Введение к работе
Актуальность темы. Воздействие высокой температуры на организм млекопитающих, как и действие многих стресс-факторов, вызывает значительные изменения нейро-эндокринной и иммунной системы, метаболических и обменных процессов на молекулярном, клеточном и тканевом уровне (Алимов Н. И., 2003; Тулеутаев М. Е., 2003; Шевченко В. П. с соавт., 2003; Антонов А. Р. с соавт., 2004; Быкова Е. В. с соавт., 2004; Ефремов А. В. и соавт., 2004, 2006; Сувернев А.В. и соавт., 2009; Chen S.C., Evans S.S., 2005; Repasky E.A., Lee M., 2008).
Системе крови принадлежит существенная роль в формировании адаптивного ответа при действии на организм различных по своей природе чрезвычайных факторов (Корнилов Н.В. и соавт. 1994; Гаркави Л.Х. и соавт., 1998; Воробьев А.И., 2002; Гольдберг Е.Д. и соавт., 2003, 2007). Воздействие экстремальных факторов, приводит к формированию комплекса неспецифических изменений в системе крови (Гольдберг Е.Д. и соавт., 1999, 2007). В многочисленных исследованиях было показано, что при действии общей гипертермии на организм млекопитающих происходит усиление фагоцитарной (Лобанова Е.М., Таганович А.Д., 2005), окислительно-метаболической (Ефремов А.В. и соавт., 2006; Lee J-F. et al., 2008) адгезивной, миграционной (Burd R. et al., 1998; Wang X.Y. et al., 1998; Appenheimer M.M. et al., 2005; Chen S.C., Evans S.S., 2005) и цитокин-продуцирующей (Zhou Y. et al., 2007; Evans S.S. et al., 2008) функций иммунокомпетентных клеток крови и тканей.
Однако, анализ научной литературы показал, что до сих пор остаются слабо изученными реакции системы крови и механизм развития костномозговых кроветворных предшественников при действии гипертермии. Имеющиеся данные свидетельствуют о повышении чувствительности костномозгового кроветворения к действию высокой температуры. При экспозиции клеток in vitro при температуре от 42 до 45оС в работах Van Zant G. с соавт. (1983), O’Hara M.D. с соавт. (1990) и Wierenga P.K., Konings A.W.T. (1993) был установлен эффект подавления активности эритропоэза в большей степени, чем миелопоэза. При этом была установлена прямая зависимость выраженности супрессии костномозгового кроветворения от длительности экспозиции клеток в условиях высокой температуры (Xiong Q-B. и соавт., 1996).
Как известно, регуляция кроветворения осуществляется единой сложноорганизованной системой, включающей в себя взаимосвязанные дистантные и локальные контролирующие факторы, действующие: а) на стволовые и полипотентные клетки - фактор стволовой клетки (SCF); б) на полипотентные клетки – ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-6, ГМ-КСФ; в) на би- и унипотентные клетки - Г-КСФ, М-КСФ, ИЛ-5, эритропоэтин, тромбопоэтин, цитокины (ИЛ-1, -2, -3, -4, -6, -7, -9, -10 и т.д.) и г) на клетки микроокружения (стимуляция продукции ГМ-КСФ, Г-КСФ, М-КСФ, ИЛ-6) – ИЛ-1, ФНО (Захаров Ю.М., Рассохин А.Г., 2002; Гольдберг Е.Д. и соавт., 2003, 2007).
В литературных источниках имеются лишь единичные работы, в которых исследованы факторы регуляции костномозгового кроветворения при действии гипертермии (Franzke A., 2006; Capitano T. et al., 2008).
В связи с вышесказанным, необходимость в изучении биологических эффектов высокой температуры на клетки крови и костного мозга продиктована тем, что полученные результаты позволят понять характер мобилизации системы крови и уточнить механизмы позитивного или негативного эффекта действия общей гипертермии. На основе этих результатов появится возможность для патогенетического обоснования принципов клинического применения методов общей управляемой гипертермии в схеме комплексного лечения больных с различными заболеваниями.
Цель исследования: изучить реакции системы крови и механизмы их развития при воздействии общей гипертермии на организм экспериментальных животных.
Задачи исследования:
1. Оценить изменения численности и клеточного состава периферической крови и костного мозга крыс Вистар на разных сроках после воздействия общей гипертермии.
2. Изучить окислительно-метаболическую функцию лейкоцитов крови и клеток костного мозга крыс на разных сроках после воздействия общей гипертермии.
3. Исследовать влияние общей гипертермии на рост гранулоцитарно-макрофагальных (КОЕ-ГМ), эритроидных (КОЕ-Э) и эритроидно-гранулоцитарно-макрофагальных (КОЕ-ЭГМ) колоний в культуре клеток костного мозга.
4. Определить содержание регуляторных медиаторов костномозгового кроветворения (ГМ-КСФ, ИЛ-1 и эритропоэтина) в сыворотке крови крыс Вистар после воздействия общей гипертермии.
Научная новизна.
Впервые показано, что воздействие общей гипертермии приводит к лейкоцитозу в периферической крови и уменьшению количества клеток костного мозга крыс, свидетельствующее об усилении их выхода в периферическую кровь. При воздействии общей гипертермии впервые выявлено фазовое изменение активности костномозговых кроветворных предшественников: на ранних сроках наблюдения происходит активация КОЕ-ЭГМ и угнетение эритроидных и гранулоцитарно-макрофагальных предшественников с последующей их активацией.
Впервые установлены разнонаправленные изменения концентраций сывороточных гемопоэз-регулирующих медиаторов при воздействии общей гипертермии на крыс. В динамике после воздействия общей гипертермии выявлен рост концентрации ГМ-КСФ и ИЛ-1 в сыворотке крови крыс. Содержание эритропоэтина в сыворотке крови крыс на ранних сроках после воздействия общей гипертермии снижается, затем возрастает и к концу эксперимента нормализуется. Впервые установлено, что разнонаправленные изменения концентраций сывороточных гемопоэз-регулирующих медиаторов (ГМ-КСФ, ИЛ-1 и эритропоэтина) определяют фазовый характер реагирования костномозговых кроветворных предшественников при воздействии общей гипертермии на крыс.
Установлено, что воздействие общей гипертермии стимулирует окислительно-метаболическую функцию лейкоцитов крови и клеток костного мозга крыс.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Результаты исследования позволяют расширить современное представление о роли костного мозга в адаптивных и компенсаторных реакциях организма крыс при действии общей гипертермии.
Результаты исследования позволили выявить особенности реакции системы крови и их костномозговых предшественников при действии общей гипертермии на организм экспериментальных животных.
При воздействии общей гипертермии установлена зависимость изменений со стороны частично детерминированных (КОЕ-ЭГМ) и коммитированных кроветворных (КОЕ-ГМ и КОЕ-Э) предшественников от специфических регуляторных медиаторов (ГМ-КСФ и эритропоэтина).
Результаты исследования могут быть использованы для разработки теоретических принципов патогенетического обоснования клинического применения методов локальной и общей гипертермии.
Внедрение результатов исследования.
Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедрах патологической физиологии и клинической патофизиологии, биологической химии и нормальной физиологии ГБОУ ВПО Новосибирский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития РФ, а также в Сибирском НИИ гипертермии (г. Новосибирск).
Положения, выносимые на защиту.
1. Воздействие общей гипертермии характеризуется лейкоцитозом в периферической крови и депрессией костномозгового эритро- и грануломоноцитопоэза. Восстановление клеточности костного мозга (зрелые клетки, коммитированные предшественники) связано с активацией КОЕ-ЭГМ.
2. Разнонаправленное изменение концентрации сывороточных гемопоэз-регулирующих медиаторов (ГМ-КСФ, ИЛ-1 и эритропоэтина) определяет специфический характер ответа костномозговых КОЕ-ГМ, КОЕ-Э и коммитированных предшественников в условиях воздействия общей гипертермии.
3. Воздействие общей гипертермии стимулирует окислительно-метаболическую функцию лейкоцитов крови и клеток костного мозга крыс. Гемопоэз-регулирующие медиаторы ГМ-КСФ и ИЛ-1 стимулируют, а эритропоэтин - подавляет окислительно-метаболическую функцию клеток костного мозга крыс.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на ежегодной конкурс-конференции студентов и молодых ученых «Авиценна» (Новосибирск, 2010, 2011); на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Вопросы патогенеза типовых патологических процессов» (Новосибирск, 2009, 2010, 2011); на заседании Проблемной комиссии НГМУ «Функциональные основы гомеостаза» (Новосибирск, 2011).
Публикации. По материалам исследования опубликовано 13 научных работ, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 124 страницах печатного текста, содержит 9 таблиц и 26 рисунков. Работа состоит из введения, глав «Обзор литературы», «Материал и методы исследования», «Результаты собственных исследование», «Обсуждение результатов исследования» и выводов. Библиографический указатель включает 228 названий (из них 115 отечественных).
![Роль функциональной асимметрии мозга и дельтарана в адаптационных реакциях организма в условиях нарушения мозгового кровообращения [Электронный ресурс]](/i/i/4589/211588.png "Роль функциональной асимметрии мозга и дельтарана в адаптационных реакциях организма в условиях нарушения мозгового кровообращения [Электронный ресурс] Кайгородов Сергей Петрович")
