Влияние эритроцитов разной степени зрелости на эритропоэз в культуре эритробластических островков [Электронный ресурс] Шевяков Сергей Александрович

Введение к работе

Актуальность проблемы

Дифференциация и созревание эритроидных клеток в костном мозге млекопитающих и человека протекают в эритробластических островках, представляющих собой ассоциацию клеток двух различных линий - макрофагальной и эритроидной.

Установлено, что в культуре эритробластических островков, стимулированных внесением в неё эритропоэтина, резко активируются процессы пролиферации и созревания эритроидной «короны» островков с отделением от неё в кулыуральную среду ретикулоцитов (Zakharov Y, Prenant М., 1982, 1983). Однако, остаётся невыясненным, как может влиять увеличение числа образующихся в культуре эритроцитов на эритропоэз в эритробластических островках.

Между тем показано, что в регуляции эритропоэзаучаствует и авто-регуляторный механизм, в котором созревающие и зрелые клетки эритро-идного ряда выполняют функцию отрицательной обратной связи, тормозя новообразование эритроцитов эритроидными клетками-предшественницами (Захаров Ю. М., 1970).

В опытах in vivo установлено, что продукты распада или метаболизма эритроцитов разной степени зрелости оказывают различные эффекты на эритропоэз: продукты распада нормальных эритроцитов стимулируют эритропоэз, а ретикулоцитов - его тормозят (Новиков Н.М., 1966; Ужанс-кийЯ.Г, 1968).

Исследований, подобных указанным выше, на культурах эритробластических островков, являющихся основными морфофункциональными единицами эритропоэза, в которых в эритроидную дифференциацию вовлекаются КОЕэ, осуществляются процессы размножения эритробластов и их созревание (Захаров Ю.М., Мельников И.Ю., 1984; Захаров Ю. М., Рассохин А. Г., 2002), не проводилось.Культивирование эритробластических островков в отличие от экспериментов, выполняющихся in vivo, позволяет выявить дозозависимые эффекты вносимых в культуру эритроцитов на функции центральных макрофагов и развитие эритроидной «короны», а также предоставляет возможность для изучения сочетанного влияния гуморальных факторов и клеточно-клеточных взаимодействий на эритропоэз в эритробластических островках.

Цель исследования

Целью настоящей работы явилось изучение возможного влияния

эритроцитов разной степени зрелости (ретикулоцитов, эритроцитов ин-тактных и полицитемичных крыс) на характер пролиферации и созревания эритроидных клеток «короны» эритробластических островков в культуре.

Задачи исследования

1. По воспроизводству ретикулоцитов в культуре эритробластических островков и функциональному состоянию центральных макрофагов эритробластических островков выбрать дозу эритропоэтина, поддерживающую близкий к физиологическому эритропоэз в культуре эритробластических островков.

2. Изучить влияние эритроцитов разной степени зрелости на качественный и количественный состав культур эритробластических островков.

3. Изучить влияние эритроцитов разной степени зрелости на проли-феративную активность клеток «короны» эритробластических островков в культуре.

Научная новизна исследования

Впервые проведённое нами исследование клеточного состава культивационной среды культур эритробластических островков с использованием системы "CELLPRINT ", позволило изучить продукцию зрелых эритроидных клеток культурой островков.

Установлено, что культура эритробластических островков является системой, в которой осуществляется эффективный эритропоэз с воспроизводством ретикулоцитов в объёме, зависящем от внесённой в культуру дозы эритропоэтина и длительности культивирования.

По воспроизводству ретикулоцитов в культуре ЭО и функциональному состоянию центральных макрофагов эритробластических островков установлено, что доза эритропоэтина в 0,5МЕ/мл, является необходимой и достаточной для поддержания эритропоэза, близкого к физиологическому, в культуре ЭО.

Используя оригинальную модель сокультивирования эритробластических островков и эритроцитов in vitro, нам впервые удалось выявить прямые эффекты эритроцитов разной степени зрелости на эритропоэз в ЭО. Так, нами установлено, что компонентом регуляции эритропоэза в культивируемых ЭО является механизм авторегуляции на основе положительной и отрицательной обратных связей, реализующихся в зависимости от количества добавленных в культуру эритроцитов, степени их

зрелости и длительности сокультивирования.

В результате проведённых исследований выявлено, что непродолжительная сокультивация ЭО с малыми дозами эритроцитов интактных крыс и ретикулоцитов стимулирует эритропоэз, активизируя процессы реконструкции ЭО. Длительная сокультивация ЭО с возрастающими дозами эритроцитов интактных и анемизированных крыс характеризуется дозозависимым торможением эритропоэза в ЭО.

Кроме того, наши эксперименты показали, что эритроциты полици-темичных крыс уже в малых дозах ингибируют эритропоэз в ЭО. Добавление этих эритроцитов к культурам эритробластических островков уже на 24-й час вызывает усугубляющееся к 72-му часу опыта торможение как реконструкции эритропоэза в инволюцирующих островках, таки формирования островков de novo.

Обнаружено, что сокультивирование небольшого количества как молодых, так и зрелых эритроцитов с эритробластическими островками костного мозга на протяжении суток, увеличивает число находящихся в митозе эритроидных клеток «короны» эритробластических островков и уменьшает продолжительность их клеточного цикла. Более длительное, до 48 часов, сокультивирование островков с таким же количеством молодых эритроцитов или же большим их числом ингибирует эритропоэз, что проявляется в уменьшении количества делящихся эритробластов «короны» островков и увеличении продолжительности их клеточного¹ цикла. Наиболее выраженное торможение митотической активности эритробластов вызывает добавление в культуру эритроцитов, полученных у поли-цитемичных крыс.

Научно-практическая ценность работы и внедрение полученных результатов

Результаты работы найдут применение в экспериментальной гематологии, физиологии и патофизиологии, а также в программах подготовки специалистов медико-биологического профиля.

Полученные результаты внедрены в Проблемной научно-исследовательской лаборатории экспериментальной и экологической физиологии системы крови, иммунитета и цитогенетики ЮУНЦ РАМН, в НИИ иммунологии ГОУ ВПО ЧелГМА Росздрава.

Положения, выносимые на защиту

1. Культура эритробластических островков костного мозга крыс обеспечивает эффективный эритропоэз в эритробластических островках, за-

канчивающийся воспроизводством ретикулоцитов в количестве, зависящем от внесённого в культуру эритропоэтина и длительности культивирования.

2. Компонентом регуляции эритропоэза в культивируемых эритроб-ластических островках является его авторегуляция на основе управления с использованием механизма положительной и отрицательной обратных связей, реализуемых в зависимости от количества, степени зрелости эритроцитов и длительности их сокультивирования с эритробластическими островками.

Апробация работы и публикации

Основные положения диссертации доложены на III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инжиниринг в медицине» (Челябинск, 2002), научно-практической конференции «Актуальные проблемы медицинской науки и практического здравоохранения» (Трёхгорный, 2003), III конференции молодых учёных России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2004), международном научном симпозиуме «Югра-Гемо» (Ханты-Мансийск, 2004), международной научно-практической конференции «Морфофункциональные аспекты регенерации и адаптационной дифференцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий» (Курган, 2004), научной сессии «Актуальные проблемы медицинской науки и практического здравоохранения» (Челябинск, 2004), III Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием «Дизрегуляцион-ная патология органов и систем (экспериментальная и клиническая патофизиология)» (Москва, 2004), межрегиональной научно - практической конференции «Актуальные вопросы патологии» (Уфа, 2004).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объём диссертации

Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, пяти глав результатов исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, включающего 183 источника (отечественных - 80, иностранных - 103). Работа иллюстрирована 21 рисунком и 35 таблицами.

Похожие диссертации на Влияние эритроцитов разной степени зрелости на эритропоэз в культуре эритробластических островков [Электронный ресурс]

Влияние эритропоэтина и Т-лимфоцитов на эритропоэз в культуре эритробластических островков костного мозга полицитемичных крысФёкличева Инна Викторовна

Влияние эритропоэтина и Т-лимфоцитов на эритропоэз в культуре эритробластических островков костного мозга полицитемичных крысФекличева Инна Викторовна

Экспериментальные исследования регуляции эритропоэза в культуре эритробластических островковТишевская Наталья Викторовна

Адсорбция высокомолекулярных белков плазмы на эритроцитах и её влияние на микрогемоциркуляциюСмирнов Игорь Юрьевич

Влияние кадмия на морфофункциональные характеристики эритроцитов Тугарев Аркадий Александрович

Влияние климатогеографических условий проживания на функциональные и морфометрические параметры эритроцитов при гипергликемииЗапарожцева Оксана Ивановна

Вклад клеточных свойств эритроцитов в обеспечение эффективности микроциркуляции и их модификация под влиянием ионов кальция и механического стрессаМихайлова, Светлана Геннадьевна

Влияние ТГЧ-излучения на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176 - 150,664 Ггц на качественный и количественный состав эритроцитов крови белых крыс, находящихся в соПомошникова Олеся Ивановна

Скорость роста поросят, родившихся с разной степенью физиологической зрелости, ее влияние на откормочные и мясные качества свинейБольшанов Геннадий Борисович

Физиологические и продуктивные особенности свиноматок, родившихся с разной степенью физиологической зрелостиСегизбаева Ай-Гуль Сералиевна