WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Особенности морфофизиологических показателей эритроцитов белых крыс на этапах онтогенеза в норме и при оксидативном стрессе

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ТЕПЛЫЙ Дмитрий Давидович

ОСОБЕННОСТИ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭРИТРОЦИТОВ БЕЛЫХ КРЫС НА ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА В НОРМЕ И ПРИ ОКСИДАТИВНОМ СТРЕССЕ

Специальность 03.03.01 Физиология (Биологические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Астрахань - 2011

Работа выполнена на кафедре физиологии и морфологии человека

и животных Астраханского государственного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, доцент Нестеров Юрий Викторович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Киричук Вячеслав Федорович

доктор биологических наук, профессор

Горст Виктор Рудольфович

Ведущая организация: Ставропольский государственный университет

Защита диссертации состоится «28» «мая» 2011 года в 13.30 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1.

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

Автореферат разослан __________ 2011 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук Ю.В. Алтуфьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

Одна из центральных проблем современной биологии - проблема дифференцировки, старения, гибели и замены клеток. Эта проблема непосредственно связана с изучением онтогенеза целого организма и является важнейшим направлением современной биологии старения (Голубев А.Г., 1997; Никитин В.М., 1983; Тодоров И.Н., Тодоров Г.И., 2003; Гончарова Н.Д., Маренин В.Ю. и др., 2008; Teply D.L., 2010).

Среди многочисленных теорий старения одной из ведущих считается свободнорадикальная теория (Emanuel N.V.; Harman D., 1994). В настоящее время она развивается особенно плодотворно и является ведущей фундаментальной теорией в геронтологии (Гусев В.А., 2000; Анисимов В.Н., 2003). Согласно положениям свободнорадикальной теории старения, активные формы кислорода индуцируют цепную реакцию повреждения биополимеров и служат основным фактором инволюции организма (Зенков Н.К., Кандалинцева Н.В., Ланкин В.З и др. 2003; Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. и др., Субинина Е.Е., 2006).

В соответствии с принятой многими учеными точкой зрения, возрастные особенности окислительного стресса при старении являются следствием ослабления эффективности системы антиоксидантной защиты (Абрамченко В.В., 2001; Хавинсон и др., 2003; и др.). Однако, несмотря на несомненные успехи в изучении эффектов и механизмов действия антиоксидантов, их использование в медицинской и ветеринарной практике носит нередко эмпирический характер, а многие вопросы изучения стресс- и геропротекторного действия антиоксидантов требуют дальнейшего изучения. Недостаточно изучены нарушения конечного звена эритрона – эритроцитов при интенсификации окислительного стресса разного генеза, особенно на позднем этапе онтогенеза.

В последние десятилетия появились исследования, указывающие на особенности морфофизиологических показателей эритроцитов периферической крови на ранних критических этапах постнатального онтогенеза, указывающие на возможность суждения о стадиях онтогенеза по показателям структуры и функции эритроцитов (Войнов В.П., Полюхов А.М., 1986; Леонова В.Г., 1987; Новожилов А.В., Катюхин Л.Н., 2008). Между тем, состояние эритроцитов – чувствительных индикаторов изменений нормального хода физиологических, биохимических и биофизических процессов в онтогенезе, особенно позднем, изучены недостаточно.

Взаимосвязь возрастной активации свободнорадикальных процессов с действием экстремальных факторов может оказать существенное влияние на эритроциты, онтогенетические изменения которых представлены в литературе крайне фрагментарно. Между тем, исследование возрастных особенностей структурно-функциональной организации эритроцитов при хроническом действии экстремальных, особенно токсических, факторов, может иметь, помимо теоретического, диагностическое и прогностическое значение для оценки биологической зрелости и способности организма к адаптации.

В связи с этим представляется актуальным изучение особенностей морфофизиологического состояния эритроцитов на критических этапах онтогенеза, особенно на этапе инволюции, а также при действии экстремальных факторов на примере серосодержащих газовых поллютантов, образующихся при добыче и промышленной переработке газа Астраханского газоконденсатного месторождения. Актуальным представляется и поиск средств эффективной коррекции как инволюционных нарушений структуры и функций эритроцитов, так и нарушений, вызванных хроническим действием сероводородсодержащего газа.

Цель исследования: экспериментальное изучение возрастных особенностей морфофизиологической организации эритроцитов периферической крови белых крыс в норме и при окислительном стрессе, вызванном хроническим действием сероводородсодержащих газовых поллютантов.



Основные задачи исследования:

  1. изучить морфофизиологические параметры эритроцитов молодых и старых интактных крыс;
  2. исследовать влияние биологического и синтетического антиоксидантов на морфофизиологические параметры эритроцитов интактных молодых и старых крыс;
  3. изучить возрастную динамику свободнорадикального окисления и активности каталазы плазмы крови крыс и ее изменение при экстримальных воздействиях;
  4. изучить изменения морфофизиологических параметров эритроцитов молодых и старых крыс, вызванных хроническим воздействием сероводородсодержащего газа;
  5. исследовать сравнительные стресс-протекторные эффекты биологического и синтетического антиоксидантов на морфофизиологические показатели эритроцитов молодых и старых крыс, вызванные хроническим действием сероводородсодержащего газа.

Научная новизна

Впервые с применением компьютерной цитофотометрии проведено исследование морфофизиологических показателей функционального состояния эритроцитов периферической крови нелинейных белых крыс на раннем и позднем этапах постнатального онтогенеза. Установлены основные закономерности онтогенетических изменений структуры и функции эритроцитов, имеющие принципиальные различия у молодых и старых животных.

Впервые проведена комплексная оценка морфофункционального состояния эритроцитов у молодых и старых лабораторных животных, подвергнутых хроническому влиянию малых доз промышленных серосодержащих поллютантов, и определены существенные различия в характере и степени реакции эритроцитов на действие экотоксинов у молодых и старых животных.

Показано, что изменения морфофизиологических показателей эритроцитов, вызванные токсическим действием серосодержащего газа, не являются строго специфичными: подобное действие на эритроциты (по данным литературы) оказывают другие факторы токсической природы, в частности, пероксинитрит и акрилат.

Получены новые данные о принципиальных возрастных различиях действия супрафизиологических доз биоантиоксидантиа D,L,a-токоферолацетата на морфофизиологические показатели эритроцитов и свободнорадикальные процессы крови на молодых и старых животных, менее выраженные у синтетического антиоксиданта эмоксипина.

Теоретическая и практическая значимость

Комплексный подход к анализу возрастной динамики морфофизиологических показателей периферического звена эритрона – эритроцитов с использованием компьютерной цитофотометрии позволяют существенно углубить современные представления о возрастных изменениях эритроцитов на позднем этапе постнатального онтогенеза.

Экспериментальные данные об особенностях возрастной динамики физиологических и морфометрических показателях эритроцитов могут служить объективными показателями старения организма и маркером уровня его адаптивных возможностей.

Результаты исследований указывают на характерную для этапа инволюции развития значительную дестабилизацию мембран эритроцитов, связанную с возрастзависимым увеличением уровня ПОЛ и метаболитов оксида азота.

Ослабление свободнорадикальных процессов антиоксидантами (-токоферолом и в меньшей мере – эмоксипином) указывает на возможность снижения скорости и степени дестабилизации эритроцитарных мембран и улучшения показателей, характеризующих функциональное состояние эритроцитов на этапе инволюции онтогенеза.

Теоретическое и практическое значение представляют также результаты исследований морфофизиологических показателей эритроцитов при воздействии серосодержащих газовых поллютантов, образующихся при добыче и промышленной переработке Астраханского газоконденсатного месторождения. Особенность этих результатов состоит в обнаружении возрастных особенностей нарушения структуры и функции эритроцитов при хроническом действии малых доз газовых поллютантов и вытекающей отсюда необходимости коррекции этих нарушений.

Выявленные экспериментально способности -токоферола в дозах, соизмеримых с терапевтическими, (в меньшей степени – эмоксипина) нормализовать морфофизиологические параметры функционального состояния эритроцитов в позднем онтогенезе позволяют предположить возможность их использования в качестве геропротекторов, а также у лиц преклонного возраста, находящихся под воздействием неблагоприятных производственных условий газоперерабатывающего производства.

Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по физиологии человека и животных, гистологии и биохимии в Астраханском государственном университете и Астраханской государственной медицинской академии, а также в исследованиях Лаборатории экспериментальной физиологии Астраханского государственного университета.

Положения, выносимые на защиту

Возрастзависимые отклонения от физиологического уровня преобладающего числа параметров эритроцитов свидетельствуют об отсутствии стабильности морфофизиологических показателей эритроцитов в позднем онтогенезе, указывая на значительные нарушения газотранспортной функции, особенно выраженной у старых животных при ингаляции серосодержащим газом.

Различия в направленности и степени действия биологического

(-токоферол) и синтетического (эмоксипин) антиоксидантов на периферическое звено эритрона при старении организма определяются особенностями химической природы, соответственно, свойствами фенольного и водорастворимого антиоксидантов, и возрастными отличиями системы «про- и антиоксиданты» микроокружения эритроцитов.





Одним из основных механизмов повреждающего действия сероводородсодержащего газа на эритроциты периферической крови является развитие эндогенной интоксикации, детерминированной совместным действием эндо- и экзогенных прооксидантов, способных экспрессировать синтез оксида азота, особенно на позднем этапе онтогенеза.

Апробация работы: основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях Пущинского государственного университета на VI-ой научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань-Москва, 2008); на Международной конференции «Экология и жизнь» (Пенза, 2008).

Структура диссертации: диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов и библиографии. Общий объем диссертации (.....с.) с 20 таблицами и 16 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты поставлены на 96 беспородных белых крысах- самцах: молодых (возраст – 180 дней) и старых (820 дней) в соответствии с возрастной классификацией лабораторных крыс (Душкина В.А., 1980; Западнюк И.П., 1983). Животные были разделены на 6 групп соответственно для каждой возрастной группы: 1 – интактные крысы (контроль), 2 – -ТФ -_ D,L,a- токоферолацетат – 5% масляный раствор per os в дозе 1 мг /100 г массы тела в течение 14 дней до окончания опытов; 3 – эмоксипин - 1% водный раствор эмоксипина гидрохлорида внутрибрюшинно в дозе 5 мг/100 г массы тела в течение 14 дней до окончания опытов; 4 - СВСГ – сероводородсодержащий газ ингаляционно в дозе 150 мг/м3 (по H2S); экспозиция 240 мин. в течение 6 недель по 5 дней в неделю; 5- СВСГ + -ТФ (добавление -ТФ в течение 14 дней до завершения опытов); 6 – СВСГ + эмоксипин – добавление эмоксипина в течении 14 дней до окончания опытов).

Ингаляционные затравки животных осуществлялись в специальных камерах производства Московского института профзаболеваний им. Эрисмана объемом 200 л на базе кафедры патофизиологии Астраханской государственной медицинской академии. Микроклимат в камере в течение экспериментов поддерживался при температуре 27°С – и влажности в начале эксперимента 64%, в конце – 72-74%.

Изучались следующие гематологические показатели: величина гематокрита – методом центрифугирования в микрокапиллярах, обработанных антикоагулянтом, на специальной микроцентрифуге; определение количества эритроцитов периферической крови – с применением камеры Горяева (Башкиров А.А. и сотр., 2004); определение содержания гемоглобина с применением гемоглобинцианидного спектрофотометрического метода (Drabкin); вычисление цветового показателя традиционным клиническим методом (Полунин И.Н., Яхьяева Г.З., 1996).

Определяли следующие индексы эритроцитов с помощью методик, применяемых в лабораторной практике (Бондарь Т.П. и сотр., 2007): средний объем эритроцитов (MCV в фл); среднее содержание гемоглобина в эритроците (МСН в пг); среднюю концентрацию гемоглобина в эритроците (МСНС в г/дл); показатель анизоцитоза эритроцитов (RDW в %).

Определение морфологических и геометрических показателей эритроцитов производили с помощью аппаратно-программного комплекса «МЕКОС-Ц» в программе «Эритроцитометрия» в монослое мазков периферической крови, окрашенных по Гимза-Романовскому, в составе комплекса – тринокулярный микроскоп «NIKON», цифровая фотокамера «Delta-Pix-300», персональный компьютер.

При анализе геометрических показателей оценивали: средний диаметр эритроцита по формуле S = N/K-1, где N – сумма всех пикселей, составляющих объект, К-1 – коэффициент линейного разрешения (число пикселей на 1 мкм); фактор формы эритроцитов как отношение квадрата диаметра к площади поперечного сечения эритроцита - F = L2/S – характеристика изрезанности контура клетки; поляризацию эритроцита (характеристика степени эллиптичности) по формуле – Р*2х (а-в)(а+в), где а – набольшая, в – наименьшая величина диаметра эритроцита, распластанного по стенке; формулу эритроцита (распределение на основные типы: нормальные, обратимо измененные, необратимо измененные, патологические (в у.е.).

Для оценки свободнорадикального окисления и, в связи с этим, степени выраженности липолитических процессов плазмы крови, а также изменения проницаемости мембраны эритроцитов определяли перекисный гемолиз эритроцитов (ПГЭ), используя методику А.А.Покровского и А.А. Абрарова (1964) в модификации А.Е. Лазько и сотр. (1993); перекисное окисление липидов плазмы крови по методу И.Д.Стальной и Т.Г. Гаришвили (1977) в модификации Е.А.Строевой и В.Г.Макаровой (1986); определение уровня оксида азота по методу В.А. Метельской и Н.Г.Гумановой (2005). С целью оценки стресс-реактивности использовалась эозинопеническая проба Торна (Ронин В.С., Старобинец Г.М., 19889). Активность каталазы плазмы крови определяли по методу М.А. Королюк и сотр.,(1998).

Для анализа экспериментального материала использовали методы статистической оценки данных с применением пакета статистических программ Microsoft Exel, BIOSTAT 5.1, предназначенного для медико-биологических исследований с использованием критериев t/P Стьюдента (Рафализ-Ламарка Э.Э., 1971; Лакин Г.Ф., 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.