Эта работа опубликована в сборнике статей с материалами трудов 1-ой международной телеконференции "Проблемы и перспективы современной медицины, биологии и экологии". Название сборника "Фундаментальные науки и практика Том 1, №1"

Посмотреть обложку сборника

Скачать информацию о сборнике (в архиве: обложка, тит. лист, оглавление, список авторов)

 

Субботина Т.И.,  Савин Е.И.,  Иванов В.Б.,  Хренов П.А., Чепелева Я.А., Бобкова Е.Н., Савушкина К.М.
Тульский государственный  университет (г.Тула, Россия)

Целью настоящей  экспериментальной работы является выявление  закономерностей модулирующего воздействия электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на пролиферацию и дифференцировку стволовых клеток in vivo.
В ходе эксперимента решались следующие задачи:
1.    Изучение особенностей  дифференцировки стволовых клеток в условиях блокады иммунной системы цитостатиками.
2.    Выявление  особенностей дифференцировки стволовых клеток при модулирующем воздействии ЭМИ КВЧ на фоне применения цитостатиков.
3.    Исследование процессов пролиферации и дифференцировки стволовых клеток в интактном организме с применением модулирующего  воздействия  ЭМИ КВЧ и в контрольной группе животных, не подвергавшихся воздействию электромагнитного излучения.
4.    Выполнение сравнительного анализа полученных результатов по данным морфологического исследования в экспериментальных группах.
5.    Исследование возможности переноса информации с экспериментального животного на интактное путем направленного воздействия ЭМИ КВЧ.

Материал и методы исследования
Экспериментальные исследования выполнены на беспородных крысах обоих полов в возрасте от 3 до 6 месяцев. Для решения поставленных задач и достижения цели работы все животные были разделены на  следующие экспериментальные группы:
1.Первой группе животных вводили цитостатик(фторурацил 0,1 мл) с целью блокады иммунной системы. Затем половине животных в данной группе вводили стволовые клетки. Оставшиеся животные использовались в качестве группы сравнения.
2. Второй группе животных также вводился цитостатик(фторурацил 0,1 мл), после чего по истечении 5 суток вводили стволовые клетки. Часть животных оставляли для группы сравнения. Все животные второй группы подвергались модулирующему  воздействию ЭМИ КВЧ частотой 37 ГГц, мощностью 0,5 мВТ/см2, время однократного облучения составило 30 минут, суммарное время воздействия равняется 180 минутам.
3. Возможность переноса информации изучалась посредством параллельного воздействия ЭМИ КВЧ с экспериментального животного на контрольное. Одновременно изучалась возможность переноса информации в условиях блокады иммунной системы без введения стволовых клеток и после введения стволовых клеток
Оценка полученных результатов проводилась на основании морфологического исследования красного костного мозга, селезенки и печени. Печень использована в морфологическом исследовании как орган, участвующий в эмбриональном гемопоэзе, и как орган, относящийся к ретикуло-эндотелиальной системе.
    Приготовление морфологических препаратов осуществлялось по стандартной методике с последующей окраской гематоксилином и эозином. Забор материала во всех группах осуществлялся спустя 6 дней от начала эксперимента.

Результаты исследования.
В первой экспериментальной группе у всех животных после введения цитостатика в исследуемых тканях выявлены морфологические изменения, свидетельствующие о блокаде иммунной системы. В ткани красного костного мозга выявлены признаки гипоплазии, характеризующиеся уменьшением количества переходных форм (I-III классов) клеток всех ростков красного костного мозга. Гистологическая картина характеризуется мономорфностью клеточного состава, отсутствием четкой метафазной активности низкодифференцированных клеток, практически отсутствуют переходные клетки миелоидного ростка.
В ткани селезенки наблюдается гипоплазия лимфоидных фолликулов и уменьшение их количества, резко снижено количество селезеночных макрофагов.
В ткани печени наблюдается уменьшение количества купферовских клеток, синусоиды и центральные вены расширены. В просвете синусоидов формируется слайдж-феномен, в просвете центральных вен – микротромбы. Отсутствует  инфильтрация портальных полей макрофагами и лимфоцитами. Митотическая активность гепатоцитов во всех зонах классических печеночных долек низкая, двухъядерные гепатоциты отсутствуют.

У животных второй группы- с введенным цитостатиком, но подвергшихся воздействию ЭМИ КВЧ, в исследуемых тканях наблюдалась аналогичная морфологическая картина, указывающая на блокаду иммунокомпетентных клеток

В первой группе у той части животных,которой были введены стволовые клетки(Rats), на фоне блокады иммунной системы в морфологических препаратах регистрировалась тенденция к усилению пролиферативной активности клеток. В красном костном мозге наблюдается увеличение плюрипотентных клеток и появление переходных клеток, но обращает на себя внимание наличие единичных миелобластов с гипертрофированными палочковидными ядрами, что указывает на нарушение процессов дифференцировки.
В ткани селезенки выявлено увеличение количества и размеров лимфоидных фолликулов, наблюдаются единичные селезеночные макрофаги, что может свидетельствовать о нарушении дифференцировки моноцитов.
Морфологическая картина ткани печени существенно не отличалась от таковой у животных первой экспериментальной группы,которым не вводились стволовые клетки. Инфильтрация портальных полей не выражена, в синусоидах появляются единичные купферовские клетки. Сохраняются морфологические признаки нарушения микроциркуляции: стаз и слайдж в синусоидах, сочетающиеся с тромбообразованием в центральных венах. К отличительным морфологическим особенностям следует отнести более выраженную митотическую активность в гепатоцитах перипортальной зоны и незначительное увеличение количества синусоидальных клеток.

На фоне  облучения ЭМИ КВЧ у той части животных второй группы, которым  были введены стволовые клетки, зарегистрирована более выраженная положительная динамика морфологических изменений, указывающая на активацию процессов пролиферации и дифференцировки иммунокомпетентных клеток. В ткани красного костного мозга наблюдается гиперплазия клеточных элементов, увеличение плюрипотентных клеток и пролиферирующих клеток II-III ряда. Аномально крупные бласты с гипертрофированными ядрами отсутствуют.
Ткань селезенки характеризуется гипертрофией и гиперплазией лимфоидных фолликулов, наблюдается диффузная инфильтрация пульпы лимфоидными клетками.
В ткани печени выявлено увеличение количества  синусоидальных клеток, появление макрофагально-лимфоцитарной инфильтрации в портальных полях, присутствует выраженная митотическая активность гепатоцитов во всех зонах классической печеночной дольки. Морфологические признаки нарушения микроциркуляции отсутствуют.

Изучение  возможности переноса информации с экспериментального животного на контрольное позволило зафиксировать ряд морфологических изменений у контрольного животного, подвергнутого параллельному воздействию ЭМИ КВЧ с животным у которого была заблокирована иммунная система без введения стволовых  клеток.
    Выявленные морфологические изменения характеризовались признаками гипоплазии красного костного мозга, но наиболее значительная отрицательная динамика выявления в ткани селезенки, так же как  и в экспериментальных образцах крысы – донора у контрольной крысы – реципиента обнаружена тенденция к гипоплазии лимфоидных фолликулов и уменьшению их количества.

В тканях печени наблюдаются морфологические признаки нарушения микроциркуляции, которые представлены расширением синусоидов и формированием слайдж-феномена. Существенных изменений клеточного состава не выявлено.

Моделирование переноса информации от экспериментального животного с заблокированной иммунной системой и введенными стволовыми клетками на интактное животное не привело к формированию достоверных морфологических признаков у крысы- реципиента. Морфологическая картина красного костного мозга, селезенки и печени соответствовала нормальному гистологическому строению этих тканей.

Таким образом полученные предварительные результаты в исследуемых экспериментальных группах свидетельствуют о том, что воздействие ЭМИ КВЧ является фактором, стимулирующим пролиферацию и дифференцировку иммунокомпетентных клеток. Морфологические изменения в иммунокомпетентных тканях указывают на преимущественную пролиферацию и дифференцировку лимфоидного и моноцитарного ростков и в меньшей степени миелоцитарного ростка.