Популяция тучных клеток желудка крыс в условиях наземного моделирования невесомости и раннего периода реадаптации

   Воздействие на пищеварительную систему измененной гравитации является одной из актуальных проблем космической биологии и медицины. Изучение влияния невесомости на функционирование тучных клеток (ТК) в органах желудочно-кишечного тракта обуславливается их полифункциональностью и участием в формировании адаптационных и патологических процессов.

   Целью исследования явилось изучение морфофункционального состояния ТК в оболочках желудка крыс линии Wistar при наземном моделировании условий невесомости в течение 14 суток и 3-дневного периода восстановления.

   Материал и методы. Проведено экспериментальное исследование на аутбредных половозрелых белых крысах самцах стока Wistar. ТЧМТ (основная группа, n = 30) моделировалась под наркозом (Zoletil-100) на оригинальной установке. Для контроля использовали интактных животных (n = 6). Морфологическую оценку нервной ткани гиппокампа (СА1, СА3) осуществляли при помощи световой микроскопии (окраска гематоксилин–эозином, тионином по Нисслю), иммуногистохимической реакции на синаптофизин (p38), Caspase 3, GFAP и морфометрических методов исследования (программа ImageJ 1.53) в контроле и через 1, 3, 7, 14, 30 сут после ТЧМТ. Проверку статистических гипотез проводили с помощью непараметрических методов (критерии Колмогорова–Смирнова, Краскела–Уоллиса, Манна–Уитни, Вилкоксона, Спирмена) в программе Statistica 10.0.

   Результаты. Эксперимент проведен на 3 группах крыс линии Wistar: контрольной, опытной, подвергнутой антиортостатическому вывешиванию и группе 3-дневного восстановления, по 7 животных в каждой. Идентификация ТК осуществлялась с помощью окрашивания по Май–Грюнвальду с докрашиванием раствором Гимза и иммуногистохимической детекции триптазы. Статистическая обработка осуществлялась с использованием SPSS 13 с применением параметрических и непараметрических критериев.

   Заключение. Полученные результаты указывают на грависенситивность некоторых структурных компонентов желудка, а также подтверждают участие тучных клеток и их секретома в формировании адаптивных реакций как на клеточном, так и на тканевом уровне в ответ на воздействие эффектов измененной гравитации.

1. Атякшин Д. А., Алексеева Н. Т., Клочкова С. В., Никитюк Д. Б. Состояние коллагеновых волокнистых структур экстрацеллюлярного матрикса соединительной ткани желудка и кишечника мышей после 30-суточного орбитального полета. Вопросы питания. 2019; 88 (1): 26–40. doi: 10.24411/0042-8833-2019-10003.

2. Бурцева А. С. Состояние тучных клеток слизистой оболочки тощей кишки монгольских песчанок после наземного моделирования физиологических эффектов микрогравитации различной продолжительности. Журнал анатомии и гистопатологии. 2017; 6 (2): 14–20.

3. Самойленко Т. В., Шишкина В. В., Антакова Л. Н., Атякшин Д. А. Гладкая мышечная ткань – перспективная мишень трансляционных исследований в космической биомедицине. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2022; 56 (6): 5–15. doi: 10.21687/0233-528X-2022-56-6-5-15

4. Afshinnekoo E., Scott R. T,, MacKay M. J., et al. Fundamental biological features of spaceflight: advancing the field to enable deep-space exploration. Cell. 2020; 183 (5): 1162–84. doi: 10.1016/j.cell.2020.10.050

5. Andreeva E., Matveeva D., Zhidkova O., Zhivodernikov I., Kotov O., Buravkova L. Real and Simulated Microgravity: Focus on Mammalian Extracellular Matrix. Life. 2022 Aug 29; 12 (9):1343. doi: 10.3390/life12091343

6. Buravkova L., Larina I. V., Andreeva E., Grigoriev A. I. Microgravity Effects on the Matrisome. Cells. 2021 Aug 27; 10 (9): 2226–6. doi: 10.3390/cells10092226

7. Grimm D. Microgravity and Space Medicine. International Journal of Molecular Sciences. 2021 Jun 22; 22 (13): 6697. doi: 10.3390/ijms22136697

8. Elieh Ali Komi D., Wöhrl S., Bielory L. Mast Cell Biology at Molecular Level: a Comprehensive Review. Clinical Reviews in Allergy & Immunology. 2019 Dec 12; 58 (3): 342–65. doi: 10.1007/s12016-019-08769-2

9. Fischer V., Ragipoglu D., Diedrich J., Steppe L., Dudeck A., Schütze K., et al. Mast Cells Trigger Disturbed Bone Healing in Osteoporotic Mice. Journal of Bone and Mineral Research. 2021 Oct 21; 37 (1): 137–51. doi: 10.1002/jbmr.4455

10. Kim M., Jang G., Kim K. S., Shin J. Detrimental effects of simulated microgravity on mast cell homeostasis and function. Front Immunol. 2022 Dec 16; 13: 1055531. doi: 10.3389/fimmu.2022.1055531

11. Rystel-Whittemore M., Dileepan K. N., Wood J. G. Mast Cell: a Multi-Functional Master Cell. Frontiers in Immunology. 2016 Jan 6; 6 (620). doi: 10.3389/fimmu.2015.00620

12. Lu S. Y., Guo S., Chai S. B., Yang J. Q., Yue Y., Li H., et al. Proteomic analysis of the effects of simulated microgravity in human gastric mucosal cells. Life Sciences in Space Research. 2022 Feb; 32: 26–37. doi: 10.1016/j.lssr.2021.10.001

13. Nelson M. C., Zhang X., Genta R. M., Turner K. T., Eitan Podgaetz, Paris S., et al. Lower esophageal sphincter muscle of patients with achalasia exhibits profound mast cell degranulation. Neurogastroenterol Motil. 2020 Dec 6; 33 (5): e14055. doi: 10.1111/nmo.14055

14. Ogneva I. V. Transversal Stiffness and Beta-Actin and Alpha-Actinin-4 Content of the M. Soleus Fibers in the Conditions of a 3-Day Reloading after 14-Day Gravitational Unloading. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011; 2011: 1–7. doi: 10.1155/2011/393405

15. Patel S. The effects of microgravity and space radiation on cardiovascular health: From low-Earth orbit and beyond. IJC Heart & Vasculature. 2020 Oct; 30: 100595. doi: 10.1016/j.ijcha.2020.100595

16. Rönnberg E., Melo F. R., Pejler G. Mast Cell Proteoglycans. Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 2012 Aug 16; 60 (12): 950–62. doi: 10.1369/0022155412458927

17. Salatino A., Claudio Lo Iacono, Gammeri R., Chiadò S. T., Lambert J., Dominika Sulcova, et al. Zero gravity induced by parabolic flight enhances automatic capture and weakens voluntary maintenance of visuospatial attention. NPJ Microgravity. 2021 Jul 27; 7 (1). NPJ Microgravity. 2021; 7 (1): 29. doi: 10.1038/s41526-021-00159-3

18. Shishkina V. V., Kostin A., Volodkin, Samoilova V., Buchwalow I. B., Tiemann M., et al. The Remodeling of Dermal Collagen Fibrous Structures in Mice under Zero Gravity: The Role of Mast Cells. International Journal of Molecular Sciences. 2023 Jan 18; 24 (3): 1939–9. doi: 10.3390/ijms24031939

19. Spatz J. M., Fulford M. H., Tsai A., Gaudilliere D., Hedou J., Ganio E., et al. Human immune system adaptations to simulated microgravity revealed by single-cell mass cytometry. Scientific Reports. 2021 Jun 7; 11 (1): 11872. doi: 10.1038/s41598-021-90458-2