Нервная регуляция кроветворения

Длительное ноцицептивное воздействие, вызванное хроническим раздражением седалищного нерва или чувствительных корешков спинного мозга у животных сопровождается достаточно стойкими изменениями содержания эритроцитов и гемоглобина (В.В.Кравцов,1960). При этом количество эритроцитов впервые месяцы после операции достигает 7х10 - 8х10 в 1мкл крови. Соответственно увеличивается и содержание гемоглобина. Однако, начиная со второго месяца, концентрация гемоглобина и цветной показатель постепенно снижаются. В этот период у собак отмечается ретикулоцитоз и сдвиг ретикулоцитарной формулы влево.

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что под влиянием ноцицептивных воздействий (острых и хронических) наряду с количественными сдвигами возникают также и качественные изменения красной крови, обусловленные, по-видимому, нарушениями эритропоэза.

И.В. Ильинская (1955) наблюдала угнетение пролиферации и замедление созревания эритробластов при электрическом раздражении седалищного нерва у кроликов.

Кроме того, под влиянием болевых раздражений возникают сложные изменения в лейкоцитарном составе крови, что связано с высокой лабильностью лейкоцитарного ростка крови и с той большой ролью, которую играют лейкоциты в защитных реакциях организма. В большинстве случаев болевые воздействия вызывают развитие лейкоцитоза. Это было продемонстрировано в исследованиях на разных лабораторных животных: собаках, крысах, кроликах, морских свинках и т.д.

Чаще всего производилось раздражение поверхности кожи или обнаженного нерва электрическим током. Также применялась методика микро ожога или механического воздействия на кожу. Раздражение, как правило, было кратковременным (секунды, минуты) и в большинстве случаев достаточно сильным, так как при этом наблюдалось общее двигательное возбуждение животных. В пробах крови обычно подсчитывали общее количество лейкоцитов, реже - лейкоцитарную формулу. Обобщая данные можно сказать, что колебания лейкоцитов при болевых раздражениях характеризуются меньшей закономерностью, чем изменения эритроцитарного состава крови.

Наряду с общим числом лейкоцитов под влиянием болевых стимуляций изменяется также и лейкоцитарная формула. Экспериментальные исследования и клинические наблюдения указывают на то, что при этом имеют место нейтрофилез, нейтрофильный сдвиг влево, лимфопения, эозинопения (М.И.Ульянов,1962-1968). Лейкоцитоз при коцицептивных воздействиях чаще возникает вследствие увеличения абсолютного числа нейтрофилов, что сопровождается омоложением нейтрофильного состава крови и увеличением числа палочкоядерных и юных форм. По наблюдениям Эолян Р.О. и соавторов (1954) интенсивные болевые воздействия могут вызвать более резкий сдвиг влево плоть до миелоцитов.

Общий принцип тренировки вегетативных реакций, вероятно, и здесь остается в силе, имеется лишь отдельные указания на изменение динамики лейкоцитарных реакций при повторных раздражениях. В работах В.В. Кравцова (1956,1957,1960) было показано, что под влиянием длительных хронически повторяющихся болевых импульсов у животных стойко повышается количество лейкоцитов в периферической крови, наблюдаются относительный и абсолютный нейтрофилез, увеличивается количество палочкоядерных нейтрофилов и метамиелоцитов. В отдельных случаях в периферической крови обнаруживаются даже миелоциты и миелобласты.

Помимо полицитемии и нейтрофильного лейкоцитоза при болевых раздражениях находили увеличение количества тромбоцитов в периферической крови (Э.С.Андриасян,1945, А.А.Маркосян, 1966). По данным

А.А.Маркосяна лейкоцитоз возникает впервые же минуты после нанесения болевого раздражения кроликам и через 15-20 минут количество кровяных пластинок приходит к исходному уровню. По мнению автора болевой тромбоцитоз при острых коцицептивных раздражениях обусловлен механизмами перераспределения. Однако в случае длительного хронического ноцицептивного воздействия данная реакция осуществляется при участии костного мозга (А.А. Маркосян "Физиология тромбоцитов").

В.В. Кравцов (1960) наблюдал в этих случаях гиперплазию мегакариоцитарного аппарата костного мозга.

Приведенные выше факты свидетельствуют о существенном влиянии нервной системы на систему крови. Болевые импульсы сигнализируют о действии сильных раздражителей, способных вызвать повреждение или гибель тканевых элементов и представляющих угрозу для организма в целом. Изменения имеют в этом случае большое защитно-приспособительное значение. Эта реакция сложилась и закрепилась в ходе эволюционного процесса, как важнейший элемент биологической защиты. Имеются все основания полагать, что рефлекторный механизм (при непременном участии ряда гуморальных факторов) является основным в реализации гематоморфологического ответа при болевых раздражениях. Одним из доказательств этого является возможность воспроизведения гематоморфологических изменений условно-рефлекторным путем.

7. Стресс и система крови

Дать краткое определение сущности и содержания самой реакции трудно. В связи с этим H. Selye на протяжении многих лет разрабатывал свои концепции о стрессе, приводил различные формулировки. В одной из последних работ он предложил следующее определение: "Стрессом называется неспецифическая реакция организма на любое предъявленное к нему требование".

Как было показано многочисленными работами H. Selye и его сотрудников, основная роль стресса заключается в усилении адаптационных возможностей организма, способствующих сохранению его здоровья, что определяется как "эустресс". Но при неблагоприятных обстоятельствах, особенно при действии сильных или длительно действующих раздражителей реакция может приобретать роль патогенного фактора, и это обозначается термином "дистресс".

В связи с такой существенной ролью данной реакции в состоянии организма проблема стресса привлекла внимание большого числа исследователей и ей посвящено огромное количество работ. Значение стресс реакции во многом связано с проблемой гомеостаза, т.е. с теми механизмами, которые обеспечивают известное постоянство внутренней среды организма. В зависимости от силы воздействия для поддержания гомеостаза включаются различные уровни регуляторных систем.

Гомеостаз

обычные изменения среды > местная авторегуляция

воздействие выше нормы > корригирующее воздействие высшего уровня

чрезвычайный раздражитель, нейроэндокринная стресс экстремальная ситуация > реакция, мобилизация всех систем

Стрессом принято считать ту форму адаптационных реакций, которая связана с включением нейроэндокринного звена, вызывающего мобилизацию всех систем организма, как выражение крайнего напряжения защитных сил.

Стресс-реакция может возникать и без физического воздействия - при так называемом эмоциональном стрессе. Клинико-экспериментальное восприятие стресса у человека было широко изучено шведскими авторами. Было показано, что как избыток, так и полное выключение психоэмоционального воздействия может привести к состоянию стресса (L. Levi,1972).

7.1 Роль нервной и эндокринной систем в возникновении стресса

Начальный (афферентный) импульс, вызывающий стресс, неизвестен, это может быть эмоциональное возбуждение, нарушение гомеостаза, влияние какого-либо метаболического фактора и так далее. Независимо от природы раздражителя и возникновения "первого медиатора", решающее значение в эфферентном осуществлении стресс-реакции имеют два пути:

1) либо через гипоталамус > гипофиз > кору надпочечников

2) либо через возбуждение симпатической нервной системы, которое проявляется путем выделения катехоламинов - адреналина в мозговом слое надпочечников, норадреналина - в центральной нервной системе и адренергических синапсах.

Особую роль в организме в начальную стадию стресс-реакции играет симпатико-адреномедуллярная система. Значение симпатической нервной системы в адаптации организма значительно шире и выходит за пределы проблем стресса. Однако ее роль при стрессе рассматривается в качестве одного из пусковых механизмов усиления секреции гипофиза. При психоэмоциональном воздействии на человека увеличение уровня катехоламинов в крови и моче является наиболее чувствительным тестом стресс - реакции. При этом включения системы гипофиз - кора надпочечников может и не быть.

Многочисленными работами H. Selye и его последователей установлено, что основной гормональный механизм в реализации стрессреакции запускается в гипоталамусе, в частности в дугообразном ядре. Здесь под влиянием нервных импульсов, поступающих из коры головного мозга, ретикулярной формации, лимбической системы, гиппокампа и миндалевидного комплекса, возникают сложные нейрогуморальные процессы (H.Selye,1979), действующие по типу обратных связей.

Гипоталамус рассматривается как высший центр регуляции эндокринных функций. Поступающие в него афферентные сигналы реализуются не только под влиянием нервных импульсов, но и различных гормонов (Б.В.Алешин, "Гипоталамус и щитовидная железа", 1981).

Установлено, что некоторые нервные клетки способны к секреторной деятельности. Они воспринимают афферентный нервный импульс как обычно, но посылают свои эфферентные импульсы в виде гормонов. Гормоны гипоталамуса получили название релизинг-факторы.

7.2 Участие вегетативной нервной системы в формировании реакции системы крови при стрессе

Известно, что передача импульса от нейрона к клеткам другой ткани осуществляется с помощью медиатора, который высвобождается из окончания нервного волокна и взаимодействует со специфическими рецепторами постсинаптических мембран. Однако, транссинаптический путь передачи нервного возбуждения на ткани не является единственным. Это связано с тем, что медиаторы из синаптических щелей проникают в межклеточную жидкость и кровь и, таким образом, превращаются в дистантные раздражители. Такая внесинаптическая передача нервного импульса особенно важна для кроветворных органов, где клетки в основном находятся во взвешенном состоянии и не имеют непосредственной иннервации. Поэтому в последующие годы изучалось влияние на систему крови медиаторов нервной системы или выделяющихся под их влиянием веществ, а также препаратов, блокирующих рецепторы тканей. Применение различных нейротропных веществ позволяет более точно выявить отдельные механизмы нервной регуляции гемопоэза и миграции клеточных популяций системы крови ( А.П.Горизонтов "Стресс и система крови").

Komiya (1956) представил убедительные доказательства роли центральной нервной системы в регуляции гемопоэза. По его данным различные раздражения, вызывающие те или иные изменения в картине крови, адресуются, прежде всего, к нервным центрам, откуда возбуждение по нервным путям передается в печень и селезенку, где образуются гемопоэтины, стимулирующие тот или иной вид гемопоэза. Основываясь на опытах с перевязкой чревных и блуждающего нервов, автор пришел к выводу, что симпатическая иннервация стимулирует, а парасимпатическая тормозит гемопоэз. Такой же точки зрения придерживаются А.П. Ястребов, Б.Г. Юшков и др."Регуляция гемопоэза при воздействии на организм экстремальных факторов", было показано, что уменьшение числа клеток в селезенке регулируется через альфа-адренорецепторы, увеличение числа лимфоидных клеток в костном мозгу через бетта-адренергические рецепторы, а через М-холинорецепторы опосредуется миграция эозинофилов из костного мозга.

7.3 Влияние адреналина

А.П. Горизонтовым"Стресс и система крови" было показано: в связи с тем, что увеличение тонуса симпатической нервной системы и выделение катехоламинов всегда имеет место в начальную фазу стресс-реакции, естественно было предположить, не являются ли быстро возникающие изменения в системе крови при стрессе результатом воздействия симпатической нервной системы. Для решения этого вопроса было изучено действие адреналина, который вводился в дозе 1 мг/кг массы тела крыс.

Периферическая кровь: число нейтрофилов уже через 3 часа после введения адреналина значительно повышалось, достигая через 6 часов 400%-ного уровня нормы. В дальнейшем число нейтрофилов уменьшалось и через сутки было достоверно ниже нормы. Содержание лимфоидных клеток уменьшалось через 6 часов и 12 часов, однако незначительно и недостоверно;

Костный мозг: через 6 и 12 часов было отмечено достоверное увеличение числа лимфоцитов и некоторое уменьшение числа зрелых гранулоцитов (максимально через 6 часов). Содержание клеток в селезенке также уменьшалось, примерно 30%, а число тимоцитов практически не изменялось.

Таким образом, изменение клеточного состава системы крови под влиянием больших доз адреналина почти не отличалось от изменений, наблюдавшихся при стресс-реакциях после воздействия разнообразных раздражителей (табл. 5).

Таблица 5. Изменение клеточного состава крови крыс через разные сроки после подкожного введения адреналина в дозе 1 мг/кг

[ 3 (стр. 87)]

7.4 Изменения в системе крови при однократном воздействии на организм стрессовых раздражителей (иммобилизация)

А.П. Горизонтовым и сотр., был проделан ряд опытов.

В качестве стресса применялась апробированная H. Selye (1936) модель нервно-мышечного напряжения. Иммобилизация животных на операционном столе в течение 3-6 часов однократно. Через 3,6,9,12,24, 48 и 72 часа от начала иммобилизации крысы декапитировались, собиралась кровь. Извлекались бедро, тимус и селезенка для проведения количественного исследования клеточных популяций.

Периферическая кровь: результаты изучения периферической крови показали, что 6-часовая иммобилизация вызывает резко выраженный нейтрофилез, при котором содержание нейтрофилов увеличивается в 6-7 раз через 6 и 9 часов после начала воздействия. Через 24 часа число нейтрофилов резко снижается и приближается к уровню нормы или близкому к нему, сохраняясь в этих пределах и в дальнейшем. Число лимфоцитов через 6, 9 и 12 часов резко падает, возвращаясь к норме через 24 часа;

Костный мозг: изучение клеточного состава костного мозга показало, что уже через 3 часа от начала иммобилизации отмечается значительное увеличение содержания лимфоцитов, сохраняющееся на протяжении 6-9 часов. Вслед за этим число лимфоцитов резко падает и через 24 часа достигает уровня нормы, даже нижней ее границы. Число зрелых гранулоцитов в костном мозге в период между 3 и 9 часами убывало, возвращаясь к номе уже через 12-24 часа. Содержание бластных клеток гранулоцитарного ряда (миелобласт-миелоцит) в течение 24 часов колебалось в пределах доверительного интервала нормы и через 48 часов увеличивалось. Что касается эритроидных клеток костного мозга, то закономерных изменений обнаружить не удалось, хотя по данным некоторых исследователей число их подвергалось кратковременному увеличению или уменьшению. Однако сроки возникновения этих изменений не совпадают, и величина их в основном была недостоверной.

В специальных опытах на мышах-гибридах изучали содержание кроветворных клеток (КОЕ) при 3 и 6-часовой иммобилизации (Ю.И.Зимин,1974). Результаты опытов показали, что при введении 10 клеток костного мозга интактных доноров в селезенку реципиентов вырастает 14,2+0,9 колоний. В то же время после введения клеток костного мозга от мышей, подвергшихся иммобилизации число колоний в селезенке было 21,3+1,15 (Ю.И.Зимин, 1974). В других опытах с помощью того же метода, но с подсчетом содержания клеток в костном мозге бедренной кости было показано, что число КОЕ во всем мозге бедренной кости увеличивается через 12 часов от начала 6-часовой иммобилизации до 2779+192 при 2141+46,6 в контроле (А.П.Горизонтов и др., 1981).

7.5 Реакция системы крови на повторное воздействие 6-часовой иммобилизации

А.П. Горизонтовым были получены следующие данные:

Периферическая кровь: результаты исследованных реакций периферической крови после повторного воздействия того же стрессора показали, что в крови наблюдается однотипная стресс-реакция в виде нейтрофилеза и лимфопении. Однако степень повышения содержания нейтрофилов в периферической крови при повторном воздействии через 5 суток была менее выраженная, чем первичная. Еще менее значительным было увеличение числа нейтрофилов в том случае, если повторное воздействие стрессора проводилось через 11 суток после первичного. Лимфопения после повторного воздействия была более кратковременной и слабо выраженной. Обращает на себя внимание то, что в группе с интервалом между воздействиями в 14 суток после кратковременного развития лимфопении к 24 часам развивалось достоверное увеличение числа лимфоцитов в периферической крови.

Костный мозг: реакции на повторный стресс в костном мозге существенно отличались от первоначальных. После первичной 6-часовой иммобилизации через 6-12 часов от начала воздействия в костном мозге как обычно возникал лимфоидный пик. В костном мозге крыс, вторично подвергшихся иммобилизации через 5 суток, совсем не наблюдалось увеличения числа лимфоидных клеток.

Лимфоидный пик вновь появлялся в опыте, где иммобилизация повторялась через 14 суток. Следует отметить, что уменьшение содержания лимфоидных клеток в костном мозге через 48 часов меньше доверительного интервала нормы было выражено одинаково как при первичном, так и при повторных воздействиях.

При повторном воздействии стрессоров впервые 12 часов не происходило уменьшения числа зрелых клеток нейтрофильного ряда. Не наблюдалось также увеличения содержания бластных клеток этого ряда при повторном воздействии стрессора через 5 суток. Как видно из рисунка, после первичного воздействия стрессора число бластных клеток ко 2-ым суткам на 60% превысило уровень нормы.