Вплив імерсійної гіпотермії на інтегральні лейкоцитарні показники у щурів.

Abstract

Моделі досягнення гіпотермії за допомогою занурення (імерсії) в холодну воду наближені до стану природного переохолодження людини в екстремальних ситуаціях. Холодна вода, завдяки високої теплопровідності, сприяє швидкому зниженню температурі тіла (ТТ). Будь-які зміни в організмі в значній мірі відбиваються на якісно-кількісному співвідношенні типів лейкоцитів, лейкоцитарній формулі (ЛФ) крові. Повноцінність функціонування лейкоцитів підтримує фізіологічну сталість імунного гомеостазу, зокрема вони залучаються в реалізацію реакцій вродженого і адаптивного імунітету. Ціль роботи – вивчити вплив імерсійної гіпотермії (ІГ) на співвідношення типів лейкоцитів і динаміку лейкоцитарних індексів. Робота виконана в осіннє-зимовий період на самцях білих щурів (6-7 місяців, 180-220 г) з дотриманням всіх біоетичних норм. Тварин до початку експерименту містили в умовах віварію при природному світловому режимі на стандартному раціоні ad libitum. Імерсійну гіпотермію (ТТ=27,5±0,5°С) моделювали за допомогою модифікованого тесту «вимушене плавання» в холодній воді (0°С), тривалість плавання – 5 хв. ТТ контролювали електронним термометром за допомогою ректального датчика. Мазок крові оброблювали фіксатором Май-Грюнвальда та фарбували гематологічним барвником (за Романовським), підраховували загальну кількість і типи лейкоцитів. Також визначали інтегральні лейкоцитарні індекси (ІЛІ). Статистичну обробку проводили методом непараметричної статистики Крускала-Уолліса. При ІГ виявляли лейкоцитоз (с 6,6±0,1 до 8,5±0,8 x 109/л) та зсув ЛФ вліво, що є нормальною захисною реакцією кісткового мозку на подразнення; підвищення кількості моноцитів, появу плазматичних клітин (ПК) (1-2:100), поліхроматофільних (незрілих) еритроцитів (ПХЕ) (3-5 в полі зору). Моноцити беруть участь в утилізації загиблих клітин в місці запалення, даючи можливість тканинам регенерувати. ПК (похідні В-лімфоцитів) здатні до синтезу антитіл, що специфічні до одного єдиного антигену, різке збільшення ПК свідчить про виразну гуморальну імунну відповідь, що є показником імунореактивності організму. У невеликої частини лімфоцитів спостерігали плазматизацію цитоплазми (ПЦ), що є наслідком збою в роботі імунної системи. Відомо, що розрахунок ІЛІ дозволяє оцінити в динаміці стан різних ланок імунної системи и неспецифічної резистентності організму, не використовуючи спеціальні методи дослідження. Аналіз динаміки ІЛІ виявив відсутність змін більшої їх частки, окрім підвищення індексів адаптації Гаркаві (ІАГ) та інтоксикації Кальф-Каліфа (ЛІІ), а також індексу ядерного зсуву (ІЯС) (регенеративний зсув лейкоцитарної формули), що визначається відношенням процентного вмісту суми всіх молодих нейтрофілів до їх зрілих форм. Через 24 год. після ІГ загальна кількість лейкоцитів і моноцитів ще перевищувала контрольний рівень, доля сегментоядерних нейтрофілів зростала на тлі зниження кількості лімфоцитів, що може бути пов’язане з перенапруженням задіяних функціональних систем і стресом; спостерігали ПЦ, ПК (2:100), ПХЕ (1-3 в полі зору), появу юних клітин на тлі підвищення паличкоядерних лейкоцитів, що при лейкоцитозі свідчить про підвищену активність кісткового мозку. Зміни ІЛІ через 24 год. Були такими: ІЯС і ЛІІ – підвищувалися, а ІАГ, індекс співвідношення лімфоцитів і моноцитів (афекторна і ефекторна ланки), лейкоцитарний індекс (гуморальна і клітинна ланки імунної системи) та лімфоцитарно-гранулоцитарний індекс (диференціація ауто- і інфекційної інтоксикації) знижувалися. Таким чином, відповідні реакції лейкоцитарної ланки крові на дію ІГ свідчать про істотні зміни якісно-кількісного співвідношення типів лейкоцитів, збій в роботі певних ланок імунної системи, а також про перенапруження і розвиток стресу, але в той же час відбувається активація роботи кісткового мозку та регенеративних процесів, підвищуються адаптивні можливості.

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Hypothermia models achieving using immersion into the cold water is very similar to the human state of hypothermia in extreme situations. Cold water, due to a high thermal conductivity contributes to the rapid decrease in body temperature (Tb). Any changes in the organism are largely reflected in the qualitative-quantitative ratio of leukocytes types, leukocyte formula (LF) of the blood. Utility of physiological functioning of leucocytes supports the sustainability of immune homeostasis and, in particular, they are involved into the implementation of innate and adaptive immunity reactions. Objective was to study the effect of immersion hypothermia (IH) on the ratio of leucocytes types and integral leukocyte indexes dynamics. The work was carried out in autumn-winter period in male albino rats (6-7 months, 180-220 g) according to all the bioethical standards. The animals before the experiment were kept in the vivarium under natural light-dark mode on a standard diet ad libitum. Immersion hypothermia (Tb = 27.5±0.5°С) was simulated using a modified “forced swimming” test (water temperature of 0°С, swimming duration of 5 min). Body temperature was controlled by electronic thermometer with rectal temperature probe. Blood smears were pretreated with May-Grunwald and then stained with Romanowsky stain. The total number and types of leukocytes were calculated. The integral leukocyte index (ILI) was also determined. Statistical analysis was performed using Kruskala-Wallis nonparametric test. The leukocytosis (6.6±0.1 vs 8.5±0.8 x 109/l) and the LF shift to the left, that is a normal protective response of the bone marrow to a stimulation; increase the number of monocytes, plasmatic cells (PC) (1-2:100) and polychromatofill (immature) erythrocytes (PChE) (3-5 in the sight of view) occurrence were found under IH. Monocytes are known to be involved into the disposal of dead cells at the site of inflammation, allowing the tissue to regenerate. PC (derivatives of B-cells) is able to synthesize the antibodies specific for a single antigen, and a sharp increase in PC indicates an expressed humoral immune response indicating an organism immunoreactivity. In addition, there was a cytoplasm plasmatization (CP) in a small part of the lymphocytes, which is the result of a malfunction of the immune system. It is known that the ILI calculation allows estimating the dynamics of the status of various links of the immune system and non-specific resistance, without using special methods. The analysis of the ILI dynamics showed no change in the most of the indices measured other than the increasing the Garkavi adaptation index (GAI) and Kalf-Caliph intoxication index (LII), as well as nuclear shift index (NSI) (regenerative shift in leukocyte formula), which is defined as the ratio of percentage of the sum of all the young neutrophils to their mature forms. In 24 hrs after IH the total number of leukocytes and monocytes was higher the control level, the part of segmented neutrophils increased on the background of decrease in the number of lymphocytes that can be associated with overstrain the functional systems involved and stress; CP, PC (2:100), PChE (1-3 in the sight of view), the emergence of young cells against the background of increasing band cells (band neutrophil or stab cell) that with leukocytosis indicates an increased activity of the bone marrow, were found. Changes in ILI 24 hrs after IH were the following: NSI and LII increased and GAI, the index of ratio of lymphocytes and monocytes (effector and affector links ratio), leukocyte index (humoral and cellular links of the immune system) and granulocyte-lymphocytic index (differentiation of auto- and infectious intoxication) decreased. Thus, the corresponding responses of the leukocyte link of blood to the IH action indicated the significant changes in qualitative and quantitative correlation of leukocytes types, malfunction in functioning of certain parts of the immune system, as well as the overstrain and the stress development, but at the same time there was an activation of bone marrow and regenerative processes, and adaptive capabilities enhancing.