Введение к работе
Актуальность проблемы. Кровь, являясь связующим звеном между нервной системой и гуморальными регуляторами - гормонами и медиаторами, обладает высокодифференцированными функциями, которые распределены между её различными элементами. (Истаманова Т.С, Алмазов В.А., 1973).
Система газового баланса крови обеспечивает транспорт кислорода и углекислого газа, окислительно-восстановительные процессы в тканях. Морфологическую основу её поддержания на протяжении онтогенеза составляет эритрон или система эритропоэза. Наряду с эндокринной, иммунной и нервной, система эритропоэза выполняет стратегическую задачу сохранения фундаментальной целостности организма в изменчивом окружении (Назаров С.Б., Горожанин Л.С., 1996). Система эритропоэза находится в сообществе фундаментальных регулирующих механизмов, нарушения которых имеют значение в патогенезе различных заболеваний (Дьякова О.Н., 2000).
Ухудшение экологической обстановки в мире и в нашем регионе (Полунин И.Н., Асфандияров Р.И., Тризно Н.Н., 1999), связанное, не в последнюю очередь, с загрязнением атмосферного воздуха, настоятельно требует изучения механизмов влияния на жизнеобеспечивающие биологические системы, к которым, несомненно, относится система эритропоэза, антропогенных факторов, в том числе и серосодержащих газов (Ушанский В.Я. с соавт., 1985; Ерохин Е.Е., 1987; Даценко И.И. с соавт., 1988; Семенова Л.К., Судзиловский Ф.В., 1989; Асфандияров Р.И. с соавт., 1995).
К сожалению, в доступной литературе нам не встретились работы посвященные изучению влияния на эритропоэз, происходящий в эритробластических островках, широкораспространенных газообразных серосодержащих поллютантов, которые имеют особое значение для здоровья населения нашего региона.
Крайне скудны данные о взаимосвязи процессов эритропоэза и перекисного окисления липидов (ПОЛ) — одного из главных механизмов поддержания гомеостаза.
Отсутствие исследований этого плана делает трудноразрешимыми задачи разработки эффективных методов повышения устойчивости эритропоэза к воздействию газообразных серосодержащих поллютантов и поиска действенных и безопасных антидотов.
Представляется актуальным с теоретической и практической точек зрения комплексное экспериментальное изучение влияния газообразных серосодержащих поллютантов в концентрациях, реально встречающихся в производственных условиях, а также в зонах влияния нефтехимических производств, на условия и механизмы эритропоэза на качественно различающихся этапах постнатального развития и поиск эффективных путей уменьшения этого влияния.
Таким образом, целью настоящего исследования является экспериментальная оценка воздействия сероводородсодержащего газа на условия эритропоэза в эритробластических островках и их морфофункциональное состояние на этапах онтогенеза, определение мер по снижению интенсивности данного воздействия.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования:
1. Определить особенности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга экспериментальных животных на этапах постнатального онтогенеза, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека.
2. Определить характер эритропоэза и динамику морфофункционального состояния эритробластических островков на стадиях постнатального развития экспериментальных животных, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека.
3. Выявить в эксперименте эффекты влияния на ПОЛ в красном костном мозге газообразных серосодержащих поллютантов на исследуемых этапах онтогенеза.
4. Оценить эффекты воздействия на эритропоэз и морфофункциональное состояние эритробластических островков экспериментальных животных серосодержащего газа на изучаемых этапах онтогенеза.
5. Выявить влияние ингибиторов ПОЛ (витаминов Е и С) на условия, характер эритропоэза и эритробластические островки при воздействии серосодержащего газа.
Научная новизна исследования заключается в том, что впервые выявлены особенности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга экспериментальных животных на этапах постнатального онтогенеза, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека и эффекты влияния на этот процесс газообразных серосодержащих поллютантов. Определен характер эритропоэза и динамика состояния эритробластических островков как в норме на стадиях постнатального развития экспериментальных животных, так и в условиях воздействия газообразных серосодержащих токсикантов. Выявлено нормализующее воздействие ингибиторов ПОЛ (витаминов Е и С) на условия, характер эритропоэза и эритробластические островки в условиях воздействия серосодержащего газа.
Результаты данного исследования демонстрируют процесс и механизмы адаптации системы эритропоэза к возрасту и к внешнему негативному воздействию через морфо-функциональную перестройку её главных структурных единиц – эритробластических островков, что имеет значение для понимания сущности категорий гомеостаза, адаптации, развития и прогресса биологических систем.
Выявлена взаимосвязь между условиями эритропоэза, в частности, уровнем перекисного окисления липидов в кроветворной части костного мозга, и его характером, который реализуется через количественные и качественные трансформации эритробластических островков.
Доказано наличие онтогенетических периодов повышенной чувствительности системы эритрона к негативному экзогенному влиянию, примером которого явилось воздействие газообразных серосодержащих поллютантов, что может быть полезным для разработки возрастно-ориентированных профилактических и лечебных мероприятий в экологически неблагополучных зонах.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга интенсифицируются как с увеличением возраста, так и в случае воздействия газообразных серосодержащих поллютантов.
-
Адаптация эритропоэза к возрасту и внешнему негативному воздействию осуществляется путем количественного и качественного видоизменения эритробластических островков.
-
Нормализация условий эритропоэза путем применения патогенетического воздействия сопровождается восстановлением процесса воспроизводства эритроцитов.
Теоретическая и практическая значимость. В исследовании показано, что положительное воздействие на нарушенные условия эритропоэза (относительная нормализация процессов ПОЛ в результате действия антиоксидантов) приводит к упорядочению воспроизводства эритроцитов. Это может быть полезным для обоснования комплексных охранных и профилактических мероприятий на территориях, в воздушном бассейне которых возможно появление подобных токсикантов.
Полученные данные о характере эритрогенеза и морфофункциональном состоянии эритробластических островков на различных стадиях постнатального онтогенеза в норме и патологии, вызванной экзогенным воздействием, могут служить основой для изучения аномалий и патогенеза заболеваний кроветворной системы, а также для выбора мер профилактики и тактики лечения этих заболеваний.
Данные об особенностях перекисного окисления липидов (ПОЛ) в кроветворной части костного мозга экспериментальных животных на этапах постнатального онтогенеза, которые соответствуют детскому, взрослому и пожилому возрасту человека, эффектах влияния на этот процесс газообразных серосодержащих поллютантов, характере эритропоэза и динамике морфофункционального состояния эритробластических островков, как в норме на стадиях постнатального развития, так и в условиях воздействия газообразных серосодержащих токсикантов; сведения о протектирующем и нормализующем воздействии ингибиторов ПОЛ (витаминов Е и С) на условия, характер эритропоэза и эритробластические островки при воздействии серосодержащего газа; установленная взаимосвязь между условиями эритропоэза, в частности, уровнем перекисного окисления липидов в кроветворной части костного мозга, и его характером, который реализуется через количественные и качественные трансформации эритробластических островков; наличие онтогенетических периодов повышенной чувствительности системы эритрона к негативному экзогенному влиянию, примером которого явилось воздействие газообразных серосодержащих поллютантов, служат основой дальнейших инновационных научно-технических разработок на кафедре общей патологии Астраханской государственной медицинской академии и поиска наиболее эффективных методов профилактики и лечения острых и хронических отравлений серосодержащими газами.
Данные, полученные в настоящем исследовании широко используются в ходе учебного процесса на профильных кафедрах Астраханской государственной медицинской академии.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международной научной конференции, посвященной 75-летию академика РАЕН, заслуженного работника высшей школы Российской Федерации, доктора биологических наук, профессора Д.Л.Теплого (г. Астрахань, 2006 г.), международной научной конференции, посвященной 450-летию города Астрахани (г. Астрахань, 2007 г.), заседаниях Астраханского отделения Всероссийского научного общества патофизиологов и Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов.
По материалам исследования опубликовано 7 печатных научных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов. Общий объем диссертации – 139 страниц компьютерного текста. Она содержит 34 рисунка, 12 таблиц. Библиографический список включает 206 источников, из них 51 – иностранных.
