Влияние электромагнитного излучения свч диапазона на кроветворение

Одной из гипотез, объясняющих механизмы  влияния электромагнитных волн на биологические  объекты, является гипотеза  о резонансном характере такого влияния. При воздействии ЭМИ на мембрану клетки в ней возникают акустические колебания с той же частотой. Это так называемый временной резонанс – возникает при равенстве частот собственных колебаний системы и вынуждающей силы [12, 37].

В результате резонанса амплитуда  акустических колебаний возрастает, а, следовательно, возрастает транспорт  ионов через мембрану и всех сопутствующих  процессов [37].

1.3. Кроветворение

1.3.1. Органы кроветворения

Кровь представляет собой разновидность соединительной ткани. Она непрерывно движется по кровеносным сосудам. Движение крови поддерживается сердечнососудистой системой, в которой роль насоса играют сердце и гладкая мускулатура стенок артерий и вен. Кровь является одним из трех компонентов внутренней среды, обеспечивающих нормальное функционирование организма в целом. [5]

Кроветворение или гемопоэз (от греч. háima - кровь и póiēsis - изготовление, сотворение ) -процесс образования, развития и созревания форменных элементов крови: эритроцитов (эритропоэз), лейкоцитов (лейкопоэз),тромбоцитов (тромбопоэз). [26]

К кроветворным органам— ( главной  функцией которых является образование форменных элементов крови) относят вилочковую железу, костный мозг, лимфатические узлы, селезенку. Название «кроветворные органы» в значительной мере условно, т. к. кроветворение в них, за исключением костного мозга, осуществляется в основном лишь в антенатальном периоде, а после рождения интенсивность его быстро снижается. Ввиду тесной функциональной связи кроветворных органов и крови.  Г.Ф. Ланг (1939) предложил объединить их под общим понятием «система крови».[9]

Все органы топографически разобщены, но образуют единую систему  благодаря постоянной миграции и рециркуляции клеток в них через кровь, лимфу, тканевую жидкость.

Все элементы органов кроветворения (кроме тимуса) развиваются из мезенхимы с сосудами. Основу всех структур составляет ретикулярная ткань (сетчатая структура). В комплексе с развивающимися клетками крови в костном мозге - миелоидная ткань.

Во всех остальных структурах - лимфоидные клетки дают лимфоидную ткань.

Тимус - эпителиальная  ткань особого строения. Развивается  из прехондральной пластинки (эпителий кожного типа). Эпителий 3 - 4 пар жаберных карманов плюс мезенхима с сосудами.[5]

1.3.2. Костный мозг

Красный костный  мозг представляет собой центральный  орган кроветворения и, соответственно имунногенеза. Именно в костном мозге содержатся стволовые клетки, причём популяция этих стволовых клеток самоподдерживающаяся. Костный мозг содержится в основном в трубчатых костях организма и плоских костях и масса его примерно 2 кг. Костный мозг состоит из трёх компонентов: гемопоэтического, стромального и сосудистого.

 Итак, гемопоэтический компонент. Он образован особой тканью - миелоидной. Ткань эта представляет из себя совокупность клеток миелоцитарного (в последствии из этого ряда образуются форменные элементы крови - эритроциты) и лимфоцитарного (из него образуются лимфоциты) рядов. Все эти ряды клеток взаимодействуют со стромальным компонентом.

Стромальный компонент  включает в себя ретикулоциты (особые клетки соединительной ткани) и различного вида волокна. Это основной состав, но в этом компоненте также можно обнаружить адипоциты (жировые клетки), макрофаги, клетки эндоста (выстилают костномозговой канал изнутри). Стромальный компонент выполняет множество функций: опорную, трофическую, регуляторную. Все эти функции так или иначе сводятся к тому чтобы создать для гемопоэтического компонента костного мозга идеальные условия существования, ведь именно от этого зависит качество и продолжительность жизни "выпущенных" кроветворных клеток.

 Сосудистый  компонент костного мозга помимо  обычного микроциркуляторного русла содержит в себе сосбые сосуды - посткапилярные вены. Особенность этих сосудов заключается в том, что они выстланы эндотелием, который способен пропускать в общий кровоток только зрелые клетки. Также эти венулы могут играть роль "отстойников", в которых форменные элементы крови дозревают. [25]

Красный костный мозг помимо функции кроветворения выполняет  также функцию имунногенеза, являясь  центральным органом иммуногенеза. В красном костном мозге происходит антиген-независимая пролиферация В-лимфоцитов. В ходе этого процесса В-лимфоциты на своей поверхности приобретают имунноглобулиновые рецепторы к разным антигенам. И в таком состоянии отправляются в антиген-зависимые зоны периферических органов кроветворения. [33]

Эритроцитопоэз  в костном мозге до стадии ретикулоцитов занимает около 5 дней. Поступившие в кровь ретикулоциты в течение суток созревают и превращаются в эритроциты. По количеству ретикулоцитов в крови можно судить об интенсивности эритропоэза.

Гуморальным регулятором  эритропоэза является эритропоэтины, вырабатываемые в почках, печени, селезенке. Синтез и секреция эритропоэтинов зависит от уровня оксигенации почек. При всех случаях дефицита кислорода в тканях (гипоксия) и в крови (гипоксемия) увеличивается образование эритропоэтинов. Адренокортикотропный, соматотропный гормоны гипофиза, тироксин, мужские половые гормоны (андрогены) активируют эритропоэз, а женские половые гормоны — тормозят.

Для нормального  метаболизма кроветворная ткань  нуждается в поступлении ряда веществ. Для образования эритроцитов необходимо поступление в организм витамина В12, фолиевой кислоты, витаминов В6, С, Е, элементов железа, меди, кобальта, марганца, которые составляют внешний фактор эритропоэза. Наряду с этим важную роль играет и так называемый внутренний фактор Касла  образующийся в слизистой оболочке желудка, но функция этого фактора еще не полностью выяснена.

 В регуляции  лейкоцитопоэза, обеспечивающего поддержание  на необходимом уровне общего количества лейкоцитов и отдельных его форм, участвуют вещества гормональной природы -  лейкопоэтины. Предполагают, что для каждого ряда лейкоцитов возможно наличие специфических лейкопоэтинов, образующихся в различных органах (легких, печени, селезенке и др.). Лейкоцитопоэз стимулируют нуклеиновые кислоты, продукты распада тканей и самих лейкоцитов.

Адренотропный и соматотропный гормоны гипофиза повышают количество нейтрофилов, но уменьшают число эозинофилов. Наличие в кроветворных органах интерорецепторов служит несомненным доказательством влияния нервной системы на процессы кроветворения. Имеются данные по влиянию блуждающего и симпатических нервов на перераспределение лейкоцитов в разных участках сосудистого русла животных. Все это свидетельствует о том, что кроветворение находится под контролем нервно-гуморального механизма регуляции. [10]

1.3.3. Схема кроветворения

Согласно схеме  кроветворения, предложенной И. Л. Чертковым  и А. И. Воробьевым в 1973 г. и модифицированной в 1981 г. (рис.1), все кроветворные клетки делятся на шесть классов.

Рисунок 1 Схема кроветворения

 

 

 

 

 

 

 

 

Первый класс составляют полипотентные клетки-предшественницы, к которым относятся стволовые кроветворные клетки.

Второй класс  представлен частично детерминированными полипотентными клетками — общей предшественницей (КОЕ-ГЭММ) трех рядов миелопоэза (эритроидного, гранулоцитарного и мегакариоцитарного) и, пока еще гипотетичной, предшественницей двух клеточных разновидностей лимфопоэза.

Третий класс—класс  унипотентных клеток-предшественниц —  включает в себя несколько типов клеток. Это — клетки-предшественницы Т - и В-лимфоцитов (пре-Т и пре-В); клетка-предшественница гранулоцитомо-ноцитопоэза (КОЕ-ГМ), способная дифференцироваться в моноциты — макрофаги (ряд КОЕ-М) и в гранулоциты: базофильные (ряд КОЕ-Б), эозинофильные (ацидофильные) (ряд КОЕ-ЭО), нейтрофильные (ряд КОЕ-Г); эритроцитарные клетки предшественницы: гранудоцитарно-эритроцитарная (КОЕ-ГЭ), бурстобразуюшая (БОЕ-Э), подразделяемая на незрелую и зрелую, эритроид-ная колониеобразующая единица КОЕ-Э); предшественницы мегакариоцитов (КОЕ-МГЦЭ и КОЕ-МГЦ).

Источником образования моноцитов и эозинофильных гранулоцитов, кроме гранулоцитарно-моноцитарной клетки, могут быть самостоятельные клетки-предшественницы, а нейтрофильных гранулоцитов — самостоятельная гранулоцитарная клетка-предшественница (КОЕ-Г) и смешанная гранулоцитарно-эритроцитарная клетка-предшественница (КОЕ-ГЭ).

Предполагается  также существование помимо общей  гранулоцитарно-моноцитарной клетки-предшественницы самостоятельных предшественниц базофильных гранулоцитов и тучных клеток (тканевых базофилов).

Как видно из представленной схемы, третий класс клеток-предшественниц (поэтинчувствительных клеток) разделен на два подкласса: клеток, способных к дифференцировке в направлении двух ростков, и клеток, дифференцирующихся лишь в одном направлении.

Клетки, входящие в первые три класса, относятся к группе морфологически недифференцируемых, в них не выявлены также и специфические цитохимические признаки.

Четвертый класс  составляют морфологически распознаваемые пролиферирующие клетки; пятый — созревающие клетки различных рядов и шестой — зрелые клетки.

Из соответствующих  костномозговых предшественниц развиваются  две популяции лимфоцитов, неактивных до прохождения через один из органов  иммуногенеза — вилочковую железу (тимус) или сумку (bursa) Фабриция у птиц и ее аналоги у млекопитающих (костный мозг и Др.). Т-лимфоциты (тимусзависимые) и В-лимфоциты (тимуснезависимые) являются иммунокомпетентными и поступают в периферические лимфоидные органы. На дифференциацию Т-лимфоцитов в вилочковой железе оказывают влияние эпителиальное микроокружение и гормоны вилочковой железы.

В результате дифференцированного  влияния центральных органов  иммунитета Т - и В-лимфоциты приобретают специфические для каждой популяции клеток свойства (маркерные антигены и поверхностные рецепторы), которые и обусловливают специфику их функций.

Так, Т-лимфоциты  участвуют в реакциях клеточного иммунитета, осуществляют иммунный надзор за генетическим постоянством организма, а В-лимфоциты ответственны за реакции гуморального иммунитета, способны образовывать антитела. Обе популяции лимфоцитов взаимодействуют друг е другом. Т-лимфоциты. воздействуя на В-лимфоциты, повышают их способность к антителообразованию.

Клетка —  предшественница В-лимфоцитов является исходным звеном гистогенеза плазматических клеток.

Как видно из представленной схемы кроветворения, первой морфологически распознаваемой клеткой гранулоцитопоэза является миелобласт, за ним следуют пролиферирующие элементы — промиелоцит и миелоцит, затем созревающие клетки — метамиелоцит и палочкоядерный гранулоцит, заканчивается ряд зрелыми клетками — сегментоядерными гранулоцитами.

Клетки моноцитарного  ряда, обладающие способностью к фагоцитозу (в том числе иммунному), пиноцитозу и свойством прочно прилипать  к поверхности стекла, объединены в систему мононуклеарных фагоцитов (СМФ).

Элементы этого  ряда имеют костномозговое происхождение, общего с гранулоцитами предшественника (колониеобразующую клетку КОЕ — ГМ), проходят в своем развитии стадии монобласта, промоноцита и моноцита. Моноциты представляют собой подвижный пул относительно незрелых клеток, которые, попадая с током крови или лимфы в различные органы и ткани, превращаются в макрофаги, способные к фагоцитозу.

В настоящее  время в СМФ не включают ретикулярные и эндотелиальные клетки, а также  фибробласты, так как они не способны к иммунному фагоцитозу, не являются «профессиональными» фагоцитирующими элементами, фагоцитируют факультативно; кроме того, не доказано их происхождение из монобластов.

Этапы эритроцито -, тромбоцито - и лимфоцитопоэза — см. рис. 1.

Плазматическая  клетка развивается из плазмобласта через стадию проплазмоцита. [24]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Материалы и методы

Исследования  проводили на крысах породы Wistar массой 200-250г. Всего в работе было использовано 30 животных. В эксперименте животные были разделены на три группы: контрольную и две экспериментальные в зависимости от времени экспозиции, час и три часа соответственно. Животные подвергались облучению в течение пяти суток по часу и три часа соответственно. В эксперименте использовали генератор СВЧ, собранный на кафедре приборостроения ИИФиРЭ (Политехнического института) СФУ.

Приготовление и окраска мазков:

Кровь наносили каплями на чистое и обезжиренное предметное стекло на расстоянии 1,5 – 2,0 см от края и размазывали  с помощью шлифованного стекла. Шлифованное стекло помещали перед каплей крови под углом в 45° и делали движение назад к капле с тем, чтобы жидкость равномерно растеклась по ребру стекла. Затем быстро и легко без нажима проводили шлифованным стеклом справа налево, равномерно распределяя опухоль по предметному стеклу.

Высохший мазок помещали на 10 мин  для фиксации в раствор Май-Грюнвальда и затем окрашивали по Романовскому-Гимза (25 мин), после чего мазки промывали  под проточной водой и высушивали. Краску наливали в глубокую посуду таким образом, чтобы она полностью покрывала помещённый фиксатор с мазками [20].

Мазки микроскопически  исследовали с использованием светового  микроскопа.

Работа с  микроскопом.

Микроскоп (от лат. micros-малый, scopein-рассматривать, наблюдать)прибор, ьпозволяющий получить увеличенное изображение объектов и структур, недоступных глазу человека. [18]