Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ЭРИТРОПОЭЗА В ЭРИТРОБЛАСТИЧЕСКИХ ОСТРОВКАХ ПОСЛЕ ОСТРОГО ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ В СУБЛЕТАЛЬНОЙ ДОЗЕ

Тишевская Н.В. 1 Лебедева Я.Е. 1
1 ГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России
Характер эритропоэза оценивали по качественному и количественному составу эритробластических островков в костном мозге крыс, рассчитывали показатели созревания эритробластов, индексы вовлечения колониеобразующих единиц эритроцитарных (КОЕ-Э) и макрофагов в эритропоэз. Острое однократное γ-облучение в сублетальной дозе приводит к торможению эритропоэза в эритробластических островках костного мозга крыс. В костном мозге подопытных животных через 14 суток после облучения общее количество эритробластических островков в 2 раза меньше, чем у контрольных животных, а эритропоэз поддерживается только за счет присоединения КОЕ-Э к макрофагам инволюцирующих островков, т.е. за счет процесса реконструкции (эритропоэз de repeto). У облученных крыс в центральном звене эритрона замедляется созревание эритробластов, снижается общее количество начавших дифференцировку КОЕ-Э и интенсивность их вовлечения в эритропоэз.
γ-облучение
эритропоэз
эритробластический островок
колониеобразующая единица эритроцитарная
1. Волчегорский И.А., Тишевская Н.В., Кузнецов Д.А. Влияние «средних молекул», выделенных из плазмы крови интактных и обожженных животных, на клеточный состав культур эритробластических островков костного мозга. Вестник Российской академии медицинских наук. 2002. № 2. С. 30-36.
2. Волчегорский И.А., Тишевская Н.В., Дементьева Е.В. Антианемическое действие реамберина в остром периоде аллоксанового диабета у крыс. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2008. Т. 71. № 6. С. 23-27.
3. Захаров Ю.М., Тишевская Н.В., Шевяков С.А., Макарова Н.А., Шапошник И.И. Антигипоксические и протекторные свойства эритропоэтина. Медицинская наука и образование Урала. 2008. Т. 9. № 2. С. 40-43.
4. Корнилова Н.В., Захаров Ю.М., Рассохин А.Г. О возможной роли кислых гликозаминогликанов в поддержании эритропоэза в эритробластических островках костного мозга. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 1994. Т. 80. № 3. С. 83–87.
5. Тишевская Н.В. Влияние катехоламинов на эритропоэз в культуре эритробластических островков. Известия Челябинского научного центра УрО РАН. 2004. № S. С. 97-101.
6. Тишевская Н.В., Болотов А.А., Захаров Ю.М. Математическое моделирование межклеточных взаимодействий в культуре эритробластических островков. Медицинский академический журнал. 2005. Т. 5. № 4. С. 50-59.
7. Тишевской И.А., Захаров Ю.М., Тишевская Н.В. Влияние острой застойной спленомегалии на состояние эритрона у крыс. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2001. Т. 87. № 3. С. 353-359.
8. Харченко М.Ф., Корнилова Н.В., Захаров Ю.М., Битюкова Е.С. Гликозаминогликаны эритробластических островков костного мозга крыс. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 1994. Т. 80. № 11. С. 32-36.
9. Харченко М.Ф., Корнилова Н.В., Захаров Ю.М., Битюкова Е.С. Гликозаминогликаны эритробластических островков при угнетении и последующей стимуляции эритропоэза. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 1995. Т. 81. № 7. С. 141-144.
10. Щербакова Е.Н. Поражение и восстановление системы крови при острой лучевой патологии. Механизмы лучевой патологии (под ред. Ю.Б. Кудряшова). М.: Изд-во МГУ. 1984. С. 62-70.

Введение

Конечный этап развития эритроидных клеток в костном мозге у млекопитающих происходит в эритробластических островках (ЭО) – клеточных ассоциациях, представляющих собой центрально расположенный макрофаг с «короной» эритроидных клеток разной степени зрелости. Изучение количественного и качественного состава ЭО позволяет изучить особенности взаимодействия между клетками разных гемопоэтических линий, охарактеризовать эффекты цитокинов, гормонов, различных биологически активных веществ и лекарственных препаратов на эритропоэз in vivo и in vitro [2,4,6,8,9]. Морфологический анализ клеток, входящих в состав ЭО, дает возможность рассчитать в единице объема кроветворной ткани количество колониеобразующих единиц эритроцитарных (КОЕэ), вступивших в дифференцировку в костном мозге, определить синхронность волн амплификации при дифференцировке и созревании эритробластов, оценить характер изменения межклеточных взаимодействий в костном мозге при разных состояниях эритропоэза. Так, при экспериментальной полицитемии, при воздействии молекул средней массы, выделенных из крови обожженных животных, при добавлении в культуральную среду тормозящих эритропоэз соединений, при моделировании застойной спленомегалии были выявлены нарушение процесса формирования новых ЭО и замедление созревания эритроидных клеток как в условиях in vitro, так и в костном мозге подопытных животных [1,7]. Воздействие эритропоэтина, катехоламинов или антиоксидантов, напротив, приводило к активации эритропоэза в ЭО, проявляющейся ускорением процесса формирования новых ЭО на основе контактов свободных костномозговых макрофагов с КОЕэ и стимуляцией реконструкции островков, уже имеющих зрелую эритроидную «корону» [2,3,5]. Целью данного исследования явилось определение характера влияния острого γ-облучения на развитие эритроидных клеток в ЭО костного мозга и выявление закономерностей постлучевой регенерации эритроидной ткани, связанных с интенсивностью новообразования ЭО и их поэтапным развитием.

Материалы и методы

Эксперименты были проведены в соответствии c Национальным стандартом Российской Федерации «Принципы надлежащей лабораторной практики", утвержденным и введенным в действие Приказом Ростехрегулирования №544-ст от 02.12.2009. Все манипуляции с животными производили под эфирным наркозом, эвтаназию грызунов осуществляли путем цервикальной дислокации, также проводимой под эфирным наркозом. 20 белых беспородных крыс-самок массой 200-230 г были подвергнуты однократному острому сублетальному γ-облучению, поглощенная доза радиации для каждой крысы составила 6 Гр, эквивалентная доза – 6 Зв. Через 14 суток после облучения животные были выведены из эксперимента с целью оценки состояния эритропоэза. В суспензии костного мозга определяли общее количество ЭО, а после адгезии островков к поверхности чашки Петри – их распределение по классам зрелости согласно классификации Ю.М. Захарова. «Корона» ЭО 1 класса (ЭО1) была представлена проэритробластами и базофильными эритробластами с числом клеток от 2 до 8; «корона» ЭО 2 класса (ЭО2) – базофильными и полихроматофильными эритробластами с числом клеток от 9 до 16; ЭО 3 класса (ЭО3) содержали от 17 до 32 полихроматофильных и оксифильных эритробластов; «корона» инволюцирующих островков (ЭОинв) состояла из полихроматофильных, оксифильных эритробластов и ретикулоцитов с числом ядросодержащих клеток менее 16. Реконструирующиеся островки (ЭОрек) имели в своей «короне» как зрелые клетки (оксифильные эритробласты и ретикулоциты), так и молодые проэритробласты и/или базофильные эритробласты. Для оценки темпа развития ЭО в культуре использовались расчетные показатели: 1. интенсивность вовлечения КОЕэ в дифференцировку (ЭО1 + ЭОрек); 2. общее количество КОЕэ, вступивших в дифференцировку (число ЭО всех классов зрелости + ЭОрек); 3. показатель созревания эритробластов (ЭО3 + ЭОинв / ЭО1 + ЭО2 + ЭОрек); 4. показатель повторного вовлечения макрофагов в эритропоэз (ЭОрек / ЭОинв). Полученные результаты обрабатывались методами описательной статистики с расчетом средних значений, ошибки среднего, доверительных интервалов, стандартного отклонения. Сравнения групп проводились методами непараметрической статистики с использованием критериев Манна-Уитни и хи-квадрат.

Результаты и обсуждение

Через 14 дней после однократного острого γ-облучения в сублетальной дозе общее количество ЭО в костном мозге крыс было в 2 раза меньше, чем у интактных животных (таблица). При анализе качественного состава ЭО было установлено, что функции центрального звена эритрона у облученных животных к этому сроку поддерживались, в основном, за счет реконструкции: новые островки формировались только при присоединении КОЕэ к макрофагам, уже имеющим зрелую эритроидную «корону» (образование ЭОрек – эритропоэз de repeto). В то же время сам процесс повторного вовлечения макрофагов в эритропоэз тоже был существенно замедлен, что нашло свое отражение в изменении показателя повторного вовлечения макрофагов в эритропоэз – после лучевого воздействия он уменьшился в 3 раза.

Эритропоэз в ЭО после острого γ-облучения

 

контроль (n=10)

опыт (n=10)

Общее количество ЭО (103/бедр. кость)

281,3±5,1

149,6±2,2*

% ЭО1

5,2±0,01

0,2±0,001*

% ЭО2

7,4±0,02

0,5±0,01*

% ЭО3

26,5±0,08

13,4±0,05*

% ЭОинв

50,1±0,1

79,2±0,2*

% ЭОрек

11,3±0,01

5,8±0,02*

Общее количество КОЕэ, вступивших в дифференцировку в ЭО (103/бедр. кость)

310,3±3,4

158,5±0,8*

Интенсивность вовлечения КОЕэ в дифференцировку (103/бедр. кость)

45,7±1,1

9,1±0,04*

Показатель созревания эритробластов (усл. ед.)

3,3±0,01

5,3±0,01*

Показатель повторного вовлечения макрофагов в эритропоэз (усл. ед.)

0,22±0,001

0,07±0,001*

Примечание: * – достоверность различий между опытной и контрольной группами (p<0,05).

ЭО1 и ЭО2 в костном мозге облученных животных практически отсутствовали, что свидетельствует о нарушении механизмов комплексации свободных костномозговых макрофагов с КОЕэ. Общее количество КОЕэ, вступивших в последнюю стадию дифференцировки, в этот момент было в 2 раза меньше, чем в здоровом организме, а интенсивность вовлечения этих эритроидных клеток-предшественниц в эритропоэз в ЭО уменьшилась в 5 раз. В целом, вся совокупность ЭО в костном мозге облученных животных через 2 недели после воздействия более чем на 90% представляла собой ассоциации макрофагов с созревающими и зрелыми эритроидными элементами – оксифильными эритробластами и ретикулоцитами.

При анализе последовательности этапов развития эритроидных клеток ЭО (от ЭО1 до ЭОинв) нами было отмечено явное несоответствие между числом ЭО2 и ЭО3 (ЭО2 составляли только 0,5% от всех островков, а ЭО3 – 13,4%). Это свидетельствует о том, что острое лучевое воздействие привело к нарушению не только пролиферации и дифференцировки эритроидных клеток, но и к замедлению их созревания, что подтверждается изменением показателя созревания эритробластов, который в группе подопытных животных был в 1,6 раза выше, чем в контроле.

Таким образом, угнетение эритроидного ростка кроветворения, возникающее после радиационного воздействия, связано не только с торможением пролиферации ранних клеток-предшественниц в костном мозге [10], но и с нарушением терминальных стадий эритропоэза. Эти нарушения возникают на всех этапах формирования и развития ЭО: при присоединении КОЕэ/проэритробластов к свободным костномозговым макрофагам (эритропоэз de novo), при адгезии КОЕэ/проэритробластов к «короне» зрелых островков, а также при созревании оксифильных эритробластов.


Библиографическая ссылка

Тишевская Н.В., Лебедева Я.Е. ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ЭРИТРОПОЭЗА В ЭРИТРОБЛАСТИЧЕСКИХ ОСТРОВКАХ ПОСЛЕ ОСТРОГО ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ В СУБЛЕТАЛЬНОЙ ДОЗЕ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 9-1. – С. 65-67;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=7440 (дата обращения: 18.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252