Сетевое издание "Медицина и образование в Сибири"
 
 
  

 
№ 3 - 2014 г.
14.00.00 медицинские науки

УДК 611.778:612.014.44]:616.94-022.7

ВЛИЯНИЕ НАРУШЕНИЯ СВЕТОВОГО РЕЖИМА НА ВТОРИЧНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ДЕРМЫ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ СТАФИЛОКОККОВОЙ ИНФЕКЦИИ

И. П. Жураковский, С. А. Архипов, М. В. Битхаева, М. Г. Пустоветова

ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России (г. Новосибирск)

У 24-х крыс-самцов Wistar с остеомиелитом и 6-ти контрольных животных изучена экспрессия маркеров р53, Ki-67 в фибробластах сетчатого слоя кожи, а также коллагенов I и II типа, фибронектина и фибулина-2. Животных содержали при обычном и круглосуточном освещении. Полученные данные свидетельствовали о более выраженном увеличении содержания фибронектина и фибулина-2 при сочетанном воздействии, что сопровождалось менее выраженным снижением содержания в сетчатом слое дермы коллагена как I, так и II типа. Данные изменения наблюдались на фоне снижения пролиферативной способности фибробластов.

Ключевые слова: хроническая стафилококковая инфекция, круглосуточное освещение, фибробласты кожи, внеклеточный матрикс, коллаген, фибронектин, фибулин-2, р53, Ki-67.


Введение. Циркадный (суточный) ритм в физиологии и поведении является филогенетически древним и присутствует почти у всех растений и животных [9]. Нарушения светопериодичности в связи с изменившимися социально-экономическими условиями (вахтовый режим работы, смена часовых поясов при перелетах и т.п.) ведет к изменению биологических ритмов в работе органов и систем организма [10]. Однако влияние десинхронизации на организм полностью не исследовано, несмотря на многочисленные доказательства отрицательных последствий для здоровья [5].

В последние десятилетия наблюдается широкое распространение воспалительных заболеваний. Многие исследователи связывают высокую частоту хронических заболеваний различных органов и систем с воздействием неблагоприятных экологических факторов, несвоевременным и неадекватным лечением острых инфекционно-воспалительных процессов, развивающихся на фоне несовершенного иммунного ответа на этиологический фактор [3]. Метициллин-устойчивые штаммы Staphylococcus аureus являются одной из основных причин заболеваемости и смертности во многих странах [7, 8].

Несмотря на имеющиеся данные о развитии вторичной системной дезорганизации соединительной ткани при хронической стафилококковой инфекции [1, 4], вопрос развития рассматриваемой патологии на фоне нарушения светового режима остается неизученным.

Целью настоящего исследования являлось изучение влияния круглосуточного освещения на вторичные изменения сетчатого слоя дермы при моделировании хронической стафилококковой инфекции.

Материал и методы. Эксперимент проведен на 30-ти половозрелых крысах-самцах Вистар с массой тела 180–220 г. У 24-х животных под общим ингаляционным наркозом проведена трепанация большеберцовой кости с последующим тампонированием отверстия хлопчатобумажной нитью, находившейся 30 минут в смыве суточной культуры золотистого стафилококка (штамм 209). Предварительное исследование позволило установить, что при подобной обработке нити на ней содержится 1 × 107 колониеобразующих единиц. В последующем у крыс развивался остеомиелит большеберцовой кости. Животных выводили из эксперимента декапитацией под эфирным наркозом через 2 (2-я группа) и 3 мес (3-я группа) с момента воспроизведения модели. В качестве контроля использовали 6 интактных животных (1-я группа). Для изучения влияния светового десинхроноза в 4-й группе забор гистологического материала осуществляли сразу после окончания двухнедельного содержания животных при круглосуточном освещении, что соответствовало 2 мес с момента инфицирования; в 5-й группе — через 1 мес после окончания двухнедельного содержания животных при круглосуточном освещении, что соответствовало 3 мес с момента инфицирования.

Кожу хвоста фиксировали в 12 % формалине. Из залитых в парафин объектов делали серийные срезы толщиной 7 мкм, которые для обзорной световой микроскопии окрашивали гематоксилином Эрлиха и эозином. Для изучения изменений, происходящих во внеклеточном матриксе, оценивали характер распределения коллагенов I и II типа, фибронектина и фибулина-2 с помощью непрямого двухэтапного стрептавидин-пероксидазного иммуногистохимического метода. Кроме того с помощью данного метода была исследована экспрессия в фибробластах сетчатого слоя кожи белков р53 и Ki-67. Анализ площади, занимаемой изучаемым маркером, а также интенсивности окрашивания проводился с помощью светооптического микроскопа и морфометрического комплекса на базе микроскопа Micros MC 300A, цифровой камеры CX 13c (фирма Baumer Optronic GmbH, Германия) и программного обеспечения ImageJ 1.42g (Национальный институт здоровья, США). Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы «SPSS 11.5 for Windows». Сравнение независимых групп проводили с использованием критерия Крускала-Уоллиса с последующим межгрупповым сравнением с помощью критерия Манна-Уитни при 95 % уровне значимости.

Результаты и обсуждение. Результаты морфометрического анализа, отражающие изменения клеточных элементов сетчатого слоя кожи в динамике стафилококковой инфекции при разных режимах освещения животных, представлены в табл. 1. При этом обращал на себя внимание тот факт, что световой десинхроноз не вызвал статистически значимого изменения пула клеточных элементов, экспрессирующих белок р53, задерживающего клетку в фазе G1/S клеточного цикла. Более того уровень продукции данного белка снизился, о чем свидетельствовало уменьшение интенсивности «специфического» окрашивания фибробластов. Изучение относительной площади фибробластов, экспрессирующих белок Ki-67, выявляющихся во всех клетках, кроме находящихся в фазе G0 клеточного цикла, не выявило статистически значимой разницы между инфицированными животными, содержащимися при различных режимах освещения. Однако, учитывая, что интенсивность окрашивания фибробластов, экспрессирующих Ki-67, в группе с дополнительным дестабилизирующим фактором была ниже в 1,7 раза, можно говорить об уменьшении продукции данного белка в клеточных элементах сетчатого слоя кожи этих животных.

Таблица 1

Морфометрические показатели, отражающие изменения клеточных элементов сетчатого слоя кожи в динамике стафилококковой инфекции при разных режимах освещения животных (M ± m)

Показатель Интактные Воспаление Воспаление + круглосуточное освещение
2 мес 3 мес 2 мес 3 мес
Относительная площадь ядер фибробластов, % 4,32 ± 0,06 3,91 ± 0,05# 2,18 ± 0,11# 3,04 ± 0,16#* 3,01 ± 0,08#*
Интенсивность окрашивания ядер фибробластов, у. е. 135,08 ± 1,39 139,58 ± 1,03# 139,73 ± 1,74 118,20 ± 1,75#* 127,92 ± 1,29#*
Относительная площадь фибробластов, экспрес- сирующих p53, % 0,80 ± 0,04 1,31 ± 0,10# 1,97 ± 0,10# 1,46 ± 0,12# 1,50 ± 0,14#*
Интенсивность окрашивания фибробластов, экспрес- сирующих p53, у. е. 60,54 ± 2,02 60,71 ± 1,30 46,87 ± 1,50# 31,43 ± 2,87#* 56,63 ± 1,84*
Относительная площадь фибробластов, экспрес- сирующих Ki-67, % 1,29 ± 0,06 0,84 ± 0,06# 0,54 ± 0,05# 1,13 ± 0,10 0,56 ± 0,05#*
Интенсивность окрашивания фибробластов, экспрес- сирующих Ki-67, у. е. 51,79 ± 1,50 75,50 ± 1,09# 53,83 ± 1,91 45,39 ± 2,57#* 35,53 ± 1,19#*

Примечание: * — статистически значимые различия с аналогичным сроком групп животных без десинхроноза при 95 % уровне значимости (р < 0,05); # — с интактными животными

Данные иммуногистохимического изучения внеклеточного матрикса сетчатого слоя кожи в динамике стафилококковой инфекции при разных режимах освещения животных представлены в табл. 2. Учитывая, что при хронической стафилококковой инфекции наблюдается вторичная системная дезорганизация соединительной ткани, проявляющаяся, в том числе изменениями волокнистого компонента и аморфного вещества внеклеточного матрикса сетчатого слоя дермы [2], нарушение светового режима приводит к более выраженным изменениям нейтральных гликопротеинов. Так, отмечалось статистически значимое возрастание относительной площади, занимаемой фибронектином и фибулином-2. Это заслуживает внимания, поскольку фибронектин, наряду с интегринами, играет важную роль в формировании фибрилл коллагена [6]. Вполне вероятно, что именно с этим связано менее выраженное снижение коллагена как I, так и II типа при сочетанном воздействии хронической стафилококковой инфекции и круглосуточного освещения.

Таблица 2

Морфометрические показатели внеклеточного матрикса сетчатого слоя кожи в динамике стафилококковой инфекции при разных режимах освещения животных (M ± m)

Показатель Интактные Воспаление Воспаление + круглосуточное освещение
2 месяца 3 месяца 2 месяца 3 месяца
Коллагеновые волокна I типа
Относительная площадь, % 40,33 ± 2,38 71,09 ± 0,98# 59,60 ± 2,34# 71,49 ± 1,23# 65,26 ± 1,79#*
Интенсивность окрашивания, у. е. 60,10 ± 1,65 81,53 ± 2,15# 46,72 ± 1,85# 61,17 ± 3,29* 74,30 ± 1,62#*
Коллагеновые волокна II типа
Относительная площадь, % 72,57 ± 0,83 70,48 ± 0,83# 65,15 ± 0,56# 73,42 ± 0,63* 72,57 ± 0,74*
Интенсивность окрашивания, у. е. 71,07 ± 1,54 49,19 ± 1,64# 50,69 ± 1,98# 36,19 ± 1,93#* 48,22 ± 1,34#*
Фибронектин
Относительная площадь, % 84,15 ± 0,75 69,71 ± 0,51# 69,44 ± 0,58# 78,95 ± 0,66#* 84,90 ± 0,59*
Интенсивность окрашивания, у. е. 37,82 ± 1,47 79,61 ± 1,53# 36,59 ± 2,02 36,91 ± 1,31* 17,40 ± 1,20#*
Фибулин-2
Относительная площадь, % 65,57 ± 1,72 61,56 ± 1,73# 60,55 ± 1,90# 73,84 ± 1,88#* 75,40 ± 1,06#*
Интенсивность окрашивания, у. е. 69,92 ± 2,65 68,44 ± 1,39 54,00 ± 1,48# 58,29 ± 3,05#* 55,65 ± 2,67#*

Примечание: * — статистически значимые различия с аналогичным сроком групп животных без десинхроноза при 95 % уровне значимости (р < 0,05); # — с интактными животными

Заключение. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что нарушение светового режима у крыс Вистар с хронической стафилококковой инфекцией оказывает влияние на внеклеточный матрикс сетчатого слоя дермы. Эти изменения затрагивают как волокнистый компонент, так и аморфное вещество. Причем более выраженное увеличение содержания фибронектина и фибулина-2 при сочетании круглосуточного освещения с хронической стафилококковой инфекцией сопровождается менее выраженным снижением содержания в сетчатом слое дермы коллагена как I, так и II типа. Изменение характера распределения коллагеновых волокон и нейтральных гликопротеинов при совместном воздействии нарушения светового режима и хронической бактериальной инфекции сопровождается снижением популяции фибробластов, готовящихся или вступивших в митоз. Выявленные изменения функционального состояния клеточных элементов кожи и связанную с ними перестройку внеклеточного матрикса при хронической стафилококковой инфекции необходимо учитывать в практике дерматологии.

Список литературы

  1. Гистохимическое и иммуногистохимическое исследование внеклеточного матрикса фиброзного кольца межпозвонковых дисков при моделировании стафилококковой инфекции / И. П. Жураковский [и др.] // Бюл. СО РАМН. — 2013. — Т. 33, № 6. — С. 25–30.
  2. Жураковский И. П. Вторичная системная дезорганизация соединительной ткани как одно из проявлений синдрома сочетанных дистрофически-дегенеративных изменений мезенхимальных производных : монография / И. П. Жураковский, М. В. Битхаева, М. Г. Пустоветова. — LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. — 168 с.
  3. Карпин В. А. Общая теория патологии : хронический инфекционный процесс / В. А. Карпин // Успехи современного естествознания. — 2005. — № 4. — С. 17–20.
  4. Особенности развития фиброза печени на фоне формирования синдрома дистрофически-дегенеративных изменений мезенхимальных производных при локальном хроническом воспалительном процессе / И. П. Жураковский [и др.] // Сиб. мед. журн. (г. Томск). — 2011. — Т. 26, № 3–2. — С. 140–143.
  5. Bechtold D. A. Circadian dysfunction in disease / D. A. Bechtold, J. E. Gibbs, A. S. Loudon // Trends Pharmacol. Sci. — 2010. — Vol. 31. — P. 191–198.
  6. Kadler K. E. Collagen fibrillogenesis : fibronectin, integrins, and minor collagens as organizers and nucleators / K. E. Kadler, A. Hill, E. G. Canty-Laird // Cur. Opin. Cel. Biol. — 2008. — Vol. 20, N 5. — P. 495–501.
  7. Invasive methicillin-resistant Staphylococcus aureus infections in the United States / R. M. Klevens [et al.] // JAMA. — 2007. — N 15 (298). — Р. 1763–1771.
  8. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: an overview for manual therapists / Green B.N. [et al.] // J. Chiropr. Med. — 2012. — Vol. 11, N 1. — P. 64–76.
  9. Roenneberg T. Circadian clocks-the fall and rise of physiology / T. Roenneberg, M. Merrow // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. — 2005. — Vol. 6. — P. 965–971.
  10. The genetics of mammalian circadian order and disorder : implications for physiology and disease / J. S. Takahashi [et al.] // Nat. Rev. Genet. — 2008. — Vol. 9, N 10. — P. 764–775.

 

Учредитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России)

Государственная лицензия ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России
на образовательную деятельность:
серия ААА № 001052 (регистрационный № 1029) от 29 марта 2011 года,
выдана Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки бессрочно

Свидетельство о государственной аккредитации ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России:
серия 90А01 № 0000997 (регистрационный № 935) от 31 марта 2014 года
выдано Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки
на срок по 31 марта 2020 года

Адрес редакции: 630091, г. Новосибирск, Красный проспект, д. 52
тел./факс: (383) 229-10-82, адрес электронной почты: mos@ngmu.ru

Выпуск сетевого издания «Медицина и образование в Сибири» (ISSN 1995-0020)
прекращен в связи с перерегистрацией в печатное издание «Journal of Siberian Medical Sciences» (ISSN 2542-1174). Периодичность выпуска — 4 раза в год.

Архивы выпусков «Медицина и образование в Сибири» доступны на сайте с 2006 по 2016 годы, а также размещены в БД РИНЦ (Российский индекс научного цитирования) на сайте elibrary.ru.

Средство массовой информации зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) —
Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-72398 от 28.02.2018.

© ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России, 2020



22.05.2017
Сетевое издание «Медицина и образование в Сибири» преобразовано в печатное издание «Journal of Siberian Medical Sciences». Дата перерегистрации: 18.05.2017. Свидетельство о СМИ: ПИ № ФС 77-69793.
Подробнее >>

03.04.2017
С 2017 года Издательско-полиграфическим центром НГМУ осуществляется выпуск печатного издания «Сибирский медицинский вестник».
Подробнее >>

08.02.2016
Уважаемые авторы! Открыт прием статей во 2-й номер 2016 года (выход номера — середина мая 2016 г.).
Подробнее >>

11.01.2016
Уважаемые авторы! Продолжается прием статей в 1-й номер 2016 года (выход номера — конец февраля 2016 г.).
Подробнее >>

28.12.2015
Уважаемые авторы! Сетевое издание входило в Перечень ВАК до 30 ноября 2015 г. Работа по включению издания в новый Перечень ВАК продолжается.
Информация о формировании Перечня ВАК
Подробнее >>

Архив новостей


Rambler's Top100