Метаболические изменения и уровень гистамина в ткани тимуса при экспериментальном ожирении



В данной экспериментальной работе изучается влияние ожирения на активность тучных клеток и уровень гистамина в тимусе. Исследование проводилось на крысах-самцах. Одна группа содержала животных с экспериментально индуцированным ожирением, вторая — контрольных животных. Полученные данные позволяют судить об общих метаболических нарушениях, связанных с ожирением и об изменениях в ткани тимуса.

Ключевые слова: ожирение, тимус, тучные клетки, гистамин

В настоящее время ожирение является одним из самых частых метаболических нарушений у населения. Особое внимание к нему обусловлено, прежде всего, пандемическим характером распространения. Так, согласно данным ВОЗ, в 1980 году ожирение (индекс массы тела ≥ 30 кг/м²) имели 5 % мужчин и 8 % женщин, а в 2008 году — 10 % мужчин и 14 % женщин, т. е. распространенность этого явления практически удвоилась за эти годы [18]. В связи с этим ВОЗ поставила одну из основных задач в Двенадцатой общей программе работы на 2014–2019 гг. прекращение увеличения числа случаев ожирения [17]. В России, в свою очередь, от ожирения страдают 18,6 % мужчин и 32,9 % женщин [16].

Ожирение является сложным патогенетическим процессом, вызывающим множество изменений в организме. В частности, доказано увеличение содержания в крови С-реактивного белка, интерлейкина-6, фактора некроза опухоли альфа и других провоспалительных цитокинов у лиц с ожирением [8, 10]. Известно также об изменениях мембраны адипоцитов при ожирении, что приводит к повышению их уязвимости воспалительным процессом [14]. Все это указывает на то, что лишний вес оказывает влияние на иммунную систему.

О нарушениях иммунологических реакций в организме лиц, страдающих ожирением, убедительно доказывают сопутствующие заболевания. Так существует взаимосвязь избыточного веса с бронхиальной астмой [5, 9, 11] и, возможно, аллергическими заболеваниями [12, 13]. Хотя патофизиологические механизмы, лежащие в основе их взаимодействия остаются пока не изученными. Однако, известно, что важнейшую роль в них играют различные биогенные амины. Одним из основных медиаторов, участвующих в воспалительных и аллергических реакциях является гистамин. Вероятно, решающее значение во взаимодействии данных патологических процессов имеет активация Н1-рецепторов.

Цель работы: оценить содержание гистамина в центральном иммунном органе — тимусе при экспериментальном ожирении крыс.

Материалы иметоды: исследование проводилось на крысах-самцах массой в среднем 179±13 г, которые были разделены на 2 группы по 10 животных в каждой: 1 группа контрольная (интактные животные), 2 группа — подопытные. В рацион крыс второй группы входила корма с высоким содержанием животных насыщенных жирных кислот с добавлением углеводов [15]. Экспериментальная работа была выполнена с соблюдением правил биоэтики, согласно Международным рекомендациям по проведению биомедицинских исследований с использованием животных [6].

Нарушение жирового обмена верифицировали биохимическим методом (определение содержания триглицеридов, общего холестерина, глюкозы в крови) и определением массы животных.

Проводились микроскопические исследования гистологических срезов тимуса окрашенных толуидиновым синим по Унна для качественной и количественной характеристики тучных клеток. Люминесцентно-гистохимический метод Cross S. A. (1971) [7] использовали для избирательного выявления гистамина и для количественной оценки его содержания — цитоспектрофлюометрию на люминесцентном микроскопе ЛЮМАМ-4.

Статистическую обработку результатов исследования осуществляли с помощью t-критерия Стьюдента. Различия считали значимыми при р˂0,05.

Результаты иих обсуждение: Результаты исследования показали, что масса подопытных животных достоверно увеличилась на 31 % по сравнению с контрольной группой, что указывает на ожирение животных данной группы. При биохимическом исследовании сыворотки крови на триглицериды выявлено повышение содержания на 24 %, общего холестерина на 42 % и уровня глюкозы — на 27 %, что свидетельствует о метаболических нарушениях, связанных с ожирением у экспериментальных крыс.

В последние десятилетия появилось значительно число работ, посвященных роли тучных клеток (ТК) в патологии. Активация ТК при различных заболеваниях [1, 2, 3, 4] сопровождается с их дегрануляцией и высвобождением таких биологически активных веществ, как протеогликаны, гистамин, серотонин, цитокины, протеазы и др. В связи с этим мы решили исследовать количество ТК и содержание гистамина в тимусе у животных с ожирением. Результаты исследования показали, что число тучных клеток в ткани тимуса подопытных крыс было выше, чем контрольных на 26,5 %, причем преобладали дегранулированные. Их количество достигало 50 %. Подобные изменения указывают на реакцию ТК в тимусе при метаболических нарушениях, связанных с ожирением и, вероятно, связаны с усилением провоспалительной активности.

В своих исследованиях мы также изучали содержание гистамина в корковом веществе тимуса, так как данный биогенный амин является одним из основных регуляторов физиологических и патологических процессов. Его содержание в ткани тимуса подопытной группы увеличилось на 13,7 % по сравнению с контрольной группой.

Заключение

Таким образом, метаболические сдвиги, возникшие у крыс с экспериментальным ожирением способствуют стимулированному росту числа ТК и увеличению их активности. Можно предположить, что именно в условиях избыточного предложения жиров с пищей возникает специфическая адаптивная реакция организма, рост активности фосфолипазы направленной на повышение деградации липидов, в частности фосфолипидов мембраны клеток. При этом проницаемость мембраны ТК для биогенных аминов увеличивается и усиливается процесс дегрануляции. Однозначно, такая реакция клеток способствует повышению уровня гистамина в тканях тимуса, центрального органа иммунной системы. На основании полученных данных и имеющейся литературы можно говорить о снижении иммунологической реакции у лиц с метаболическим синдромом и ожирением.

Литература:

1. Баглай Е. О., Дубиков А. И. Тучные клетки ключевые участники патогенеза иммуновоспалительных заболеваний // Научно-практическая ревматология. — 2015. — Т.53, №. 2. — С.182–189.
2. Надеин К. А. Тучные клетки как фактор развития воспалительных процессов в соединительной ткани // Обзоры по клинич. фармакол. и лек. терапии. — 2012. — Т.10, №. 1. — С. 22–27.
3. Яковлева Л. М., Любовцева Л. А. Динамика содержания нейромедиаторов в структурах тощей кишки крыс при хронической алкогольной интоксикации // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2013. — Том 155, № 1. — С. 36–40.
4. Яковлева Л. М., Соркина О. А. Реакция тучных клеток в околоушной слюнной железе на хроническую алкогольную интоксикацию // Морфология. — 2016. — Т. 149, №. 2. — С. 27–31.
5. Ali Z, Ulrik CS. Obesity and asthma: a coincidence or a causal relationship? A systematic review. // Respiratory medicine. — 2013. Sep. — Vol.107(9). -Р.1287–1300.
6. CIOMS, ICLAS. International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals. // 2012. Dec. — P. 1–4.
7. Cross S. A., Ewen S. W., Rost F. W. A study of methods available for cytochemical localization of histamibe by fluorescenct induced with o-phtaldehyde or acetaldehyde // J. Histochem. — 1971. — Vol.3. № 6. — P. 471–476.
8. De Heredia FP, Gómez-Martínez S, Marcos A. Obesity, inflammation and the immune system. // Proceedings of the Nutrition Society. — 2012. May. — Vol.71(2). — Р.332–338.
9. Fenger RV, Gonzalez-Quintela A, Vidal C, Husemoen LL. The longitudinal relationship of changes of adiposity to changes in pulmonary function and risk of asthma in a general adult population. // BMC pulmonary medicine. — 2014. Dec. — Vol. 22. (14). — P.208.
10. Gøbel RJ, Jensen SM, Frøkiaer H. Obesity, inflammation and metabolic syndrome in Danish adolescents. // Acta Paediatrica. — 2012 Feb. — Vol.101(2). — Р.192–200.
11. Lv N, Xiao L, Camargo CA Jr, Wilson SR. Abdominal and general adiposity and level of asthma control in adults with uncontrolled asthma. // Annals of the American Thoracic Society. — 2014 Oct. — Vol. 11(8). — P.1218–1224.
12. O'Donovan SM, O'B Hourihane J, Murray DM, Kenny LC. Neonatal adiposity increases the risk of atopic dermatitis during the first year of life. // The Journal of allergy and clinical immunology. — 2016. Jan. — Vol.137(1). — P.108–117.
13. Ouyang F, Kumar R, Pongracic J, Story RE, Liu X. Adiposity, serum lipid levels, and allergic sensitization in Chinese men and women // The Journal of allergy and clinical immunology. — 2009. Apr. — Vol.123(4). — P.940–948.
14. Pietiläinen KH, Róg T, Seppänen-Laakso T, Virtue S. Association of lipidome remodeling in the adipocyte membrane with acquired obesity in humans. // PLoS Biology. — 2011 Jun. — Vol.9(6):e1000623.
15. Woods SC, Seeley RJ, Rushing PA, D'Alessio D, Tso P. A controlled high-fat diet induces an obese syndrome in rats. // The Jornal of nutrition. — 2003 Apr. -Vol.133(4). P.1081–1087.
16. World Health Organization. Noncommunicable diseases country profiles 2014. // 2014. — P. 155.
17. World Health Organization. Twelfth General Programme of Work 2014–2019: not merely the absence of disease. // 2014. — P. 64.
18. World Health Organization. World health statistics: A snapshot of global health. // 2012. — P. 6–7.