CC BY
102015, т. 5, №1 (17)
крымскии журнал экспериментальном и клиническои медицины
УДК: 611-018.46:591.4:614.876:611.82:612.6:616-092.4
ОБОБЩЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИЗУЧЕНИЮ ВЛИЯНИЯ КСЕНОГЕННОЙ ЦЕРЕБРОСПИНАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ НА НОРМАЛЬНЫЙ И ОБЛУЧЕННЫЙ КОСТНЫЙ МОЗГ КРЫС
В. С. Пикалюк, А. И. Абсеттарова, Л. Р. Шаймарданова.
Кафедра нормальной анатомии Медицинская академия имени С. И. Георгиевского
ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского»
Адрес переписки: бул. Ленина 5/7, г. Симферополь, 295006, Республика Крым, Российская Федерация E-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ
Данной публикацией освещаются основные положения двух диссертационных работ по изучению возрастных морфофункциональных изменений костного мозга здоровым и облученным крысам после введения ксеногенной цереброспинальной жидкости. Эксперимент проводили на крысах линии Вистар четырех возрастных категорий - новорожденные, неполовозрелые, половозрелые и крысы предстарческого возраста обоих полов.Результаты исследованийпоказалиобоснованнос ть и целесообразность разработки биопрепарата на основе ксеногенного ликвора, для возможного его последующего применения после серии клинических испытаний в онкологии, гематологии, остеопатологии, регенеративной медицине.
THE SUMMARIZED RESULTS OF THE INVESTIGATIONS ON THE INFLUENCE OF THE
CEREBROSPINAL FLUID ON NORMAL AND IRRADIATED RATS BONE MARROW
V. S. Pikaluk, A. I. Absettarova, L. R. Shaymardanova
SUMMARY
This publication highlights the key provisions of the two dissertation studies on age-related morphological and functional changes of the bone marrow in healthy and irradiated rats after administration of xenogenic cerebrospinal fluid. The experiment was carried out on Wistar rats of four age groups - newborn, immature, mature and ratsof presenile age of both sexes.The results showed the feasibility and desirability of developing a biological product based on xenogenic liquor for its possible future use after a series of clinical trials in oncology, hematology, osteopathology, regenerative medicine.
Ключевые слова: цереброспинальная жидкость, костный мозг, облучение.
Несмотря на большое число работ по изуче- исследования по теме «Онтогенетические осо-
нию различного вида воздействий на организм, бенности морфофункциональных изменений
число исследований изменений в костном мозге и процессов регенерации при парентеральном
ничтожно мало. Из современных методов прак- введении прижизненно взятой спинномозговой
тически исключено тестирование костного мозга, жидкости» (№ гос. регистрации 0108U002029).
как сложной, динамичной ичувствительной си- МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
стемы, занимающей 3,5 кг у взрослого человека. ^
Отсутствие интереса к такомуоргану представля- КЦСЖ получали по методу [8]. Исследо-ется необоснованным, тем более, что понимание вание проводили на крысах линии Вистар че-процессов, происходящих в нем, может отражать тырех возрастных категорий - новорожден-как реакцию соединительной ткани на воздей- ные, неполовозрелые, половозрелые и кры-ствие, так и в целом, состоятельность компенса- сы предстарческого возраста обоих полов. торно-приспособительных реакций организма. В одной диссертационной работеобращали В Медицинской академии имени С. И. Геор- внимание на изменение кинетики пролифера-гиевского завершается цикл работ, посвящен- ции и дифференцирования, а также численных исследованию влияния ксеногенной цере- ности пулов всех клеточных линий в четырех броспинальной жидкости на органы и систе- возрастных категорияху здоровых крыспосле мы [1-15]. Данной публикацией освещаются введения КЦСЖ, а также на изменения микроосновные положения двух диссертационных окружения костного мозга - костной и ретику-работ по изучению возрастных морфофунк- лярной стромы. Для этого применяли био- и циональных изменений костного мозга здо- остеометрию бедренных костей; окраску сре-ровым и облученным крысам после введения зов гематоксилин-эозином, реакциями на ми-ксеногенной цереброспинальной жидкости елопероксидазу по Loele, ШИК-реакцию по (КЦСЖ), проведенных в рамках комплексного McManus и Hotchkiss с подсчетом среднего ци-
тохимического коэффициента по Astaldi, Verga; окраску по Романовскому-Гимза с подсчетом миелограммы; оценку функциональных индексов и гемограммы; определение на гистологических срезах соотношения площадей красного, желтого и остеобластического костного мозга.
Во второй работе ксеногенный ликвор вводили облученным крысам, что позволило оценить восстановительные процессы после облучения под действием КЦСЖв возрастном аспекте. Для этого применяли окрашивали материал гематоксилином и эозином, импрегнацией по Келемену, по Романовскому-Гимза с подсчетом миелограммы и формулы крови, определяли соотношения площадей красного, желтого костного мозга и ретикулярной ткани.
В обоих исследованиях для описания морфологических и функциональных изменений на клеточном и субклеточном уровняхтакже применяли электронномикроскопический метод и для оценки достоверности количественных данных -методы вариационной статистики.
Анализ результатов исследований позво-лилобосновать целесообразность разработки биопрепарата на основе КЦСЖ, для возможного его последующего применения после серии клинических испытаний в онкологии, гематологии, остеопатологии, регенеративной медицине.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Введение КСМЖ здоровым крысам влияло на рост и формирование бедренных костей крыс. В результате однократного введения КСМЖ новорожденным животным к 30-м суткам наблюдения масса и длина бедренной кости достоверно отставали от контрольных значений на 45,45% и 14,96%, соответственно. В группе половозрелых животных лишь десятикратное введение КЦСЖ приводило к достоверному превышению массы кости на 33,25%. У животных предстарческого возраста в результате десятикратного введения КЦСЖ достоверно отставали от контрольных показателей длина кости (на 30,93%) и ширина проксимального эпифиза (на 23,86%). При этом, толщина компактного слоя кости в зоне диафиза превышала контрольные показатели во всех возрастных группах.
На фоне введения КСМЖ здоровым крысам происходило перераспределение процентного соотношения красного и желтого костного мозга. После введения КЦСЖ в первые сутки жизни, в проксимальном эпифизе бедренных костей на 30 сутки эксперимента красный костный мозг занимал площадь в 2,24 раза больше контрольного значения. У половозрелых животных красный костный мозг увеличивается по площади в дистальном эпифизе: после трехкратного введения КЦСЖ - в 2,33 раза, а после десятикратной
инфузии - в 2,14 раза выше контрольных значений. У животных предстарческого возраста после десятикратного введения КЦСЖ в зонах проксимального эпифиза, диафиза и дистально-го эпифиза красный костный мозг увеличивал площадь в 1,36; 4,68 и 4,26 раза, соответственно.
При коррекции последствий облучения с помощью КЦСЖ восстановление красного костного мозга проходило интенсивнее и в более ранние сроки, превышая к 30-м суткам у ювенильных животных показатели площади красного костного мозга контрольных значений в проксимальном и дистальном эпифизах в 1,34 и 1,27 раза, диафизе - в 1,19 раз; у половозрелых крыс в 2,03; 1,67; 2,17 раза.
Желтый костный мозг, реагировавший на облучение в контрольных группах половозрелых животных уменьшением относительной площади, в сериях с коррекцией КЦСЖ занимал 3,33±0,54% в проксимальном эпифизе, 23,33±0,73% в диафи-зарной зоне, 24,17±0,82% в дистальном эпифизе, что вдвое больше относительных площадей контрольных показателей. Такая же тенденция была характерна для животных ювенильного и пред-старческого возраста. К 30-м суткам эксперимента коррекция КЦСЖ повышала адаптационные возможности костного мозга половозрелых животных после облучения за счет увеличения относительной площади ретикулярной стромы в исследуемых зонах бедренной кости: проксимальный эпифиз - 19,17±0,66%*; диафизарная зона -16,33±1,08%* и дистальный эпифиз - 9,33±0,88%*.
У здоровых животных в ответ на введение КЦСЖ, происходитактивация синтетических процессов в клетках красного костного мозга животных первых трех исследуемых групп, что выявлялось расширением эндо-плазматической сети, просветлением митохондрий, и истощением механизмов активации у животных предстарческого возраста в результате десятикратного введения КСМЖ.
После введения КЦСЖ здоровым крысамво всех возрастных группах независимо от кратности введения, происходило расширение гранулоци-тарного ростка и преимущественная стимуляция дифференцирования клеток дифферонов костного мозга. В результате введения ксеногенного ликвора крысам в первые сутки жизни, а также половозрелым животным, наблюдали значительное расширение эритроидного ростка, а унеполо-возрелых и предстарческих - его сужение. Картина крови не показала признаков воспалительной реакции, антигенной нагрузки, интоксикации, бласттрансформации, несостоятельности кроветворения (дизэритропоэза) с параллельным максимальным накоплением ШИК-позитивного материала после однократного введения КЦСЖ новорожденным животным к 30 суткам экс-
2015, т. 5, №1 (17)
крымский журнал экспериментальной и клинической медицины
перимента и снижением на 25,54% продуктов перекисного окисления до минимального показателя у половозрелых животных после десятикратного введения КСМЖ. Данные процессы свидетельствовали о доминировании процессов дифференцирования клеток над пролиферацией.
У животных экспериментальной серии после облучения икоррекции КЦСЖ, количественные клеточные показатели крови восстанавливались более быстрыми темпами, начиная с ранних сроков эксперимента. Начиная с 7-х суток эксперимента, процентный состав эритроцитов, ретику-лоцитов, тромбоцитов, на 13-20%, а относительный состав сегментоядерных лейкоцитов, лимфоцитов, моноцитов на 10-20% превышал показатели контроля, возрастая в абсолютных и относительных величинах на 14 и 30 сутки эксперимента.
После облучения и последующей коррекции КЦСЖ, к 30-м суткам эксперимента в миело-грамме ювенильных животных цитоз гранулоци-тарного ряда превышал показатель контрольной серии в 4,93 раза, у половозрелых - в 3,25 раза; бластная составляющая при этом оказалась выше в 2,5-3,0 раза. Морфологическая картина крови коррелировала с данными миелограммы, что отражало функционально-стабилизирующую состоятельность гематомедуллярного барьера у животных этой возрастной категории, что не встречается у крыс предстарческого возраста.
Во всех возрастных группах уже к 7-м суткам эксперимента после введения облученным животным КЦСЖ снижалась интенсивность деструктивных процессов, что ультраструктурно проявляется уменьшением процесса вакуолизации ядер, разрушением эндоплазматическо-го ретикулума, глыбок хроматина, угнетением других признаков некробиоза на фоне активизации митотических и синтетических процессов.
Анализ полученных данных показал, что основными векторами влияния КЦСЖ на мор-фофункциональные характеристики костного мозга и его грубую строму в возрастном аспекте, независимо от кратности введения, у здоровых животных являются утолщение компактного вещества кости, уменьшение объема желтого костного мозга, увеличение объема красного костного мозга, т.е. «омоложение», однако одновременно наблюдали стимуляцию дифференцирования клеток различных дифферонов.
Ведущим фактором в репопуляции костного мозга после облучения и последующего введения КЦСЖ являлся возраст реципиентов и срок реабилитации с наибольшим позитивным эффектом у ювенильных и половозрелых животных в первые две недели эксперимента. У облученных животных также отмечали стимулирующее действие ЯМС: на пролиферацию бластных и полноценное
дифференцирование созревающих клеток и воздействие на микроокружение очагов гемоцитопо-эза - желтый костный мозг и ретикулярную стро-му. Полученные эффекты позволяют рассматривать КЦСЖ в качестве мощного корригирующего средства при лучевой гипоплазии костного мозга.
Наиболее тяжелые последствия облучения выявлены в группе новорожденных животных, что проявлялось угнетением гемоцитопоэза с исчезновением клеток-предшественниц и созревающих форм в различные сроки эксперимента в зависимости от вида дифферона. Применение КЦСЖ позволило снизить смертность в данной возрастной группе в 3,33 раза - с 70% у контрольных до 21% у подопытных животных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абсеттарова А.И. Изменения морфологической картины крови крыс при экспериментальном лучевом поражении и его коррекции ксеногенной цереброспинальной жидкостью / А.И. Абсеттарова // Вюник проблем бюлогл i медицини. - Полтава - 2014. - Вип. 4(1). - С. 75-78.
2. Абсеттарова А.И. К вопросу о возможности клинического использования ксеногенной спинномозговой жидкости / Л.Р. Шаймарданова, А.И. Абсеттарова // Укра'шський морфолопчний альманах. - 2011. - Т. 9, № 3 (дод.). - С. 94-98.
3. Абсеттарова А.И. Количественные изменения клеток красного костного мозга крыс после облучения и коррекции ксеногенной цереброспинальной жидкостью/
A.И. Абсеттарова //Кл^чна анатомiя та оперативна хiрургiя. - 2014. - Т. 13, № 3. - С. 26-29.
4. Абсеттарова А.И. Морфофункциональные изменения костного мозга крыс при экспериментальном лучевом поражении и его коррекции ксеногенной цереброспинальной жидкостью / А.И. Абсеттарова // Укра'шський морфолопчний альманах. - 2014. - Т. 12, № 2. - С. 102-105.
5. Абсеттарова А.И. Ультраструктурные изменения костного мозга крыс при экспериментальном лучевом поражении и его коррекции ксеногенной цереброспинальной жидкостью / А.И. Абсеттарова // Curierul Medical (Молдова). -2014.-Vol.57,№5.-C. 20-24.
6. Абсеттарова А.И. Цереброспинальная жидкость как гуморальная среда с радиопротекторными свойствами / А.И.Абсеттарова, С.И.Какура, О.К.Олейникова,
B.С.Пикалюк, Е.Ю. Бессалова // Журнал шычних та ек-спериментальних медичних дослщжень. - 2014. - Т.2, №.3 - С.316-322.
7. Бессалова Е.Ю. Морфофизиологические эффекты ксеногеннойспинномозговой жидкости на репро-дуктивнуюсистему самок полиэстричных млекопитающих / Е.Ю. Бессалова, В.В. Ткач, В.А. Королев // Таврический медико-биологический вестник. - 2006. - Т. 9, № 3, Ч. 1. - С.175 - 178.
8. Декларацмний патент на винахщ „Споаб одер-жання цтьного лкворного препарату" Ткач В.В., Адамень
Ф.Ф., Лисенко В.В., Макаров О.1, Сушко А.1., Ткач В.В. (мл). Заявл. № 2003087810, от 02. 09. 2003.
9. Ликвор как гуморальная среда организма / В.С. Пикалюк, Е.Ю. Бессалова, В.В. Ткач [и др.]. - Симферополь: ИТ «Ариал», 2010.- 192 с.
10. Шаймарданова Л.Р. Изменения картины крови под действием ксеногенной спинномозговой жидкости. // Вюник проблем бюлоги i медицини.- 2011. - Вип. 1. - С. 223-226.
11. Шаймарданова Л.Р Влияние ксеногенной спинномозговой жидкости на динамику остеометрических показателей бедренных костей крыс в онтогенезе / Л.Р. Шаймарданова //Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического зхдравоохранения: тр. КГМУ им.С.И. Георгиевского. -Симферополь, 2010. - Т.146, Ч.5. - С. 171-173.
12. Шаймарданова Л.Р. Гистоморфологические изменения костного мозга бедренных костей крыс под
действием ксеногеннойспинномозговой жидкости в различных возрастных группах/ Л.Р Шаймарданова, В.С. Пикалюк.//"Вюник СумДУ. Серия «Медицина». - 2011 -№1.- С. 58-64.
13. Шаймарданова Л.Р Количественные изменения клеток различных ростков и характеристика функциональной активности костного мозга под действием ксеногенной спинномозговой жидкости.//КлЫична та ек-спериментальна патолопя. - Чершвщ 2011 - Т.Х, №1 (35). - С. 182-189.
14. Шаймарданова Л.Р Ульрамикроскопические изменения клеток КМ под действием КСМЖ./Л.Р. Шаймарданова //Морфолопя - 2010. - XIV, №4 - С. 67-72.
15. Шаймарданова Л.Р Цитоморфологические и цитохимические изменения клеток костного мозга под действием ксеногенной спинномозговой жидкости. // Одеський медичний журнал. -2011- №1. - С. 13-16.
