Влияние газообразных серосодержащих поллютантов на эритропоэз в онтогенезе

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВЛИЯНИЕ ГАЗООБРАЗНЫХ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ ПОЛЛЮТАНТОВ НА ЭРИТРОПОЭЗ В ОНТОГЕНЕЗЕ

Специальность 03.00.25 - Гистология, цитология, клеточная биология (биологические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

ОСИПЕНКО МАРИНА ДМИТРИЕВНА

Астрахань 2009

Работа выполнена на кафедре общей патологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Астраханская государственная медицинская академия» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Тризно Николай Николаевич

Научный консультант: доктор медицинских наук, с.н.с. Лазько Алексей Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Федорова Надежда Николаевна

заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор Воробьев Владимир Иванович

Ведущая организация: Ставропольская государственная едицинская академия

Защита состоится " _12__ " __февраля_ 2010 г. в _10.00_ часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1.

Автореферат разослан "_____ " _________________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук Ю.В.Нестеров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Кровь, являясь связующим звеном между нервной системой и гуморальными регуляторами - гормонами и медиаторами, обладает высокодифференцированными функциями, которые распределены между её различными элементами. (Истаманова Т.С, Алмазов В.А., 1973).

Система газового баланса крови обеспечивает транспорт кислорода и углекислого газа, окислительно-восстановительные процессы в тканях. Морфологическую основу её поддержания на протяжении онтогенеза составляет эритрон или система эритропоэза. Наряду с эндокринной, иммунной и нервной, система эритропоэза выполняет стратегическую задачу сохранения фундаментальной целостности организма в изменчивом окружении (Назаров С.Б., Горожанин Л.С., 1996). Система эритропоэза находится в сообществе фундаментальных регулирующих механизмов, нарушения которых имеют значение в патогенезе различных заболеваний (Дьякова О.Н., 2000).

Ухудшение экологической обстановки в мире и в нашем регионе (Полунин И.Н., Асфандияров Р.И., Тризно Н.Н., 1999), связанное, не в последнюю очередь, с загрязнением атмосферного воздуха, настоятельно требует изучения механизмов влияния на жизнеобеспечивающие биологические системы, к которым, несомненно, относится система эритропоэза, антропогенных факторов, в том числе и серосодержащих газов (Ушанский В.Я. с соавт., 1985; Ерохин Е.Е., 1987; Даценко И.И. с соавт., 1988; Семенова Л.К., Судзиловский Ф.В., 1989; Асфандияров Р.И. с соавт., 1995).

К сожалению, в доступной литературе нам не встретились работы посвященные изучению влияния на эритропоэз, происходящий в эритробластических островках, широкораспространенных газообразных серосодержащих поллютантов, которые имеют особое значение для здоровья населения нашего региона.

Крайне скудны данные о взаимосвязи процессов эритропоэза и перекисного окисления липидов (ПОЛ) -- одного из главных механизмов поддержания гомеостаза.

Отсутствие исследований этого плана делает трудноразрешимыми задачи разработки эффективных методов повышения устойчивости эритропоэза к воздействию газообразных серосодержащих поллютантов и поиска действенных и безопасных антидотов.

Представляется актуальным с теоретической и практической точек зрения комплексное экспериментальное изучение влияния газообразных серосодержащих поллютантов в концентрациях, реально встречающихся в производственных условиях, а также в зонах влияния нефтехимических производств, на условия и механизмы эритропоэза на качественно различающихся этапах постнатального развития и поиск эффективных путей уменьшения этого влияния.

Таким образом, целью настоящего исследования является экспериментальная оценка воздействия сероводородсодержащего газа на условия эритропоэза в эритробластических островках и их морфофункциональное состояние на этапах онтогенеза, определение мер по снижению интенсивности данного воздействия.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования:

1. Определить особенности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга экспериментальных животных на этапах постнатального онтогенеза, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека.

2. Определить характер эритропоэза и динамику морфофункционального состояния эритробластических островков на стадиях постнатального развития экспериментальных животных, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека.

3. Выявить в эксперименте эффекты влияния на ПОЛ в красном костном мозге газообразных серосодержащих поллютантов на исследуемых этапах онтогенеза. эритропоэз эритробластический животное постнатальный

4. Оценить эффекты воздействия на эритропоэз и морфофункциональное состояние эритробластических островков экспериментальных животных серосодержащего газа на изучаемых этапах онтогенеза.

5. Выявить влияние ингибиторов ПОЛ (витаминов Е и С) на условия, характер эритропоэза и эритробластические островки при воздействии серосодержащего газа.

Научная новизна исследования заключается в том, что впервые выявлены особенности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга экспериментальных животных на этапах постнатального онтогенеза, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека и эффекты влияния на этот процесс газообразных серосодержащих поллютантов. Определен характер эритропоэза и динамика состояния эритробластических островков как в норме на стадиях постнатального развития экспериментальных животных, так и в условиях воздействия газообразных серосодержащих токсикантов. Выявлено нормализующее воздействие ингибиторов ПОЛ (витаминов Е и С) на условия, характер эритропоэза и эритробластические островки в условиях воздействия серосодержащего газа.

Результаты данного исследования демонстрируют процесс и механизмы адаптации системы эритропоэза к возрасту и к внешнему негативному воздействию через морфо-функциональную перестройку её главных структурных единиц - эритробластических островков, что имеет значение для понимания сущности категорий гомеостаза, адаптации, развития и прогресса биологических систем.

Выявлена взаимосвязь между условиями эритропоэза, в частности, уровнем перекисного окисления липидов в кроветворной части костного мозга, и его характером, который реализуется через количественные и качественные трансформации эритробластических островков.

Доказано наличие онтогенетических периодов повышенной чувствительности системы эритрона к негативному экзогенному влиянию, примером которого явилось воздействие газообразных серосодержащих поллютантов, что может быть полезным для разработки возрастно-ориентированных профилактических и лечебных мероприятий в экологически неблагополучных зонах.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга интенсифицируются как с увеличением возраста, так и в случае воздействия газообразных серосодержащих поллютантов.

2. Адаптация эритропоэза к возрасту и внешнему негативному воздействию осуществляется путем количественного и качественного видоизменения эритробластических островков.

3. Нормализация условий эритропоэза путем применения патогенетического воздействия сопровождается восстановлением процесса воспроизводства эритроцитов.

Теоретическая и практическая значимость. В исследовании показано, что положительное воздействие на нарушенные условия эритропоэза (относительная нормализация процессов ПОЛ в результате действия антиоксидантов) приводит к упорядочению воспроизводства эритроцитов. Это может быть полезным для обоснования комплексных охранных и профилактических мероприятий на территориях, в воздушном бассейне которых возможно появление подобных токсикантов.

Полученные данные о характере эритрогенеза и морфофункциональном состоянии эритробластических островков на различных стадиях постнатального онтогенеза в норме и патологии, вызванной экзогенным воздействием, могут служить основой для изучения аномалий и патогенеза заболеваний кроветворной системы, а также для выбора мер профилактики и тактики лечения этих заболеваний.

Данные об особенностях перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга экспериментальных животных на этапах постнатального онтогенеза, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека, эффектах влияния на этот процесс газообразных серосодержащих поллютантов, характере эритропоэза и динамике морфофункционального состояния эритробластических островков, как в норме на стадиях постнатального развития, так и в условиях воздействия газообразных серосодержащих токсикантов; сведения о протектирующем и нормализующем воздействии ингибиторов ПОЛ (витаминов Е и С) на условия, характер эритропоэза и эритробластические островки при воздействии серосодержащего газа; установленная взаимосвязь между условиями эритропоэза, в частности, уровнем перекисного окисления липидов в кроветворной части костного мозга, и его характером, который реализуется через количественные и качественные трансформации эритробластических островков; наличие онтогенетических периодов повышенной чувствительности системы эритрона к негативному экзогенному влиянию, примером которого явилось воздействие газообразных серосодержащих поллютантов, служат основой дальнейших инновационных научно-технических разработок на кафедре общей патологии Астраханской государственной медицинской академии и поиска наиболее эффективных методов профилактики и лечения острых и хронических отравлений серосодержащими газами.

Данные, полученные в настоящем исследовании широко используются в ходе учебного процесса на профильных кафедрах Астраханской государственной медицинской академии.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международной научной конференции, посвященной 75-летию академика РАЕН, заслуженного работника высшей школы Российской Федерации, доктора биологических наук, профессора Д.Л.Теплого (г. Астрахань, 2006 г.), международной научной конференции, посвященной 450-летию города Астрахани (г. Астрахань, 2007 г.), заседаниях Астраханского отделения Всероссийского научного общества патофизиологов и Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов.

По материалам исследования опубликовано 7 печатных научных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов. Общий объем диссертации - 139 страниц компьютерного текста. Она содержит 34 рисунка, 12 таблиц. Библиографический список включает 206 источников, из них 51 - иностранных.

Материал и методы исследования

С целью выявления онтогенетических периодов повышенной чувствительности костного мозга к газообразным серосодержащим поллютантам путем исследования в нем состояния эритрона и перекисного окисления липидов (ПОЛ), а также изучения эффективности антиоксидантов в данном случае, проведен эксперимент на 108 белых беспородных крысах-самцах. Были сформированы три типа групп: I контрольные; II подвергающиеся воздействию серосодержащих поллютантов; III подвергающиеся воздействию серосодержащих поллютантов и получающие протекторное воздействие. Каждый тип состоял из трех групп по 12 особей в каждой, животные в которых находились на тех же этапах индивидуального развития, что и люди на протяжении постнатального онтогенеза. Животные групп II и III типов подвергались воздействию газообразных серосодержащих поллютантов в тот момент, когда они имели возраст: неполовозрелые - от 6 до 36 суток, половозрелые - от 300 до 330 суток, старческие - от 700 до 730 суток. В качестве токсического агента был применен природный осушенный газ Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ), полученный из установки “U-121”, на которую он поступал из скважины № 17. В экспериментах использовалась концентрация серосодержащего газа в газовоздушной смеси, составляющая 90 4 мг/м³ по сероводороду, что в 30 раз больше предельно допустимой концентрации (ПДК) сероводорода для рабочих зон при одновременном присутствии углеводородов. Концентрация сероводорода в затравочной камере Курляндского измерялась индикаторными трубками фирмы “Auer”. Затравка серосодержащим газом проводилась 4 часа в осенне-зимние сезоны статическим методом с одновременным нахождением в камере 6 особей ежедневно в течение 30 дней, за исключением воскресных дней, строго с 10 до 14 часов, температура в камере составляла +222^оС, запотевания стенок камеры отмечено не было.

Концентрация газа и условия затравки полностью соответствует условиям проведения токсикологических экспериментов, изложенных в издании ВОЗ “Принципы и методы оценки токсичности химических веществ” (1981).

В качестве патогенетических протекторов воздействия газообразных серосодержащих поллютантов использовали смесь антиоксидантов - витамина Е (50 мг/кг) и аскорбиновой кислоты (0,5 мМ/кг), которые вводили животным перорально каждый день эксперимента перед началом затравки.

Контрольными являлись крысы аналогичных экспериментальным возрастных групп, которые также по 6 особей находились 4 часа в герметически закрытой затравочной камере в тех же условиях, что и опытные, но без присутствия серосодержащего газа.

Животные выводились из эксперимента путем передозировки эфирного наркоза. Из бедренных костей выделялся костный мозг, часть которого шла на исследование эритробластических островков, а другая - на изучение перекисного окисления липидов.

Подсчет количества эритроцитов осуществлялся по стандартной методике с помощью камеры Горяева в периферической крови, которая забиралась из хвостовой вены экспериментального животного.

Метод выделения и подсчета эритробластических островков (ЭО) костного мозга крыс

Выделение из костного мозга крыс островков эритроидной ткани -- эритробластичееких островков -- осуществлялось с помощью метода, разработанного Ю.М.Захаровым, И.Ю.Мельниковым и А.Г.Рассохиным (1990).

У животных после эвтаназии извлекали бедренные кости. Мягкие ткани убирали сухой марлевой салфеткой после чего осторожно отсекали проксимальный конец кости, обнажая костный мозг и вскрывая костномозговой канал. На этот конец кости надевали переходную резиновую трубку, плотно охватывающую кость. Затем осторожно отсекали дистальный конец кости. Другой конец переходной трубки надевали на канюлю шприца с 1 мл среды выделения. В 100 мл среды выделения содержалось 60 мл питательной среды Игла, 33 мл 10 % раствора альбумина человека, 1 мл неразбавленного гепарина с активностью 5000 ЕД/мл, 10 000 ЕД пенициллина и 10 мг стрептомицина.

Энергичным надавливанием на поршень шприца костный мозг вымывали из канала бедренной кости в пробирку. Все манипуляции повторяли со второй бедренной костью. В итоге в пробирке оказывалось два столбика костномозговой ткани.

Для приготовления суспензии клеток костного мозга, содержащей ЭО, применяли механическую диссоциацию столбиков костномозговой ткани с помощью пипетки Пастера и небольшой резиновой груши. Внутренний диаметр наконечника пипетки был равен примерно 1 мм. Быстрое перемещение клеточной взвеси через кончик пипетки производили 10-15 раз. После пипетирования клеточную взвесь фильтровали через ячейки 0,1 х 0,1 мм металлической сетки, освобождаясь от волокон стромы и сосудов. Весь интервал времени от наркотизации животного до получения взвеси с ЭО не превышал 8--10 мин.

Для выявления ЭО использовали их прижизненную окраску нейтральным красным. С помощью пипеточного дозатора на часовом стекле смешивали 0,1 мл полученной взвеси клеток костного мозга с 0,1 мл 0,1% раствора нейтрального красного, приготовленного растворением красителя в изотоническом растворе натрия хлорида, и с 0,1 мл среды выделения.

Для подсчета ЭО камеру Горяева заполняли взвесью окрашенных клеток и помещали её во влажную чашку Петри на 10--20 мин для осаждения и распластывания ЭО на дне камеры. ЭО подсчитывали над всей сеткой, т.е. в 225 больших квадратах при увеличении 200 и полузакрытой шторке конденсора микроскопа. В камере Горяева ЭО выглядели как скопления клеток правильной округлой формы с красным окрашиванием в центре за счет включения нейтрального красного в лизосомы макрофага ЭО. Расчет абсолютного содержания ЭО в костном мозге одной бедренной кости производили по формуле:

где А -- число ЭО костного мозга бедренной кости крысы, тыс./бедро; n -- число ЭО в 225 больших квадратах камеры Горяева; 3 -- разведение исходной взвеси; 2000 -- общий объем полученной взвеси клеток костного мозга, мм³; 0,9 -- объем камеры Горяева, мм³; 2 -- две бедренные кости.

Количественные показатели эритропоэза в эритробластических островках

Расчет количественных показателей, характеризующих состояние эритропоэза в ЭО, производился по методу Л.В.Ворговой и Ю.М.Захарова (1990) на основе полученных данных о количестве ЭО в костном мозге животных и их распределении по классам зрелости (Zakharov Y.M., Prenant M., 1982; Захаров Ю.М. с соавт., 1990).

1."Общее количество колонеобразующих единиц эритроцитов (КОЕэ), вступивших в дифференциацию" как сумма всех ЭО и ЭО реконструирующихся ( ЭОрек ) в костном мозге одной бедренной кости:

А₁ = ? ЭО + ЭОрек.

2."Показатель интенсивности вовлечения КОЕэ в дифференциацию" как сумма ЭО 1-го класса зрелости и реконструирующихся ЭО в костном мозге одной бедренной кости:

А₂ = ЭО1 + ЭОрек.

3."Показатель созревания ЭО" как отношение ЭО с созревающими эритроидными клетками к ЭО с пролиферирующими клетками:

А₃ =

4. "Показатель повторного вовлечения макрофагов в эритропоэз" как отношение числа реконструирующихся ЭО к числу инволюцирующих:

А₄ =

Исследование перекисного окисления липидов в костном мозге

Состояние перекисного окисления липидов в костном мозге оценивали по содержанию в нем малонового диальдегида, которое определялось по методике Ю.А.Владимирова и А.И. Арчакова (1972) в модификации И.Д.Стальной и Т.Т. Гаришвили (1977).

Для этого навеску в 500 мг костного мозга растирали в гомогенизаторе Даунса тефлоновым пестиком в 19,5 мл 1,2% раствора КС1, охлажденного до +4°С. Затем в три пробирки разливали:

в 1 пробирку - 2 мл гомогената + 0,2 мл дистиллированной воды

во 2 пробирку - 2 мл гомогената + 0,1 мл 2,6 мМ раствора аскорбиновой кислоты + 0,1 мл 4*10^-5М раствора соли Мора

в 3 пробирку - то же, что и во вторую + 1 мл 40% раствора трихлоруксусной кислоты (ТХУ)

Все пробирки помещались в водяную баню на 10 минут при +37° С, после чего в первые две пробирки прибавляли по 1 мл 40% раствора ТХУ.

Все пробирки центрифугировали в течение 10 минут при ЗООО об/мин. В три чистые пробирки наливали по 2 мл надосадочной жидкости и по 1 мл 0,8% раствора тиобарбитуровой кислоты (ТБК), после чего их помещали в кипящую водяную баню на 10 минут. После этого пробирки охлаждали в холодной воде до комнатной температуры. Измерение оптической плотности производили при длине волны света 535 нм в микрокюветах. Коэффициент молярной экстинкции малонового диальдегида е=156*10³M^-1 см^-1.

Статистическая обработка результатов исследования

При планировании исследования были приняты следующие константы: доверительный интервал ()= 10% (Автандилов Г.Г., 1977; 1990); уровень значимости (Р)<= 0.05, критерий Стьюдента (t) = 2, вероятность безошибочного прогноза >= 95% (Лакин Г.Ф., 1990).

Количественные данные, полученные в ходе выполнения исследования, проанализированы методами вариационной статистики, корреляционного анализа и определения достоверности различий. При проведении статистической обработки использовалась утилита OpenOffice Calc из свободно распространяемого программного продукта OpenOffice (Ver. 3.0), работающая под управлением операционной системы Windows XP Home Edition (сертификат OEM X12-53766).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенные исследования уровня ПОЛ в красном костном мозге на различных этапах постнатального онтогенеза интактных белых беспородных крыс с помощью определения концентрации малонового диальдегида (МДА) продемонстрировали его прогрессирующее увеличение с возрастом. Наивысший уровень ПОЛ зарегистрирован у животных старческого периода онтогенеза. Данный факт говорит в пользу предположения о проградиентной возрастной деградации механизмов антиоксидантной защиты.

Воздействие газообразных серосодержащих поллютантов интенсифицирует ПОЛ в костном мозге у экспериментальных животных на всех этапах онтогенеза. Это подтверждается активацией процессов перекисного окисления липидов и в других цитомембранах в этих условиях, что приводит к увеличению “текучести” биомембран (Резаев А.А., Пушкарев В.А., Пушкарев А.С., 1991; Резаев А.А., Лазько А.Е., Надеждина И.Н., 1993).

Наиболее интенсивно процессы ПОЛ происходят в неполовозрелом возрасте животных, что, вероятнее всего, свидетельствует о возрастной неразвитости систем антиоксидантной защиты. Но, так как исходный уровень ПОЛ на этом этапе онтогенеза является самым низким, даже такое резкое повышение образования перекисей не обеспечивает его наивысшего уровня. Наибольшей активностью ПОЛ отличается старческий возраст, где достаточно скромная интенсификация данного процесса под действием интоксикации суммируется с самым высоким исходным возрастным уровнем образования перекисей в красном костном мозге.

Исследование возрастной динамики содержания эритроцитов в периферической крови белых беспородных крыс показало статистически достоверное прогрессирующее снижение их числа на всех рассматриваемых этапах онтогенеза. Мы связываем это с аналогичным возрастным уменьшением абсолютного количества ЭО в костном мозге, зарегистрированным в нашем исследовании.

Воздействие газообразных серосодержащих поллютантов приводит к эритроцитозу у экспериментальных животных, который выражается в высокодостоверном увеличении числа эритроцитов во всех возрастах. Наиболее негативно интоксикация сказывается на красной крови неполовозрелых животных, в то время как животные зрелого возраста демонстрируют относительную устойчивость в этом отношении.

Наши данные подтверждают результаты исследований T.A.Beruashvili (1980), который сообщил, что у кошек вдыхание сероводорода (0,09 об% (900 ppm) 5 мин.) увеличивало число циркулирующих эритроцитов. Схожая реакция наблюдалась и у кроликов, но для этого требовалась большая концентрация сероводорода (0,17 об%, 1700 ppm), по сравнению с кошками.

Очень ценно в этом отношении исследование, проведенное В.И.Балашовым с соавторами в 1993 г. на материале планового медицинского осмотра 537 рабочих основных и вспомогательных производств Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ). Оно выявило наличие у некоторых их них признаков скрытой гипоксии, выражающихся в увеличении числа эритроцитов и гемоглобина. Изучение гематологических показателей у работников различных производств АГПЗ показало, что обнаруженные изменения сильнее выражены на основных производствах по сравнению с вспомогательными.

Воздействие газообразных серосодержащих поллютантов на эритрон вызывает парадоксальную, на первый взгляд, реакцию. На неполовозрелом и зрелом этапах онтогенеза наблюдается возрастание абсолютного числа ЭО, особенно значительное в первом, а в старческом - уменьшение данного показателя. Мы связываем данные факты с наличием значительного функционального резерва эритрона и реализацией этого резерва при внешнем стрессорном воздействии в молодом возрасте и практическим исчерпанием данного резерва в старческом, когда приспособление к токсическому агенту вынуждено происходить за счет дефекта системы.

Мы согласны с авторами, которые считают, что по мере увеличения возраста и, особенно, длительности контакта с серосодержащими поллютантами, происходит постепенное истощение эритрона, выражающееся в плавном, но малообратимом ухудшении морфофункциональных показателей мембран эритроцитов (Рыбальченко В.И., Коганов М.М., 1988; Бучин В.Н. с соавт., 1993).

Корреляционный анализ подтвердил эмпирически найденную зависимость между уровнем ПОЛ и абсолютным количеством ЭО в красном костном мозге бедренной кости. Как и предполагалось, эта зависимость оказалась обратно пропорциональной, сильной и подверженной влиянию интоксикации. Токсическое воздействие значительно ослабляет и дезорганизует регуляцию в системе эритрона, что подтверждается уменьшением коэффициента детерминации в данной системе с 76% до 59%.

Дифференцированное исследование возрастной динамики количества и морфологии ЭО различных типов в норме и в условиях воздействия газообразных серосодержащих поллютантов позволяет выявить тонкие механизмы нарушения эритропоэза в данном случае.

В ответ на токсическое воздействие возрастает число ЭО тех типов, которые относятся к пролиферирующим (ЭО₁, ЭО₂, ЭО_рек). Это можно объяснить стремлением системы регуляции эритрона компенсировать гипоксические явления интоксикации увеличением числа эритроцитов. В то же время падает содержание ЭО, в которых происходит функциональное становление эритроцитов (ЭО₃, ЭО_инв). Суммирующий вектор этих двух процессов приводит, как уже отмечалось выше, к эритроцитозу, в ответ на токсическое воздействие. Можно высказать достаточно обоснованное предположение, что эти многочисленные, но не полностью созревшие эритроциты могут быть в той или иной степени функционально неполноценными.

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что вышеописанные процессы наиболее интенсивно проходят в неполовозрелом возрасте, их выраженность уменьшается в зрелом и затухает в старческом. По нашему мнению это является выражением тенденции истощения резервных возможностей эритрона в процессе постнатального онтогенеза.

Рис. 1 Реконструирующийся ЭО крысы неполовозрелого возраста с вакуолизированным центральным макрофагом. Окраска нейтральным красным. Ув.х90

Морфологически токсическое воздействие более всего сказывается на центральных макрофагах эритробластических островков (Рис.1.). Выявляются разнообразные в количественном и качественном отношении неспецифические признаки их деструкции - увеличение или, наоборот, пикноз, крупная или мелкодисперсная вакуолизация.

Функциональные показатели эритропоэза четко реагируют на токсическое воздействие. Наиболее резко это происходит в неполовозрелом возрасте. Динамика данных показателей в зрелом возрасте свидетельствует о достижении определенной устойчивости систем регуляции эритрона, несмотря на токсическое воздействие. Старческий возраст экспериментальных животных характеризуется снижением уровня управляемости эритрона, о чем свидетельствует разнонаправленная динамика функциональных показателей. Так, если показатель А₃ приближается к возрастной норме, что свидетельствует о достаточном уровне процесса созревания ЭО, то значения остальных показателей находятся ниже нормы. Особенно страдает процесс повторного вовлечения макрофагов в эритропоэз, что следует из очень низкого значения А₄. Данное обстоятельство, по нашему мнению, значительно снижает функциональные возможности адаптации эритропоэза.

Как и следовало ожидать, использование антиоксидантов в качестве протекторов токсического действия серосодержащего газа снижало концентрацию МДА в костном мозге бедренных костей крыс. Характер этого процесса подтверждает представления о наибольшей экосенситивности эритрона в неполовозрелом возрасте, его относительной устойчивости в зрелом и усугубляющейся разбалансировке процессов саморегуляции эритропоэза в старческом.

Аналогичное заключение можно сделать, анализируя возрастную динамику содержания эритроцитов в периферической крови животных и ЭО в костном мозге.

Использование корреляционного анализа для выявления влияния протектора продемонстрировало увеличение возможности управляемости адаптацией эритрона в данном случае. Это было подтверждено также увеличением коэффициента детерминации этой системы до 77%.

Положительное влияние протектора выражается в характерном для эритробластических островков стремлении приблизиться к своей возрастной норме.

Особого рассмотрения заслуживает поведение ЭО₃ в старческом возрасте, когда их количество в условиях совместного действия токсиканта и протектора статистически достоверно превышает возрастную норму. Учитывая высказанное ранее предположение о возможной стимуляции трансформации ЭО₂ в ЭО₃ веществами, входящими в состав протектора, необходимы дальнейшие исследования в данном направлении.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2 Практически интактный ЭО I-го класса зрелости крысы старческого возраста при сочетанном действии токсиканта и протектора. Окраска нейтральным красным. Ув.х90

Если говорить о морфологическом строении ЭО в условиях сочетанного действия газообразных серосодержащих поллютантов и протектора, то она приближается к интактным ЭО (Рис.2.). Значительно меньшее количество эритробластических островков имеют неспецифические признаки деструкции.

Поведение функциональных показателей эритропоэза при совместном действии токсиканта и протектора подтвердило положительное влияние последнего на процессы образования эритроцитов. Также получили дополнительную поддержку представления о высокой чувствительности, ранимости системы красной крови на ранних этапах постнатального онтогенеза, её относительной устойчивости к внешнему токсическому воздействию в зрелом возрасте и склонности к дерегуляции, неадекватным действиям - в старческом возрасте.

ВЫВОДЫ

1. Уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга интактных крыс на неполовозрелом, зрелом и старческом этапах постнатального онтогенеза, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека, статистически недостоверно возрастает от первого ко второму и статистически достоверно от второго к третьему.

2. С увеличением возраста наблюдается статистически достоверное уменьшение абсолютного количества эритробластических островков (ЭО) за счет островков всех типов. Существует сильная отрицательная обратная связь между возрастным уровнем ПОЛ и количеством ЭО (коэффициент корреляции r равен -0,87).

3. Воздействие газообразных серосодержащих поллютантов вызывает статистически достоверное повышение уровня ПОЛ в кроветворной части костного мозга крыс, которое сопровождается эритроцитозом, на всех исследуемых этапах онтогенеза.

4. В ответ на токсическое воздействие возрастает число пролиферирующих ЭО (ЭО₁, ЭО₂, ЭО_рек) и падает содержание ЭО, в которых происходит созревание эритроцитов (ЭО₃, ЭО_инв). Вышеописанные процессы наиболее интенсивно проходят в неполовозрелом возрасте, их выраженность уменьшается в зрелом и затухает в старческом.

5. Токсическое воздействие значительно ослабляет и дезорганизует регуляцию в системе эритрона, что подтверждается уменьшением коэффициента детерминации (r²) данной системы с 76% до 59%.

6. Использование антиоксидантов в качестве протекторов токсического действия серосодержащего газа снижает уровень ПОЛ в костном мозге бедренных костей крыс, усиливает связь между этим параметром и количеством ЭО (коэффициент корреляции r возрастает от -0,77 до -0,88) и увеличивает управляемость системы эритрона (коэффициент детерминации r² увеличивается с 59% до 77%).

7. Наибольшей экосенситивностью эритрон обладает в неполовозрелом возрасте, он относительно устойчив в зрелом и проявляет разбалансированность процессов саморегуляции в старческом.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Влияние газообразных серосодержащих токсикантов на эритрон (обзор) /Тризно Н.Н., Овсянникова О.А., Осипенко М.Д.// «Материалы международной научной конференции, посвященной 75-летию академика РАЕН, заслуженного работника высшей школы РФ, доктора биологических наук, профессора Д.Л. Теплого». Астрахань -2006. С. 48 - 51.

2. Структурно - функциональная единица эритропоэза - эритробластический островок /Тризно Н.Н., Овсянникова О.А., Осипенко М.Д.// Научно - практический Астраханский медицинский журнал том № 1 № 2. Астрахань. 2006. С. 59 - 62.

3. Эритропоэз в условиях воздействия газообразных серосодержащих токсикантов /Тризно Н.Н., Овсянникова О.А., Осипенко М.Д// «Материалы международной научной конференции, посвященной 450 - летию г. Астрахани». Астрахань. 2007. С. 186.

4. Влияние серосодержащего газа на состояние перекисного окисления липидов в костном мозге на различных этапах онтогенеза /Овсянникова О.А., Осипенко М.Д.// Научно - практический Астраханский медицинский журнал том № 3 №4. Астрахань. 2008. С. 16 - 19.

5. Влияние серосодержащего газа на эритропоэз на различных этапах онтогенеза /Осипенко М.Д., Овсянникова О.А., Тризно Н.Н.// «Естественные науки». 2009. № 1. С. 61 - 65.

6. Антиоксидантная терапия воздействия газообразных серосодержащих поллютантов на костный мозг на этапах постнатального онтогенеза /Осипенко М.Д., Овсянникова О.А., Тризно Н.Н., Лазько А.Е.// Научно - практический Астраханский медицинский журнал том № 4 № 3. Астрахань 2009. С. 50 - 54.

7. Влияние патогенетической антиоксидантной терапии на состояние перекисного окисления липидов костного мозга при воздействии серосодержащего газа на различных этапах онтогенеза / Осипенко М.Д., Лазько А.Е., Овсянникова О.А.// - статья подана в печать в №4 (29) журнала «Естественные науки» при Астраханском государственном университете.

Размещено на Allbest.ru