CC BY
103
© Коллектив авторов., 2007 УДК 615.322:547.458].015.4:612.119
ДЕЙСТВИЕ ПОЛИСАХАРИДОВ ДОННИКА ЖЕЛТОГО НА СИСТЕМУ КРОВЕТВОРЕНИЯ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ
И. А Сычев, В. М. Смирнов, Г. В. Подколзин
Рязанский областной институт развития образования Российский государственный медицинский университет, г. Москва
Полисахариды Донника желтого ВРПК и пектин как при введении здоровым животным, так и животным с анемией, различными видами облучения усиливают процессы кроветворения, увеличивают количество некоторых макроглобулинов в плазме крови, повышают клеточность лимфоидных и кроветворных органов, нормализуют их структуру, стимулируют гемопоэз, повышают активность ферментов фагоцитов.
Полисахариды Донника желтого стимулируют процессы кроветворения в норме и при различных видах анемии и облучения [2, 3, 12], обладают противовоспалительным и антиоксидантным действием, усиливают активность фагоцитирующих клеток крови [1, 6]. Препараты пектин и ВПРК, полученные из растений Донника желтого, защищают клетки крови от различных неблагоприятных воздействий, активируют работу ферментных систем эритроцитов [1, 5, 8]. Поэтому изучение защитного действия полисахаридов на организм животных, облученных у-лучами, представляет собой актуальную задачу.
Состояние органов кроветворения, состав и свойства крови отражают состояние организма и направленность протекающих в нем процессов. Состояние организма контролируется взаимодействием трех систем: нервной, эндокринной и иммунной. Поэтому представляется наиболее интересным и важным изучить действие полисахаридов Донника желтого на кровь, кроветворение и лимфоидные органы.
Материалы и методы
Полисахариды выделяли и очищали, как описано в работе [6, 8]. Полученные вещества растворяли в физиологическом растворе, получая 10 % рабочий раствор. Для работы использовали здоровых крыс самцов породы Вистар массой от 150 до 250 г, содержащихся в стандартных условиях вивария. Препараты давали животным один раз в сутки через рот в дозе 0,1 г/кг. Препарат ВРПК вводили подопытным животным в течение 8 суток, а препарат пектин - 10 суток. Контрольные животные получали физиологический раствор в том же объеме и в те же сроки, что и экспериментальные.
У животных, получавших ВРПК на 2, 3, 5, 8 сутки, а у животных получавших препарат пектин на 1, 3, 5, 8, 10 сутки для исследования брали: кровь, лимфоидные органы и костный мозг.
Для исследования антианемического действия полисахаридов крысам-самцам породы Вистар массой 150-200 г вводили бензол или уксуснокислый свинец, вызывая состояние анемии. Полисахариды вводили подопытным животным
в дозе 0,5 г/кг в течение 7 суток, а контрольным - физиологический раствор. На 8 сутки у контрольных и подопытных крыс брали кровь, костный мозг и селезенку для исследования [1, 5].
Для изучения радиопротекторного действия полисахаридов подопытных животных распределяли на 3 группы и облучали в дозе 400 рентген, а затем в течение 5 суток вводили пектин в дозе 0,5 г/кг массы тела. Контрольным животным вводили физиологический раствор. Животные второй группы были облучены не полностью: у них сохранили одну кроветворную территорию - хвост, у животных третьей группы сохраняли от облучения хвост и одно бедро [12].
После введения последней пятой дозы препарата у животных контрольных и опытных групп брали для исследования кровь и органы кроветворения и иммунной системы: костный мозг, тимус, селезенку.
В крови животных определяли: 1) количество лимфоцитов, моноцитов, лейкоцитов, 2) соотношения Т и В лимфоцитов методом прямого и непрямого розеткообразования, 3) активность фагоцитоза по методу Гамбургера и Райта, 4) соотношения а2-, Р-, у-глобулинов в плазме крови хроматографическим методом
[4].
Исследовали изменения структуры селезенки, тимуса и костного мозга на гистологических препаратах, окрашенных гематоксилин-эозином.
Мазки крови и препараты органов окрашивали смесью метилового зеленого и пиронина с целью выявления РНК в клетках, которая окрашивается при этом в различные оттенки красного (от пурпурного до красно-фиолетового). Мазки крови и препараты органов окрашивали смесью а-нафтола и пиронина для выявления ферментов оксидаз в клетках. При этом структуры, содержащие оксидазы, окрашиваются в различные оттенки синего цвета [4].
Результаты исследований
Действие на здоровых животных
На 2 сутки введения ВРПК в крови подопытных животных количество моноцитов возрастает в 2,2, а под действием пектина на 1 сутки в 2,5 раза.
Введение ВРПК подопытным крысам способствует повышению количества лимфоцитов максимально на 5 сутки на 21,5 %, введение пектина на 3 сутки опыта на 17,6 %. В крови при этом появляются юные формы лимфоцитов.
Количество сегментоядерных лейкоцитов уменьшается у подопытных крыс под действием ВРПК на 5 сутки на 38,5 %, а при введении пектина на 41,7 %. К 10 суткам эксперимента количество лейкоцитов и моноцитов нормализуется, а лимфоцитов остается повышенным на 5-7 % под действием полисахаридов.
Количество эритроцитов и гемоглобина под действием ВРПК возрастает максимально на 5 сутки введения на 32 % и 36 % соответственно, а под влиянием пектина на 5 сутки введения на 26 % и 32 %. На 10 сутки введения полисахаридов количество эритроцитов и гемоглобина остается незначительно повышенным (на 58 %).
Количество РНК повышается в моноцитах, лейкоцитах, лимфоцитах под влиянием ВРПК в 2,3 раза, под действием пектина в 2,1 раза на 3 сутки введения и снижается до нормы на 8-10 день.
Количество ферментов оксидаз под действием ВРПК в моноцитах повышается на 26 %, а в лейкоцитах на 21 % на 3 сутки опыта. Введение пектина
подопытным крысам повышает количество оксидаз в моноцитах на 22 %, а в лейкоцитах на 18 % в те же сроки эксперимента.
В плазме крови под действием ВРПК количество а2-макроглобулинов на 2 сутки эксперимента превышает контроль на 55,6 %, под влиянием пектина на
21,7 % на 3 сутки.
На 2 сутки введения ВРПК фракция Р-макроглобулинов снижается на 13,27 %. Пектин снижает Р-макроглобулины на 22,7 %.
Уровень у-глобулинов под действием ВРПК на 5 сутки превышает контроль на 52,7 %, а под влиянием пектина на 3 сутки на 39,2 %.
К 7-10 суткам опыта количество а2- и Р-макроглобулинов нормализуется, а уровень у-глобулинов повышен на 28 % под влиянием ВРПК и на 18,5 % под действием пектина.
100 ' 80 60 40 20 0 %
гЬ гЬ *
* гЬ □ м
□ с
й □ л
J Г-Г г-Г
К 1 2 1 3 1 5 8
М- % моноцитов
С- % сегментоядерных лейкоцитов Л- % лимфоцитов
К- % количества клеток крови в контроле 2, 3, 5, 8- сутки эксперимента
Рис. 1. Изменение клеточного состава крови крыс под действием препарата ВРПК в дозе 0,1 г/кг массы тела.
В костном мозге начиная со 2-3 суток опыта происходит общее увеличение клеточности за счет активной пролиферации слабо дифференцированных клеток. Количество эритробластических островков 3 класса и инволюционирующих уменьшается за счет созревания и выхода в кровь созревающих эритроцитов.
На 3-5 сутки эксперимента появляются новые эритробластические островки
1 класса и особенно увеличивается численность эритробластических островков 2 и 3 классов зрелости. Возрастает количество мегакариоцитов, кольцеядерных лейкоцитов, лимфоцитов.
На 7-10 сутки введения полисахаридов общая клеточность снижается, количество эритробластических островков 1 и 2 классов повышено, а численность
островков 3 класса зрелости и инволюционирующих снижается до нормы, поэтому количество эритроцитов и гемоглобина на 10 сутки опыта снижается. Количество лейкоцитов продолжает увеличиваться (особенно кольцеядерных).
В селезенке под влиянием ВРПК на 5-е сутки увеличивается на 30,7 % масса селезенки, а под действием пектина на 26,7 %. На 8-е сутки ее масса несколько уменьшается, однако превышая контроль на 21,8 %. Под влиянием пектина на
18,7 %.
На 3-е сутки возрастает общая клеточность селезенки.
В структуре органа в этот период времени увеличивается число вторичных фолликулов за счет ускорения процесса созревания клеток и происходит увеличение количества первичных фолликулов за счет стимуляции лимфопоэза.
Во вторичных фолликулах мантийный слой и центры размножения очень плотно заполняются клетками. На 42,5 % под влиянием ВРПК и на 36,7 % под действием пектина возрастает численность Т-лимфоцитов в Т-зависимой области белой пульпы и, особенно, на границе между Т- и В-зонами белой пульпы. В белой пульпе на 3 и особенно на 5 сутки введения полисахаридов увеличивается численность «розеток» (на 32,7 % - ВРПК; на 27,4 % - пектин), состоящих из центрального макрофага и лимфоцитов, его окружающих. Увеличивается количество плазматических клеток.
В красной пульпе увеличивается количество клеток эритроидного ряда, мегакариоцитов, кольцеядерных лейкоцитов.
Вблизи крупных сосудов увеличивается количество кольцеядерных лейкоцитов, особенно к 5 суткам опыта. Так же возрастает количество эритроидных клеток. Количество РНК на 1-е сутки опыта под действием полисахаридов максимально в макрофагах и клетках стромы, на 3-5 сутки - в макрофагах и лимфоцитах, на 8-10 сутки количество РНК приходит в норму. Количество гликозаминогликанов и протеогликанов увеличивается в клетках стромы и макрофагах на 1-3 сутки опыта.
Рис. 2. Изменение количества РНК в клетках селезенки крыс под действием ВРПК
Масса тимуса максимально возрастает на 7 сутки введения полисахаридов под действием ВРПК на 55,6 %, под влиянием пектина на 48,4 %. Клеточность органа повышается в течение 7 суток введения полисахаридов в корковой зоне долек органа на 54,2 % под влиянием ВРПК и на 46,7 % под действием пектина. В мозговой области органа клеточность увеличивается на 3-7 сутки на 36,8 % под влиянием ВРПК и на 33,3 % под действием пектина. На 10 сутки опыта клеточность снижается как в корковой, так и в мозговой зоне долек тимуса, но остается выше норы. Масса органа снижается почти до нормы к 10 суткам введения полисахаридов.
Влияние полисахаридов на животных с анемией.
Периферическая кровь анемизированных введением уксуснокислого свинца и бензола животных содержит в 2-2,5 раза меньшее число эритроцитов и гемоглобина, количество лейкоцитов под действием бензола снижено на 59,5 %, а под действием уксуснокислого свинца - на 34,8 %.
Масса селезенки анемизированных крыс уменьшается под действием бензола на 30,4 % по сравнению с контролем, а под действием уксуснокислого свинца на 28,5 %.
Клеточность селезенки (особенно красной пульпы органа) снижается под влиянием бензола на 33,6 % по сравнению с контролем, а под влиянием уксуснокислого свинца на 35,2 %.
Становятся заметны элементы стромы органа: клетки, сосуды, волокна.
Клеточность костного мозга анемизированных крыс снижается под влиянием бензола на 32,7 %, а под действием уксуснокислого свинца на 35,2 %. Уменьшается общее количество эритробластических островков под действием бензола на 22,7 %, а под влиянием уксуснокислого свинца на 29,5 %. Заметно снижается количество кольцеядерных лейкоцитов. Становятся заметны элементы стромы органа: сосуды, волокна, стромальные клетки, сосуды несколько
расширены.
Под влиянием 7 доз ВРПК масса селезенки возрастает и на 5-7 % превышает норму. Клеточность органа увеличивается, превышая норму на 6-8 % при бензольной и свинцовой анемии соответственно. В красной пульпе увеличивается количество клеток эритроидного ряда, кольцеядерных лейкоцитов. Мегакариоцитов. В белой пульпе увеличивается количество лимфоцитов. Структура органа нормализуется. ВРПК стимулирует выделение клетками стромы и макрофагами гликозаминогликанов и протеогликанов, количество которых возрастает на 5 и 7 сутки опыта и снижается на 10 день эксперимента.
Состав крови На фоне введения бензола На фоне введения уксуснокислого свинца Здоровые животные
Эритроциты 2,4 ± 0,1 2,21 ± 0,03 5,51 ± 0,13
Гемоглобин 37,3 ± 0,1 44,2 ± 0,2 82,3 ± 0,2
Лейкоциты 3,0 ± 0,2 6,5 ± 0,2 10,8 ± 0,4
В костном мозге анемизированных животных начиная с 3 дня введения полисахаридов увеличивается количество эритробластических островков 1 и 2 классов на 12,3 % и 16,4 % в случае обоих видов анемии соответственно. Количество их достигает нормальных величин лишь на 7 день введения
полисахаридов. Ускоряется процесс дифференцировки и созревшие эритроциты выходят в кровоток, увеличивая количество гемоглобина и эритроцитов в кровяном русле до нормы. Возрастает численность кольцеядерных лейкоцитов на 7 сутки на 25-57 %. Ускоряется процесс созревания и выхода этих клеток в кровь. Количество гликозаминогликанов и протеогликанов возрастает на 3-5 день опыта и снижается на 7-10 сутки в клетках стромы и макрофагах, но немного превосходит норму и на 10 сутки введения.
Изменение параметров,
% к контролю
Рис. 3. Антианемическое действие ВРПК Количество гемоглобина (1), эритроцитов (2), лейкоцитов (3).
Показатели интактных животных (I); при свинцовой анемии (II) и свинцовой анемии на фоне введения ВРПК (III)
Количество клеток в крови на 7 сутки введения ВРПК нормализуется, а на 10 сутки увеличивается на 8,8 % в случае бензольной анемии и на 5,5 % в случае свинцовоуксуснокислой. Уровень гемоглобина нормализуется на 7 сутки введения полисахарида, а на 10 - на 9,3 % и на 8,6 % превышает норму при бензольной и свинцовоуксуснокислой анемии соответственно. Количество лейкоцитов нормализуется на 7 день опыта.
Механизм радиопротекторного действия
Масса тимуса у полностью облученных крыс уменьшается на 53,4 %, масса селезенки на 32,3 %. У крыс с одной необлученной кроветворной территорией масса тимуса уменьшается на 31,2 %, масса селезенки на 7,9 %. У животных с 2 необлученными кроветворными территориями масса тимуса снижается на 19,3 %, а селезенки на 10 %.
Клеточность костного мозга у полностью облученных крыс уменьшается на 33,2 %, у животных с необлученным хвостом на 26 %, а с необлученным бедром и хвостом на 18,4 %. Заметно уменьшается количество эритробластических островков в костном мозге. Нарушается структура и уменьшается клеточность тимуса и селезенки. Становятся заметны элементы стромы органов, сосуды, волокна, ретикулярные клетки и макрофаги. Сосуды расширены, нет четких границ между отдельными зонами органов. У полностью облученных крыс все изменения
выражены сильнее.
В крови полностью облученных крыс уменьшается количество эритроцитов на 16,5 %, гемоглобина на 18,2 %, лимфоцитов на 24,3 %, повышается количество лейкоцитов на 34 %, моноцитов на 43 %, атипичных клеток в 2,2 раза по сравнению с нормой.
У животных с сохранением от облучения одной или двух кроветворных территорий количество эритроцитов уменьшается на 8-7 %, гемоглобина на 1215 %, лимфоцитов на 24-13 %, численность лейкоцитов увеличивается на 35-33 %, моноцитов в 1,7 и в 1,5 раза соответственно по сравнению с нормой.
Изменение клеточного состава крови крыс под влиянием облучения
и полисахарида Пектин
Воздействие на организм животных Эритр. Гемогл. Лимф. Сегм. Моноц. Атипич.
1) Здоровые животные 4,62±0,22 125,6±1,8 74,3±1,2 23,3±1,3 3,0±1,0 3,3±1,4
2) Полностью облученные животные 3,89±0,33 103,3±1.7 56,3±2,3 31,2±1,5 4,3±1,3 7,3±0,2
5,02±1.25 135,3±1,5 65,6±1,7 28,6±2.2 4,6±1,0 7,3±1,1
3) Частично облученные животные за исключением хвоста 4,55±2,1 119,6±2,3 56,3±2,1 31,6±2,3 5,2±1,1 10,0±1,7
4,68±1,7 118,2±1,4 68,1±1,5 31,3±1,8 4,0±1,2 3,3±2,8
4) Частично облученные животные за исключением бедра и хвоста 4,3±2,8 106,6±1,8 57,3±1,3 38,5±2,1 4,6±1,2 4,0±1,4
Количество молекул РНК в клетках костного мозга у полностью облученных крыс снижается до 38,5 %, а у частично облученных до 56,5 % и 70 % от уровня нормы.
Количество гликозаминогликанов и протеогликанов у полностью облученных животных составило 35,6 %, у крыс с частичным облучением 53,8 % и 59,4 % от уровня нормы.
Введение 5 доз пектина полностью облученным крысам способствует увеличению массы тимуса на 30,4 %, селезенки на 14,7 % по сравнению с контролем. У частично облученных животных с необлученными хвостом и хвостом и бедром увеличивается масса тимуса на 15,8 % и 17,3 %, а масса селезенки на 9,8 % и 9,4 % по сравнению с контролем соответственно. Масса органов возрастает за счет увеличения их клеточности и частичного восстановления структуры, особенно у крыс с необлученными бедром и хвостом. Клеточность костного мозга увеличивается у полностью облученных крыс на 6,9 %, а у частично облученных
(хвост) на 8,7 % и (бедро и хвост) на 16,2 % по сравнению с контролем. У животных с необлученным хвостом и, в большей степени, у крыс с необлученными хвостом и бедром увеличивается количество эритробластических островков. Это приводит к ускорению созревания и выходу в кровь эритроцитов, количество которых возрастает у полностью облученных крыс на 7,8 %, а у частично облученных на 9,4 % и на 16,8 %. Количество гемоглобина увеличивается у полностью облученных крыс под действием пектина на 11,6 %, лимфоцитов на 9,2 %. У животных с необлученным хвостом гемоглобин возрастает на 11,7 %, а у крыс с необлученными бедром и хвостом на 17,8 %, лимфоцитов на 14,8 % и на 24,7 % соответственно по сравнению с контролем. При этом количество атипичных клеток в крови крыс с необлученными бедром и хвостом в 2,2 раза ниже, чем в контроле.
Под влиянием пектина количество РНК в клетках костного мозга возрастает при полном облучении на 15,8 %, у крыс с необлученным хвостом на 16,3 %, а у животных с необлученными бедром и хвостом на 21,3 % по сравнению с контролем.
Повышение количества молекул РНК способствет увеличению синтеза гликоаминогликанов и протеогликанов, количество которых возрастает в клетках костного мозга полностью облученных крыс на 12,2 %, у животных с необлученным хвостом на 15 %, а у крыс с необлученными бедром и хвостом на 17 % выше, чем в контроле.
Увеличение количества молекул-регуляторов гемопоэза способствует увеличению количества эритробластических островков в структуре костного мозга у животных с полным облучением на 8,5 %, у крыс с необлученным хвостом на 13,8 %, а у животных с 2 необлученными кроветворными территориями на 18,2 % по сравнению с контролем.
80,0% —
60,0% --
40,0% --
20,0% --
0,0%
1 2а 2б 3а 3б 4а 4б
Рис. 4. Изменение клеточности костного мозга животных под влиянием облучения и
введения полисахарида Пектин.
1 - здоровые животные, контрольная группа.
2 - частично облученные животные сохранение бедра и хвоста; а -
получавшие Пектин в дозе 0,1 г/кг; б - не получавшие.
3 - частично облученные животные с сохранением хвоста; а - получавшие
полисахарид Пектин в дозе 0,1 г/кг; б - не получавшие.
4 - полностью облученные животные; а - получавшие полисахарид Пектин в дозе 0,1 г/кг; б - не получавшие.
Выводы
1. ВРПК и пектин стимулируют гемопоэз, увеличивая в периферической крови количество моноцитов (в 2,2-2,6 раза), лимфоцитов (на 11,6-21,5 %) эритроцитов (на 26-32 %) уровень гемоглобина (на 32-3S %), а2-макроглобулинов (на 22-25 %), активность ферментных систем клеток крови и фагоцитоз.
2. Полисахариды повышают синтетическую активность в клетках стромы, что сопровождается увеличением массы селезенки на 27-31 %, тимуса - на 4S-55 % соответственно.
- Увеличение в 1,5 раза клеточности костного мозга (количества эритробластических островков 1-2 класса зрелости, клеток лимфоидного ряда, кольцеядерных лейкоцитов, мегакариоцитов);
- Увеличение на 37-43 % клеточности селезенки (количества лимфоидных фолликулов - первичных вторичных и Т-лимфоцитов в структуре белой пульпы, плазматических клеток и «розеток», состоящих из центрального макрофага и лимфоцитов, клеток эритроидного ряда, кольцеядерных лейкоцитов в области красной пульпы);
- Увеличение клеточности корковой зоны тимуса на 45-54 % и мозговой зоны - на 33-36 %.
3. ВРПК и пектин оказывают выраженную антианемическую активность, увеличивая количество РНК в клетках кроветворных органов и усиливая синтез молекул гликозоаминогликанов и протеогликанов, что приводит к увеличению клеточности костного мозга, количества эритробластических островков, ускорению созревания клеток эритроидного и лимфоидного ряда, и нормализации клеточного состава крови.
4. Пектин обладает радиопротекторным действием на организм полностью
или частично облученных животных, повышая уровень РНК на 15,S-21 %,
гликозаминогликанов и протеогликанов в макрофагах и клетках стромы костного мозга на 13,3-16,1 %. Увеличивается количество эритробластических островков в костном мозге облученных животных возрастает на S,5-17%, активируются
эритропоэз и лимфопоэз, что способствует восстановлению структуры органов и нормализации состава крови.
ЛИТЕРАТУРА
1. Донцов В. И., Сычев И. А., Колосова Т. Ю. Социально-гигиенический ониторинг здоровья населения. / Донцов В. И.// материалы науч.-практ. конференции. - Рязань, 2000. - С. 204-207.
2. Ерофеева Л. М., Сапин М. Р., Григоренко Д. Е. / Ерофеева Л. М., //.-
Морфология.- 2000. №1. - С. 42-46.
5. Захаров Ю. М., Рассохин А. Г. Эритробластический островок. /Захаров Ю. М.//. - М. Медицина, 2002.
6. Лилли Р. Гистологическая техника и практическая гистохимия. - М.: Мир, 1969. - С. 6S5.
7. Подколзин А. А. [ и др.] Бюл. эксперим. биологии и медицины / Подколзин А. А. //. - 1996. -№ 6. - С. 661-663.
8. Смирнов В. М., Сычев И. А., Колосова Т. Ю. / Смирнов В. М. // Биохимия на рубеже XXI века: межрегион. сб. науч. тр. - Рязань: Издат - во Ряз. НМЦ, 2000. -С. 505-509.
9. Смирнов В. М., Сычев И. А. Вестник Российского государственного медицинского университета / Смирнов В. М., Сычев И. А. // . - 2004. - № 6 (37),
С. 85-95.
10. Сычев И. А. Биохимическая активность полисахаридов Донника желтого: автореф. дис... канд. биол. наук. - М., 1995.
11. Сычев И. А. Российский медико-биологический вестник имени академика И. П. Павлова, / Сычев И. А. //. - 2003. - № 3-4. - С. 71-78.
12. Сычев И. А. [ и др.] Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения. / Сычев И. А. // Материалы науч.-практ. конференции. - Рязань, 2001. -С.217-218.
13. Сычев И. А. Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения./ Сычев И. А. // Материалы науч.-практ. конференции. - Рязань, 2001. - С. 218-219.
14. Шмаров Д. А.. Клиническая лабораторная диагностика, / Шмаров Д. А.. //. - 200. - № 10. - С. 20-21.
THE EFFECT OF POLYSACCHARIDES OF YELLOW MELILOT ON THE HEMOPOIETIC SYSTEM IN NORM AND IN PATHOLOGY
I.A.Sychev, V.M.Smirnov, G.V.Podkolzin
Polysaccharides of yellow melilot and pectins both in healthy animals and animals with anemia increase the processes of hemopoiesis, quantity of some macroglobulins in blood plasma, cellularity of lymphoid and hemopoietic organs, normalize their structure, stimulate hemopoiesis, elevate the activity of enzymes of phagocytes.
