Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
Функционально-морфологическое состояние плазмы крови и эритроцитов человека в юношеском, взрослом и зрелом возрастах в норме и в условиях воздействия серосодержащих поллютантов
Автореферат докторской диссертации по биологии
|
Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТАДля достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследования:
- Выявить динамику содержания в плазме крови макро- и микроэлементов в норме и при воздействии серосодержащих поллютантов на этапах онтогенеза, соответствующих юношескому, взрослому и зрелому возрасту человека.
- Определить изменение функциональных характеристик плазмы крови (осмолярность, уровень ПОЛ) и эритроцитов (уровень ПОЛ, осмотическая и перикисная резистентность, СОЭ), как элементов единой морфофункциональной системы, в норме и в условиях воздействия серосодержащих поллютантов.
- Исследовать взаимосвязь информационных характеристик системы белков плазмы крови и интенсивности процессов ПОЛ в ней при воздействии серосодержащих поллютантов.
- Изучить реакцию эритропоэза на воздействие серосодержащих поллютантов путем выявления качественных и количественных характеристик эритроцитов кровеносного русла (содержание, форма, размеры, объем) на этапах постнатального онтогенеза человека.
- Методами ультраструктурного анализа (сканирующая и трансмиссионная электронная микроскопия) изучить механизмы влияния серосодержащих поллютантов на морфофункциональное состояние эритроцитов.
Научная новизна исследования заключается в том, что впервые с позиций системного подхода комплексно на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях организации изучена динамика состояния плазмы крови и эритроцитов как компонентов единойа морфофункциональной системы организма на тех этапах онтогенеза, которые соответствуют оптимально трудоспособным возрастам человека, а именно, юношескому, взрослому и зрелому.
Определены эффекты воздействия на данную биологическую систему на изучаемых уровнях организации и этапах онтогенеза техногенных серосодержащих поллютантов как у человека, так и у экспериментальных животных (крыс). Выявлен возраст, наиболее сенситивный по данным вредностям.
Впервые проведено экспериментальное, математическое и структурно-информационное моделирование реакции морфофункциональной системы "плазма-эритроциты" на воздействие техногенных серосодержащих поллютантов на этапах онтогенеза, которые соответствуют юношескому, взрослому и зрелому возрастам человека. Выявлено и изучено взаимовлияние качественных и количественных характеристик двух компонентов данной биологической системы друг на друга.
Научно-практическая значимость работы. Результаты данной работы демонстрируют процесс и механизмы адаптации системы красной крови (Уплазма-эритроциты") к возрасту и воздействию негативных факторов внешней среды, что имеет гностическое и методологическое значение для понимания сущности категорий адаптации, гомеостаза, развития биологических систем.
Доказано существование онтогенетических периодов повышенной чувствительности системы Уплазма крови - эритроцитыФ к негативному экзогенному влиянию, примером которого явилось воздействие техногенных серосодержащих поллютантов. Это может быть полезным для обоснования комплексных охранных и профилактических мероприятий на территориях, где возможно внезапное появление или длительное присутствие токсикантов.
Полученные данные о состоянии плазмы и эритроцитов в норме и в условиях воздействия серосодержащих поллютантов, как в качестве единой морфофункциональной системы, и как отдельных её элементов, могут служить основой для диагностики и выяснения патогенеза заболеваний системы красной крови (апластических и неопластических), а также для выбора мер профилактики и тактики лечения этих заболеваний.
Основные положения, выносимые на защиту:
- На функционально-морфологическое состояние биологической системы "плазма крови - эритроциты" эндогенные (в том числе возраст) и экзогенные (в том числе техногенные поллютанты) факторы оказывают влияние через оба её элемента - плазму крови и эритроциты.
- На изучаемых этапах онтогенеза мужчин (юношеский возраст, взрослый возраст I и II периоды и зрелый возраст)а исследуемые экзогенные факторы (серосодержащие поллютанты в реально существующих на производстве концентрациях) оказывают более выраженное воздействие на морфофункциональное состояние системы "плазма - эритроциты" по сравнению с эндогенным фактором - возрастом, что выражается ускоренным "старением" данной системы.
- Воздействие серосодержащих поллютантов вызывает ухудшение как физико-химических (содержание макро- и микроэлементов, осмолярность и уровень перекисного окисления в плазме и эритроцитах, осмотическая и перекисная резистентность эритроцитов, СОЭ), так и информационных характеристик системы "плазма крови - эртроциты", что приводит к её деградации, особенно быстрой у молодых субъектов с длительным контактом с профессиональными вредностями.
- Эритроциты могут служить адекватной моделью и чувствительным объектом мониторинга экологического неблагополучия,а так как реагируют на него на макро- , микро- и ультраструктурных уровнях своей организации.
Апробация материалов диссертации. По материалам исследования опубликовано: 51научная работа, в том числе 17 в центральных рецензируемых и международных журналах, 1 монография Структурно-ирформационный анализ биологических систем.
Основные положения диссертации обсуждены на II - й Всероссийской конференции УВлияние антропогенных факторов на структурные преобразования органов, тканей, клеток человека и животных (Саратов, 1993), III Съезде анатомов, гистологов, эмбриологов Российской Федерации (Тюмень, 1994), 3 Всероссийской конференции (Волгоград, 1995), III Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Тверь, 1996), Международной конференции посвященной 100-летию со дня рождения проф. Н.П.Поповой-Латкиной (Астрахань, 1996), научно-практической конференции морфологов Тюменской области (Тюмень, 1996), итоговых конференциях Астраханского государственного медицинского института (Астраханской государственной медицинской академии) 1991 - 2009 гг., заседаниях Астраханского отделения ВрНОАГЭ, кон посв. 150-етию со дня рождения проф. А.И.Таранецкого", С.-Петербург, 1996, III Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Тверь,20- 21 июня 1996 г.), научной конференции,а посвящ.125-летию акад.В.Н.Тонкова) С.-Петербург, 1997, IY Национальном конгрессе по профилактической медицине и валеологии", С.-Петербург, 1997,а юбилейной научной конференции, посвящ. 100-летию кафедры нормальной анатомии СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова), С.-Петербург, 1997, Всероссийской научной конференции анатомов, гистологов и эмбриологов, Тюмень, 22-23 апреля 1998 г., IV Съезде российских морфологов, 1999 г., V конгрессе международной ассоциации морфологов., 2000, Семинаре "Проблемы экологической безопасности Нижнего Поволжья в связи с разработкой и эксплуатацией нефтегазовых месторождений с высоким содержанием сероводорода "Астрахань, 2000, II Всеросийском конгрессе по патофизиологии. (Москва 2000 г), всероссийской конференции "ХХI век: актуальные задачи морфологии (Саратов, 2001 г.), 6 конгрессе международной ассоциации морфологов. "Морфология", 2002, Общероссийской конференции Проблемы морфологии. Дагомыс, 2003, конференции Успехи современного естествознания Дагомыс, 2003, конгрессе международной Ассоциации морфологов, 2006, конференции Природные факторы и здоровье подрастающего поколения Коломна, 2007, V Российской научной конференции, Уфа, 2007, IX Конгрессе международной ассоциации морфологов, Бешкек 2008, 9 Съезде морфологов, Саратов 2009, научно-практических конференциях Астраханского государственного университета 2004 - 2011год.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов и выводов. Общий объем диссертации - 234 страниц компьютерного текста. аОна содержит 44 рисунка, 9 таблиц. Библиографический список включает 499 источников, из них 105 - иностранных.а
Материалы и методы исследования
Работа базировалась на схеме возрастной периодизации онтогенеза человека, принятой на VII Всесоюзной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии АПН СССР (Одеса, 1975) в модификации Б.А.Никитюка и В.П.Чтецова (1990).
При планировании настоящего исследования были приняты следующие константы: доверительный интервал (D)= 10% (Автандилов Г.Г., 1973; 1977; Автандилов Г.Г., с соавт., 1981); уровень значимости (Р) <= 0.05, критерий Стьюдента (t) = 2, вероятность безошибочного прогноза >= 95% (Лакина Г.Ф., 1990).
Материалом для изучения динамики морфо-функционального состояния системы эритроцитов и плазмы крови в условиях воздействия газообразных серосодержащих поллютантов служили пробы крови практически здоровых работников-мужчин, участвующих в разработке и эксплуатации Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ) и имеющих непосредственный контакт со специфическими производственными вредностями. Всего разнообразными физиологическими и морфологическими методами было обследовано 4568 мужчин. Исследуемый контингент был разделен на 3 возрастные группы: I - 20-29 лет, II - 30-39 лет, III - 40-49 лет и 5 стажевых групп по времени работы в газовой промышленности: I - 1-3 года.,а II - 4-7 лет, III - 8-10 лет, VI - 11-15 лет,а V - более 15 лет. Контрольным материалом служили образцы крови 373 практически здоровых мужчин-доноров аналогичного возраста, которые не сталкивались в условиях своей трудовой деятельности или быта с серосодержащими поллютантами.
Для подтверждения наличия эффектов воздействия серосодержащих поллютантов на систему красной крови проведен эксперимент-биомониторинг на белых беспородных крысах-самцах.
Контрольными служили качественно и количественно аналогичные группы животных, которые содержались в виварии в г.Астрахани в тех же условиях, что и экспериментальные, наа сбалансированнома рационеа питанияа иа са постоянным доступом к воде.
У животных экспериментальных и контрольных групп для определения морфофункционального состояния эритроцитов забиралась кровь из хвостовой вены,а когда животные в конкретных экспериментальной и контрольной группе имели возраст, равный половине того периода своего развития, который соответствовал выбранному для экстраполяции этапу онтогенеза человека.
Технология мониторинга полностью соответствует условиям проведения токсикологических экспериментов, изложенных в издании ВОЗ УПринципы и методы оценки токсичности химических веществФ (1981).
Для светооптического исследования свежеприготовленные и высушенные на воздухе мазки крови и людей и животных фиксировались в течение 10 мин. этиловым спиртом и окрашивались по Романовскому-Гимза. Затем они просматривались на световом микроскопе "Axioskop 20" (Zeiss), оборудованном цветной высокоразрешающей телекамерой VK-C370 (Hitachi). Полученные изображения эритроцитов подвергались морфометрической обработке с помощью программы УImage Tool (Ver.2.00)Ф.
Для использования метода трансмиссионной электронной микросконпии (ТЭМ) последовательно проводились: фиксация капли крови или кусочка легкого 1 мм3 в растворе глутаральдегида no J.Karlsson, K.L.Schultz (1965), постфиксация в растворе четырехокиси осмия no G.Millonigа (1961), обезвоживание в спиртах восходянщей концентрации, заливка в аралдит, приготовление ультратонких срезов на ультратоме LKB III (Швеция), контрастирование ультратонких срезов на сетках насыщенным водным раствором уранилацетата и цинтратом свинца по E.S.Reynolds (1963), просмотр и фотографиронвание на трансмиссионных электронных микроскопах ЭМВ-100 ЛМ и "Tesla BS 242 Е".
Для исследования в сканирующем электронном микроскопе свежеприготовленные мазки крови на металлизированных покровных стеклах фиксировалисьа в течение 24 часов при температуре +4о С 2%а раствором глутарового альдегида, приготовленным на фосфатном буфере (рН 7,4), после чего отмывались от фиксатора тем же буфером.а Затем их дегидратировали способом перехода через критическую точку двуокиси углерода иа последовательно напыляли в вакуумном напылителе углеродом и алюминием. Просмотр и фоторегистрация изображений эритроцитов проводилась на сканирующем микроскопе-микроанализаторе "Comebax" фирмыа "Comeca" (Франция).
|
Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии