Введение к работе
Актуальность исследования. Изучение механизмов функционирования висцеральных систем и их іуморальной регуляции является одним из основных направлений современной физиологии (Судаков К.В., 2001). Исключительной особенностью крови является то, что она интегрирует работу многих физиологических систем. Эритроцитарное равновесие как важнейший показатель качества работы эритрона поддерживается благодаря непрерывной динамической взаимосвязи процессов эритропоэза и эритродиереза (Судаков К.В., Захаров Ю.М., 2000).
Ведущим механизмом эритродиереза является внутриклеточный гемолиз (Бриллиант М.Д., 1985). Фиксированные макрофаги селезенки, печени и костного мозга участвуют в секвестрации и разрушении нежизнеспособных эритроцитов (Карр Я., 1978). Изучены морфофункциональные характеристики эритроцитов, подвергающихся деструкции (Sambrano G.R. et al., 1997), и реакция макрофагов на эритроциты с измененными свойствами (Beppu М. et al., 1994; Bratosin D. et al., 1997; Bratosin D. et al., 1998; Mantovani В., 1987). Однако регуляция процесса эритродиереза как одного из механизмов обеспечения эритроцитариого равновесия в связи с элиминацией нежизнеспособных эритроцитов из кровеносного русла изучена недостаточно.
Начиная с 1987 года, в результате интенсивных научных исследований была доказана важная роль оксида азота (NO) в регуляции основных систем организма: сердечно-сосудистой, иммунной, нервной, дыхательной и др., что позволило предположить универсальное значение NO для биосистем (Palmer R.MJ. et al., 1987; Wennmalm A. et al., 1992). Вместе с тем, несмотря на большое количество работ, посвященных оксиду азота, пока не удалось определить все "точки приложения" NO; мало разработаны медикаментозные механизмы воздействия на продукцию оксида азота в условиях патологии Так, недостаточно разработан вопрос о роли оксида азота в регуляции состояния эритроцитарной системы в целом и механизмах регуляции эритродиереза в частности. Поэтому актуальным представляется исследование роли оксида азота как одного из потенциальных регуляторов процесса деструкции эритроцитов.
Широкое использование донаторов оксида азота в качестве пищевых добавок и консервантов, использование высоких доз NO-содержащих фармакологических препаратов в критических состояниях (острый инфаркт мио-
С. Петербург
2W(?K
карда, кардиогенныи отек легких, гипертонический криз) делают актуальной проблему острой нитритной интоксикации, а также профилактики повреждений клеточных мембран и коррекции последствий оксидантного стресса, вызванного интоксикацией нитропрепаратами (Ольбинская Л.И., Лазебник Л.Б , 1998; Рекомендации по профилактике, диагностике и лечению артериальной гипертензии, 2002; Gibson G.R. et al., 1982).
Одним из наиболее доступных препаратов с антиоксидант ной активностью является альфа-токоферол. Содержание витамина Е в эритроцитарной мембране представляет весьма лабильный, чувствительный к оксидантным воздействиям пул токоферола в организме (Кудрин Л.В. и др., 2000; Микае-лян Э.М. и др., 1983). Поэтому эритроцит является универсальной и в данном случае наглядной моделью для исследования влияния экологических и фармакологических факторов на клеточном уровне.
Несмотря на доступность исследования и значимость данной проблемы, влияние оксида азота на эритрон в целом, механизмы элиминации нежизнеспособных эритроцитов из кровеносного русла после воздействия оксида азота, а также возможности антиоксидантною профилактики и коррекции последствий острой нитритной интоксикации изучены недостаточно. В литературе встречается характеристика изменений отдельных звеньев эри-трона, преимущественно, периферической крови после воздейс(вия донаторов NO. Основная масса работ посвящена, главным образом, постинтоксикационной метгемоглобинемии, ее механизмам, способам коррекции, а также изменениям ферментною спекіра крови после острой нитритной интоксикации (Гоженко А.И. и др., 1989; 1996; Середенко М.М. и др., 1987; Chioidi Н., Mohler J.G., 1987; May J.M. et al., 2000; Shugalei I.V. et al., 1992a; Shugalei I.V. et al., 1992b).
Следовательно, комплексное исследование состояния эритроцитарной системы в норме и при острой нитритной интоксикации позволит дать системную характеристику влияния NO на эритрон в целом, изучить механизмы регуляции элиминации нежизнеспособных эритроцитов из кровеносного русла в физиологических условиях и после воздействия донаторов оксида азота, а также позволит рассмотреть возможности антиоксидантиой профилактики и коррекции последствий острой нитритной интоксикации.
Цель исследования - установшь закономерности NO-зависимой регуляции состояния эритрона и клеточных механизмов эритродиереза в норме, при острой нитритной интоксикации и ее антиоксидантной коррекции у белых крыс.
Задачи исследования:
Изучить механизмы регуляции процессов внутриклеточной деструкции эритроцитов на фоне влияния донаторов оксида азота (нитропруссида натрия, нитрита натрия) и L-аргинина in vitro.
Выявить эффекты действия оксида азота на процесс эритродиереза при изолированном и сочетанном воздействии экзогенного NO на эритроциты и макрофаги.
Определить закономерности изменений функционального состояния эритроцитарной системы и процесса эритрофагоцитоза при острой интоксикации нитритом натрия у крыс.
Исследовать эффект альфа-токоферола при острой нитритной интоксикации по показателям состояния эритрона и эритрофагочитоза.
Научная новизна. На основании проведенных нами исследований обнаружена способной ь оксида азота дозозависимо стимулировать эритродие-рез in vitro. Впервые установлены закономерности влияния донаторов оксида азота (нитропруссида натрия, нитриіа нагрия) и L-аріинииа на процесс эритрофагоцитоза in vitro: активация эритрофагоцитоза в пределах определенного диапазона концентраций с дальнейшим неизменным уровнем активности пе-ритонеальных макрофагов на фоне увеличения концентрации донатора NO или L-аргинина в культуральной среде. Дана комплексная оценка системного ответа эритрона на острую интоксикацию, вызванную введением нитрита натрия у крыс in vivo. Доказана эффективность антиоксидантной профилакіики изменений периферической крови и состояния эритродиереза при острой нитритной интоксикации у крыс.
Теоретическое значение работы определяется тем, что в ней установлены закономерности участия оксида азота в регуляции эритрофагоцитоза, проведена оценка системного ответа эритрона на острую нитритную интоксикацию, изучены возможности ее коррекции с помощью альфа-токоферола.
Практическое значение работы. На основании установленных N0-опосредованных закономерностей регуляции состояния эритрона и эритродиереза предложены новые способы оценки состояния эритроцитарной системы (рац. предложение №2319 от 08.04.2002 "Способ оценки функциональ-
ного состояния перитонеальных макрофагов"; рац. предложение №2351 от 17.06.2003 "Способ оценки состояния эритрона в норме, при острой нитрит-ной интоксикации и ее антиоксидантной коррекции"; №2375 от 30.03.2004 "Способ профилактики гемической гипоксии, индуцированной нитритом натрия").
Результаты работы внедрены в учебный процесс (лекционный курс) на кафедрах нормальной физиологии, физики, математики и информатики (Акт о внедрении предложения "Новые сведения об участии оксида азота в peiy-ляции эритрофагоцитоза" от 17.09.2001) и патофизиологии и иммунологии ГОУ ВПО ИвГМА Минздрава России (Акт о внедрении предложения "Роль оксида азоіа в регуляции клеточных механизмов эритродиереза в норме, при острой нитритной интоксикации и ее антиоксидантоной профилактике" от 05.11.2004); в практику работы ГУ "Ивановский НИИ материнства и детства им. В.Н. Городкова Минздрава России" (Акт о внедрении предложения "Способ оценки функционального состояния перитонеальных макрофагов" от 05.11.2004).
Положения, выносимые на защиту:
Оксид азота участвует в регуляции процесса эритрофагоцитоза у крыс, дозозависимо активируя фагоцитоз аутологичных эритроцитов перитонеаль-ными макрофагами.
Острая нитритная интоксикация вызывает острую гемолитическую анемию, метгемоглобинемию, относительный и абсолютный ретикулоцитоз на фоне активации внутриклеточных механизмов эритродиереза. Возникающие нарушения поддаются коррекции с помощью альфа-токоферола.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: XVIII Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, сентябрь 2001 г.); ХГХ Съезде физиологического общества им И.П. Павлова (Екатеринбург, сентябрь 2004 г.); Международной конференции, посвященной 75-летию со дня рождения А.И.Уголева (Санкт-Петербург, 2001 г.); Конференции в рамках открытого конкурса на лучшую научную работу студентов в ВУЗах РФ по разделу «Медицинские науки» (Москва, ММА им. И.М. Сеченова, 2002 г.); X Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам "Ломоносов-2002" в МГУ им М.В. Ломоносова (Москва, 2002 г); II Российской конференции молодых ученых России с международным участием (Москва, 2001 г.); 66-й Республиканской
конференции студентов и молодых ученых «Вопросы теоретической и практической медицины» ("Уфа, 2001 г.); Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные проблемы естествознания» (Владимир, 2001 г.); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука XXI веку» (Иваново,2001 г.); II научной конференции студентов и молодых ученых «Роль оксида азота в физиологии и патологии» (Иваново, 2000 г.); Конференции, посвященной 70-летию Ивановской медицинской академии «Современные направления научных исследований студентов и молодых ученых ИГМА» (Иваново, 2000 г.); Всероссийской конференции-фестивале студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодая наука в классическом университете. Актуальные проблемы современного естествознания"; Международной конференции по гемореоло-гии и микроциркуляции (Ярославль, 2003 г.); III Всероссийской с международным участием школе-конференции по физиологии кровообращения, посвященной 250-летию МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, 2004 г.); Итоговых конференциях научного общества студентов и молодых ученых ИГМА в рамках Недели науки - 2000, 2001, 2002, 2003, 2004.
По теме диссертации опубликованы 24 научные работы.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 119 страницах машинописного текста, содержит введение, обзор литературы, 3 главы собственных исследований, заключение, выводы. Библиографический указатель включает 216 источников: 57 отечественных и 159 зарубежных. Работа иллюстрирована 19 таблицами и 8 рисунками.
