В условиях пребывания в барокамере прослеживается действие на организм ряда факторов - понижение парциального давления кислорода [1,2], барометрического давления, растворимости газов, в частности, азота. Также имеет значение адаптивное влияние на организм гипоксической гипоксии [3,4]. Показатели крови при пребывании организма в барокамере в разреженной атмосферной среде широко применяются на практике и с диагностической целью [5,6].
В данной работе целью ставилось определение морфометрических изменений в ретикулоцитах периферической крови кроликов в условиях острой барокамерной гипоксии для установления особенностей конечной стадии дифференциации эритроцитов.
Материал и методы исследования
Материалом исследования в данной работе явились ретикулоциты периферической крови кроликов в условиях пребывания в барокамере при разряжении воздуха, соответствующей 5-7 км высоты. Экспозиция действия барокамерной гипоксии на организм составляла 24 час. Регистрация морфометрических параметров ретикулоцитов производилась в исходном состоянии, через 3,7,12,24 час. действия острой барометрической гипоксии, а также на 1,2,3,4,5 сутки после опыта.
Параллельно вычисляли «ретикулярный индекс» (IR), который равнялся:
ретикулоциты (%) х гематокрит (ЕД),
45 х 1,85
где 45 - условно взятый за норму показатель гематокрита, 1,85- количество суток, необходимых для поступления новых ретикулоцитов в кровь. Индекс < 2 - отражает гипопролиферативный процесс, если индекс > 2, то - гиперпролиферативный процесс эритроцитопоэза.
Средняя толщина ретикулоцитов определялась по формуле: Т= V/πr2, где Т - средняя толщина, V - средний объем, πr2 – средняя площадь, r - средний радиус ретикулоцитов.
Показатель планоцитоза определялся по формуле СДЭ/Т, где СДЭ - средний диаметр ретикулоцитов, Т - средняя толщина ретикулоцитов [7].
Установление статистической достоверности различий количественных показателей проводилось параметрически по t-критерию Стьюдента по программе М. Exell «Cтатистика».
Результаты исследования и их обсуждение
В процессе работы изучались размеры ретикулоцитов. При этом определялся диаметр ретикулоцитов с последующим составлением сводной ретикулоцитограммы. Все ретикулоциты, по аналогии с эритроцитами, были разбиты в зависимости от размеров на три группы.
- Первая группа объединяла ретикулоциты с диаметрами от 6,4 мк до 7,4 мк (средние).
- Вторая группа включала ретикулоциты с диаметрами от 5,4 мк до 6,3 мк (мелкие).
- Третью группу составляли ретикулоциты с диаметрами от 7,5 мк до 8,8 мк (крупные).
Сводная ретикулоцитограмма, выведенная из данных исследований контрольных животных перед экспериментом, характеризовалась наличием 91,8% «средних», 6,4% «мелких» и 1,8% «крупных» ретикулоцитов (табл. 1).
Таблица 1
Сводная ретикулоцитограмма
|
Сроки опытов |
Ретикулоциты от 6,4 до 7,4 мк. |
Ретикулоциты от 5,4 до 6,3 мк. |
Ретикулоциты от 7,5 до 8,8 мк. |
Анизоцитоз (в мк) |
Средний диаметр (в мк) |
|
Исходный уровень |
91,8±0,7 |
6,4±0,35 |
1,8±0,1 |
3,1±0,16 |
6,8±0,4 |
|
Через 3 часа пребывания в барокамере |
91,5±0,75 |
5,1±0,29* |
3,4±0,08* |
3,3±0,15* |
6,9±0,38 |
|
Через 7 часов пребывания в барокамере |
88,0±0,65* |
4,9±0,24* |
7,1±0,15* |
3,5±0,17* |
8,1±0,15* |
|
Через 12 часов пребывания в барокамере |
74,3±0,63* |
3,8±0,26* |
21,9±0,2* |
3,6±0,15* |
8,2±0,41* |
|
Через 24 часа пребывания в камере |
81,2±0,57* |
3,7±0,27* |
15,1±0,1* |
3,7±0,18* |
8,4±0,51* |
|
На 1 сутки после опыта |
82,8±0,57* |
3,9±0,28* |
13,3±0,16* |
3,6±0,14* |
7,9±0,39* |
|
На 2 сутки после опыта |
82,0±0,78* |
6,3±0,35* |
8,7±0,3* |
3,4±0,16* |
7,6±0,42* |
|
На 3 сутки после опыта |
86,8±0,69* |
5,8±0,31* |
7,4±0,3* |
3,3±0,15 |
7,4±0,31 |
|
На 4 сутки после опыта |
88,9±0,71* |
7,3±0,33 |
3,8±0,25* |
3,2±0,16 |
7,1±0,42 |
|
На 5 сутки после опыта |
91,9±0,73 |
6,9±0,34 |
1,7±0,1 |
3,2±0,14 |
6,9±0,38 |
Примечание: %; M±m; *- символ математической значимости: P<0,05 ; n-10). Сопоставление производилось с исходным уровнем
Сводный средний диаметр ретикулоцитов составлял 6,8 мк. Степень наблюдаемого при этом анизоцитоза соответствовала 3,1 мк.
В условиях эксперимента наблюдалось увеличение показателей размеров ретикулоцитов. Постепенно, по мере действия гипоксии, увеличивался средний диаметр, повышалось количество «крупных» и соответственно несколько понизилось число «мелких» и «средних» ретикулоцитов. Диапазон вариации диаметра ретикулоцитов в условиях опыта и в послеопытный период также статистически значимо повышался.
Сводная ретикулоцитограмма, выведенная после 3-часового пребывания животных в условиях кислородной недостаточности, показывала, что средний диаметр ретикулоцитов, незначительно повышаясь, по сравнению с нормой, достигал 6,9 мк. Процентное содержание «средних» ретикулоцитов почти не изменялось (91,5%). Относительное количество «мелких» несколько понижалось (5,1%), а «крупных», наоборот, повышалось (3,4%). Степень анизоцитоза в это время оказывалась несколько более выраженной (3,3 мк) (табл. 1).
Через 7 часов от начала воздействия гипоксии средний диаметр ретикулоцитов испытывал дальнейшее повышение (8,1 мк). Количество «средних» и «мелких» ретикулоцитов, продолжая уменьшаться, достигло соответственно 88,0% и 4,9%. Одновременно значительно повышалось относительной число «крупных» (7,1%). Диапазон вариации диаметров ретикулоцитов, незначительно повышаясь, по сравнению с предыдущим сроком, равнялся 3,5 мк. Наблюдаемые в этот срок изменения носили математически значимый характер.
После 12-часового пребывания животных в камере размеры ретикулоцитов еще более увеличивались. Средний диаметр составлял 8,2 мк. Процентное содержание «крупных» ретикулоцитов повышалось (21,9%), а «средних» и «мелких» понижалось (74,3% и 3,8%). Анизоцитоз был несколько более выраженный по сравнению с предыдущим сроком (3,6 мк).
К концу пребывания животных в условиях кислородной недостаточности средний диаметр ретикулоцитов равнялся 8,4 мк. «Крупных» стало 15,1%, а «средние» и «мелкие» составляли соответственно – 81,29, 3,7%. Диапазон вариации диаметров ретикулоцитов равнялся 3,7 мк. Наблюдаемые в эти сроки изменения в условиях гипоксии носили математически значимый характер.
Постэкспериментальный период характеризовался постепенным, более или менее равномерным, возвращением описанных показателей ретикулоцитов в исходные величины. На пятые сутки послеопытного периода степень выраженности среднего диаметра, процентное содержание «средних», «крупных» и «мелких» ретикулоцитов, а также диапазон наблюдаемого анизоцитоза были близкими к исходным уровням.
Чтобы графически выразить изменения размеров ретикулоцитов в условиях гипоксии, были составлены ретикулоцитометрические кривые по аналогии эритроцитометрическим кривым Прейс-Джонса в условиях нормы и эксперимента. Указанные кривые по характеру являются сводными и составлялись исходя из диаметров 2000 ретикулоцитов.
Ретикулоцитометрическая кривая в норме характеризовалась крутым подъемом «пика» и относительно более постепенным ее спадом. Склоны кривой в отличие от эритроцитометрической кривой Прайс-Джонса выделялись наличием многоступенчетости и множества «зубцов», которые образовывали небольшие дополнительные «пики». Вершина кривой соответствовала по вертикали 240, по горизонтали – 7 мк. Основание ретикулоцитометрической кривой занимало промежуток от 6,3 мк по 9,6 мк. Судя по этой кривой, можно было полагать, что приблизительно средний диаметр ретикулоцитов в норме равнялся 7 мк, так как вершина кривой соответствовала по горизонтали 7 мк, а степень анизоцитоза, учитывая ширину основания кривой, составляла примерно 3,25 мк. Наличие множества «зубцов» по склонам кривой, видимо, отражало разнообразие количества ретикулоцитов, составляющих отдельные по своим размерам группы (рис.1).
В частности, ретикулоцитометрическая кривая, составленная после 24-часового пребывания при гипоксии, имела ряд отличий от таковой в норме. В условиях эксперимента происходил «сдвиг» вершины кривой вправо, вследствие чего она соответствовала по горизонтали 9 мк. Одновременно отмечалось расширение основания кривой, и оно уже занимало промежуток от 6,3 мк по 11,0 мк. Склоны кривой были «многоступенчатыми», со множеством зубцов. Левое колено кривой по сравнению с нормой располагалось значительно выше. Эти изменения в ретикулоцитометричекой кривой указывали на увеличение среднего диаметра ретикулоцитов и диапазона вариации их размеров в условиях гипоксии (рис.2).
Рис.1. Ретикулоцитометрическая кривая Прайс-Джонса в исходном уровне: По горизонтали (абцисс) диаметры ретикулоцитов (микрон). По вертикали (ординат) количество ретикулоцитов (%).
Рис.2. Ретикулоцитометрическая кривая Прайс-Джонса через 24 часа По горизонтали (абцисс) диаметры ретикулоцитов (микрон). По вертикали (ординат) количество ретикулоцитов (%).
Таблица 2
Сводные морфометрические данные ретикулоцитов периферической крови
|
Сроки опытов |
Средний обьем (в мк3) |
Средний радиус (мк) |
Средняя площадь (мк2) |
Средняя толшина (мк) |
Отношение диаметра к толшине |
Функц. эффективность |
|
Исходный уровень |
62,9±1,1 |
3,4±0,2 |
36,3±0,8 |
1,73±0,05 |
3,9>3,6 |
планоцитоз |
|
Через 3 часа пребывания в барокамере |
60,13±1,2* |
3,3±0,18 |
34,2±0,7 |
1,76±0,06 |
3,9>3,6 |
планоцитоз |
|
После 7 часов пребывания в барокамере |
62,8±2,3 |
4,05±0,08 |
51,5±1,2* |
1,21±0,03* |
6,4>3,6 |
планоцитоз |
|
После 12 часов пребывания в барокамере |
66,4±2,4* |
4,1±0,21* |
52,8±1,1* |
1,26±0,04* |
6,5>3,6 |
планоцитоз |
|
Через 24 часа пребывания в барокамере |
69,5±2,5* |
4,2±0,25* |
55,4±1,3* |
1,25±0,03* |
6,7>3,6 |
планоцитоз |
|
На 1 сутки после опыта |
70,6±2,4* |
3,9±0,2* |
47,8±1,1* |
1.47±0,04* |
5,3>3,6 |
планоцитоз |
|
На 2 сутки после опыта |
74,9±3,1* |
3,8±0,21* |
45,3±1,2* |
1,65±0,06* |
4,6>3,6 |
планоцитоз |
|
На 3 сутки после опыта |
73,5±2,9* |
3,7±0,15* |
42,9±0,9* |
1,71±0,07 |
4,3>3,6 |
планоцитоз |
|
На 4 сутки после опыта |
69,9±2,2* |
3,6±0,22* |
40,7±0,9* |
1,72±0,06 |
4,1>3,6 |
планоцитоз |
|
На 5 сутки после опыта |
68,4±2,3* |
3,9±0,19* |
47,7±1,3* |
1,43±0,04* |
4,8>3,6 |
планоцитоз |
Примечание: M±m* - символ значимости: P<0,05. Индекс состояния планоцитоза >3,6. n-10). Сопоставление с исходным уровнем.
Параллельно был вычислен ретикулоцитарный индекс. Так, в исходном состоянии данный показатель равнялся 1,066 ед., который указывал на гипорегенеративный процесс. Через 1 сутки после опыта ретикулоцитарный индекс соответствовал 2,3 ед, что отражало активизацию эритроцитопоэза.
Одновременно были изучены и другие ретикулоцитарные параметры (табл. 2).
Заключение
Изучение морфометрических показателей ретикулоцитов предпринималось для установления закономерностей процесса дифференциации в конечном этапе эритроцитопоэза в сравнительном аспекте, то есть в интактном состоянии и в условиях острой гипоксической гипоксии. В исходном состоянии совокупность морфометрических показателей в целом отражала положительное функциональное состояние ретикулоцитов периферической крови, несмотря на гипорегенеративный уровень эритроцитопоэза.
В условиях пребывания животных в барокамере наблюдалось статистически значимые сдвиги со стороны морфометрической характеристики ретикулоцитов крови, которые в целом указывали на гиперегенеративный характер эритроцитопоэза.
Так, значимые сдвиги в числовых значениях обьема ретикулоцитов в сторону повышения начались через 12 часов действия гипоксии и продолжались в течение всего наблюдаемого послеопытного периода. Аналогичная картина отмечалась и со стороны среднего радиуса ретикулоцитов. Математически значимое повышение средней площади функционирующей поверхности определялось уже через 7 часов гипоксии и сохранилось весь послеопытный период. Достоверное снижение средней толщины ретикулоцитов наблюдалось уже через 7 часов пребывания животных в камере и продолжалось в течение 3 суток послеопытного периода.
В целом во всех сроках наблюдения во время пребывания животных в барокамере, а также и в послеопытный период морфометрические показатели ретикулоцитов отражали состояние планоцитоза.
Планоцитоз в системе красной крови отражает позитивный адаптивный признак, который увеличивает функционирующую поверхность эритроцитов, способствует к снижению вязкости крови и к повышению ее текучести, к уменьшению величины СОЭ, а также является позитивным сдвигом в реологических свойствах циркулирующей крови.