Автореферат и диссертация по медицине (14.00.23) на тему:Морфо-функциональная характеристика тучных клеток костного мозга при невозмещенной кровопотере и гипербарической оксигенации

На правах рукописи

Ватутина Нина Ивановна

МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТУЧНЫХ КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА ПРИ НЕВОЗМЕЖЕННОЙ КРОВОПОТЕРЕ И

ПШЕРБАРИЧЕСКОЙ ОНСИГЕНАЩИ 14. ОСЬ 23 - гистология, цитология, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1995

Работа выполнена в Воронежской государственной медицинской академии им. Н. Н. Бурденко

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Э. Г. Быков

Научный консультант: кандидат медицинских наук, старший

научный сотрудник А. Е Петров Официальные оппоненты доктор медицинских наук, профессор

ЕЕЯглов

доктор медицинских наук, профессор Н.Т. Райхлин

Ведущая организация: Московская медицинская академия им.

КМ. Сеченова

3 но&ВрЯ-

Защита состоится "^^ПЙЙХй^^&^ЭЭб г. в часов на заседании диссертационного совета Д 053.22. 02 в Российском Университете дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского Университета дружбы народов по адресу: 117198, г.Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат разослан "5

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Е Э. Торбек

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Тучные клетки (ТК) соединительной ткани исследуются специалистами различного профиля: гистологами, пато-морфологами, патофизиологами, аллергологами и др. Известные данные позволяют считать несомненным участие ТК в формировании го-меостаза организма, регуляции микроциркуляции и химико-физических показателей. Накоплен обширный материал о биологически активных соединениях - продуктах жизнедеятельности ТК, их роли в пролифе-ративной активности клеток, реализации иммунных реакций организма (ЕВ. Виноградов, Н. Ф. Воробьева, 1973,1982; Д. И Линднер, Э. М. Коган, 1976; А. М. Чернух и др., 1975; Н. А. Юрина, А. Я Радостина, 1990).

Установлены закономерности, указывающие на существование ор-ганоспецифичности полуляции ТК, касающиеся морфологических особенностей организации клеток, биосинтеза гепариноидов, способов их выведения в межклеточное пространство (Э.Г.Быков, Н. А. Степа-нян, 1991; Е А. Степанян, 1983; Е И. Юшина, 1977; А. П. Горохов, 1987).

Сложившиеся представления об особенностях тучных клеток различных органов не систематизированы и носят фрагментарный характер. Недостаточно полно изучены морфофункциональные характеристики ТК костного мозга в норме.

В настоящее время в клинике и эксперимента для лечения различных заболеваний широко применяется метод гипербарической окси-генации (ГБО) - С. К Ефуни, 1983; А. Н. Леонов, 1969-1987; Э.Г.Быков и др. 1981.

В экспериментах с острой невозмещенной кровопотерей получены данные, свидетельствующие об ускоренном восстановлении объема циркулирующей крови и его компонентов под влиянием ГБО. Установлено, что в основе этого процесса лежит стимуляция эритропоэза ( Э. Н. Баркова, 1981), гранулоцито-и тромбоцитопоэза (М. А. Петрова, Е И. Фукс, 1984). Тем не менее структурно-функциональные особенности ТК костного мозга в этих условиях остаются не исследованными.

Целью настоящего исследования является анализ морфофункцио-нальных особенностей популяции ТК костного мозга белых крыс на светооптическом и ультраструктурном уровнях, изучение реакции этих клеток на острую невозмещенную кровопотерю в условиях применения гипербарической оксигенации.

Задачи исследование

I. Изучить количественные показатели ТК костного мозга, их

топографию относительно элементов сосудистого русла, взаимоотношение ТК с клеточными элементами костного мозга в норме;

2. Исследовать структурно-функциональные особенности ТК костного мозга в восстановительном периоде после острой невозмещенной кровопотери;

3. Провести анализ ТК костного мозга в постгеморрагическом периоде в условиях применения ГБО;

4. Изучить отдельные этапы биосинтеза гепарина в ТК костного мозга в норме, при кровопотере и использовании ГБО;

5. Исследовать ультраструктурную организацию ТК в норме, при кровопотере и воздействии ГБО.

Научная новизна. Впервые получены органоспецифические характеристики ТК костного мозга, включающие их количественные и топографические особенности, взаимоотношение с клеточными элементами костного мозга и его сосудистой системой; установлены способы выведения продуктов биосинтеза -из цитоплазмы ТК и проведена идентификация части этих соединений.

Впервые обнаружено изменение количества, топографии ТК костного мозга, биосинтетических процессов и способов выведения продуктов биосинтеза в межклеточное пространство при острой невозмещенной кровопотере.

Впервые получены данные, • характеризующие популяцию ТК в восстановительном периоде после острой невозмещенной кровопотери и действия ГБО.

Впервые использована теория сплайновых аппроксимаций на основе специализированного пакета программ для получения данных о содержании ТК с конкретными морфофункциональными характеристиками в различные сроки постгеморрагического периода.

Научно-практическая значимость работы. Разработаны методические подходы в исследовании ТК костного мозга на светооптическом и ультраструктурном уровнях с использованием специализированных методов математической обработки данных. В связи с приоритетностью и информационной новизной полученные результаты рассматриваются как новый фрагмент знаний в области гистологии и цитологии соединительной ткани теплокровных. Определены важные в научном отношении данные, касающиеся морфологических и метаболических характеристик ТК костного мозга. Выявлены реакции ТК на кровопотерю и особенности их структурно-функциональной организации в восстановительном периоде. Обнаружено наличие

контактов ТК с мегакариоцитэми, что имеет значение для объяснения изменений показателей свертывающей системы крови в постгеморраги-чэском периоде. В системе лечебных мероприятий с использованием ГО) ТК костного мозга могут рассматриваться как клеточный фактор, участвующий в реализации процессов кроветворения в костном мозге при острой невозмещенной кровопотере. Получение результаты необходимо учитывать при разработке практических основ ГБО как метода интенсивной терапии, формирующего и стимулирующего компенсаторно-адаптивные возможности организма при острой анеыизации.

Результаты исследования вносят новые представления о функциональной морфологии миелоидной ткани, могут быть использованы в учебном процессе и научных исследованиях в области гистологии, патологической анатомии, патофизиологии, гематологии.

Основные положния. выносимые на защиту.

1. Тучные клетки костного мозга белых крыс органоспецифичны: немногочисленны, неравномерно распределены, топографически связаны с элементами сосудистого русла и кроветворными клетками. Значительно . выражен внутриклеточный лизис гранул. Экзоцитоз гранул, элиминация ядра, клазматоз цитоплазмы характерны в меньшей степени. Преимущественными продуктами биосинтеза в большинстве ТК являются моносульфат гепарина с кислым несульфатированным предшественником гепарина, в меньшей части клеток - моносульфат гепарина.

2. Восстановительный период после кровопотери характеризуется увеличением количества тучных клеток в костном мозге на 1-10-е сут и существенным возрастанием их численности на 60-е сут. Топографическая связь тучных клеток с элементами сосудистого русла и клетками костного мозга нарушается. Наблюдается угнетение процессов гранулообразования и биосинтеза гепариноидов, но отмечается интенсивный внутриклеточный лизис гранул. Биосинтез гепарина наиболее выражен в ранние сроки и в.конце восстановительного периода. Уровень содержания экзоцитоза гранул, клазма-тоза цитоплазмы, гранулообразования и элиминации ядер повышается к 45-м сут после кровопотери, но восстановления показателей популяции ТК не происходит. К этому времени восстанавливаются лишь топографические взаимоотношения ТК с капиллярами, синусоидами и мегакариоцитэми.

3. Использование гипербарической оксигенации после кровопоте-

ри вызывает увеличение содержания тучных клеток в костном мозге на протяжении первой недели и с 20-х сут постгеморрагического периода, обеспечивает сохранение топографических взаимоотношений ТК с элементами костного мозга. При этом отмечается повышение интенсивности внутриклеточного лизиса гранул, экзоцитоза гранул в межклеточное-пространство костного мозга и стимуляция процессов гранулообразования. Гипербарическая оксигенация активирует биосинтез гепарина и его предшественников. В конце постгеморрагического периода в тучных клетках определяется высокое содержание смеси моносульфата гепарина с кислым несульфатированным предшественником гепарина, одновременно моносульфат гепарина, сочетания гепарина с его предшественниками.

Апробация работы. Результаты исследования доложены на vil Международном конгрессе по гипербарической медицине, Москва, 1981; III Всесоюзном съезде патофизиологов, Тбилиси, 1982; Областной научной конференции- ВрНОАГЭ, Иваново, 1984; Межкафедральной научной конференции сотрудников кафедры патологической физиологии и Центральной научно-исследовательской лаборатории Воронежского медицинского института, 1994.

Публикации. По Материалам диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объец работы. Текст диссертации включает введение, главы: "Обзор литературы", "Материал и методы исследования", "Результаты собственных исследований" (3 раздела), "Обсуждение полученных результатов", выводы, приложение. Работа иллюстрирована 58 рисунками, 42 таблицами. Литературный указатель включает 141 отечественный и 149 зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования. Исследование проведено на 167 белых крысах-самцах массой 200-250 гр. Острую кровопотерю воспроизводили по методике А. Н. Леонова, Е А. Барсукова (1969; в объеме 2, 8-3, 0% от массы тела. Животные помещались в барокамеру в компенсированную фазу геморрагического шока при артериальном давлении 60/50 мм рт. ст. Оксигенация проводилась однократно в режиме 3 ата (303. 9 кПа) в течение 60 мин, включая компрессию (5 мин) и декомпрессию (5 мин). Животные были распределены на 3 серии опытов: I - интактные животные (20); П - животные с острой невозмещенной кровопотерей в объеме 2,8-3,0% от массы тела (65);

III - животные после кровопотери и действия ГБО (82).

Фрагменты костного мозга, полученные из диафиза бедренной кости, фиксировали в 2%-ном растворе ацетата натрия на 10%-ном нейтральном формалине при + 4 С в течение 14-16 ч, обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации и заливали в парафин. Срезы толщиной 7 мкм окрашивались толуидиновым синим qо L.Belanger, A.Harnett (I960) и полихромным методом по G. Catini (1969). Окрашивание по G.Catini позволяет идентифицировать альцианофильный материал - кислый несульфатированный предшественник гепарина, шикпозитивный-моносульфат гепарина (^-гепарин) и крезилвиолетпо-зитивный - полностью эстерифицированный гепарин.

Для ультраструктурных исследований материал фиксировали в 2, 5%-ном растворе глутаральдегида на 0, 2 М 2-, 4-, 6-коллидиновом буфере с постфиксацией в 1%-ном растворе четырехокиси осмия на том же буфере, обезвоживали в ацетоне и заливали в смолу . эпон-812. Ультратонкие срезы, полученные на ультрамикротоме ЛКБ-Ш (Швеция), контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца по Рейнольдсу (1963). Срезы изучали и фотографировали в электронном микроскопе УЭМБ-IOOK с первичным увеличением от 3. ООО до 20. ООО при ускоряющем напряжении 75 Кв.

Содержание ТК определяли в единице поля зрения в световом микроскопе МБИ-3 при увеличении 90x7 с использованием сетки-вставки со сторонами 125 мкм, последовательно передвигая срезы от края до края квадрата-вставки, учитывая таким образом всю площадь микропрепарата. Число отсчетов определялось методом аккумулированных средних по М. Кендаллу, А. Стьюарту (1966), С. Уилксу (1967). Для получения репрезентативной выборки достаточным оказалось 160 отсчетов для каждого микропрепарата. Для идентификации типов ТК в связи с морфологическими особенностями цитоплазмы, формой вывода продуктов биосинтеза в межклеточное пространство использовалась методика Э.Г.Быкова (1980). Наличие фрагментов цитоплазмы рядом с клеткой определяли как клазма-тоз цитоплазмы. Клетки, плотно заполненные гранулами, условно называли клетками с компактной цитоплазмой. Уменьшение числа гранул в ТК при отсутствии их в микроокружении условно определяли как лизис гранул I-4-ой степеней выраженности. Незначительное отсутствие гранул в цитоплазме и наличие их вокруг клетки обозначали как экзоцитоз гранул (микроапокриновый способ выведения гранул в межклеточное пространство с нарушением целостности мем-

браны). Эксцентричное расположение ядра с выбуханием его вместе с плазмолеммой, обнаружение ядра за пределами клетки обозначали как элиминация ядра. ТК с хорошо выраженными гранулами условно называли как гранулосодержащие клетки.

Математическая обработка материала проведена по методике Э. Г. Быкова с соавт. (1987,1990) и включала определение математического ожидания, ошибки средней, средне-квадратичного отклонения, коэффициента вариации Пирсона, коэффициентов асимметрии и эксцесса, параметров распределения ßiußi, минимальной и максимальной величины выборок. В качестве критерия схожести - различимости использован двусторонний критерий Вилкоксона в модификации С. Р. Pao (1968), М. Кендалла, А. Стьюартв (1966). При этом определялись верхние и нижние границы критерия, его цифровое значение. При сравнении выборок строилась матрица, где обозначались величины достоверности различий признаков, начиная с 95%. Для статистической обработки материала и построения матриц критерия Вилкоксона использован специализированный пакет прикладных программ написанный на языке Paskai 1 для ПЭВМ "Электроника - 85" (Э. Г. Быков с соавт., 1990).

Исследование временных рядов проведено методом сплайновых аппроксимаций (К. Де Бер, 1985; Г. Н. Марчук, 1989; Н. Б. Пивоварова, Т. П. Пухнечева, 1975; А. И. Гребенников, 1979) на основе программы, написанной для ПЭВМ "Роботрон" CM 1910. Время наблюдения в восстановительном периоде разбито на равномерные участки, для которых вычислены значения функции кубитального уравнения. Значения функции У относительно времени X графически обозначаются при распечатке на принтере в виде кривой. Для того, чтобы не было ее изломов в точках соединения сплайнов значения функции У и ее графическое представление производится машиной так, что в местах соединений производная функции существенна и конечна. При введении с клавиатуры результатов исследования содержания ТК различного вида относительно точки времени исследования получают кривую, описывающую значение У = f(x) где У - значение показателя популяции тучных клеток, Х-время исследования после кровопотери.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ■

Тучные клетки костного мозга v интвктных белых крыс ТК костного мозга у белых крыс представляют собой популяцию

редко встречающихся клеточных элементов (О, 435 + О, 04 на единицу площади) с невысокой величиной вариабельности количества (CV=32, 0%). ТК костного мозга имеют обычно округлую или овальную форму. Реже они вытянуты и имеют отростки цитоплазмы небольшой величины. Для них характерно неравномерное распределение с тенденцией к формированию групп из нескольких ТК

Топографически ТК костного мозга связаны со стенками капилляров, синусоидов, распределены в адвентиции микрососудов и среди клеточных элементов кроветворной ткани. Характерным является расположение части ТК рядом с мвгакариоцитами.

На светооптическом уровне после окрашивания толуидиновым синим большую часть популяции ТК составляют клетки с признаками внутриклеточного лизиса гранул (0,173 +0,01). Наблюдается достаточно высокое содержание ТК с гранулосодержащей цитоплазмой (0, 088 + 0, 01), а также клеток, в которых сочетается дегрануляция с элиминацией ядра (0,082 + 0,02). Значительно реже встречаются ТК с элиминацией ядер (0,043 + 0,01), компактной цитоплазмой (0,027 £ 0,007), экзоцитозом гранул (0,007 + 0,005), клазматозом цитоплазмы ( 0, 0012 ± 0, 001) и клетки с другими морфологическими признаками.

После полихромного окрашивания значительная часть тучных кле- . ток костного мозга интактных белых крыс содержит смеСь моносульфата гепарина (ß - гепарина) с кислым несульфатированным предшественником гепарина (альцианофильный материал) - 0, 098 + 0, 02, меньшая часть - моносульфат гепарина - 0, 049 + О, 01. Тучные клетки с кислым несульфатированным предшественником гепарина менее многочисленны (0,022 ± 0,01). Количество клеток с сочетаниями гепарина и его предшественников (КГП-Г, КГП-МС-Г) незначительно, а ТК с гепарином не обнаруживаются.

На ультраструктурном уровне в ТК ядро располагается эксцентрично имеет сферическую или эллипсовидную форму, многочисленные инвагинации кариолеммы, содержит преимущественно гетехроматин. В клетках выявляется, незначительное число мелких митохондрий, полисом и рибосом. Специфические гранулы полиморфны и окружены мембраной. В матриксе гранул определяется различное количество осмиофильного мелкозернистого материала, рассматриваемого как продукт биосинтетических процессов в ТК. Уменьшение электроннооп-тической плотности гранул связано с диссоциацией материала гранул вплоть до образования мелкоячеистых просветлений.

Тучные клетки костного мозга после невозмешенной кровопотери

Содержание тучных клеток в восстановительном периоде без использования ГБО отличается цикличностью; Спустя сутки у выживших после кровопотери животных содержание тучных клеток составляет 0,888 ±0,4 при высокой величине коэффициента вариации (до 123,8%), что отражает индивидуальные различия резистентности и компенсаторных возможностей отдельных объектов этой серии исследования. Число тучных клеток в строме костного мозга заметно выше на I-10-е сут восстановительного периода и резко возрастает на 60-е сут.

ТК распределяются группами, независимо от их содержания. Участки костного мозга с различным содержанием ТК начинают определяться с 10-х сут, сменяя тенденцию к формированию скоплений, состоящих из нескольких клеток.

Топографическая связь с синусоидами и адвентицией микрососудов на 1-е сут после кровопотери заметно редуцирована. Резко уменьшено число контактов ТК с мегакариоцитами, в межклеточных пространствах отсутствуют дисперсно распределенные гамма-метахро-матические гранулы. Преобладают тучные клетки малого размера с небольшим объемом компактной цитоплазмы.

Восстановление топографической связи ТК с синусоидами, мегакариоцитами и распределение ТК в адвентиции микрососудов наблюдается с 20-х сут восстановительного периода. Наиболее полно связь ТК с синусоидами устанавливается к 45-м сут, одновременно более постоянным становится контакт ТК с мегакариоцитами.

Количество ТК с экзоцитозом гранул, элиминацией ядер, а также клазматозом цитоплазмы увеличивается только в конце постгеморрагического периода. На 60-е сут наблюдения экзоцитоз гранул составил I, 367 ± 0, 48, элиминация ядер - 0,134 ± 0, 03, клазматоз цитоплазмы - 0, 0396 ± 0,01. В периоды угнетения физиологических способов выведения гепариноидов возрастает содержание ТК с компактной цитоплазмой на протяжении первой недели. Выявляется резко повышенная активность внутриклеточного лизиса гранул в клетках на протяжении первой трети восстановительного периода с наиболее высокими значениями на 3-й, 10-е сут после кровопотери. На 3-й сут исследования лизис III степени составил 0,5677 ± 0,39, IV - 0, 2458 ± 0,14; на 10-е сут - а 965 ± 0, 7 и 0, 3325 ± 0, 012

соответственно. Эти показатели позволяют прийти к выводу, что спонтанное восстановление объема циркулирующей крови приводит к формированию популяции ТК, существенно отличающейся от таковой у интактных животных.

Можно выделить периоды, в пределах которых изменяется соотношение ТК с различными по уровню эстерификации гепариноидами. Торможение эстерификации КГП определяется на I-7-е сут восстановительного периода после кратковременной стимуляции синтеза гепарина. На таком фоне выделяются только два периода формирования популяции ТК с гепарином: непосредственно после кровопотери (I-3-и сут) и в конце восстановительного периода, наряду с ТК, содержащими моносульфат гепарина (I-5-е сут и с 20-х сут) и смесь моносульфата гепарина с кислым несульфатированным предшественником гепарина (I-15-е сут).

Электронномикроскопически наряду с деструктивными изменениями гиалоплазмы и органелл в ТК содержатся гранулы, отличающиеся размерами и уровнем осмиофилии. Большая часть гранул спустя сутки после кровопотери отличается повышенной электроннооптической плотностью. Одновременно обнаруживаются признаки диссоциации их структур с образованием мелкозернистого материала. Различия в уровне дезорганизации гранул определяются до 15-х сут. С 20-х по 60-е сут наблюдается полиморфизм гранул ТК с различным уровнем их электроннооптической плотности. Степень диссоциации осмиофиль-ного материала в ТК к 60-м сут не отличается от показателей контроля.

Тучные клетки костного мозга посла кровопотери и гипербарической оксигенапии

Гипербарическая оксигенация, использованная как лечебное мероприятие в первую фазу геморрагического шока без дополнительного возмещения крови, снижает летальность животных. При этом установлен ряд особенностей тучных клеток костного мозга, касающихся различных показателей содержания, топографии, биосинтеза гепари-ноидов и их вывода в межклеточное пространство.

Количество ТК костного мозга на 1-е сут после острой невозме-щенной кровопотери и действия ГБО повышается до 1,17 ± 0,4 при высоком значении коэффициента вариации числа клеток. У оксигени-рованных животных по сравнению с нелеченными, определяется тен-

денция к увеличению содержания ТК в первые семь суток и с 20-х сут восстановительного периода.

Наблюдается сохранение топографической связи ТК со стенками капилляров на протяжении первых трех суток исследования, выделение в просвет синусоидов фрагментов цитоплазмы, целых ТК или выклинивание их в синусоид. Сохраняется взаимоотношение ТК с мега-кариоцитами. После сеанса ГБО в межклеточном пространстве костного мозга формируются участки, содержащие свободные гамма-мета-хроматические гранулы.

Применение ГБО приводит к стимуляции внутриклеточного лизиса специфических гранул и выведению продуктов биосинтеза. Содержание ТК с лизисом 111. степени к концу 1-х сут после кровопотери составляет 0,5271 ±0,32. Эта величина заметно повышается на 7-е сут' (0,7583 + 0,3) и остается высокой до конца восстановительного периода (20-е сут - 0,7169 ± 0,3; 30-е сут - 0,6125 + 0,19). Высокие показатели вариабельности количества ТК с признаками внутриклеточного лизиса типичны для всех сроков постгеморрагического периода. При использовании ГБО после кровопотери внутриклеточный лизис специфических гранул является одной из основных реакций ТК костного мозга.

Экзоцитоз гранул, стимулированный ГБО, постепенно снижается, но на 30-е сут его показатели превышают уровень контроля. В конце первой недели и с 15-х сут постгеморрагического периода определяется клазматоз цитоплазмы, снижающийся к 30-м сут. Одновременно накапливаются ТК с компактной гамма-метахроматически окрашенной цитоплазмой и увеличивается содержание клеток с признаками элиминации ядер (15-25-е сут ). Наибольшее содержание ТК с компактной цитоплазмой характерно для первых пяти суток. Снижение их количества связано со стимуляцией экзоцитоза гранул и клазматоза цитоплазмы.

После полихромного окрашивания в экспериментах с ГБО наблюдается высокое содержание ТК с кислым несульфатированным предшественником гепарина в первые семь суток восстановительного периода, которое с 20-х сут сменяется повышением числа ТК с моносульфатом гепарина. На этом фоне заметно выделяется стимуляция процессов эстерификации моносульфата гепарина до образования гепарина (первая треть восстановительного периода). На протяжении всего периода наблюдения существенно возрастает количество ТК, содержащих в цитоплазме смесь моносульфата гепарина и кислого несульфа-

тированного предшественника гепарина, а также моносульфат гепарина, сочетания гепарина с его предшественниками, гепарин.

По данным электронно-микроскопического исследования ПБО стимулирует дифференцировку ТК, на что указывает прогрессирующая редукция гиалоплазмы, органелл. Специфические гранулы полиморфны. Наблюдается лизис гранул вплоть до полной деструкции Ж У оксигенированных животных на протяжении восстановительного периода происходит изменение содержания гранул, их электроннооп-тической плотности. ■ На протяжении первой недели содержание осмио-фильного материала снижено, его электроннооптическая плотность повышается с 15-х по ЗО-е сут. Во второй половине постгеморрагического периода восстанавливаются структура и уровень осмиофилии гранул.

Заключение

Тканеспецифические особенности тучных клеток костного мозга белых крыс заключаются в сочетании следующих признаков: индивидуальном различии их содержания, неравномерном распределении с формированием групп, состоящих из нескольких клеток, топографической связью с адвентицией микрососудов, стенками синусоидов. На основании обнаружения контактов ТК с мегакариоцитами можно предположить существование тучноклеточно-мегакариоцитарной структурно-функциональной кооперации.

Цитоплазма содержит гамма-метахроматический материал. Большая часть клеток содержит смесь моносульфата гепарина с кислым не-сульфатированным предшественником гепарина, меньшая-моносульфат гепарина (£> - гепарин). Специфические гранулы ТК с трубчатыми и мелкозернистыми структурами окружены мембраной.

Выделение продуктов биосинтеза в большинстве ТК осуществляется путем предварительного лизиса гранул. Процессы экзоцитоза гранул и клазматоза метахроматически окрашенной цитоплазмы выражены незначительно.

Популяция тучных клеток костного мозга реагирует на острую невозмещенную кровопотерю в объеме 2, 8-3, 0% от массы тела увеличением числа клеток, нарушением топографической связи с синусоидами, адвентицией микрососудов, мегакариоцитами. В условиях ане-мизации резко стимулируются процессы внутриклеточного биосинтеза моносульфата гепарина с кислым несульфатированным предшествен-

ником гепарина, одновременно моносульфата гепарина и их полная эстерификация до гепарина. Гепаринсодержащие ТК распределяются по периферии синусоидов. Гранулы с метахроматическим материалом выделяются путем экзоцитоза.

Увеличивается частота элиминации ядер и клазматоза цитоплазмы. Кровопотеря стимулирует внутриклеточный лизис специфических гранул, потерю осмиофильного материала, нарушение структуры органелл, дезорганизацию трубчатого строения специфических гранул.

Эти реакции ТК костного мозга расцениваются как адаптивные, реализуемые на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях и направлены на поддержание механизмов функционирования кроветворной ткани.

Спонтанное восстановление популяции тучных клеток при крово-потере без применения ГБО сопровождается низким уровнем биосинтетических процессов в клетках на фоне дезорганизации ульраструк-тур ТК, ингибирования гранулообразования и выведения содержимого гранул в межклеточное пространство. При этом морфологические характеристики ТК на 45-60-е сут не соответствуют показателям у интактных животных.

Гипербарическая оксигенация в режиме одного сеанса, проведенного после кровопотери, является мощным адаптационно-компенсаторным фактором, реализующимся на клеточном уровне. При этом в ультраструктурной организации тучных клеток определяются процессы ускорения дифференцировки специфических гранул, их лизиса и вывода продуктов биосинтеза в межклеточное пространство.

ГБО способствует сохранению связи ТК с синусоидами и капиллярами костного мозга, их контакта с мегакариоцитами. Она стимулирует биосинтез гепарина на фоне высокого содержания смеси моносульфата гепарина и кислого несульфатированного предшественника гепарина, выделение в межклеточное пространство гепариноидов в виде гранул или фрагментов цитоплазмы, содержащей биологически активный материал. Максимальная выраженность процессов, связанных с ГБО, определяется на протяжении первой недели, что обеспечивает метаболический фон и возможности популяции тучных клеток, способствующие реализации гемопоэтической функции костного мозга в восстановительном периоде.

Выводы.

1. Тучные клетки костного мозга белых крыс отличаются орга-носпецифичностью - неравномерным распределением, немногочисленным содержанием, тесной топографической связью с капиллярами, стенками синусоидов и мегакариоцитами.

2. В тучных клетках ядро располагается эксцентрично, имеет сферическую или эллипсовидную форму, многочисленные инвагинации кариолеммы, содержит преимущественно гетерохроматин. В цитоплазме содержится небольшое количество мелких митохондрий, полисом и рибосом. Специфические гранулы характеризуются значительным полиморфизмом. Матрикс гранул представлен мелкозернистым осмиофильныц материалом.

3. В тучных клетках костного мозга значительно выражен внутриклеточный лизис гранул. Зкзоцитоз гранул, клазматоз цитоплазм/ и элиминация ядер характерны в меньшей степени. Преимущественным^ продуктами биосинтеза в большинстве ТК являются смесь моносульфата гепарина с кислым несульфатированным предшественником гепарина, меньшая часть клеток содержит моносульфат гепарина.

4. У животных после острой невозмещенной кровопотери количество тучных клеток в костном мозге повышается на 1-10-е сут восстановительного периода и существенно возрастает на 60-е сут. При этом нарушается топографическая связь тучных клеток с капиллярами и мегакариоцитами, происходит ввделение фрагментов их цитоплазмы в просвет синусоидов.

5. После кровопотери в тучных клетках на фоне деструктивных изменений органелл проходит интенсивный внутриклеточный лизис гранул с угнетением процессов гранулообразования и биосинтеза гепариноидов. Стимуляция биосинтеза гепарина наблюдается в ранние сроки и в конце постгеморрагического периода. Восстановления морфофункциональных показателей тучных клеток на 45-60-е сут не происходит, имеет место повышение процессов гранулообразования, выведения продуктов биосинтеза путем зкзоцитоза гранул и клазма— тоза цитоплазмы. При этом устанавливаются тесные топографические взаимоотношения ТК с капиллярами, синусоидами и мегакариоцитами.

6. Применение гиперйарической оксигенации при острой невозмещенной кровопотере вызывает на протяжении первых семи суток и с 20-х сут восстановительного периода увеличение содержания тучных клеток в костном мозге, способствует сохранению топографически)!

взаимоотношений ТК с элементами костного мозга.

7. Использование гипербарической оксигенации после кровопоте-ри способствует повышению интенсивности внутриклеточного лизиса гранул, экзоцитоза гранул в межклеточное пространство в более ранние сроки. Одновременно наблюдается усиление процессов грану-лообразования, биосинтеза гепарина и его предшественников. Тучные клетки в конце восстановительного периода (ЗО-е сут) отличаются высоким содержанием смеси ыоносульфата гепарина с кислым несуль-фатированным предшественником гепарина, а также моносульфата гепарина, сочетания гепарина с его предшественниками, гепарина.

8. Однократное применение гипербарической оксигенации при острой невозмещенной кровопотере является эффективным способом, стимулирующим формирование уровня функциональной активности тучных клеток костного мозга как элементов микроокружения, обеспечивающих гемопоэз в условиях гипеволемии.

Практические рекомендации.

1. Полученные характеристики гепариноцитарной системы костного мозга могут быть включены в учебные программы курса гистологии, цитологии, физиологии, патофизиологии.

2. Данные о реакции гепариноцитарной системы костного мозга в условиях кровопотери целесообразно учитывать в разработке методов лечения постгеморрагических состояний в хирургии, травматологии, реаниматологии, акушерстве и гинекологии и др.

3. Результаты, полученные при исследовании реакции тучных клеток анемизированных животных на гипербарический кислород, могут быть использованы при дальнейшей разработке адаптационно-метаболической теории о механизмах лечебного действия ГБО в условиях патологии.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Применение принципов системного анализа при изучении механизмов действия гипербарической оксигенации на организм //Новью метойы исследования в экспериментальной и клинической медицине. - Куйбышев, 1980- С. 84-88. - (соавт. А. В. Петров, Э.Г.Быков, А. Н. Леонов и др.).

2. Динамика показателей периферической крови при повторном

воздействии гипербарической оксигенации в восстановительном периоде постгеморрагической 'анемии // Метаболические механизмы гипербарической оксигенации. - Воронеж, 1980. - С. 102-104. -(соавт. А. а Петров).

3. Резистентность эритроцитов при острой массивной кровопоте-ре и однократном воздействии гипербарической оксигенации // Метаболические механизмы гипербарической оксигенации. - Воронеж, 198а- С Л04-107. - (соавт. КЕРябцун).

4. Морфо-функциональные основы гипербарической оксигенации // Тезисы, VII Международный конгресс по гипербарической медицине. - М., 1981. - С. 149. - (соавт. Э.Г.Быков, А. Е Петров, А. Н. Леонов и др.).

5. Организация морфологических исследований при изучении эффектов гипербарической оксигенации //.Активаторы и ингибиторы биологических процессов. - Воронеж, 1982. - С. 18-21. • - (соэвт. Э.Г.Быков, А Е Петров, Е И Антонова и др.).

6. Содержание тучных клеток костного мозга в восстановительном периоде после острой невозмещенной кровопотери и воздействия гипербарической оксигенации // Активаторы и ингибиторы биологических процессов. - Воронеж, 1982. - С. 36-38.

7. Регуляторныа механизмы компенсации нарушений гемоциркуля-торной систеш при острой кровопотере и гипербарической оксигенации // Тезисы III Всесоюзного съезда патофизиологов. - Тбилиси, 1982. - С. 298-299. -(соавт. К1 М. Тумановский, А. Е Петров, Н. Н. Ряб-цун и др.).

8. Особенности биосинтеза гепариноидов тучными клетками костного мозга при острой кровопотере и гипербарической оксигенации в эксперименте // Морфологические аспекты гипербарической оксигенации. - Воронеж, 1984. - С. 42-47. - (соавт. Н. Н. Рябцук).

9. Количественные методы в изучении восстановительных процессов в условиях гипербарической оксигенации // Количественные методы в изучении морфогенеза и регенерации. - Иваново, 1984. -С. 108. - (соавт. А. Е Петров, А. Н. Леонов, 3. Г. Быков и др.).

Ватутина НИ.

"Морфо-функциональная характеристика тучных клеток костного мозга при невозмешенной кровопотере и гипербарической оксигенации"

Тучные клетки (ТК) костного мозга белых крыс изучали с помощью морфологических, цитохимических и электронномикроскопичес-ких методик. Выявлены особенности морфологии и топографии ТК, их взаимоотношений с микрососудами и мегакариоцитами. Основными продуктами биосинтеза в большинстве ТК являются смесь моносульфата гепарина с кислым несульфатированным предшественником гепарина, в значительно меньшей части клеток - моносульфат гепарина. После кровопотери популяция ТК характеризуется нарушением топографической связи с микрососудами и мегакариоцитами. Отмечается торможение процессов гранулообразования и биосинтеза гепариноидов, стимуляция процессов дегрануляции. При воздействии гипербарической оксигенации после кровопотери наблюдается сохранение топографии и структуры ТК. Выявляется стимуляция процессов гранулообразования, лизиса гранул, биосинтеза гепарина и его предшественников. Полученные результаты могут быть использованы в разработке методов лечения при острой кровопотере.

Horphofunctional character)stics of bone marrow mast cells In case of noncompensated haemorrage and hyperbaric oxygenation N. 1. VATUT1NA

Morphologic, cytochemical and electron microscope procedures were applied to study the population of bone marrow mast cells (не) of albino rats. The features of HC topography and morphology and their relationships with megacaryocytes and mlcrovessels have been found. With most HC the main biosynthesis products are the mixtulre of heparin monosulphate with an acid nonsulphated predecessor of heparin while the smaller part yields heparin monosuphate. Following haemorrage the HC population features the disturbance of topographic relations with microvessels and megacaryocytes. The retardation of granulation, hsparinoid biosynthesis and degranulatin stimulation are observed. The HC topography and structures are found to remain intact following haemorrage and hyperbaric oxygenation effect. The granulation, biosynthesis of heparin and its predecessors appear to be stimulated. The findings could be used In developing treatment procedures in tase of haemorrage.

16

21,09.95г._;__Объем 1д. д., " Тир. 100 Зак» 484

. Тпп. "'ЩН,_ Орджоникидзе, 3