Тучные клетки тимуса как компонент нейро-эндокринно-иммунных взаимодействий при стрессе

Тучные клетки являются обязательным компонентом микроокружения тимуса, за счет выработки ряда цитокинов они влияют на межклеточные взаимодействия и проницаемость гемато-тимического барьера. Предполагают, что тимус является местом образования и депонирования тучных клеток. Тучные клетки, находясь под сложным комплексным нейроэндокринным контролем, при формировании стресс-реакции могут играть важную роль в процессе временной трансформации тимуса, влияя в том числе на экстратимическую миграцию клеток. Цель данного исследования – оценить функциональную вовлеченность тучных клеток в процесс временной трансформации тимуса при различных гипери гиподинамических воздействиях на фоне формирования стресс реакции и без нее. Эксперимент проведен на самцах крыс линии Wistar. В качестве стресс-факторов применяли физическую нагрузку (плавание) разной интенсивности и иммобилизацию (у животных с сохраненными и удаленными надпочениками), как два полярных состояния динамического стресса. На гистологических препаратах тучные клетки типировали и рассчитывали коэффициент дегрануляции и средний гистохимический коэффициент (синтетическую активность). В группах с сохраненными надпочечниками после воздействий отмечается достоверное снижение коэффициента массы тимуса, что свидетельствует об ослаблении его функциональной активности в ответ на развитие стресса. При этом тучные клетки тимуса довольно быстро реагируют на нейроэндокринные факторы, выделяемые при стрессе, и вовлекаются в общую реакцию: их активность проявляется в синхронном снижении синтеза гранул в цитоплазме и усиленном выбросе активных веществ, накопленных ранее. В группах с удаленными надпочечниками, напротив, после иммобилизации масса и структура тимуса остаются неизменными, не выявляются и изменения морфофункциональных показателей тучных клеток. Эксперименты с гипои гипердинамической нагрузкой животных с сохраненными и удаленными надпочечниками свидетельствуют, что реакция тучных клеток во многом определяется гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой осью эндокринной системы. Удаление надпочечников (невозможность выброса глюкокортикоидов) приводит к отсутствию функционального ответа со стороны тучных клеток тимуса. Стимулирующее влияние глюкокортикоидов надпочечников на тучные клетки при стрессе осуществляется в комплексе с другими нейроэндокринными факторами (катехоламинами, кортикотропин-релизинг-гормоном, адренокортикотропным гормоном) и при формировании полноценной стресс-реакции организмом, они активно вовлекаются в процесс временной трансформации тимуса через выделение ряда цитокинов, что является важным условием для выработки адаптационных механизмов со стороны иммунной системы.

1. Ayyadurai S., Gibson A.J., D’Costa S., Overman E.L., Sommerville L.J., Poopal A.C., Mackey E., Li Y., Moeser A.J. Frontline Science: Corticotropin-releasing factor receptor subtype 1 is a critical modulator of mast cell degranulation and stress-induced pathophysiology. J. Leukoc. Biol., 2017, Vol. 102, no. 6, pp. 1299-1312.

2. da Silva E.Z., Jamur M.C., Oliver C. Mast cell function: a new vision of an old cell. J. Histochem. Cytochem., 2014, Vol. 62, no. 10, pp. 698-738.

3. Dhabhar F.S., Malarkey W.B., Neri E., McEwen B.S. Stress-induced redistribution of immune cells-from barracks to boulevards to battlefields: a tale of three hormones-Curt Richter Award winner. Psychoneuroendocrinology, 2012, Vol. 37, no. 9, pp. 1345-1368.

4. Durkin H.G., Waksman B.H. Thymus and tolerance. Is regulation the major function of the thymus? Immunol. Rev., 2001, Vol. 182, no. 1, pp. 33-57.

5. Komi D.E.A., Wöhrl S., Bielory L. Mast cell biology at molecular level: a comprehensive review. Clin. Rev. Allergy Immunol., 2020, Vol. 58, no. 3, pp. 342-365.

6. Mukai K., Tsai M., Saito H., Galli S.J. Mast cells as sources of cytokines, chemokines, and growth factors. Immunol. Rew., 2018, Vol. 282, no. 1, pp. 121-150.

7. Naumova E.M., Sergeeva V.E. Histochemical study of mast cells from the thymus of mice receiving ACTH1-24. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2004, Vol. 138, pp. 93-96.

8. Polevshchikov A.V., Guselnikova V.V. Thymic mast cells: From morphology to physiology. Integrative Physiology, 2021, Vol. 2, no. 1, pp. 15-20.

9. Ribatti D., Crivellato E. The role of mast cell in tissue morphogenesis. Thymus, duodenum, and mammary gland as examples. Exp. Cell Res., 2016, Vol. 341, no. 1, pp. 105-109.

10. Soumelis V., Liu Y.J. Human thymic stromal lymphopoietin: a novel epithelial cell-derived cytokine and a potential key player in the induction of allergic inflammation. Springer Semin. Immunopathol., 2004, Vol. 25, no. 3, pp. 325-333.

11. Varricchi G., de Paulis A., Marone G., Galli S.J. Future needs in mast cell biology. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20, no. 18, 4397. doi: 10.3390/ijms20184397.

12. Yushkov B.G., Chereshnev V.A., Klimin V.G., Artashyan O.S. Mast cells: physiology and pathophysiology. Moscow: Meditsina, 2011. 240 p.