119⁺⁺

8,748+0.128

Энтероциты,%

81,22+2.34⁰

75,35+1.142⁰

75,1+1.484

Примечание: ⁰соответствует Р<0,95-0, ⁺соответствует P>0,95, ⁺⁺соответствует- P>0,99,

^{+++соответствует P>0,999

Группа 2
Тонкий отдел кишечника.
В просвете кишечника и между ворсинками фиксируется обилие слизи с
включениями слущенных эпителиальных пластов, детрита, отдельных лимфоцитов. Следует отметить дегрануляцию и уменьшение размеров бокаловидных экзокриноцитов, особенно в апикальной части ворсинок. Что свидетельствует о гиперсекреции слизи и начале декомпенсации функциональной активности бокаловидно-клеточного аппарата. У основания ворсин и в устьях крипт количество бокаловидных клеток больше чем в контроле и они крупнее. Это свидетельстует об адаптационном процессе выражающемся в ускоренном образовании бокаловидных клеток. Частота встречаемости лимфоцитов и полиморфно-ядерных гранулоцитов в слизистой кишечника выше, чем в контроле. Также довольно часто встречаются плазмоциты. Увеличивается толщина ворсинок. Отмечается сосудистая реакция, в первую очередь выражающаяся умеренной дилятацией сосудов артериального и венозного типа в подслизистом слое. Капилляры ворсинок инъецированы эритроцитами. Однако признаков экссудации или застойных изменений мы не отмечали. Наблюдаемые изменения свидетельствуют о развитии адптационно приспособительных реакций на тканевом, клеточном и, возможно, стереометрическом уровне. Гиперемия по видимому имеет рабочий характер. Но истощение бокаловидных клеток в апикальной части ворсин свидетельствует о наличии раздражающего агента воздействующего в первую очередь на апикальную часть ворсин, а также о возможности развития клинической патологии. Представляет интерес повышение эозинофилии ацидофильных экзокриноцитов и изменение элонгации кишечных ворсин.

Толстый отдел кишечника.
Толщина слизистой оболочки значительно больше чем в контроле. Количество бокаловидных экзокриноцитов также значительно больше, и они крупнее чем в контроле. Намного чаще встречаются лимфатические узелки, нередко они сливаются вместе. Многие лимфатические узелки имеют герминативные центры. Количество клеток диффузной лимфатической системы довольно велико. Следует отметить большую наполненность кровеносных соудов слизистого и подслизистого слоев, чем у животных контрольной группы, равно как и большую эозинофилию цитоплазмы ацидофильных экзокриноцитов.

Группа 3.
Тонкий отдел кишечника
Ворсинки утолщены, их количество меньше чем количество крипт. Субъективно отмечается более высокое содержание иммунокомпетентных клеток во всех участках стенки кишечника. Лимфатические узелки хорошо выражены их больше у крыс первой и второй групп. Однако сосудистая реакция выражена в меньшей степени, чем у крыс второй группы. Эозинофилия эозинофильных экзокриноцитов хорошо выражена. На верхушках ворсин кишечника наблюдается довольно интенсивная десквамация энтероцитов имеющих пикнотичные ядра.

Толстый отдел кишечника.
Толщина слизистой оболочки также выше, чем у животных контрольной группы, но ниже, чем у животных которым подкожно вводили тетрациклин.Зато размеры и количество лимфатических узелков больше, чем у животных других опытных групп. Лимфатические узелки сливаются друг с другом. Подслизистый и слизистый слои характеризуются высокой плотноклеточностью из-за обилия клеток диффузной лимфатической системы. Наблюдается обилие бокаловидных экзокриноцитов. Признаки ярко выраженной воспалительной гиперемии отсутствуют. Расширение просветов сосудов мы расцениваем как рабочую гиперемию и, возможно, как особую иммунозависимую реакцию защитно-приспособительного характера.

Результаты гистохимического исследования.

Проведение реакции метахромазии с толлуидиновым синим позволяет выявлять лаброциты и изучать их гранулярный аппарат. Мы зафиксировали увеличения количества лаброцитов (тучных клеток) в тонком и толстом отделах желудочно-кишечного тракта. В толстом отделе кишечника лаброцитов было больше, чем в тонком у животных обеих опытных групп. Лаброциты преимущественно локализуются группами у основания крипт, вблизи lamina propria. В тонком отделе кишечника лаброциты имеют мало гранул.
Увеличение количества лаброцитов обычно связано с интенсификацией миграции клеток-предшественников в желудочно-кишечный тракт. Полученные данные кореллируют с наличием сосудистой реакции. Отсутствие дегрануляции лаброцитов подтверждает факт, что сосудистая реакция является рабочей гиперемией а не воспалительной. Однако гиперплазия тучноклеточного аппарата свидетельствует также о сенсибилизации стенки кишечника.
У животных 2-й опытной группы и 3-й контрольной отмечается более интенсивная окраска цитоплазмы энтероцитов основания крипт толлуидиновым синим. По видимому это связано с усилением синтеза РНК в центрах размножения эпителия.

Выводы и обсуждение.

На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

Пероральное применение антибиотиков способствует заселению тонкого и толстого кишечника кокковой микрофлорой (стафилококки, диплококки), что может служить причиной развития у животных и человека различных инфекционных заболеваний, этиологическим фактором которых являются кокки.

Применение пробиотиков, непосредственно после проведения курса пероральной антибиотико-терапии, не оказывает нужного эффекта. Кроме того наименьшая высота энтероцитов, в этой группе, свидетельствует об истощении процессов образования новых энтероцитов, они явно не успевают полностью сформироватся.

3. В стенке толстого и тонкого отделов кишечника у животных опытных групп были обнаружены изменения адаптационно-приспособительного характера. Однако аналогичные изменения присутствуют и у животных контрольной группы, получавшей только пробиотик.
4. Механизмы поддержания гомеостаза активизированные дачей антибиотика и его прямым, или опосредованным (через дисбактериоз) действием на организм, заключаются в следующем:
1) Ускоренная десквамация эпителиальных клеток с целью очищения кишечника от патогенной и условно-патогенной микрофлоры колонизировавшей
слизистую оболочку. За счет активизации компенсаторных механизмов, позволяющих поддерживать высокий темп работы "клеточного конвейера"(стереологических изменений структуры кишечника и активизации пролиферативной активности в зонах размножения энтероцитов). Гипертрофия и гиперплазии бокаловидно-клеточного аппарата слизистой оболочки с целью обеспечения синтеза большого количества слизи. Которая является не только механическим барьером для микроорганизмов, но и "метаболической ловушкой" для кислотообразующих штаммов. Наиболее выражены эти процессы в контрольной группе. Причиной их инициации мы считаем действие пробиотика.
2) Хотелось бы заострить внимание на мало изученной стереологической реакции кишечника на раздражение. Визуально оцененное изменение S/V соотношение кишечных ворсин тонкого отдела кишечника должно привести к уменьшению площади поверхности слизистой оболочки. А значит и к уменьшению площади контакта слизистой оболочки с повреждающим агентом. Кроме того скорость десквамации прямо пропорциональна скорости образова
ния энтероцитов и обратно пропорциональна площади поверхности слизистой оболочки (т.е. поверхности занимаемой энтероцитами).
3) Иммуноморфологических реакций выражающихся в гиперплазии собственной лимфатической системы и тучно-клеточного аппарата кишечника. Наиболее ярко эта реакция протекала в опытных группах. По видимому существует определенные временные рамки развития защитно приспособительных процессов. И реакции специфического иммунитета требуют некоторого времени. Реакция бокаловидно-клеточного аппарата является одной из первичных, как видно из таблицы №2 развитие лимоцитарной реакции протекает на фоне некоторого истощения бокаловидно-клеточной.
4) Сосудистой реакции на данном этапе имеющей вид рабочей гиперемии. Основываясь на наших наблюдениях и существующих, в настоящее время теориях, можно предположить двоякую роль данной реакции. Наряду с интенсификацией метаболических процессов кишечника, можно предположить что имеет место повышение давления в капиллярах ворсин и, как следствие, уменьшение площади реабсорбции капилляров. В этом случае должно наблюдаться компенсируемое перераспределение всасывания тканевой жидкости в пользу лимфатической системы. Такая реакция должна иметь защитную функцию, которая заключается в обеспечении оттока жидкостей в мезентериальные лимфоузлы, а не в воротную вену печени.
Введение пробиотика в желудочно-кишечный тракт запускает некоторые из защитно-приспособительных реакций в стенке кишечника, следовательно его можно рассматривать как адаптоген, с некоторыми допущениями.

Сайт управляется системой uCoz}}