CC BY
75
Д.В. Гармаева, Л.С. Васильева, О.А. Макарова, Н.Г. Макарова. Состояние эритроидного звена системы крови при экспериментальном гипотиреозе________________________________________________________________________________________________
ФИЗИОЛОГИЯ И ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ
УДК:616.419:616.441-008.64:616.155 Д.В. Гармаева, Л.С. Васильева,
О.А. Макарова, Н.Г. Макарова СОСТОЯНИЕ ЭРИТРОИДНОГО ЗВЕНА СИСТЕМЫ КРОВИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ГИПОТИРЕОЗЕ
В условиях экспериментального гипотиреоза у белых крыс изучены нарушения в эритроидном звене и в периферической крови. Установлено, что вызванный мерказолилом гипотиреоз снижает осмотическую резистентность и ускоряет гибель эритроцитов крови, что ведет к компенсаторной активации эритропоэза с последующим истощением эритроидного ростка.
Ключевые слова: гипотиреоз, осмотическая резистентность, эритроциты, селезенка, гемосидерин, красный костный мозг.
D.V. Garmaeva, L.S. Vasilyeva, O.A. Makarova, N.G. Makarova THE STATE OF ERYTHROID PART OF BLOOD SYSTEM AT EXPERIMENTAL HYPOTHYREOSIS
The disturbances in erythrocytopoiesis and peripheral blood of white rats under the conditions of experimental hypothyreos have been studied. It is defined, that hypothyreosis, caused by mercazolil, reduces osmotic resistency and accelerates destruction of blood erythrocytes. It causes compensating activation of erythrocytopoiesis with the subsequent exhaustion of erythroid shoot.
Keywords: hypothyreosis, osmotic resistency, erythrocytes, spleen, hemosiderin, red marrow.
Актуальность темы обусловлена недостаточной изученностью изменений в эритроидном звене и эритроцитах периферической крови при гипотиреозе. Общеизвестно, что при гипотиреозе снижается энергетический обмен, участником которого является кислород, доставляемый эритроцитами. С этих позиций нарушения в эритроидном звене системы крови могут усугублять клинические проявления гипотиреоза [1]. Вместе с тем на сегодняшний день сведений о состоянии эритроидного звена в литературе крайне мало[4,5]. Становится очевидной необходимость исследований в этой области, которая расширит базу знаний о патогенезе гипотиреоза, что дает возможность совершенствовать способы лечения этой патологии.
Методика. Исследования проводили в условиях вивария Иркутской государственной сельскохозяйственной академии и Центральной научно-исследовательской лаборатории Иркутского государственного медицинского университета на беспородных белых крысах массой 180-200 г в осенне-зимний период. В эксперименте использовано 24 крысы. Шесть из них оставались интактными. Остальным животным моделировали гипотиреоз введением перорально (с кормом) мерказолила в дозе 10 мг/кг ежедневно в течение 8 недель. Выведение жи-
вотных из эксперимента проводили методом декапитации. В периферической крови с помощью камеры Горяева подсчитывали число эритроцитов и определяли их осмотическую резистентность (ОРЭ) по методу А.А.Яновского [2]. Мазки крови и красного костного мозга (ККМ) окрашивали по Паппенгейму [2]. В мазках крови дифференцировали и подсчитывали %-ное количество микроцитов (размер <7 мкм), нормо-цитов (7-8 мкм) и макроцитов (> 8 мкм), с последующим пересчетом на абсолютное количество в литре крови. В мазках костного мозга подсчитывали миелограмму (на 1000 клеток). Вычисляли индексы пролиферации (ИП) и созревания (ИС) клеток эритропоэза по формулам
[3];
ИП= [(ПроЭр * 0+БН*+1+ПН* 2)/(ПроЭр+БН+ ПН)]*Х, ИС=[(ПН*0+0Н* 1+Эр*2)/(ПН+ОН+ЭР)]* X, где
ПроЭр - количество проэритробластов, БН -количество базофильных нормобластов, ПН -количество полихроматофильных нормобластов, ОН - количество оксифильных нормобластов, Эр - количество зрелых эритроцитов в костном мозге, X сумма всех клеток эритроидного ряда.
Материал для исследования брали на 2 сутки, 7 сутки и 28 сутки после отмены мерказолила.
Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики с определением типа распределения вариационных рядов, среднего арифметического, ошибки среднего, среднего квадратического отклонения. Достоверность различий средних величин определяли по 1; -критерию Стьюдента при р<0,05.
Результаты. При гипотиреозе на 2 сутки после отмены мерказолила осмотическая резистентность (ОРЭ) снижается более чем в 2 раза (р<0,05; рис.1А). Параллельно в красной пульпе (КП) селезенки увеличивается в 3,5 раза (в сравнении с интактными животными р<0,05; рис.1В) количество гемосидерина, что указывает на дестабилизацию мембран эритроцитов, потерю ее пластичности и ускоренную гибель клеток. При этом селезенка не увеличивается, сохраняя исходную массу.
Несмотря на повышенную гибель эритроцитов в селезенке, количество этих клеток в периферической крови при гипотиреозе увеличивалось преимущественно за счет возрастания числа макроцитов (рис.1Б). Эти данные косвенно указывают на стимуляцию эритропоэза, возможно, продуктами распада эритроцитов.
При исследовании мазков красного костного мозга (ККМ) оказалось, что на 2 сутки после отмены мерказолила процентное содержание клеток эритроидного ряда увеличилось в 1,4 раза по сравнению с интактными животными и составило 58,2% общего числа клеток костного мозга (р<0,05; рис.2). При этом существенно увеличилось депо зрелых эритроцитов (у интактных животных - 419,67±41,8 из 1000 клеток гемопоэза, при гипотиреозе - 582,50±21,44), а количество проэритробластов, полихроматофильных и ок-сифильных нормобластов снизилось в 1,4; 1,9 и 3 раза соответственно (р<0,05) в сравнении с интактными животными. При вычислении индексных показателей выяснилось, что пролиферация бластных форм осталась на уровне нормы, а созревание эритроцитов ускорялось в 1,4 раза (р<0,05; рис.3). В совокупности эти данные -ускорение созревания эритроцитов, уменьшение количества не только оксифильных, но и поли-хроматофильных нормобластов на фоне увеличения числа зрелых эритроцитов, а также выявленная тенденция развития макроцитоза в периферической крови - дают основание говорить о стимуляции эритропоэза, в том числе за счет гетеробластического пути.
Таким образом, через 2 суток после отмены мерказолила экспериментальный гипотиреоз приводит к дестабилизации и потере пластичности мембран эритроцитов, ускоряет разрушение
этих клеток, но стимулирует процесс созревания эритроцитов в ККМ (в том числе по гетеробла-стическому пути), полностью восполняя их количество в периферической крови.
Через 7 суток после отмены мерказолила в периферической крови регистрируется эритро-цитоз (р<0,05), который характеризуется увеличением количества нормоцитов (рис.1Б), хотя ОРЭ остается на прежнем низком уровне (рис.1 А). При этом масса красной пульпы селезенки увеличилась в 1,24 раза, а масса гемоси-дерина, наоборот, уменьшилась в 1,6 раза (в сравнении с предыдущим сроком р<0,05; рис.1В). В красном костном мозге доля клеток эритроидного ряда уменьшилась в 1,7 раза (до 34,6% от общего числа клеток, рис. 2) в основном за счет существенного уменьшения депо зрелых эритроцитов (на 34%), что сопровождалось снижением в 1,6 раза (до нормального значения) скорости их созревания при сохранении в диапазоне нормы скорости пролиферации (рис. 3). Это сопровождалось нормализацией количества всех форм нормобластов. Сопоставление этих данных дает основание считать, что к 7 суткам после отмены мерказолила разрушение эритроцитов в селезенке уменьшается, эритро-поэз в костном мозге нормализуется, а освобождение зрелых эритроцитов из костномозгового депо обусловливает эритроцитоз в периферической крови.
К 28 суткам после отмены мерказолила ОРЭ остается низкой (рис.1А), в крови сохраняется эритроцитоз, но при этом количество нормоци-тов существенно уменьшается, количество мак-роцитов нормализуется, а количество микроци-тов нарастает (рис.1Б). В селезенке масса красной пульпы оставалась увеличенной, а масса гемосидерина вновь возрастала и превышала уровень у интактных животных в 3,9 раза (р<0,05; рис.1В). Эти данные свидетельствуют о возобновлении усиленного разрушения эритроцитов. В составе ККМ численность клеток эрит-роидного ряда снижалась еще больше (до 18,2% от общего числа клеток костного мозга, рис. 2) за счет торможения пролиферации и дифферен-цировки бластных форм (ИП и ИС снижались в 1,8 раза, рис. 3). Результатом этого является опустошение депо зрелых эритроцитов, которое уменьшилось в 1,9 раза по сравнению с интакт-ными животными (р<0,05; рис. 2).
Учитывая эти данные, нельзя расценивать как относительную нормализацию состояние эритроидного звена через 7 суток наблюдения. Вероятно, зарегистрированная относительная нормализация изучаемых показателей в данном
Л.Н. Карелина, Б.Я. Власов, О.П. Ильина. Влияние малоновой кислоты на качество мяса и активность сукцинатдегидрогена-зы у цыплят-бройлеров при темновом стрессе___________________________________________________________________________
случае отражает постепенное уменьшение компенсаторных и резервных возможностей красного костного мозга под влиянием гипотиреоза.
Вывод: Суммируя представленные данные, можно сделать заключение о существенном нарушении состояния эритроидного звена под влиянием экспериментального гипотиреоза, вызванного мерказолилом. Эти нарушения выражаются в долговременном снижении ОРЭ, дестабилизации мембран эритроцитов и ускорении их гибели, что вызывает компенсаторную активацию эритропоэза с подключением гетеробла-стического пути. Эта реакция проявляется мак-роцитозом в периферической крови и способна обеспечить восполнение числа эритроцитов и даже эритроцитоз, но вскоре (через 7 суток) компенсаторные резервы костного мозга снижаются, а затем (к 28 суткам) истощаются, что отражается в нарастании микроэритроцитоза в периферической крови.
А
Б
150
100
50
0
10
5
0
-о- -К>
-- Г*1 -Е- -
ИНТ Г-2с Г-7с Г-28с.
инт
Г-2с Г-7с. Г-28с.
1,5
1
0,5
0
В
ИНТ
Г-28 с
Рис.2. Количественное соотношение клеток эритроидного ряда в красном костном мозге у животных с экспериментальным гипотиреозом.
Рис.3. Индексы пролиферации (ИП) и созревания (ИС) клеток эритроидного звена у животных с экспериментальным гипотиреозом (усл.ед).
Литература
1. Чхенкели В.А., Чхенкели Г.Д., Гаськова Н.Г. Некоторые аспекты проблемы йоддефицита в г. Иркутске // Сибирский медицинский журнал. — 1988. — №4.- С. 42-45.
2. Кост Е.А. Справочник по клиническим и лабораторным методам исследования. — М.: Медицина, 1975. — 382с.
3. Васильева Л.С, Макарова О.А. Предупреждение глицином стресс-индуцированных нарушений эритропоэза и развития анемии // Сибирский медицинский журнал. — 2001. - №5. - С. 20-23.
4. Гаврилов, О.К., Козинец Г.И., Черняк Н.Б. Клетки костного мозга и периферической крови. - М.: Медицина, 1985. - С. 133-167.
Ястребов, А.П., Юшков Б.Г., Большаков В.Н. Регуляция гемопоэза при воздействии на организм экстремальных факторов. — Свердловск, 1988. — С.85-103.
Рис. 1. Изменение осмотической резистентности (А), количества микро-, нормо- и макроэритроцитов (Б) в периферической крови (*1012/л) и красной пульпы селезенки (в граммах (В) у животных с экспериментальным гипотиреозом).
Гармаева Дэнсэма Владимировна, кандидат биологических наук, доцент Иркутской государственной сельскохозяйственной академии. 664038, г. Иркутск, п. Молодежный, тел. раб. 8-3952-23-73-30, дом. 8-3952-237678, е-шаП: [email protected] Васильева Людмила Сергеевна, доктор биологических наук, профессор Иркутского государственного медицинского университета. 664003, г. Иркутск, ул. Красного Восстания 1, тел. раб. 8-3952-24-72-07, дом. 8-3952-291516, е-шаП: [email protected]
Макарова Ольга Александровна, кандидат биологических наук, ассистент Иркутского государственного медицинского университета, тел. раб. 8-3952-23-73-30, дом. 8-3952-472111.
Макарова Надежда Георгиевна, младший научный сотрудник Иркусткого государственного университета, тел. раб. 83952-24-72-07, дом. 8-3952- 54-28-94.
Garmaeva Densema Vladimirovna, candidate of biology, associate professor, Irkutsk Academy of Agriculture, 664038, Irkutsk, Molodezhny, tel., 8-3952-23-73-30; , 8-3952-237678; 89247064287
Vasilieva Lyudmila Sergeevna, doctor of biology, professor, Irkutsk State Academy of Medicine, 664003, Irkutsk, Krasnoye Vosstaniye str., tel., 8-3952-24-72-07; 8-3952-291516.
Makarova Olga Aleksandrovna, candidate of biology, assistant, Irkutsk State Academy of Medicine, tel., 8-3952-23-73-30; 83952-472111.
Makarova Nadezhda Georgievna, junior researcher of Irkutsk State University, tel., 8-3952-24-72-07; 8-3952-54-28-94.
УДК 637.54.004.42:577.152.1 Л.Н. Карелина, Б.Я. Власов, О.П. Ильина
ВЛИЯНИЕ МАЛОНОВОЙ КИСЛОТЫ НА КАЧЕСТВО МЯСА И АКТИВНОСТЬ СУКЦИНАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ У ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ
ПРИ ТЕМНОВОМ СТРЕССЕ
В работе представлены результаты изучения содержания гидроксипролина, триптофана и активности сукцинатдегидрогеназы в грудной и бедренной мышцах цыплят-бройлеров при темновом стрессе. Показано, что малоновая кислота в этих условиях предотвращает накопление в мышцах коллагена и нормализует активность фермента цикла Кребса.
Ключевые слова: малоновая кислота, цыплята-бройлеры, темновой стресс, качество мяса, активность сукцинатде-гидрогеназы.
L.N. Karelina, B.Ya. Vlasov, O.P. Ilyina THE INFLUENCE OF MALONIC ACID ON MEAT QUALITY AND SUCCINATE DEHYDROGENASE ACTIVITY OF BROILER-CHICKENS UNDER CONDITIONS OF DARK STRESS
The article presents the results of the study of hydroxyproline and tryptophan content and the activity of succinate dehydrogenase in pectoral and femoral muscles of broiler-chickens under conditions of dark stress. It is shown that malonic acid prevents collagen accumulation in the muscles and normalizes the activity of Krebs cycle enzyme.
Keywords: malonic acid, broiler-chickens, dark stress, meat quality, activity of succinate dehydrogenase.
Нами ранее было показано [6], что при воздействии на цыплят-бройлеров полной темнотой троекратно с двумя перерывами у птиц в грудной мышце отмечалось повышение содержание аминокислоты гидроксипролина (I ПРО) с незначительным снижением концентрации триптофана (ТРИ), что привело к статистически значимому уменьшению отношения ГПРО/ТРИ, являющегося важнейшим индикатором качества мяса и называемого часто коэффициентом биологической полноценности (КБП) этого животного продукта [4].
Согласно развиваемой нами концепции, основные положения которой были опубликованы в основных периодических изданиях сельскохозяйственной науки [3,7], темновой стресс, являющийся удобным и хорошо воспроизводимым типом любых промышленных стрессов, повседневно наблюдаемых в промышленном птицеводстве, сопровождается гиперактивацией фермента сукцинатдегидрогеназы (СДГ). Гиперак-
тивация СДГ, в свою очередь, приводит к резкому повышению вклада сукцинатоксидазного типа метаболизма с усиленной генерацией активных форм кислорода и развитием окислительного стресса [4], который включается в механизмы классической стрессовой реакции (по Г. Селье), усугубляя ее течение и прогноз, приводя в итоге к снижению продуктивности сельскохозяйственных животных, в особенности птиц.
Исходя из этого, мы полагали, что нормализация, но не полное подавление, активности СДГ при стрессе малоновой кислотой, которая является конкурентным ингибитором этого фермента, окажет позитивный эффект на течение классического и окислительного стресса, а это закономерно отразится на улучшении физиологического состояния птицы, корма и ее продуктивности.
Известно также, что течение стрессовой реакции сопровождается различными наруше-
