Состояние периферической крови и костного мозга при аллоксановом сахарном диабете у крыс

The state of peripheral blood and bone marrow with alloxan diabetes in rats

Ilya Shadrin

student, Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Russia, Yekaterinburg

Svetlana Brilliant

scientific director, Junio Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburgr Researcher

Viktor Emelyanov

scientific director, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Russia, Yekaterinburg

Аннотация. В ходе исследования моделировали сахарный диабет у крыс с последующим изучением параметров периферической крови и костного мозга. Были выявлены изменения в лейкоцитарной и эритроцитарной фракциях периферической крови, а также изменения в эритроцитарном ростке гемопоэза костного мозга.

Abstract. In the course of the study, diabetes was modeled in rats, followed by a study of the parameters of peripheral blood and bone marrow. Changes in the leukocyte and erythrocyte fractions of peripheral blood were detected, as well as changes in the erythrocyte germ of the bone marrow hematopoiesis.

Ключевые слова: сахарный диабет, аллоксан, костный мозг.

Keywords: diabetes, alloxan, bone marrow.

Введение.

В Глобальном докладе по диабету ВОЗ подчеркивает огромные масштабы проблемы сахарного диабета (СД): глобальная распространенность диабета среди людей старше 18 лет возросла с 4,7% в 1980 г. до 8,5% в 2014 году [1]. СД приводит к различным сосудистым и нейропатическим осложнениям, становясь причиной ранней инвалидизации и летальности. При СД велик риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, слепоты, а также смерти от уремии [2].

Комплекс метаболических нарушений при СД приводит к патологическим изменениям состояния клеток периферической крови. Повышение концентрации свободных радикалов и усиление перекисного окисления липидов дестабилизирует клеточные мембраны эритроцита [2]. Так, неферментативное гликирование гемоглобина и белков мембраны эритроцита приводит к появлению аномальных форм эритроцитов, а также снижает устойчивость и деформируемость клеток, увеличивает их хрупкость, изменяет агрегацию [3, 4, 5]. Форма эритроцитов при хронической гипергликемии зависит от степени ее компенсации. Морфологические нарушения эритроцитов наблюдаются при обоих типах сахарного диабета, а продолжительность их циркуляции уменьшается более чем на 13%. Нарушения состояния эритроцитов более выражены при декомпенсации СД, что ведет к количественным и качественным нарушениям периферического звена эритрона [6].

Однако установлено, что инсулин стимулирует образование эритроидных колоний независимо от наличия эритропоэтина. Повышение уровня инсулина при инсулинорезистентности приводит к усилению эритропоэза, что сопровождается увеличением в крови количества ретикулоцитов и выбросом в кровоток молодых эритроцитов [7].

Таким образом, учитывая разнонаправленные процессы, происходящие в системе крови при СД, представляет интерес оценить их в условиях экспериментального моделирования данной патологии.

Методика эксперимента

Эксперимент проводили на 10 крысах-самцах линии Wistar. СД моделировали внутрибрюшинным введением раствора аллоксана, разделенном на 3 дозы, в суммарном количестве 170 мг/кг массы животного. Животных выводили из эксперимента через 30 дней. Анализ периферической крови производили с помощью гематологического анализатора Celly 70 фирмы Biocode-Hycel France S.A.  Исследовали костный мозг, полученный из диафиза бедренной кости крыс. Костный мозг из одной бедренной кости гомогенизировали в капле физиологического раствора, после чего делали мазок. Высушенные мазки фиксировались раствором этилового спирта и окрашивались красителем Романовского-Гимза. После окраски дифференцировали форменные элементы в мазках костного мозга (500 миелокариоцитов в каждом препарате). Статистическая обработка данных проводилась при помощи программ «Microsoft Excel» и «STATISTICA 8.0» непараметрическим критерием Манна-Уитни.

Результаты и их обсуждение

Результаты анализа периферической крови при моделировании сахарного диабета первого типа представлены в таблице 1.

В крови животных через 1 месяц после начала эксперимента выявлено статистически значимое увеличение общего количества лейкоцитов. При этом уменьшается количество агранулоцитов, следствием чего является рост доли гранулоцитов.

Таблица 1

Показатели периферической крови крыс при аллоксановом сахарном диабете

Примечание: * -  статистически значимые отличия от группы интактных животных (p < 0,05).

Изменения эритроидного ростка затрагивают все параметры, кроме количества гемоглобина в эритроците. Наблюдалось угнетение эритропоэза: уменьшалось количество эритроцитов, содержание гемоглобина и гематокрит. Кроме уменьшения количества эритроцитов, уменьшается и их средний размер, а также увеличивается показатель анизоциоза, что при отсутствии изменений в количестве гемоглобина в эритроците приводит к увеличению концентрации гемоглобина в эритроците.

Анализ миелограммы после индуцирования аллоксанового СД не показал заметных различий с костным мозгом интактных животных. Отмечено увеличение числа ранних предшественников эритроцитов при сохранении уровня более поздних форм на уровне интактных животных, что указывает на активацию эритропоэза, а также на нарушение механизма дифференцировки клеточных элементов, снижающее количество клеток эритроидного ростка на более поздних этапах развития. Изменения лейкопоэза выражались в снижении количества клеток лимфоидного ростка при усилении моноцитопоэза, что может указывать на угнетение активности или снижение количества лимфоидных клеток-предшественниц.

Таблица 2

Миелограмма крыс при аллоксановом сахарном диабете  (млн/100 г массы тела)

Примечание: * -  статистически значимые отличия от группы интактных животных (p < 0,05).

Выводы

1. При моделировании СД через 1 месяц после введения аллоксана  у крыс наблюдается реакция лейкоцитарного ростка кроветворения в виде увеличения общего количества лейкоцитов в периферической крови, а также сдвиге лейкоцитарной формулы в сторону гранулоцитов.
2. Моделирование аллоксанового СД у крыс приводит к уменьшению количества и объёма эритроцитов в периферической крови, при увеличении концентрации гемоглобина в них, а в костном мозге, напротив, наблюдается усиление эритропоэза.