Лимфатическая система является важнейшей компонентой основы состояния здоровья человека, обеспечивая постоянство двух основных его составляющих – тканевого и водного гомеостаза. В организме внеклеточный матрикс, интерстициальная жидкость, прелимфатические и лимфатические капилляры, лимфатические сосуды и лимфоузлы с лимфоидным клеточным содержимым представляют собой единые структуры, обеспечивающие движение жидкой и клеточной массы, направленной на выполнение единой задачи – поддержание постоянства внутренней среды организма [1]. Водный гомеостаз является условием жизнедеятельности любого организма. Поддержание водного гомеостаза представляется важнейшей функцией лимфатической системы [2]. Лимфатический дренаж сочетается с нейтрализацией тех вредных веществ, которые в большой или в меньшей степени присутствуют в интерстиции, окружающем клетку. Последняя реализуется путем биофизической, биохимической, иммунной обработки тканевой жидкости и лимфы из нее образующейся [3]. В процессе нейтрализации веществ, вредных для жизнедеятельности организма, принимают участие три гомеостатические системы: лимфатическая, лимфоидная (иммунная) и система рыхлой соединительной ткани, образующая интерстиций – внутреннюю среду организма. Такой функциональный синергизм дает основание рассматривать эти системы как дренажно-детоксикационный комплекс, а его стоит рассматривать как некую функциональную систему, обеспечивающую биобезопасность организма [4].
Цель исследования: изучить состояние и состав биологических жидкостей у молодых и зрелых животных.
Материалы и методы исследования
Эксперименты на животных проведены в соответствии с принципами биоэтики, правилами лабораторной практики. Исследование одобрено локальной этической комиссией КНМУ им. Асфендиярова (протокол № 6 (70) от 30.5.2018). Эксперименты выполнены на 64 лабораторных крысах линии Wistar, разного возраста, которые находились в виварии института на стандартном пищевом и водном режиме. Животные были разделены на 2 группы. 1-я группа животных с 20–40-дневные молодые и 2-я группа 10–12 месяцев – зрелые крысы.
Наркотизация животных осуществлялась ингаляционно эфиром через маску, в которую помещалась ватка с эфиром. Препарировали грудной лимфатической проток у диафрагмы, в которую вставляли градуированную микроканюлю и через которую определяли лимфаток и собирали лимфу для исследований. В каудальной части брюшной полости после сбора лимфы препарировали брюшную аорту, в нее вставляли тефлоновый катетер для сбора крови.
В пробах крови и лимфы определяли содержание общего белка, холестерин, триглицериды, общие липиды, мочевину, креатинин и билирубин. Исследовался уровень активности ферментов: аланинаминотрансферазу (АлАТ), аспартатаминотрансферазу (АсАТ), щелочную фосфатазу, амилазу в лимфе и плазме крови, которые определялись по общепринятым методам с помощью автоматического биохимического анализатора СOBOS INTEGRA 400. Клеточный состав крови и лимфы, мочи определялся с помощью гематологического анализатора «SYSMEX KX-219 9». Электролиты в лимфе и плазме крови исследовались с помощью анализатора AVL 9180 (ROCHE DIAGNOSTICS, Австрия, 2012). Определение биохимических показателей мочи проведено с помощью анализатора (High Technology, США, 2013). Определяли число лейкоцитов, лейкоцитарную формулу – в сухих мазках крови и лимфы, окрашенных по методу С.П. Романовского. Для изучения мазков крови и лимфы использовали световой микроскоп Leica – DМ-1000. Определялся объем плазмы крови по гемотакриту. Объем внеклеточной жидкости определялся путем пропускания тока низкой и высокой частоты с последующим измерением импеданса [5], с использованием реографа «Рео-Мицар». Состав интерстициальной жидкостей был изучен после получения ее фитильковым методом [6]. Изучена иммунограмма плазмы крови и лимфы [7]. Определяли субпопуляцию состава лимфоцитов с помощью проточной цитометрии с применением моноклональных антител Сд-3, Сд-4, Сд-8, Сд-16, Сд-19 с определением иммунорегуляторного индекса на проточном цитометре FACS CАLIBUS. Иммуноглобулины с помощью иммуноферментного метода с применением коммерческих Т-систем производство BECTOR BEST. Артериальное давление, ЧСС у животных регистрировалось через датчик хирургического монитора «Dreger».
Результаты опытов обработаны методом вариационной статистики на ЭВМ с использованием t-критерия Стьюдента. Результаты считались достоверными при р < 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Лимфоток у молодых крыс составлял 2,4 ± 0,3 мкл/мин при весе крыс 44 ± 5 г или 0,05 мкл/мин на 1 г ткани крысы, а у зрелых крыс составлял 7,9 ± 0,5 мкл/мин при весе животных 259 ± 18 г или 0,03 мкл/мин на 1 г ткани. Также мы заметили повышение холестерина и триглицеридов и общих липидов в крови и лимфе у зрелых крыс на (12,5 % и на 9 %) (12 % и 9 %) соответственно. Глюкоза несколько снижалась у зрелых крыс на 26 % в крови и на 7 % в лимфе (табл. 1).
Таблица 1
Биохимические показатели плазмы крови и лимфы у молодых и зрелых животных
Показатели |
Плазма крови молодых животных |
Плазма крови зрелых животных |
Лимфа молодых животных |
Лимфа зрелых животных |
Мочевина, ммоль/л |
4,7 ± 0,8 |
4,9 ± 0,7 |
6,2 ± 2 |
3,9 ± 0,2 |
Билирубин, мкмоль/л |
3,32 ± 0,94 |
3,47 ± 0,91 |
0,7 ± 0,02 |
0,5 ± 0,04 |
Креатинин, мкмоль/л |
43,82 ± 3,08 |
42,8 ± 3,2 |
– |
– |
Глюкоза, ммоль/л |
4,6 ± 1,50 |
3,65 ± 1,8* |
4,62 ± 1,9 |
4,35 ± 1,7* |
Общий белок, г/л |
68,2 ± 0,43 |
69,5 ± 0,6 |
4,4 ± 2 |
39,3 ± 0,4 |
α-амилаза, ед/л |
480 ± 45 |
485 ± 52 |
550 ± 50 |
570 ± 55 |
АлАТ, мккат |
0,13 ± 0,03 |
0,14 ± 0,04 |
0,14 ± 0,03 |
0,15 ± 0,02 |
АсАТ, мккат |
0,18 ± 0,5 |
0,20 ± 0,2 |
0,140 ± 0,02 |
0,16 ± 0,02 |
Холестерин общий, моль/л |
1,65 ± 0,03 |
1,8 ± 0,04 |
1,24 ± 0,05 |
1,3 ± 0,04 |
Триглицериды, моль/л |
0,85 ± 0,04 |
0,95 ± 0,03 |
0,68 ± 0,03 |
0,7 ± 0,05 |
Общие липиды, г/л |
1,5 ± 0,04 |
1,5 ± 0,05 |
1,2 ± 0,04 |
1,3 ± 0,05 |
Щелочная фосфатаза, Е/л |
342 ± 14 |
336 ± 12 |
410 ± 15 |
480 ± 17* |
Примечание. Достоверно по сравнению с контролем, –р < 0,5*, –р < 0,01**.
Остальные изученные биохимические параметры крови и лимфы у молодых и зрелых животных: мочевина, билирубин, креатинин, общий белок, α-амилаза, АлАТ, АсАТ, щелочная фосфатаза колебались в одних и тех же величинах.
При анализе полученных результатов клеточного состава лимфы и крови мы обноружили повышение лейкоцитов в плазме крови на 42 % и в лимфе на 13 %. У зрелых крыс остальные параметры не выявили каких-либо значительных изменений (табл. 2).
Таблица 2
Клеточный состав крови и лимфы у молодых и зрелых животных
Показатели |
Кровь молодых животных |
Кровь зрелых животных |
Лимфа молодых животных |
Лимфа зрелых животных |
WBC – лейкоциты х 103 / μL |
5,0 ± 0,2 |
7,5 ± 0,1** |
13,7 ± 0,4 |
15,6 ± 0,3* |
RBC – эритроциты х 106 / μL |
7,3 ± 0,2 |
7,4 ± 0,2 |
0,01 ± 0,002 |
0,02 ± 0,003 |
HGB – гемоглобин g/dL |
14,0 ± 0,3 |
15,0 ± 0,3 |
– |
– |
Hct – гематокрит % |
48,0 ± 4 |
45,0 ± 3,2 |
– |
– |
PLT – тромбоциты х 103 / μL |
405 ± 14 |
425 ± 14 |
– |
– |
LYM % |
52,0 ± 2 |
55,5 ± 3,4 |
84,2 ± 0,8 |
96,0 ± 0,8 |
LYM х 103 / μL |
2,6 ± 0,2 |
2,7 ± 0,3 |
11,9 ± 0,3 |
13,0 ± 0,4 |
Примечание. Достоверно по сравнению с контролем, –р < 0,5*, –р < 0,01**.
Таблица 3
Содержание ионов в плазме крови, лимфе и моче у молодых и зрелых животных
Показатели |
Молодые крысы |
Зрелые крысы |
в крови |
||
Са в плазме (ммоль/л) |
0,62 ± 0,05 |
0,58 ± 0,03 |
Na+ в плазме (ммоль/л) |
142 ± 6,0 |
140,5 ± 5,4 |
К + в плазме (ммоль/л) |
3,95 ± 0,4 |
3,86 ± 0,3 |
в лимфе |
||
Са в лимфе (ммоль/л) |
0,44 ± 0,04 |
0,4 ± 0,03 |
Na+ в лимфе (ммоль/л) |
137,5 ± 5,4 |
135,1 ± 4,5 |
К + в лимфе (ммоль/л) |
3,48 ± 03 |
3,52 ± 0,2 |
в моче |
||
Са в моче |
– |
– |
Na+ в моче (ммоль/л) |
18,5 ± 2,0 |
16,41 ± 1,02 |
К+ в моче (ммоль/л) |
3,05 ± 0,2 |
3,14 ± 0,1 |
Примечание. Достоверно по сравнению с контролем, –р < 0,5*, –р < 0,01**.
Исследование ионов в плазме крови, лимфе и моче не выявило значительных изменений у зрелых и молодых животных, только в моче ионы Na повысились на 11,3 % у зрелых животных (табл. 3).
При анализе иммунологического состава крови и лимфы обращает на себя внимание так же увеличение количества лейкоцитов на 36 % в крови и на 12 % в лимфе у зрелых животных, увеличение палочкоядерных и сегментноядерных нейрофилов (табл. 4). Получили увеличение количество нейтрофилов в крови (палочкоядерных и сегментноядерных), а лимфоциты снизились в крови у зрелых крыс, в лимфе повысились. Увеличилось количество IgG иммуноглобулинов, как в крови, так и в лимфе. Увеличилось количество Сд-20 В-лимфоцитов, как в крови, так и лимфе (на 45 и 25 %) соответственно (табл. 4). Свертываемость крови у молодых крыс 3,59 ± 0,4 мин, а у зрелых 3,48 ± 0,4 мин. В лимфе у молодых животных свертываемость 3,90 ± 0,5 мин, у зрелых животных 3,68 ± 0,4 мин. Вязкость крови 5,5 ± 0,5 у молодых и у зрелых 5,3 ± 0,4 животных, в лимфе у молодых 4,4 ± 0,5 и зрелых 4,1 ± 0,6. С увеличением возраста наблюдалось некоторое усиление свертываемости и повышение вязкости крови и лимфы. Обьем плазмы по гематокриту у молодых 46,1 ± 3,2 и у зрелых 44,2 ± 4,1 %. ЧСС у молодых животных 496 ± 15, а у зрелых 481 ± 11 сокращений в минуту. Артериальное давление 103 ± 7 у зрелых животных, у молодых животных 94 ± 11 мм. Диурез у молодых животных составлял 0,000019 ± ± 0,000001 мл/мин на 1 г массы тела, а у зрелых животных 0,000015 ± 0,000001 мл/мин на 1 г массы тела. Снижение составляло 26 % у зрелых крыс.
Таблица 4
Иммунологический состав крови и лимфы у молодых и зрелых животных
Показатели |
Кровь молодых животных |
Кровь зрелых животных |
Лимфа молодых животных |
Лимфа зрелых животных |
Лейкоциты: 1х109 |
3,97 ± 0,2 |
5,4 ± 0,3* |
8,5 ± 0,4 |
9,5 ± 0,6 |
Нейтрофилы п/я |
– |
2,8 ± 0,08** |
||
с/я |
12 ± 1,1 |
39 ± 1,4** |
||
Моноциты |
5,5 ± 0,5 |
4,3 ± 0,4 |
||
Эозинофилы |
– |
1 ± 0,02 |
||
Лимфоциты % |
82 ± 4 |
54 ± 3** |
84,2 ± 2,2 |
92,0 ± 1,8* |
абс. |
3,45 ± 0,4 |
2,4 ± 0,2* |
78,4 ± 0,5 |
90,5 ± 0,4* |
Иммуноглобулины |
||||
IgM |
0,37 ± 0,04 |
0,45 ± 0,06 |
0,35 ± 0,03 |
0,4 ± 0,04 |
IgG |
0,62 ± 0,03 |
1,8 ± 0,07** |
0,55 ± 0,08 |
0,88 ± 0,06* |
IgA |
0,29 ± 0,03 |
0,29 ± 0,02 |
0,31 ± 0,02 |
0,35 ± 0,04 |
IgE |
21,9 ± 0,04 |
18,7 ± 0,04 |
19,5 ± 1,1 |
22 ± 0,9 |
Субпопуляции лимфоцитов |
||||
Сд-3 Т-лимф. |
49 ± 2 |
58 ± 4 |
47 ± 5 |
49 ± 4 |
Сд-4 Т-хелп. |
27 ± 3 |
32 ± 2 |
28 ± 2,2 |
29 ± 2 |
Сд -8 Т-супр/цит. |
24 ± 1 |
24 ± 1,5 |
21 ± 1,7 |
23 ± 5 |
Сд-16 NK |
12 ± 0,5 |
18 ± 0,8* |
14 ± 0,9 |
12 ± 1,1 |
Сд-20 В-лимф. |
10 ± 0,6 |
14,5 ± 0,6* |
12 ± 1,1 |
15 ± 1,2* |
Сд-4/ Сд-8 (индекс) |
1,1 |
1,3 |
1,34 |
1,26 |
Примечание.Достоверно по сравнению с контролем, –р < 0,5*, –р < 0,01**.
Получена интерстициальная жидкость (внеклеточная) с помощью фитилькового метода. Ее состав у молодых животных (в ммоль/л): Na – 135 ± 5; К – 4 ± 0,2; Са – 1,1 ± 0,1; Mg – 0,6 ± 0,02; Креатин – 0,1; Глюкоза – 4,9 ± 0,2; Мочевина – 4 ± 0,1 ммоль/л; Белок – 0,9 ± 0,1 г/л. У зрелых животных Na – 139; К – 4,3 ± 0,4; Са – 0,9 ± 0,07; Mg-0,5 ± 0,02; Глюкоза – 4,5 ± 0,1; Мочевина – 4,2 ± 0,3 ммоль/л; Белок – 1,1 ± 0,2 г/л. Как видим, колебания были в физиологических пределах.
Высоко гидратированная и свободная от жира ткань обладает меньшим электрическим сопротивлением, чем жировая, костная и эпителиальная. Токи высоких частот проходят через внеклеточную и внутриклеточную среду, делая возможной оценку свободной от жира массы, а более низкочастотные токи распространяются во внеклеточном пространстве. Переменный ток частотой ниже 40 кГц распространяется преимущественно по сосудам и меж- тканевым щелям, огибая при этом клетки, удельное сопротивление которых (за счет высокого омического сопративления мембран) намного выше удельного сопротивления жидких сред, составляющих внутриклеточную жидкость [5]. Для определения обьема интерстициальной жидкости использовали реограф «Рео-Мицар» с его электрическими характеристиками. Частота зондирующего тока его электродов от 30–200 кГц, что позволило нам использовать его низкочастотные токи (30–40 кГц) для исследовательских целей. По изменениям кривых омического сопротивления группы молодых и группы зрелых животных определяли количество интерстициальной жидкости у этих групп животных. (Группа молодых крыс 33 ± 3 %; группа зрелых крыс 29,5 ± 3,3 % массы тела).
Анализируя полученный экспериментальный материал, можно наблюдать следующую картину – мы получили снижение лимфотока (на 40 %), диуреза (на 22 %) обьема плазмы (на 5 %) крови и интерстициальной жидкости (на 10,61 %) у зрелых животных в сравнении с молодыми. Разные авторы называют разные величины оптимального содержания воды в тканях организмов в зависимости от возраста. Большинство ученых сходятся лишь в том, что с возрастом гидратация тканей организма уменьшается и особенно в сравнении с детским возрастом [8, 9]. У молодых животных наблюдается высокая резорбционная способность лимфатической системы. Однако эта особенность не является признаком высокой активности лимфатической системы. Скорее это признак слабого тонуса лимфатических сосудов и узлов, которое могут депонировать большой обьем жидкости в своем русле. Лимфатические сосуды и узлы у млекопитающих в первые недели жизни неспособны с достаточной скоростью транспортировать лимфу в венозное русло. Экзогенные и эндогенные воздействия вызывают расслабление лимфатических сосудов и узлов [10]. Морфо-функциональная картина лимфатических сосудов и узлов на каждом этапе постнатального развития животных находит отражение в сдвигах лимфотока в ответ на нейрогенные воздействия [9]. Мы обноружили поэтапное становление движения лимфы из тканей в венозное русло как показано в наших ранних работах [9] и других авторов [11]. В первые недели после рождения животных на процессы лимфо- образования действуют в оснавном следующие экстравазальные силы (онкотическое, осмотическое, гидростатическое давления) и экстралимфатические факторы (дыхание, пульсация сосудов, сокращение кишечника, сокращение мускулатуры). Результаты морфофизиологических исследований показали формирование иннервации и структурных элементов стенки лимфатических сосудов и узлов [12]. Становление механизмов движения лимфы начинается у крыс в одно-, двух-месячном возрасте, когда ведущее значение в транспорте лимфы приобретает собственная сократительная активность гладкомышечных клеток лимфтических сосудов и узлов [13]. Сократительные ответы и собственная сократительная активность появляются у взрослых животных с формированием в стенке лимфатических сосудов, в корковом слое узлов нервных волокон и гладкой мускулатуры [12, 14]. Обьем внеклеточной воды у новорожденных и молодых млекопитающих постепенно снижается по мере усиления моторной активности гладкомышечных клеток в лимфатических узлах и сосудах и увеличения выделительной функции почек. Наши данные согласуются с этими взглядами, которые мы получили по динамике водных секторов организма, биохимическим и реологическим показателям крови и лимфы. В крови и лимфе несколько увеличилось количество холестерина и триглицеридов, а количество глюкозы снизилось у зрелых животных. Эти изменения были незначительны, так же незначительно изменилась свертываемость, и вязкость крови и лимфы. Иммунная система крови претерпевает синхронные изменения с лимфатической системой [15]. Эти изменения происходили как в крови и лимфе, так и в структуре лимфатических узлов. В наших исследованиях от молодого организма к зрелому показано увеличение лейкоцитов, нейтрофилов, Сд-20В лимфоцитов в крови и лимфе и лимфоцитов в лимфе.
Заключение
Поддержание водного гомеостаза невозможно без участия лимфатической системы, где лимфатические капилляры, сосуды и лимфатические узлы являются эффекторными структурами. Становление механизмов движения лимфы у крыс начинается от момента рождения до одно-двухмесячного возраста, когда к уже существующим от момента рождения интралимфатическим и экстралимфатическим факторам движения лимфы присоединяются сформировавшиеся сосудодвигательная инервация, гладкая мускулатура и появляется собственная сократительная активность гладкомышечных клеток в лимфатических сосудах и узлах, способствующая активному транспорту жидкости из интерстиция в кровеносное русло и далее, что показано в нашем исследовании. Получено снижение лимфотока, диуреза, обьема интерстициальной жидкости у зрелых животных в сравнении с молодыми. Данные по биохимическим, клеточным, ионным, иммунным показателям крови и лимфы, лимфотоку, диурезу, составу и обьему интерстициальной жидкости соответствовали физиологическим изменениям от молодого организма к зрелому.
Работа выполнена при поддержке и в рамках научного проекта AP05133060 МОН РК.
Библиографическая ссылка
Демченко Г.А., Булекбаева Л.Э., Абдрешов С.Н., Нурмаханова Б.А., Осикбаева С.О. ВОДНЫЙ ГОМЕОСТАЗ И СОСТАВ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ МОЛОДЫХ И ЗРЕЛЫХ ЖИВОТНЫХ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2019. – № 5. – С. 20-25;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=12731 (дата обращения: 17.08.2024).