Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
СЫЧЕВ ИГОРЬ АНАТОЛЬЕВИЧ
Механизм повышения резистентности организма животных под действием растительных полисахаридов в норме и при патологии
03.00.13 - физиология 14.00.16 - патологическая физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Москва 2008
Работа выполнена на кафедрах нормальной физиологии и патологической физиологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Российский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Научные консультанты: член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор Геннадий Васильевич Порядин;
доктор биологических наук, профессор Виктор Михайлович Смирнов.
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Воложин Александр Ильич, ГОУ ВПО Московский государственный медико-стоматологический университет;
доктор биологических наук, профессор Раевский Владимир Вячеславович, ГУ НИИ высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН;
доктор биологических наук, профессор Саноцкая Наталия Владимировна, ГУ НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН.
Ведущая организация:
Московская медицинская академия имени И. М. Сеченова.
Защита диссертации состоится л_____ июнь 2008 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.10 при ГОУ ВПО Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. МиклухоМаклая, д. 8.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8.
Автореферат разослан л_______________2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Н. В. Ермакова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы Повышение резистентности организма, противостоящего воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, - наиболее актуальная задача современной медицины. Состояние организма и направленность протекающих в нем процессов контролируется взаимодействием трех систем: иммунной, нервной и гормональной. В связи с общим ухудшением экологической ситуации необходим поиск различного рода биологически активных соединений природного происхождения, стимулирующих функции иммунной системы.
екарственные препараты, созданные из природного сырья, обладают целым рядом преимуществ перед синтетическими: они легко усваиваются организмом человека или животного; как правило, не обладают побочными эффектами; очень редко проявляют токсичность. Широко распространены в различных климатических зонах растения Донника желтого (Melilotus off.), издавна используемого в народной и в официальной медицине. Растения Донника входят в состав мягчительных и слабительных сборов, применяются в качестве припарок, как местное раздражающее и отвлекающее средство [Гаммерман А. Ф., Гром И. И., 1976]; его отвары и настои понижают возбудимость нервной системы и используются при неврастениях и кардиоспазмах, бессоннице, истерии; обладают свойствами антикоагулянтов и способны снижать артериальное давление.
Настой, отвар, а также мазь с цветками Донника применяют при фурункулезе, гнойных ранах, отеках суставов, при воспалении среднего уха [Чиков П. С., Стекольников Л. И., Мурох В. И., 1972]; для лечения бронхита, бессонницы, мигрени в виде ванн и компрессов.
Мелиоцин (препарат из листьев Донника) является достаточно сильным биостимулятором, превосходящим биостимулирующее действие экстракта алоэ [Гаммерман А. Ф., Гром И. И., 1976].
Полисахариды стимулируют иммунную систему организма, усиливая процесс фагоцитоза, увеличивая количество антителообразующих клеток и продукцию ими антител, повышают количество лимфоцитов крови, лимфоидных органов [Смолина Т. П. и др., 1994; Афанасьев В. А. и др., 1999;
Мансимова О. В. и др., 1998; Конопля Е. Н. и др., 1998; Назарова И. В. и др., 1999].
Установлен факт активации процессов кроветворения некоторыми полисахаридами, особенно процесса эритропоэза [Гольдберг Е. Д. и др., 1997; Захаров Ю. М., 1994; Федорова И. М., 1996].
Полисахариды растений активизируют ферментные системы клеток крови, ускоряют заживление ран.
Растительные полисахариды повышают уровень обмена веществ, при введении в организм, что способствует процессам регенерации и роста, усилению пролиферации наиболее быстро делящихся клеток. Есть данные о том, что полисахариды растений защищают организм от облучения [Фриденштейн А. Я., Лурия Е. А., 1980; Филиппова С. А., 1990; Лебедев В. Г.
и др., 2000; Симанина Е. В. и др. 1997; Иванов С. Д., 2000].
Механизм действия полисахаридов на организм человека и животных еще не достаточно изучен. Есть лишь некоторые отрывочные сведения о спектре биологической активности полисахаридов различных растений.
Поэтому важно изучение механизмов стимулирующего действия на организм биологически активных структурных полисахаридов растений Донника желтого: ВРПК - водорастворимого полисахаридного комплекса, и ПЕКТИНА - смеси пектиновых веществ - полисахаридных комплексов.
ВРПК и ПЕКТИН образуют поверхностную часть клеточных оболочек и межклеточный матрикс растительных фотосинтезирующих надземных частей растений.
Учитывая современное состояние фармацевтической промышленности, доступность сырья и низкую стоимость получения природных полисахаридов, изучение механизмов их действия и внедрение их для использования в медицине и ветеринарии является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования Целью настоящей работы явилось выявление основных эффектов полисахаридов Донника желтого на организм здоровых животных и при патологии и изучение механизмов их реализации.
Достижение поставленной цели предполагало решение следующих задач.
1. Исследовать влияние препаратов полисахаридов Донника желтого на организм здорового животного (физическую работоспособность;
изменение массы тела; состояние органов иммунной системы - изменение массы и структуры тимуса, селезенки, костного мозга, их клеточного состава;
кроветворение; клеточный и биохимический состав периферической крови;
активность фагоцитоза, ферментных систем клеток крови, клеток иммунной системы) и характер суточных и сезонных биоритмов.
2. Изучить действие полисахаридов на процессы кроветворения в организме животных при анемии (состояние костного мозга и селезенки;
количество и качество кроветворных эритробластических островков;
клеточный и биохимический состав периферической крови).
3. Исследовать противовоспалительное действие полисахаридов (по характеру развития воспаления; составу периферической крови;
активности ферментных систем клеток крови и фагоцитарной реакции;
перекисному окислению липидов; выраженности антиоксидантной реакции).
4. Изучить радиопротекторное действие полисахаридов Донника желтого (по состоянию органов иммунной защиты - тимуса, селезенки, костного мозга; уровню физиологической активности клеток тимуса, селезенки, костного мозга и уровню продуцируемых ими молекул, клеточному составу крови).
Научная новизна работы В условиях эксперимента впервые установлено, что полисахариды Донника желтого ВРПК и ПЕКТИН повышают неспецифическую резистентность организма здоровых животных и усиливают их физическую работоспособность за счет активации ферментных систем АТФ-азы, оксидаз, усиления процессов синтеза веществ клетками организма, стимуляции процессов гемопоэза.
Выявлено, что полисахариды ПЕКТИН и ВРПК оказывают противовоспалительное действие, восстанавливая структуру костного мозга и селезенки, увеличивают количество, лимфоидных фолликулов, клеточность Т- и В-зон белой пульпы селезенки, нормализуя клеточный и биохимический состав крови, стимулируя клетки моноцитарно-макрофагальной системы, увеличивая в них количество РНК и синтез молекул-регуляторов (гликопротеинов, протеогликанов, гликозаминогликанов), повышают уровень функциональной активности и количество оксидазных и гидролитических ферментов и фагоцитарной активности клеток за счет активации гидролитических ферментов и пероксидазной и каталазной ферментных систем, повышения антиоксидантной активности мембранных ферментных систем клеток.
Установлено, что полисахариды стимулируют гемопоэз при анемии, частичном и полном облучении средними дозами -лучей, увеличивая количество эритробластических островков костного мозга и селезенки, клеточность этих органов и их массу, количество эритроцитов и гемоглобина в периферической крови.
Теоретическая и практическая значимость работы Научные положения диссертационной работы углубляют представления о механизмах биологического действия полисахаридов из Донника желтого, расширяют возможности их практического использования.
Полученные данные о механизмах стимуляции полисахаридами из Донника желтого процессов кроветворения в здоровом организме, при облучении и различных видах анемии делают возможным создание на основе ВРПК и ПЕКТИНА лекарственных средств и препаратов для стимуляции процессов кроветворения.
Данные о механизме противовоспалительного и иммуностимулирующего действия полисахаридов, полученные в ходе исследований, могут быть использованы для коррекции воспалительных процессов различного генеза.
Выявленная способность полисахаридов из Донника желтого повышать работоспособность животных может послужить основой создания кормовых и пищевых добавок на основе полисахаридов Донника в ветеринарии.
Результаты исследований биологической активности полисахаридов так же могут быть использованы в курсе лекций по органической химии, биохимии, физиологии для студентов и преподавателей, написания методических руководств по использованию лекарственных растений и биологически активных полисахаридов растительного происхождения.
Положения, выносимые на защиту 1. Полисахариды Донника желтого ВРПК и ПЕКТИН повышают неспецифическую резистентность организма здоровых животных и усиливают их работоспособность за счет активации ферментных систем АТФ-азы, оксидаз, усиления процессов синтеза клетками, стимуляции процессов гемопоэза.
2. Полисахариды усиливают фагоцитарную активность клеток крови за счет повышения активности гидролитических ферментов и увеличения их количества.
3. Стимуляция полисахаридами процессов гемопоэза, при различных видах облучения и в случае анемии осуществляется посредством действия полисахаридов на клетки моноцитарно-макрофагальной системы и клеток стромы кроветворных органов, синтезирующих молекулы гликозаминогликанов, протеогликанов и гликопротеинов - регуляторов процессов кроветворения.
4. Противовоспалительная активность полисахаридов связана с активацией ими ферментов пероксидазной и каталазной систем, с активацией процессов фагоцитоза, усилением антиоксидантной активности мембран клеток, а так же с активацией функций иммунной системы (с усилением выработки антител, с активацией Т-зависимого иммунного ответа).
Апробация работы Основные результаты работы доложены и обсуждены на совместном заседании кафедры нормальной физиологии и кафедры патологической физиологии Российского государственного медицинского университета 06.12.2006 г.
Результаты работы были доложены на межрегиональной научнопрактической конференции Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения, Рязань, март 2000 г., межрегиональной научно-практической конференции Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения, Рязань, март 2001 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 научные работы из них: 3 монографии, 13 статей в рецензируемых журналах.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 234 страницах машинописного текста.
Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка цитированной литературы, который включает 253 источника, из них 138 отечественных и 115 зарубежных.
Работа содержит 18 таблиц, 4 схемы, 58 рисунков и микрофотографий.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследования Работа выполнена на лабораторных животных: 500 крыс породы Вистар обоего пола и 100 мышей породы Balb/c - обоего пола.
Опытную группу составили 400 крыс и 80 мышей, контрольную - 100 крыс и 20 мышей.
Животные получали полисахаридные препараты ВРПК и ПЕКТИН растений Донника желтого Melilotus off. в дозах 0,5, 0,1 и 0,05 г/кг массы тела per os, внутривенно и внутримышечно.
Все животные содержались в стандартных условиях вивария.
В работе использованы следующие экспериментальные модели:
1. Облучение животных в дозе 400 рентген.
2. Модель асептического экссудативного воспаления.
3. Анемия, вызываемая бензолом и вызываемая уксуснокислым свинцом.
В работе использованы следующие методы:
1. Получение полисахаридных препаратов из растений Донника желтого (по оригинальной методике) 2. Оценка физической работоспособности животных (плавательный тест).
3. Гистологические, гистохимические, биохимические и иммунологические методы.
Таблица Общий объем проведенных исследований Эксперименты Модели Количество животных Методы крысы мыши Влияние полисахаридов 210 50 Получение Донника желтого на Определение полисахаридных здоровых животных работоспособности препаратов ВРПК (физическую животных (плавательный и Пектин из работоспособность, систему растений донника тест) кроветворения, кровь, желтого;
иммунную систему) и характер суточных и Биохимические сезонных биоритмов Гистологические Гистохимические Влияние полисахаридов Модель частичного и 1Иммунологические Донника желтого на полного облучения в дозе Цитологические экспериментальных 400 рентген Биометрические животных в условиях Модель асептического патологии воспаления Модель бензольной и 90 свинцовой анемии Получение полисахаридов (по оригинальной методике) Для проведения исследований нами была разработана методика получения полисахаридных компонентов из Донника желтого.
1. Растения донника (Melilotus off.), собранные в фазе начала цветения, высушивали и измельчали.
2. Методом предварительной экстракции 60% этанолом удаляли из растительного сырья органические кислоты, полифенолы, аминокислоты, аминосахара, гликозиды и др.
3. Экстрагировали ВРПК из предварительно обработанного и очищенного сырья горячей дистиллированной водой 1,5 часа на кипящей водяной бане.
4. Осаждали ВРПК из концентрированного экстракта (в вакуумном роторном испарителе) 96% этанолом.
5. Очищали ВРПК 96% этанолом, ацетоном, эфиром, переосаждением.
6. Экстрагировали ПЕКТИН из сырья, из которого предварительно извлекали ВРПК, горячим 1% раствором лимоннокислого аммония на кипящей водяной бане 1,5 часа.
7. Экстракты сгущали в вакуумном роторном испарителе или вымораживанием, ПЕКТИН осаждали из концентрированного экстракта избытком 96% этанола.
8. Очищали ПЕКТИН 96% этанолом, ацетоном, смесью спирта и эфира, высушивали и измельчали.
9. Методом предварительной экстракции 60% этанолом удаляли из растительного сырья органические кислоты, полифенолы, аминокислоты, аминосахара, гликозиды и др.
Таблица 2.
Характеристика полисахаридов ВРПК ПЕКТИН Общая Аморфное вещество светло- Аморфное вещество светлохарактеристика серого цвета серого или кремового цвета Смешанный биополимер Смешанный биополимер Пептидогликан Пептидогликан Содержит полипептидную цепь Содержит полипептидную цепь меньшего размера Состав моносахариды - глюкоза, моносахариды - глюкоза, галактоза, рамноза, арабиноза; галактоза, рамноза, арабиноза, уроновые кислоты; ксилоза, манноза;
уроновые кислоты (в 2 раза аминосахара - глюкозамин и больше) галактозамин аминосахара - глюкозамин и галактозамин (в 1,5 раза меньше) Молекулярная 87958,7-96565,3 72425,5-81587,масса Растворимость Растворяется в воде и в Растворяется в воде и в физиологическом растворе, физиологическом растворе, образуя коллоидный раствор с образуя коллоидный раствор с рН 6,0-6,3 рН 4,7-5,4, т. к. содержит больше уроновых кислот Структура Структурный полисахарид Структурный полисахарид полисахарида включает в свой состав включает в свой состав инкрустирующие водорастворимые пектины, часть полисахариды, полипептидную неводорастворимых пектинов, цепочку, часть небольшую полипептидную водорастворимых пектинов цепь, пектиновую кислоту Расположение На поверхности клеточных В поверхностной части и функция оболочек и в межклеточном клеточной оболочки и отчасти на веществе, выполняет функцию поверхности оболочки, агрегации клеток друг с другом выполняя функцию скрепления в ткани, являясь тканевым и волокон, гемицеллюлоз и органным антигеном целлюлозы и отчасти выполняет функцию рецептора, скрепляющего клетки между собой По строению и функциям По строению и функциям похож похож на гликозаминогликаны на гликозаминогликаны и и протеогликаны животных, протеогликаны животных, влияет на пролиферацию клеток влияет на пролиферацию клеток и их дифференцировку и их дифференцировку Полученные полисахариды использовали в биологических исследованиях.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Эффект полисахаридов Донника желтого на интактных животных Исследования показали, что введение в течение 8-10 суток полисахаридов Донника желтого подопытным животным в дозе 0,5 г/кг оказывало существенное влияние на общее состояние животных. У них меняется поведение. Животные становятся более спокойными, пропадает агрессивность. Шерстяной покров становится более густым. Под воздействием полисахаридов у подопытных животных повышается аппетит и увеличивается масса тела максимально на 30 сутки введения на 20,5% по сравнению с контролем под действием ПЕКТИНА и на 24,8% под действием ВРПК (рис. 1). Рост массы тела обусловлен увеличением мышечной массы.
У подопытных животных значительно усиливается физическая работоспособность (плавательный тест), особенно на 10 сутки приема препаратов, превосходя контроль в среднем на 38,4% (рис. 2).
Физическая работоспособность животных повышается за счет увеличения мышечной массы и активации Na+,K+-АТФ-азы. Все полисахариды оказывали существенное воздействие на активность фермента в концентрации 1 10-4. ВРПК превосходил контроль на 120% (т. е. в 6 раз), а пектин был в 3,8 раза эффективнее контроля. С понижением концентрации до 1 10-6 активность препаратов ВРПК и пектин снижалась на 24,5%, а случае концентрации 1 10-8 их активность понизилась в 2 раза (рис. 3).
Общие изменения организма животных сопровождаются изменением состояния внутренних органов и тканей и отдельных функциональных систем.
Под влиянием ВРПК на 5-е сутки увеличивается на 30,7% масса селезенки, а под действием ПЕКТИНА на 26,7%. На 8-е сутки ее масса несколько уменьшается, однако превышая контроль на 21,8% - под влиянием ВРПК и на 18,7% - под влиянием ПЕКТИНА.
На 3-е сутки возрастает общая клеточность селезенки.
В структуре органа в этот период времени увеличивается число вторичных фолликулов за счет ускорения процесса созревания клеток и происходит увеличение количества первичных фолликулов за счет стимуляции лимфопоэза.
Во вторичных фолликулах мантийный слой и центры размножения очень плотно заполняются клетками. На 42,5% под влиянием ВРПК и на 36,7% под действием ПЕКТИНА возрастает численность Т-лимфоцитов в Т-зависимой области белой пульпы и, особенно, на границе между Т- и В-зонами белой пульпы. В белой пульпе на 3 и особенно на 5 сутки введения полисахаридов увеличивается численность розеток (на 32,7% - ВРПК;
на 27,4% - ПЕКТИН), состоящих из центрального макрофага и лимфоцитов, его окружающих. Увеличивается количество плазматических клеток.
В красной пульпе увеличивается количество клеток эритроидного ряда, мегакариоцитов, кольцеядерных лейкоцитов.
22Контроль Опыт 11Сутки 5 10 15 20 25 30 Рис. 1. Изменение массы тела животного при приеме ВРПК в дозе 0,5 г/кг массы тела Опыт Контроль Сутки 5 10 15 20 25 30 Рис. 2. Влияние ВРПК на физическую работоспособность животных Масса тела, г Время плавания, мин.
7654321Доза - 1E-8 Доза - 1Е-6 Доза - 1Е-Контроль ВРПК Пектин Рис. 3. Действие полисахаридов донника на Na+,K+-АТФ-азу Вблизи крупных сосудов увеличивается количество кольцеядерных лейкоцитов, особенно к 5 суткам опыта. Так же возрастает количество эритроидных клеток. Количество РНК на 1-е сутки опыта под действием полисахаридов максимально в макрофагах и клетках стромы, на 3-5 сутки - в макрофагах и лимфоцитах, на 8-10 сутки количество РНК приходит в норму.
Количество гликозаминогликанов, гликопротеинов и протеогликанов максимально увеличивается в клетках стромы и макрофагах на 1-3 сутки опыта.
В костном мозге начиная со 2-3 суток опыта происходит общее увеличение клеточности за счет активной пролиферации слабо дифференцированных клеток. Количество эритробластических островков 3 класса и инволюционирующих уменьшается за счет созревания и выхода в кровь созревающих эритроцитов. Общее количество островков немного уменьшается по сравнению с контролем.
На 3-5 сутки эксперимента появляются новые эритробластические островки 1 класса и особенно увеличивается численность эритробластических островков 2 и 3 классов зрелости. Общее количество кроветворных островков увеличивается. Возрастает количество мегакариоцитов, кольцеядерных лейкоцитов, лимфоцитов.
На 7-10 сутки введения полисахаридов общая клеточность снижается, количество эритробластических островков 1 и 2 классов повышено, а численность островков 3 класса зрелости и инволюционирующих снижается до нормы. Общее количество островков остается повышенным, поэтому количество эритроцитов и гемоглобина на 10 сутки опыта снижается. Количество лейкоцитов продолжает увеличиваться (особенно кольцеядерных) (рис. 4).
%111Контроль 1ВРПК Пектин сутки 1 3 5 7 Рис. 4. Изменение количества эритробластических островков костного мозга под действием полисахаридов Количество РНК в клетках стромы и макрофагах на 1-3 сутки превышает контроль под действием ВРПК на 33,5%, а под влиянием ПЕКТИНА на 27,6%. На 5 сутки количество РНК снижается и превышает контроль при введении ВРПК на 11,5%, а при введении ПЕКТИНА - на 8,3%.
На 8-10 сутки количество РНК снижается до уровня контроля.
Повышение активности РНК приводит к усилению синтетических процессов.
Количество молекул-регуляторов гемопоэза - гликозаминогликанов, протеогликанов и гликопротеинов максимально увеличивается на 3 сутки и превосходит контроль под влиянием ВРПК на 25,5%, а при введении ПЕКТИНА - на 23,2%; на 7-10 сутки введения полисахаридов количество молекул-регуляторов превышает контроль на 10,8% под действием ВРПК и на 7,3% под влиянием ПЕКТИНА.
Масса тимуса максимально возрастает на 7 сутки введения полисахаридов под действием ВРПК на 55,6%, под влиянием ПЕКТИНА на 48,4%. Клеточность органа повышается в течение 7 суток введения полисахаридов в корковой зоне долек органа на 54,2% под влиянием ВРПК и на 46,7% под действием ПЕКТИНА. В мозговой области органа клеточность увеличивается на 3-7 сутки на 33,7% под влиянием ВРПК и на 28,6% под действием ПЕКТИНА. На 10 сутки опыта клеточность снижается как в корковой, так и в мозговой зоне долек тимуса, но остается выше норы. Масса органа снижается почти до нормы к 10 суткам введения полисахаридов.
Введение животным полисахаридов Донника желтого сопровождалось выраженными изменениями в периферической крови (рис. 5). На 2 сутки введения ВРПК в крови подопытных животных количество моноцитов возрастает в 2,2 раза, а под действием ПЕКТИНА на 1 сутки в 2,5 раза.
Введение ВРПК подопытным крысам способствует повышению количества лимфоцитов максимально на 5 сутки на 21,5%, введение ПЕКТИНА на 3 сутки опыта на 17,6%.
Количество сегментоядерных лейкоцитов уменьшается у подопытных крыс под действием ВРПК на 5 сутки на 38,5%, а при введении ПЕКТИНА на 41,7%. К 10 суткам эксперимента количество лейкоцитов и моноцитов нормализуется, а лимфоцитов остается повышенным на 5-7% под действием полисахаридов.
Количество эритроцитов и гемоглобина под действием ВРПК возрастает максимально на 5 сутки введения на 32% и 36% соответственно, а под влиянием ПЕКТИНА на 5 сутки введения на 26% и 32%. На 10 сутки введения полисахаридов количество эритроцитов и гемоглобина остается незначительно повышенным (на 5-8%).
Количество РНК повышается в моноцитах, лейкоцитах, лимфоцитах под влиянием ВРПК в 2,3 раза, под действием ПЕКТИНА в 2,1 раза на 3 сутки введения и снижается до нормы на 8-10 день.
Количество ферментов оксидаз под действием ВРПК в моноцитах повышается на 26%, а в лейкоцитах на 21% на 3 сутки опыта. Введение ПЕКТИНА подопытным крысам повышает количество оксидаз в моноцитах на 22%, а в лейкоцитах на 18% в те же сроки эксперимента.
В плазме крови под действием ВРПК количество 2-макроглобулинов на 2 сутки эксперимента превышает контроль на 55,6%, под влиянием ПЕКТИНА на 21,7% на 3 сутки.
На 2 сутки введения ВРПК фракция -макроглобулинов снижается на 13,27%. ПЕКТИН снижает -макроглобулины на 22,7%.
Уровень -глобулинов под действием ВРПК на 5 сутки превышает контроль на 52,7%, а под влиянием ПЕКТИНА на 3 сутки на 39,2%.
К 7-10 суткам опыта количество 2- и -макроглобулинов нормализуется, а уровень -глобулинов повышен на 28% под влиянием ВРПК и на 18,5% под действием ПЕКТИНА.
Нами установлено, что полисахариды оказывают выраженное действие на клетки иммунной системы и фагоцитоз (табл. 2). ВРПК повышает количество В-лимфоцитов в крови подопытных крыс на 3 сутки опыта на 12,5%, а ПЕКТИН на 13,4% по сравнению с контролем. На 10-й день эксперимента количество этих клеток выше нормы на 5-7%. Общее количество Т-лимфоцитов под действием ВРПК на 3 сутки превышает контроль на 12,1%, а под влиянием ПЕКТИНА на 14,3%. Численность Т-хелперов возрастает максимально на 3 сутки введения ВРПК на 14,2%, а под действием ПЕКТИНА на 11,6% и снижается до уровня контроля на 10 сутки опыта. Численность цитотоксических Т-клеток под влиянием ВРПК на 3 сутки введения уменьшается с 11% до 5%, а под влиянием ПЕКТИНА с 12% до 7% на 5 сутки опыта. На 5-7 день эксперимента количество цитотоксических Т-клеток возрастает до нормы.
Фагоцитоз под влиянием ВРПК усиливается на 12%, а при введении ПЕКТИНА на 11% на 3 сутки эксперимента, что происходит из-за увеличения количества моноцитов и повышения их функциональной активности. Уменьшение количества моноцитов и лейкоцитов способствует снижению фагоцитоза на 5 день опыта до уровня контроля. Фагоцитарное число под действием ВРПК и ПЕКТИНА в 1,5-2 раза превосходит контроль соответственно.
% 1м с л К 2 3 5 М - % моноцитов С - % сегментоядерных лейкоцитов Л - % лимфоцитов К - % количества клеток крови в контроле 2, 3, 5, 8 - сутки эксперимента Рис. 5. Изменение клеточного состава крови крыс под действием препарата ВРПК в дозе 0,1 г/кг массы тела В эксперименте на мышах ВРПК выраженно стимулировал иммунную реакцию у подопытных животных при введении им эритроцитов крыс:
количество иммунных бляшек в селезенке через 4 дня иммунизации составило в контроле 19,2 АОК на 1 млн клеток селезенки и 57,7 АОК на 1 млн клеток селезенки в опытной группе (р < 0,01).
Таблица 3.
Изменение иммунологических показателей крови здоровых животных под действием полисахаридов Донника желтого Препарат % % % Т- % В- % Фагоции его доза Т-розетко- Т-хелперов цитотоксич. лимфоцитов фагоцито- тарное образующих за число Контроль 55,10 0,11 44,120,31 11,2 0,3 26,2 0,2 60,660,31 4,1 0,ПЕКТИН 59,33 0,34 44,210,16 15,330,41 28,33 0,42 65,3 0,5 4,8 0,1 доза ПЕКТИН 66,38 0,42 55,230,41 11,1 0,3 35,95 0,36 71,3 0,3 6,23 0,3 дозы ПЕКТИН 50,33 0,27 44,510,13 6,840,42 23,31 0,41 44,2 0,6 4,37 0,5 доз ПЕКТИН 55,33 0,15 43,670,51 11,670,38 33,01 0,21 60,330,48 5,31 0,7 доз ПЕКТИН 60,01 0,36 45,330,33 14,670,25 31,34 0,46 62,670,24 5,39 0,10 доз ВРПК 64,67 0,37 55,260,37 5,49 0,42 33,42 0,46 72,250,34 8,81 0,2 дозы ВРПК 62,51 0,54 52,490,24 7,64 0,24 25,14 0,27 56,140,41 8,35 0,5 доз Р < 0,01 Р < 0,01 Р < 0,01 Р < 0,01 Р < 0,01 Р 0, Влияние полисахарида ВРПК на характер суточных и сезонных биоритмов (по показателям крови, массы тела и иммунокомпетентных органов).
Влияние полисахарида на суточные и сезонные биоритмы организма экспериментальных животных изучали при однократном и пятикратном введении ВРПК в дозе 0,1 г/кг массы тела внутримышечно в утренние и вечерние часы летом и зимой; полученные показатели сравнивали с контролем (экспериментальные животные без введения полисахаридов).
(табл. 4) Как видно из таблицы 4, однократное введение ВРПК практически не влияет на суточные и сезонные биоритмы животных. 5-ти кратное введение полисахарида оказывает заметное влияние на суточные биоритмы в изменении массы тимуса, эритробластических островков костного мозга, гемоглобина. Данные, полученные в зимнее время, превосходят цифры, полученные летом. 5-ти кратное введение ВРПК в утренние часы оказывается более эффективным в зимнее время: масса тимуса превосходит вечерние значения на 11,7%, количество эритробластических островков - на 3,0%, уровень гемоглобина - на 11%, эритроцитов - на 4,5%.
Пятикратное введение ВРПК заметно влияет на сезонные биоритмы организма подопытных крыс. Зимой под влиянием утреннего введения полисахарида масса тимуса на 4,1%, количество гемоглобина на 12,4%, а численность эритробластических островков на 16,0% больше, чем летом при тех же условиях.
Масса селезенки под действием 5 утренних доз ВРПК увеличивается летом на 9,7% больше, чем зимой. Количество -глобулинов под влиянием 5 утренних доз полисахарида, введенных летом, на 24,5% больше, чем зимой.
Увеличение общего уровня обмена веществ приводит к более быстрой стимуляции эритропоэза в зимний период времени и введение 5 доз ВРПК зимой заметно повышает количество эритробластических островков костного мозга, эритроцитов, уровень гемоглобина по сравнению с летом.
Влиянием зимних 5 доз ВРПК на иммунную систему проявляется в более сильной стимуляции тимуса, увеличении его массы по сравнению с летом.
Влияние 5 доз полисахарида в летнее время увеличивает массу селезенки сильнее, чем зимой, что связано с усилением функций лимфоцитов и плазматических клеток и проявляется в большем увеличении уровня -глобулинов в летнее время под влиянием ВРПК. В летний период организм подвержен более сильному антигенному действию окружающей среды, поэтому он более сильно реагирует на введение полисахарида.
Основные этапы механизма воздействия ВРПК на организм подопытных животных описаны в предыдущей главе, но он корректируется действием факторов среды, времени суток и сезонов года.
Таблица Характер изменения суточных и сезонных биоритмов под влиянием полисахарида ВРПК Лето Зима Исследуемые Конт- на фоне одно- на фоне пяти- Конт- на фоне одно- на фоне пятигруппы и параметр Роль кратного введения кратного введения роль кратного введения кратного введения полисахарида полисахарида полисахарида полисахарида утро вечер утро вечер утро вечер утро вечер Масса тела, г 161,7 170,3 167,4 186,8 184,2 200,0 213,0 209,6 242,3 246,3 2,5 3,4 2,9 3,2 5,1 1,1 2,4 5,3 2,7 3,Масса тимуса, г 0,240 0,260 0,258 0,332 0,331 0,265 0,278 0,271 0,349 0,319 0,012 0,035 0,018 0,023 0,035 0,012 0,019 0,015 0,014 0,0Масса селезенки, г 0,796 0,832 0,862 0,924 0,916 1,320 1,429 1,3794 1,457 1,395 0,021 0,014 0,021 0,027 0,022 0,031 0,033 0,025 0,021 0,0Эритроциты, б/о 6,21 6,52 6,43 7,74 7,37 6,05 6,52 6,38 7,08 6,62 0,26 0,31 0,12 0,25 0,18 0,15 0,18 0,22 0,13 0,Гемоглобин, г/л 118,0 126,5 124,3 151,0 151,0 120,0 139,6 129,4 162,6 140,3 2,8 3,3 5,4 3,2 2,2 3,1 2,4 5,7 2,3 1,Моноциты, 9/л 3,11 6,23 5,64 5,63 4,83 3,54 7,74 6,65 8,23 7,14 0,28 0,32 0,24 0,54 0,34 0,52 0,21 0,15 0,22 0,Лимфоциты, 9/л 70,21 74,82 73,53 85,21 83,13 68,54 74,53 73,14 79,54 76,55 0,12 0,21 0,24 0,17 0,13 0,26 0,18 0,21 0,24 0,10,15 11,24 10,91 13,98 13,75 18,31 20,12 19,63 25,33 22,14 -глобулин 0,18 0,16 0,17 0,22 0,21 0,21 0,18 0,22 0,32 0,12,65 13,62 13,24 14,71 14,12 10,72 11,41 11,24 16,25 14,75 2-глобулин 0,23 0,51 0,27 0,32 0,27 0,29 0,18 0,24 0,51 0,Эритробластические 177,0 179,18 180,34 179,33 180,55 182,12 187,61 184,34 183,81 184,02 островки костного 8,13 1,21 3,42 2,18 2,21 5,13 2,13 3,12 1,22 3,мозга Таким образом, введение ВРПК и ПЕКТИНА увеличивает количество моноцитов крови, повышая уровень РНК в них и усиливая синтез гликозаминогликанов и протеогликанов. Эти молекулы активируют лимфоциты, лейкоциты, макрофаги и стромальные клетки селезенки, костного мозга и тимуса. Макрофаги и клетки стромы органов синтезируют и выделяют протеогликаны и гликопротеины - регуляторы процессов гемопоэза и иммунопоэза. Лимфоциты также продуцируют -глобулины и молекулы-регуляторы, входящие в состав 2-макроглобулинов. Это увеличивает количество эритробластических островков, эритроцитов, гемоглобина, лимфоцитов. Активация ферментных систем клеток и увеличение их количества приводит к повышению уровня обмена веществ, усилению физической активности, влияет на суточные и сезонные биоритмы изменения количества эритробластических островков, эритроцитов, гемоглобина, массы тимуса и селезенки (схема 1).
Влияние полисахаридов на животных с анемией.
Экспериментальную анемию вызывали введением подопытным животным 10% раствора уксуснокислого свинца или бензола.
Периферическая кровь животных с экспериментальной анемией содержит в 2-2,5 раза меньшее число эритроцитов и гемоглобина, количество лейкоцитов под действием бензола снижено на 59,5%, а под действием уксуснокислого свинца - на 34,8% (табл. 5).
Таблица 5.
Периферическая кровь животных с экспериментальной анемией Состав крови На фоне введения На фоне введения Здоровые бензола уксуснокислого свинца животные Эритроциты 2,4 0,1 2,21 0,03 5,51 0,Гемоглобин 37,3 0,1 44,2 0,2 82,3 0,Лейкоциты 3,0 0,2 6,5 0,2 10,8 0,Масса селезенки уменьшается под действием бензола на 30,4% по сравнению с контролем, а под действием уксуснокислого свинца на 28,5%.
Клеточность селезенки (особенно красной пульпы органа) снижается под влиянием бензола на 33,6% по сравнению с контролем, а под влиянием уксуснокислого свинца на 35,2%. Становятся заметны элементы стромы органа: клетки, сосуды, волокна.
Клеточность костного мозга снижается под влиянием бензола на 32,7%, а под действием уксуснокислого свинца на 35,2%. Уменьшается общее количество эритробластических островков на 22,7% и на 29,5%.
Заметно снижается количество кольцеядерных лейкоцитов. Становятся заметны элементы стромы органа: сосуды, волокна, стромальные клетки, сосуды несколько расширены.
Как показали наши исследования, под влиянием 7 доз ВРПК масса селезенки возрастает и на 5-7% превышает норму. Клеточность органа увеличивается, превышая норму на 6-8%. В красной пульпе увеличивается количество клеток эритроидного ряда, кольцеядерных лейкоцитов, мегакариоцитов. В белой пульпе увеличивается количество лимфоцитов.
Структура органа нормализуется. ВРПК стимулирует выделение клетками стромы и макрофагами гликозаминогликанов и протеогликанов, количество которых возрастает на 5 и 7 сутки опыта и снижается на 10 день эксперимента.
В костном мозге животных с экспериментальной анемией начиная с 3 дня введения полисахаридов увеличивается количество эритробластических островков 1 и 2 классов на 12,3% и 16,4% соответственно. Количество их достигает нормальных величин лишь на 7 день введения полисахаридов. Ускоряется процесс дифференцировки и созревшие эритроциты выходят в кровоток, увеличивая количество гемоглобина и эритроцитов в кровяном русле до нормы. Возрастает численность кольцеядерных лейкоцитов на 7 сутки на 25-57%. Ускоряется процесс созревания и выхода этих клеток в кровь. Количество гликозаминогликанов и протеогликанов возрастает на 3-5 день опыта и снижается на 7-10 сутки в клетках стромы и макрофагах, но немного превосходит норму и на 10 сутки введения.
Аналогичные изменения происходили в кроветворных органах животных, получавших полисахариды на фоне анемии, вызываемой уксуснокислым свинцом. Клеточный состав периферической крови также нормализовался к 7-10 суткам введения полисахаридов (рис. 6).
Изменение 1параметров, % к контролю 1I II III 1 2 Рис. 6. Антианемическое действие ВРПК Количество гемоглобина (1), эритроцитов (2), лейкоцитов (3).
Показатели интактных животных (I); при свинцовой анемии (II) и свинцовой анемии на фоне введения ВРПК (III) Полисахариды активируют клетки моноцитарно-макрофагальной системы, которые синтезируют и выделяют в кровь молекулы-регуляторы, активизирующие клетки стромы костного мозга и селезенки, синтезирующие гликозаминогликаны и протеогликаны, которые ускоряют процессы пролиферации и дифференцировки клеток эритроидного, лимфоидного и лейкоцитарного рядов. Количество клеток в крови на 7сутки введения ВРПК нормализуется, а на 10 сутки увеличивается на 5,5-8,8%. Уровень гемоглобина нормализуется на 7 сутки введения полисахарида, а на 10 сутки - на 8,6-9,3% превышает норму. Количество лейкоцитов нормализуется на 7 день опыта (табл. 6).
Таблица 6.
Картина в крови экспериментальных животных с бензольной анемией на фоне введения препарата ВРПК в дозе 0,5 г/кг Состав На фоне 3 сутки 5 сутки 7 сутки 10 сутки крови введения введение полисахаридного препарата бензола Эритроциты 2,4 0,1 2,33 0,02 3,31 0,04 5,23 0,03 5,31 0,Гемоглобин 37,3 0,1 34,3 0,3 48,0 0,2 74,0 0,07 88,2 0,Лейкоциты 3,0 0,2 6,2 0,03 6,9 0,03 10,1 0,02 9,75 0,Р < 0,Возможно, что в регуляции процессов гемопоэза участвуют различные виды лимфоцитов, количество которых изменяется под действием молекул, выделяемых моноцитами и лейкоцитами. Т-хелперы могут активизировать клетки стромы, усиливая в них продукцию гликозаминогликанов и протеогликанов. В суммарном виде механизм антианемического действия полисахаридов Донника желтого представлен на схеме 2.
Механизм противовоспалительного действия полисахаридов Асептическое воспаление моделировали введением 0,1 мл 2,5% раствора формалина под апоневроз стропы лапки крысы. Под действием формалина развивается отек конечности и через 4 часа он становится максимальным, а объем лапки на 64% выше нормы. Количество лейкоцитов в крови при этом в 3,2 раза выше нормы. СОЭ достигает максимума на 3 сутки опыта и в 2,2 раза выше нормы. Активность фагоцитоза клеток крови крыс с воспалением на 3 сутки на 12,3% выше нормы. Количество молекул РНК в клетках крови на 12,3% выше нормы уже на 1 сутки опыта, а число молекул миелопероксидаз и оксидаз повышается на 3 день. Перекисная резистентность мембран эритроцитов крови понижена, поэтому уровень гемолиза эритроцитов на 1-3 сутки опыта достигает 95%.
Величина отека, количество лейкоцитов, СОЭ, активность фагоцитоза постепенно уменьшаются и достигают нормы к 8 дню опыта.
Количество РНК, ферментов миелопероксидаз и оксидаз на 8 сутки опыта на 5-7% превышают норму.
2111111 ч. 2 ч. 4 ч. 3 сут. 5 сут. 8 сут.
Контроль ВРПК Рис. 7. Влияние препарата ВРПК на развитие воспалительного отека 2111111 ч. 2 ч. 4 ч. 3 сут. 5 сут. 6 сут. 8 сут.
Контроль Пектин Рис. 8. Влияние препарата ПЕКТИН на развитие воспалительного отека В ходе исследований выявлено, что под действием полисахаридов отек воспаленной конечности на первые сутки меньше, чем в контроле и превышает норму на 35,8% под влиянием ВРПК и на 37,8% под действием ПЕКТИНА. На 5 день введения оба полисахарида нормализуют объем воспаленной конечности (рис. 7, рис. 8).
Величина СОЭ под действием ВРПК и ПЕКТИНА в 1,8-2 раза соответственно выше нормы, но ниже чем в контроле уже на первые сутки опыта. ВРПК нормализует СОЭ на 6 сутки введения. При введении ПЕКТИНА СОЭ на 13% выше нормы на 6 день опыта (табл. 5).
Количество лейкоцитов под действием полисахаридов в день введения на 13-15% ниже, чем в контроле. Оба полисахарида нормализуют численность лейкоцитов на 7 день введения (табл. 7).
Таблица 7.
Характер изменения количества лейкоцитов периферической крови у животных при воспалении и на фоне введения полисахаридов Донника желтого Препарат 4 ч. 3 сут. 5 сут. 7 сут. Норма Контроль 33528 192 19878 624 19391 328 11458 259 10834,7 292,Бутадион 28345 352 25837 724 15124 2ВРПК 31878 257 25937 602 19586 124 10255 2Пектин 32627 312 19428 215 16510 205 10854 2 P < 0,Активность фагоцитоза уже на 1 день введения полисахаридов ВРПК и ПЕКТИНА соответственно на 16,8 и 18,9% выше контроля (рис. 9).
Полисахариды значительно повышают фагоцитарный индекс (на 26-31,7%).
Даже на 7 день опыта активность фагоцитоза под влиянием ВРПК на 10,3% выше нормы, а под действием ПЕКТИНА - на 15,7%.
1Физраствор+формалин ВРПК Пектин 1 сутки 3 сутки 5 сутки 7 сутки Рис. 9. Влияние полисахаридов ВРПК и ПЕКТИН на развитие фагоцитоза клеток крови при воспалении Количество РНК в клетках крови под действием полисахаридов максимально на 3 день введения и превышает контроль при действии ВРПК на 23,3%, а под влиянием ПЕКТИНА - на 26,3%. На 7 день количество РНК незначительно превышает норму в клетках подопытных животных.
Активность ферментов миелопероксидаз и оксидаз максимально возрастает при введении ВРПК на 32,5%, а под влиянием ПЕКТИНА - на 37,1% к 3-5 дню опыта, а на 7 сутки введения полисахаридов лишь незначительно превышает норму (рис. 10).
140,00% 120,00% 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% контр. 3 сутки 5 сутки 7 сутки 10 сутки Рис. 10. Изменение активности оксидаз под действием ПЕКТИНа в клетках селезенки крыс ВРПК и ПЕКТИН повышают перекисную резистентность эритроцитов уже на 3 день опыта, снижая процент гемолизированных клеток до 65,3 и 73,5% соответственно по сравнению с контролем. На 7 день процент гемолизированных клеток снижен при введении ВРПК до 43,2%, а под действием ПЕКТИНА - до 44,9% от уровня контроля.
7654321Доза - 1E-8 Доза - 1Е-6 Доза - 1Е-Контроль ВРПК Пектин Рис. 11. Антиоксидантное действие полисахаридов донника желтого Полисахариды активируют систему моноцитов-макрофагов, синтезирующих и выделяющих гликопротеины, протеогликаны и гликозаминогликаны, которые ускоряют созревание предшественников Т- и В-лимфоцитов в лимфоидных органах. Лимфоциты активируют процесс фагоцитоза, повышают активность ферментных систем фагоцитов.
Возможно, полисахариды активируют непосредственно фагоцитарную функцию моноцитов и лейкоцитов. Возрастает количество плазматических клеток селезенки и усиливается синтез ими -глобулинов, что активирует фагоцитоз. Лимфоциты стимулируют клетки крови, увеличивая уровень РНК и ферментов оксидаз и миелопероксидаз в них. Полисахариды могут активно взаимодействовать с веществами мембран клеток, повышая их перекисную резистентность и активируя ферментные системы в них. Структура полисахаридов способствует их активному взаимодействию со свободными радикалами и пероксидными молекулами, образующимися в очаге воспаления. Полисахариды проявляют при этом антиоксидантную активность, которая в большей степени выражена у ВРПК (рис. 11).
Активация фагоцитоза и синтетической активности клеток способствует уменьшению отека и восстановлению структуры тканей, нормализации состава плазмы крови и СОЭ (схема 3).
Механизм радиопротекторного действия полисахаридов Как показали наши исследования, полное или частичное облучение здоровых крыс в дозе 400 рентген вызывает заметные изменения в организме животных.
Масса тимуса у полностью облученных крыс уменьшается на 53,4%, масса селезенки на 32,3%. У крыс с одной необлученной кроветворной территорией масса тимуса уменьшается на 31,2%, масса селезенки на 7,9%.
У животных с 2 необлученными кроветворными территориями масса тимуса снижается на 19,3%, а селезенки на 10%.
Клеточность костного мозга у полностью облученных крыс уменьшается на 33,2%, у животных с необлученным хвостом на 26%, а с необлученным бедром и хвостом на 18%. Заметно уменьшается количество эритробластических островков в костном мозге. Нарушается структура и уменьшается клеточность тимуса и селезенки. Становятся заметны элементы стромы органов, сосуды, волокна, ретикулярные клетки и макрофаги. Сосуды расширены, нет четких границ между отдельными зонами органов. У полностью облученных крыс все изменения выражены сильнее.
В крови полностью облученных крыс уменьшается количество эритроцитов на 16,5%, гемоглобина на 18%, лимфоцитов на 24,3%, повышается количество лейкоцитов на 34%, моноцитов на 43%, атипичных клеток в 2,2 раза по сравнению с нормой.
У животных с сохранением от облучения одной или двух кроветворных территорий количество эритроцитов уменьшается на 8-7%, гемоглобина на 12-15%, лимфоцитов на 24-13%, численность лейкоцитов увеличивается на 35-33%, моноцитов в 1,7 и в 1,5 раза соответственно по сравнению с нормой.
Количество молекул РНК в клетках костного мозга у полностью облученных крыс снижается до 38,5%, а у частично облученных до 56,5% и 70% от уровня нормы.
Количество гликозаминогликанов и протеогликанов у полностью облученных животных составило 35,6%, у крыс с частичным облучением 53,8% и 59,4% от уровня нормы.
Введение 5 доз ПЕКТИНа полностью облученным крысам способствует увеличению массы тимуса на 30,4%, селезенки на 14,7% по сравнению с контролем (облученные животные). У частично облученных животных с необлученным хвостом и хвостом и бедром увеличивается масса тимуса на 15,8% и 17,3%, а масса селезенки на 9,8% и 9,4% по сравнению с контролем соответственно. Масса органов возрастает за счет увеличения их клеточности и частичного восстановления структуры, особенно у крыс с необлученным бедром и хвостом. Клеточность костного мозга (микрофото 8, микрофото 10) увеличивается у полностью облученных крыс на 6,9%, а у частично облученных (хвост) на 8,7% и (бедро и хвост) на 16,2% по сравнению с контролем. У животных с необлученным хвостом и, в большей степени, у крыс с необлученным хвостом и бедром увеличивается количество эритробластических островков. Это приводит к ускорению созревания и выходу в кровь эритроцитов, количество которых возрастает у полностью облученных крыс на 7,8%, а у частично облученных на 9,4% и на 16,8%. Количество гемоглобина увеличивается у полностью облученных крыс под действием ПЕКТИН на 11,6%, лимфоцитов на 9,2%. У животных с необлученным хвостом гемоглобин возрастает на 11,7%, а у крыс с необлученными бедром и хвостом на 17,8%, лимфоцитов на 14,8% и на 24,7% соответственно по сравнению с контролем. При этом количество атипичных клеток в крови крыс с необлученным бедром и хвостом в 2,2 раза ниже, чем в контроле (табл. 8).
Таблица 8.
Изменение клеточного состава крови облученных крыс под влиянием полисахарида ПЕКТИН Группа Препарат, Эритро- Гемо- Лимфо- Сегменто- Моно- Атипичживотных доза циты глобин циты ядерные циты ные лейкоциты клетки Здоровые Контроль 5,57 142,7 74,5 21,0 3,0 - животные Сохранение Пектин 5,02 135,3 74,3 23,3 3,0 3,двух 0,5 г/кг кроветворных территорий Контроль - 4,55 119,6 56,3 31,2 4,3 7,Сохранение Пектин 4,62 125,6 65,6 28,6 4,6 7,одной 0,5 г/кг кроветворной территории Контроль - 3,89 103,3 56,3 31,6 5,2 4,Полное Пектин 4,31 118,2 68,1 31,3 4,0 3,облучение 0,5 г/кг Контроль - 3,8 106,6 57,3 38,5 4,6 10, р 0,01 р 0,01 р 0,01 р 0,01 р 0,01 р 0,Под влиянием ПЕКТИНа количество РНК в клетках костного мозга возрастает при полном облучении на 15,8%, у крыс с необлученным хвостом на 16,3%, а у животных с необлученным бедром и хвостом на 21,3% по сравнению с контролем (рис. 12).
Повышение количества молекул РНК способствует увеличению синтеза гликоаминогликанов и протеогликанов, количество которых возрастает в клетках костного мозга полностью облученных крыс на 12,2%, у животных с необлученным хвостом на 15%, а у крыс с необлученным бедром и хвостом на 17% выше, чем в контроле.
Увеличение количества молекул-регуляторов гемопоэза (рис. 13) способствует увеличению количества эритробластических островков в структуре костного мозга у животных с полным облучением на 8,5%, у крыс с необлученным хвостом на 13,8%, а у животных с 2 необлученными кроветворными территориями на 18,2% по сравнению с контролем.
% 11Без полисахарида Полисахарид Здоровые крысы Полное облучение Частичное облучение Частичное облучение (хвост) (бедро и хвост) Рис. 12. Количество РНК в клетках облученных животных под действием ПЕКТИНА % 11Без полисахарида Полисахарид Здоровые крысы Полное Частичное Частичное облучение облучение облучение (хвост) (бедро и хвост) Рис. 13. Количество регуляторных молекул в клетках костного мозга облученных животных под действием ПЕКТИНА ПЕКТИН в организме частично и полностью облученных крыс вызывает повышение количества РНК в клетках стромы и макрофагах костного мозга, селезенки и тимуса, усиливает синтез этими клетками гликозаминогликанов, протеогликанов, гликопротеинов - регуляторов гемопоэза. Увеличивается количество эритробластических островков костного мозга, активируются процессы пролиферации и дифференцировки клеток лимфоидного и эритроидного рядов. Усиливается синтез элементов стромы органов, восстанавливается их структура и клеточность, масса нормализуется. У частично облученных животных процессы восстановления структуры и клеточности происходят быстрее, т. к. сохранилось большее количество колониеобразующих клеток костного мозга. В крови нормализуется количество эритроцитов и гемоглобина, лимфоцитов, снижается количество атипичных клеток и лейкоцитов. Механизм радиопротекторного действия полисахаридов Донника желтого представлен на схеме 4.
Схема 1. Механизм действия полисахаридов на здоровых животных 1) Увеличение количества лимфоцитов 1) Увеличение количества фолликулов. 1) Увеличение количества ЭО I, II, III классов.
в корковой зоне. 2) Увеличение числа лимфоцитов на границе Т- и 2) Ускорение созревания ЭО IV класса 2) Увеличение количества лимфоцитов В-зон фолликула. зрелости и инволюционирующих.
в мозговой зоне. 3) Увеличение количества АОК и плазмоцитов; 3) Увеличение количества эритроцитов и 3) Ускорение процесса увеличение в крови -глобулинов. гемоглобина в крови.
дифференцировки и выхода в кровь. 4) Увеличение количества кольцеядерных 4) Увеличение количества лимфоидных 4) Рост клеточности и массы. лейкоцитов в красной пульпе; торможение клеток, активация пролиферации.
дифференцировки. 5) Торможение дифференцировки 5) Увеличение клеток в Т-зоне фолликула. лейкоцитарных форм.
6) Рост клеточности и массы. 6) Рост клеточности.
Тимус Селезенка Костный мозг Увеличение в крови: Т- и В-лимфоцитов, эритроцитов и гемоглобина, - и 2-макроглобулинов, уменьшение лейкоцитов.
Моноциты Гликозаминогликаны Клетки стромы Гликозаминогликаны ВРПК РНК РНК Протеогликаны и макрофаги Протеогликаны Макрофаги Пектин Гликопротеины органов Гликопротеины Синтез ферментов Активация Активация обмена фагоцитоза веществ Повышение антиоксидантной резистентности Рост массы тела и органов Активация Активация физической Na+/K+АТФазы работоспособности Схема № 2. Механизм антианемической активности полисахаридов 1) Увеличение количества клеток в 1) Увеличение количества фолликулов. 1) Увеличение количества ЭО I, II, III классов.
корковой и мозговой зонах. 2) Увеличение числа лимфоцитов на границе Т- и 2) Ускорение дифференцировки и созревания 2) Ускорение созревания и выхода в В-зон фолликула. предшественников эритроцитов ЭО IV класса кровь Т-лимфоцитов. 3) Увеличение количества АОК и плазмоцитов, зрелости и инволюционирующих.
синтез -глобулинов. 3) Выход эритроцитов в кровь.
4) Увеличение количества кольцеядерных 4) Активация пролиферации и лейкоцитов в красной пульпе. дифференцировки лимфоцитов.
5) Увеличение массы и клеточности. 5) Увеличение клеточности.
Тимус Селезенка Костный мозг Моноциты Гликозаминогликаны Клетки стромы Гликозаминогликаны ВРПК РНК РНК Протеогликаны и макрофаги Протеогликаны Макрофаги Пектин Гликопротеины органов Гликопротеины Синтез белков Синтез ферментов плазмы Повышение уровня обмена веществ Увеличение в крови: 1) эритроцитов и гемоглобина;
2) лимфоцитов;
3) лейкоцитов;
4) нормализация состава плазмы.
Схема № 3. Механизм противовоспалительной активности полисахаридов 1) Увеличение количества клеток в 1) Увеличение количества фолликулов. 1) Пролиферация и дифференцировка корковой и мозговой зонах. 2) Увеличение числа Т- и В-лимфоцитов на эритроцитов и разных форм ЭО.
2) Выход в кровь Т-лимфоцитов. границе зон фолликула. 2) Пролиферация и дифференцировка 3) Увеличение количества АОК и плазмоцитов, лимфоцитов, активация лимфопоэза.
синтез -глобулинов. 3) Угнетение лейкопоэза.
4) Торможение лейкопоэза.
5) Выход в кровь Т- и В-лимфоцитов.
Тимус Селезенка Костный мозг Моноциты Гликозаминогликаны Клетки стромы Гликозаминогликаны ВРПК РНК РНК Протеогликаны и макрофаги Протеогликаны Макрофаги Пектин Гликопротеины органов Гликопротеины Синтез ферментов Активация Активация обмена веществ и фагоцитоза синтез волокон и молекул межклеточного вещества Антиоксидантная ПОЛ активность Схема № 4. Механизм радиопротекторного действия полисахаридов 1) Увеличение клеточности в корковой 1) Увеличение клеточности. 1) Активация пролиферации красного и и в мозговой зоне. 2) Увеличение количества лимфоидных белого ростков крови (особенно у частично 2) Ускорение созревания лимфоцитов. фолликулов. облученных крыс).
3) Нормализация структуры. 3) Повышение количества клеток в красной и 2) Увеличение количества ЭО.
4) Повышение массы. белой пульпе. 3) Ускорение созревания клеток 4) Увеличение массы органа. предшественников.
5) Нормализация структуры. 4) Увеличение клеточности.
5) Нормализация структуры.
У частично облученных крыс восстановление клеточности и структуры происходит быстрее и выражено в большей степени из-за сохранения в необлученной части стволовых клеток и их потомков.
Тимус Селезенка Костный мозг В крови: нормализуется клеточный состав, увеличивается количество эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, лимфоцитов, снижается количество атипичных клеток.
Моноциты Гликозаминогликаны Клетки стромы Гликозаминогликаны ВРПК РНК РНК Протеогликаны и макрофаги Протеогликаны Макрофаги Пектин Гликопротеины органов Гликопротеины Активация Повышение синтеза обмена веществ ферментов Восстановление структуры органов Активация Синтез волокон и молекул фагоцитоза стромы и межклеточного вещества Выводы 1. Полисахариды Донника желтого ВРПК и ПЕКТИН повышают общую неспецифическую резистентность организма, стимулируя активность АТФ-азы и уровень обмена веществ, вызывают увеличение мышечной массы животного и, тем самым, улучшают общее состояние животных и повышают их физическую работоспособность.
2. Полисахариды ВРПК и ПЕКТИН, увеличивая синтез РНК в клетках, стимулируют гемопоэз, увеличивая в периферической крови количество моноцитов (в 2,2-2,6 раза), лимфоцитов (на 11,6-21,5%) эритроцитов (на 26-32%) уровень гемоглобина (на 32-38%), а2-макроглобулинов (на 22-25%), активность ферментных систем клеток крови и фагоцитоз.
3. Полисахариды ВРПК и ПЕКТИН, оказывают влияние на структуру костного мозга, селезенки и тимуса, повышая синтетическую активность в клетках стромы, что сопровождается увеличением их массы на 27-31% и 48-55%, соответственно.
Х Увеличение массы костного мозга сопровождается увеличением в 1,5 раза его клеточности (количества эритробластических островков 1-2 класса зрелости, клеток лимфоидного ряда, кольцеядерных лейкоцитов, мегакариоцитов);
Х Увеличение массы селезенки сопровождается увеличением на 37-43% ее клеточности (количества лимфоидных фолликулов - первичных вторичных и Т-лимфоцитов в структуре белой пульпы, плазматических клеток и розеток, состоящих из центрального макрофага и лимфоцитов, клеток эритроидного ряда, кольцеядерных лейкоцитов в области красной пульпы);
Х Увеличение массы тимуса сопровождается увеличением на 45-54% клеточности корковой зоны и на 33-36% мозговой зоны.
4. Под влиянием полисахарида ВРПК меняются суточные и сезонные биоритмы, что проявляется изменением эритропоэза и массы иммуннокомпетентных органов.
5. Полисахариды ВРПК и ПЕКТИН, оказывают выраженную антианемическую активность при экспериментальной анемии, увеличивая количество РНК в клетках кроветворных органов и усиливая синтез молекул гликозоаминогликанов и протеогликанов, что приводит к увеличению клеточности костного мозга, количества эритробластических островков, ускорению созревания клеток эритроидного и лимфоидного ряда, и нормализации клеточного состава крови.
6. Полисахариды ВРПК и ПЕКТИН, обладают выраженным противовоспалительным действием, ускоряя синтез и выделение макрофагов и моноцитов и увеличивая их функциональную активность, что способствует усилению фагоцитоза, снижению проницаемости сосудистой стенки и нормализации на 7-8 сутки введения объема воспаленной конечности, СОЭ и количества лейкоцитов в крови.
7. ПЕКТИН обладает радиопротекторным действием на организм полностью или частично облученных животных, усиливая функциональную активность клеток моноцитарно-макрофагальной системы и клеток стром костного мозга и селезенки, повышая уровень РНК на 15,8-21%, гликозаминогликанов и протеогликанов в макрофагах и клетках стромы костного мозга на 13,3-16,1%. Под влиянием ПЕКТИНА количество эритробластических островков в костном мозге облученных животных возрастает на 8,5-17%, активируются процессы эритропоэза и лимфопоэза, что способствует восстановлению структуры органов и нормализации состава крови.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Данные о механизмах действия полисахаридов Донника на системы организма в норме и при различных видах патологии можно использовать в курсе лекций по нормальной и патологической физиологии, биохимии и биоорганической химии.
ВРПК и ПЕКТИН можно использовать как основу для создания биологически активных добавок и лекарственных форм в ветеринарии и медицине.
Возможно создание на основе полисахаридов Донника лекарственных препаратов, стимулирующих процессы кроветворения и иммуногенеза после проведения соответствующих клинических исследований.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Сычев И. А., Подобуев Г. А. Полисахариды донника / Сб. научных трудов по животноводству. - Рязань: РСХИ, 1995. - С. 41-42.
2. Сычев И. А., Подобуев Г. А. Выделение водорастворимых полисахаридов из растений семейства бобовых / Сб. научных трудов по животноводству. - Рязань: РСХИ, 1995. - С. 43-44.
3. Сычев И. А., Подколзин А. А., Донцов В. И., Кобелева Г. Ю., Харченко О. Н. Иммуннокоррегирующее, антианемическое и адаптогенное действие полисахаридов из донника лекарственного // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1996. - № 6. - С. 661-663.
4. Сычев И. А., Колосова Т. Ю. Экспериментальное выделение биологически активных полисахаридов из экологически чистых растений донника желтого / Материалы межрегиональной научно-практической конференции Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения. - Рязань, 2000. - С. 202-204.
5. Сычев И. А., Донцов И. А., Колосова Т. Ю. Экспериментальное изучение антиоксидантной активности полисахаридов донника желтого и их действия на Na+,K+-АТФазу / Материалы межрегиональной научнопрактической конференции Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения. - Рязань, 2000. - С. 204-207.
6. Сычев И. А., Смирнов В. М., Колосова Т. Ю.
Фагоцитозстимулирующие действие полисахаридов донника желтого // Биохимия на рубеже XXI века: Межрегиональный сборник научных трудов. - Рязань: РГМУ, 2000. - С. 505-509.
7. Сычев И. А., Колосова Т. Ю., Родина Е. В., Денисова З. И.
Динамика изменений биохимических показателей крови животных под действием полисахаридов донника желтого // Материалы межрегиональной научно-практической конференции Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения. - Рязань: РГМУ, 2001. - С. 217-218.
8. Сычев И. А., Колосова Т. Ю., Родина Е. В., Денисова З. И. Изучение действия полисахаридов донника желтого на клеточный состав белой крови крыс // Материалы межрегиональной научно-практической конференции Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения. - Рязань:
РГМУ, 2001. - С. 218-219.
9. Сычев И. А., Смирнов В. М., Колосова Т. Ю. Изучение противовоспалительного действия полисахаридов донника желтого // Российский медико-биологический вестник им. академика И. П. Павлова. - Рязань: РГМУ, 2002. - № 3-4. - С. 71-76.
10. Сычев И. А., Смирнов В. М. Фагоцитозстимулирующее действие полисахаридов донника желтого // Российский медико-биологический вестник им. академика И. П. Павлова. - Рязань: РГМУ, 2003. - № 1-2. - С. 58-63.
11. Сычев И. А., Смирнов В. М. Состояние селезенки крыс при действии полисахаридов донника желтого (пектина) // Вестник Российского государственного медицинского университета. - 2004. - № 6(37). - С. 85-95.
12. Сычев И. А. Влияние полисахарида донника желтого пектин на некоторые свойства иммунной системы животных // Российский медикобиологический вестник им. академика И. П. Павлова. - Рязань: РГМУ, 2004.
Ц № 1-2. - С. 75-82.
13. Сычев И. А. Влияние полисахарида донника желтого ВРПК на некоторые свойства иммунной системы животных // Российский медикобиологический вестник им. академика И. П. Павлова. - Рязань: РГМУ, 2004.
Ц № 3-4. - С. 71-78.
14. Сычев И. А., Порядин Г. В., Смирнов В. М. Действие полисахаридов на систему крови крыс // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2006. - № 5. - С. 530-533.
15. Сычев И. А., Смирнов В. М., Колосова Т. Ю. Действие полисахаридов донника желтого на систему крови облученных животных // Российский медико-биологический вестник им. академика И. П. Павлова. - Рязань: РГМУ, 2006. - № 1. - С. 51-55.
16. Сычев И. А., Смирнов В. М., Порядин Г. В. Действие полисахаридов донника желтого на систему кроветворения в норме и при патологии // Российский медико-биологический вестник им. академика И. П. Павлова. - Рязань: РГМУ, 2006. - № 4. - С. 71-78.
17. Сычев И. А., Смирнов В. М., Порядин Г. В., Колосова Т. Ю.
Влияние полисахаридов донника желтого на мембраны эритроцитов при перекисном окислении // Российский медико-биологический вестник им. академика И. П. Павлова. - Рязань: РГМУ, 2006. - № 3-4. - С. 71-78.
18. Сычев И. А., Порядин Г. В., Смирнов В. М. Механизм повышения неспецифической резистентности организма под действием полисахаридов Донника желтого: Монография / Ряз. обл. ин-т развития образования. - Рязань, 2006. - 144 с.
19. Сычев И. А., Порядин Г. В., Смирнов В. М. Способ получения полисахаридов. Патент на изобретение № 2296132 / Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 27.03.2007 г.
20. Сычев И. А., Смирнов В. М., Порядин Г. В. Полисахариды донника желтого: Монография / Ряз. обл. ин-т развития образования. - Рязань, 2007. - 124 с.
21. Сычев И. А., Смирнов В. М., Порядин Г. В. Механизм действия полисахаридов донника желтого на здоровых животных // Вестник Российского государственного медицинского университета. - 2007. - № 3 (56). - С. 55-60.
22. Сычев И. А., Смирнов В. М., Порядин Г. В. Механизм радиопротекторного действия полисахарида донника желтого - пектина // Вестник Российского государственного медицинского университета. - 2008. - № 1 (60). - С. 49-53.
23. Сычев И. А. Механизм противовоспалительного действия полисахаридов донника желтого // Российский медико-биологический вестник им. академика И. П. Павлова. - Рязань: РГМУ, 2008. - № 2. - С. 61-64.
24. Сычев И. А. Действие полисахаридов на процессы кроветворения в норме и при различных видах патологии: Монография / Ряз. обл. ин-т развития образования. - Рязань, 2008. - 82 с.
ВРПК и ПЕКТИН получали из растений донника желтого по оригинальной методике. Полисахариды повышают общую резистентность организма животных. Механизм действия препаратов при введении в организм заключается в активации клеток макрофагально-моноцитарной системы, которые синтезируют и выделяют протеогликаны, гликопротеины, гликозаминогликаны - стимуляторы эритропоэза и лимфопоэза.
Полисахариды увеличивают количество эритробластических островков костного мозга, а в структуре селезенки становится больше лимфатических фолликулов, возрастает численность клеток в Т-зоне и в области контакта Т- и В-зон фолликулов, повышается ферментативная активность оксидаз, АТФазы, активируется фагоцитоз. Под влиянием ВРПК и ПЕКТИНА в крови изменяется количество Т- и В-лимфоцитов, возрастает численность эритроцитов и гемоглобина, 2- и -макроглобулинов. Полисахариды стимулируют процессы синтеза молекул и волокон, нормализуют структуру костного мозга и селезенки при различных видах облучения, количество клеток крови при анемии, структуру воспаленной конечности.
WDPC and Pectin were extracted from the Melilotus off. plants.
Polysaccharides raise the resistance of animal organisms. The mechanism of preparations action consists of the activation of monocytes and macrophages functions. The cells secrete the molecules - stimulators of hemopoiesis. The number of erythroblastic islands raises in bone marrow. And the number of lymphatic follicles and T and B lymphocytes raises in the spleen structure. WDPC and Pectin stimulate the ferment-system activity and phagocytosis.
Polysaccharides change the number of T- and B- blood lymphocytes, erythrocytes and hemoglobin, 2- and -macroglobulins and activate the immune system.
Polysaccharides intensify the processes of synthesis, normalize the structure of bone marrow and spleen during the irradiations processes. Polysaccharides raise the number of blood-cells in the animal organisms with anemia. Polysaccharides normalize also structure of inflammatory limbs.
Подписано в печать ___________. Формат 60х84 1/16.
Объем 2,09 усл.-печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № ____. Бесплатно.
Издательство Рязанского областного института развития образования.
390023, г. Рязань, ул. Урицкого, д. 2а.
Отпечатано в научно-методическом отделе Рязанского областного института развития образования.
390023, г. Рязань, ул. Урицкого, д. 2а.